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    什麼是仿生學?“仿生學” 是一門跨領域的科學,涵蓋生物、材料、工程、醫學、機械、農業等多個領域,將來源於自然界的靈感轉化為人類社會可以利用的不同產品及解決方案。仿生科技的先驅是大家熟悉的科學家及藝術家達芬奇,他透過研究鳥類設計出最早的飛行器模型。

    動物界的啟發:從象鼻到仿生機械臂的研究

    一條長長的木頭製作的象鼻,觀眾只要拉動繩子,就可以瞭解到象鼻運動時肌肉活動的方式。大象鼻子末端能直接接觸地面、摘取喜愛的果實枝葉,精準地把食物送入口中,宛如靈活精巧的手。

    象鼻沒有任何骨頭或軟骨,如何靈活轉動並起到“手”的作用呢?原來,象鼻由15萬條肌肉束構成,末端還有豐富的微血管和敏感的神經,像人的手指般具備觸感,更有類似雷達的功能,可偵測外界環境訊號傳回大腦。

    根據象鼻得來的靈感,德國一家科技公司與歐洲最大科學應用研究機構,共同開發出一款仿生機械手臂,能自由彎曲、拿東西,輕巧、靈活且準確性高。

    此外,大象叫聲的傳播方式也引起了科學家們的注意。史丹佛大學醫學院的研究人員在研究大象的叫聲時還發現,大象的叫聲是由兩個不同的聲音組成的,一個是透過空氣傳送,另一個像地震波一樣,是從地面傳送。

    值得一提的是,大象跺腳所產生的震波能傳到32公里外,大象可以藉此震波有效溝通,此研究可能促成助聽器設計上的突破。

    植物界的靈感:從豬籠草到奈米材料的開發

    蓮葉之所以能“出淤泥不染”,是因為葉表有奈米大小的細微突起,落在蓮葉上的雨水會因表面張力的作用形成水珠,葉上水珠與葉面接觸面積很小,只要稍微傾斜,水珠就會滾離葉面,把灰塵汙泥的顆粒一起帶走,達到自我潔淨效果。

    據介紹,“蓮葉效應”是1997年由德國波昂大學植物學家巴斯洛得發現的,這種疏水性及自動清潔的特性,已啟發科學家研發出許多材料及商品,包括塗料、屋瓦、紡織品等,可保持物體表面的乾燥與清潔。

    豬籠草的捕食器具溝槽狀結構,表面佈滿奈米顆粒,可將一層薄薄的水固定在適當位置,形成完美而平滑的水膜。昆蟲的足部含有油脂,由於摩擦力極低,踏上豬籠草平滑的表面隨即滑落籠中,而被捕食消化。

    美國哈佛大學的研究團隊從此得到靈感,研發出一種新型超光滑自潔表面,稱之為“光滑注液多孔表面”,只需非常小的角度,無論是水、油、有機溶液、血液或昆蟲都會快速滑落。此產品能耐高壓且具自我修復能力,可應用於液體傳輸、自我清潔、抗沾黏表面、輸血管道、微流體機電系統等。

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