借鉴大自然的灵感:仿生学设计创造生物力学奇迹

北京时间1月13日消息，据国外媒体报道，大自然在漫长的演化过程中产生出了各种完美而精巧的生物力学奇迹，从一片树叶的微小细胞结构到鲸的巨大尾鳍。所有这些都经过精巧的设计，从而使其在特定的环境条件下发挥出最佳的功效。因此毫不奇怪的，人类的工程师和设计师们希望能够从大自然中汲取灵感，从而能够设计出更好的建筑，车辆，机器人或是时尚饰品。以下就列举9种最酷的设计，它们从自然界获取了灵感并将其融入在产品之中

犰狳的背甲非常坚硬但却不丧失其灵活性，因此它不仅可以保护犰狳不受侵害，同时还能确保它平常的行动自如和敏捷身手。于是设计师从中得到灵感，设计了这款别出心裁的背包，既牢固又灵活。

为何壁虎可以在垂直的表面上攀爬而不会掉下来?秘密就在于覆盖其脚底的细小绒毛。研究人员现在已经成功地模仿壁虎的设计方式，制造出特殊的“壁虎攀爬装置”，其可以让人像壁虎一样在垂直表面攀爬。

作为世界上速度最快的列车之一，日本的新干线子弹头列车外形非常美观实用。高速列车在其最初研制时却曾经被巨大的噪音问题所困扰。最终从翠鸟细长的喙部得到灵感，设计出更加符合空气动力学特性的新型子弹头列车，不仅解决噪音难题，还将列车耗电量降低了15%，速度提升了10%

这是英国设计师安东尼(Antony Gibbon)设计的树屋，其设计理念是让他的树屋看上去与树干本身融为一体，似乎它就是树木本身的一部分。

安东尼在设计他的树屋作品的时候，不仅仅在外观上考虑了与自然环境的匹配性，而且采用了一组支撑物来固定树屋，从而不影响树木的正常生长。

这种优雅的外形设计灵感来自猴面包树，这种生长在非洲草原上的树木拥有肥大的树干。

在灾难现场，救援机器人需要钻入狭窄的空隙去搜寻幸存者并开展救援行动，它必须要在极狭小的空间里行动自如，这对救援机器人的设计提出了极高的要求。然而，自然界中的蜘蛛便是这方面极好的参照对象。德国研究人员已经研制出一种可以在狭窄空间自如展开的蜘蛛形救援机器人。

大家都知道在一天之中，向日葵的花盘会跟随太阳的运动而相应转动。这种现象被设计师乔纳森·奥塔注意到了。他设计出一款人造花，中间装了LED灯，使用太阳能供电，其内部还安装有微型活塞系统，运用酒精的蒸发驱动花瓣，使其在白天自动闭合，而在晚上则盛开花瓣并花光。

爬树机器人“Treebot”利用触觉感受器感知树干位置并向上攀爬，其工作模式与尺蠖非常相似，即四处探查并判断下一步位置的最佳选择，它甚至还可以携带一定重量的载荷攀爬角度相当大的枝杈。这种机器人的设计目的是代替人去执行一些需要在树干上完成的工作。

尽管使用触觉感受器获得的信息相当有限，但它非常可靠。另外，对触觉信息的处理也要比视觉信息简单的多。

这是设计师马里亚克·拉斯玛(Mariek Ratsma)设计的作品。这种与众不同，重量很轻，拥有雕塑美感的高跟鞋在设计时受到了鸟类骨骼结构美感和形态的启发。这名荷兰设计师与一名建筑师合作，研发了这款“仿生鞋”，使用更少的材料实现更坚实的支撑性。

为何人类使用的义肢还要参考其他生物的肢体?对于这款产品的设计师Kaylene Kau而言，这个问题的答案就隐藏在对人类义肢的实际使用方式之中。他表示：“经过全面的研究，我发现人们使用义肢的主要目的是将其作为健康肢体的辅助。”

出于这样的目的，所用的义肢必须足够灵活，易于调整，从而可以适应不同的抓握任务。在这方面，触手的设计可以提供最佳解决方案，因为它只需要卷起来就能搬运物体