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[科普物理] 來自海洋生物的創意設計

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發表於 2011-9-12 19:26:27 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 zing_chan 於 2011-9-12 19:58 編輯

  你是否想過,一條四方形的魚能激發出一輛車子的設計?而藻類混合物能幫助我們打敗那些頑固的抗藥細菌?此外,遊動的魚群能賦予人靈感,設計出更加高效的風電廠?海洋蘊藏了無窮的靈感,激發人們進行各種設計發明,從機器人到多種生物醫學界的突破性進展,無不蒙它恩賜。以下羅列的是十種與海洋相關的設計與發明。

箱鲀式奔馳汽車

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  圖中這輛奔馳外觀就像一條箱鲀。箱鲀是生活在熱帶地區的硬鱗魚,遊速很快。“它的骨骼呈矩形,與汽車十分相似。”戴姆勒解釋道,他帶領一支科學小組專門分析魚的骨骼特徵,包括它那全副武裝的硬質外皮。要知道,這外皮可隱藏著箱鲀遊速的秘密。由于體積小,外加內置了一臺直射式柴油機,這輛奔馳車的車速能達到每加侖汽油跑113千米。

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 樓主| 發表於 2011-9-12 19:29:38 | 顯示全部樓層
魷魚機器人

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  當需要進行一些類似海底搜礦等危險的水下任務,機器人便是最佳選擇。通過倣生學技術給它們設計出精準的運轉動作及更快的運轉速度,並使用較少的燃料,這樣的機器人無疑是完美的高效能手。日本大阪大學的船舶與海洋工程部設計出了這種“魷魚機器人”,通過發揮魷魚和其它海洋動物的物理特性,在機器人兩邊安上膠質面板,它就能在水裏飛梭而行。這種設計的另一個優點是,即使是在很不穩定的情形下,機器人也能完全處于人的掌控中。
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 樓主| 發表於 2011-9-12 19:32:06 | 顯示全部樓層
珊瑚礁村莊

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  建築學家文森特.嘉寶莉,提出了模倣類似蜻蜓和睡蓮等動植物進行設計的理念。海底生物觸發了她的靈感,于是有了圖中這座珊瑚礁村莊。這種模塊化的住房設想,旨在改善陷入危機的海地的住房條件。這種住房單元一層疊著一層的構造,是根據珊瑚礁的有機構成設計而成。
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 樓主| 發表於 2011-9-12 19:33:56 | 顯示全部樓層
借助海底哺乳動物骨骼設計建築物

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  上圖建築物框架是如何借助海洋哺乳動物的骨骼完成的?德國卡塞爾大學進行的一項“放射蟲”工程回答了這個問題。這項研究哺乳動物骨骼結構的穩定性,以及它們作為3D建模軟件的美學價值。設計者將他們觀察的結果應用于實際操作中,利用牢固的六角形晶胞完成了圖中的網狀裝置的搭建。
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 樓主| 發表於 2011-9-12 19:35:34 | 顯示全部樓層
根據貝殼設計的芝加哥螺旋塔

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  芝加哥螺旋塔曾被計劃打造成這座“風之城”的新地標,卻迫于經濟危機而停工。不過,這個設計的創意還是十分有趣的,靈感來源于海螺。
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 樓主| 發表於 2011-9-12 19:36:54 | 顯示全部樓層
利用藻類抵抗細菌

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  你能想象從海藻裏提取出一種全新的消炎藥嗎?澳洲的新南威爾士大學的研究者對此給予了肯定的答案,他們在海洋紅藻裏發現了一種混合物 — 喃酮,能夠抵抗生成霍亂的細菌。研究者稱,這是通過阻止細菌之間相互交流實現的。目前這一發現仍在接受實驗的檢驗,以確定能否將喃酮應用到其它的細菌中,或許能發現另一種類似葡萄球菌的抗菌藥。
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 樓主| 發表於 2011-9-12 19:39:09 | 顯示全部樓層
根據海浪設計的大眾車

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  西班牙的一位設計家在觀察透明的海浪拍打岩石後,設計出這種具有未來視覺的概念車,名為大眾Kai-Nalu。這款概念車是他為完成畢業論文而設計的,彎曲的車頂完全透明,令人不禁想到微微波動的海面。
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 樓主| 發表於 2011-9-12 19:45:42 | 顯示全部樓層
根據海膽設計的鋒利工具

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  海膽常用它身上尖銳的棘刺在石頭上打洞,以挖出一個能隱匿自己的藏身之處,躲避這嚴酷的海底環境。令人驚奇的是,這些棘刺似乎永遠不會磨損。這究竟是為什麼?最終,美國威斯康星大學的科學家解開了謎團:海膽的棘刺自身是一種能自動磨銳的機制,棘刺被一種叫方解石集體的有機材料層層包圍,因此怎麼也磨不壞。科學家稱,可以根據海膽的這些特點制造出持久鋒利的工具。


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 樓主| 發表於 2011-9-12 19:57:51 | 顯示全部樓層
高效發電廠 — 源自魚群的靈感

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  “通過觀察遊動的魚群,又聯想到相鄰的兩條魚的尾間存在水力幹擾,”加州理工學院的動力學專家約翰.戴比瑞解釋說,“于是我想,其實可將很多相似的物理原理應用到垂直式風力渦輪機的設計中去。”通過模倣魚群在遊動時相互交流的方式,可以將所有風力渦輪機的設計方式進行改變。比如,將高大垂直的渦輪改為裝有螺旋漿的垂直式渦輪,這樣能顧及到更多的小型風電廠。戴比瑞相信,自己的設計能使風電廠的發電量達到以前的十倍。
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發表於 2011-9-14 10:55:41 | 顯示全部樓層
大自然的生物經過千萬年進化而成的外型或生活方式,都是巧奪天工!我們只要模仿一些,便可以獲益良多!
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發表於 2011-9-14 22:16:45 | 顯示全部樓層
其實大自然真係好多野可以去學~!
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發表於 2011-9-15 00:56:11 | 顯示全部樓層
that is creative low.........。
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