文/王麟
从嘤嘤飞舞的昆虫，到咆哮山河的百兽， 从展翅翱翔的飞鸟，到深海游弋的鱼群，自 然的多姿多彩，让生命蓬勃张扬，也让整个 世界充满了灵气。进化的鬼斧神工，让人类 可以从动物们身上学到很多神奇的本领。研 究各类动物的身体构造与独家秘笈，我们也 会在探索自然的过程中掌握各类独门暗器， 促进科技进步，改善大众生活。而从动物身 上获取独门暗器的法宝就是“仿生技术”。 什么是“仿生技术”？原来这是一门将 生物技术与物理、工程、控制技术等多种学 科综合起来的新型学科，通过研究自然界生 物体的构造与机能，为工程提供有用的借鉴 和研发思路。科学家们可以从植物和动物身 上学到很多知识和技能，我们今天主要讲述 从动物身上能学到的独家本领，以及这些本 领是如何影响和改变我们生活的。
从昆虫和鸟类身上 学习高超本领
要想了解生物仿生技术，先从地球上数量最多的昆虫和鸟类开始吧。千万别小看那些“朝生暮死”的昆虫和叽叽喳喳的小鸟，经过亿万年的进化，它们都具备了独特的谋生本领，很多技能是我们人类望尘莫及的。环保节能的生物光源我们通常用的白炽灯，通过电流对电阻 丝加热进而发光，属于热光源，这类光源的转化效率比较低，大部分电能变成热能消耗掉了。在能源匮乏的今天，节能环保是国家科技发展的战略方向，寻找只发光不发热的光源是科学家们的研究领域之一，此时，小小的昆虫便帮 上了大忙。那么何种光源只发光不发热呢？当 然是生物光源，也叫“冷光源”，那些漫天打 着灯笼的萤火虫就是无声的老师。
萤火虫
科学家们研究发现，萤火虫腹部的发光 器具有奇特的结构，分为发光层、透明层和反射层三部分。发光层产生发光细胞，发光细胞 里含有荧光素和荧光酶两种物质，通过与萤火虫体内的水分发生氧化反应而产生荧光，光能的转化率达到 100%。受此启发，科学家们人工合成了荧光素和荧光酶，进而制造出生物灯具，广泛应用在不能利用电源的危险环境中。
生物灯
让蝴蝶帮助我们为手机省电
我们买一件颜色靓丽的新衣服，穿上没几年 就会褪色，那么为何五颜六色的蝴蝶、野鸡、孔 雀就能让羽毛保持艳丽如初呢？即使风吹雨打也 奈何不了它们。这是因为，我们穿的衣服是通过 化学手段上色的，经过不断地磨损和颜料的氧化 反应，衣服便褪色了。而昆虫和鸟类毛发上面具 有晶体状微细胞结构，可以将阳光散射成多种颜 色的单色光，再投射到我们 的眼睛里，看上去就变得色彩斑斓了。由此可知，昆虫和鸟类的羽毛上并 没有颜色，它们只是通过散射太阳光把自己变得 漂亮起来，是通过物理手段“梳妆打扮”罢了。 科学家们仔细研究了蝴蝶的翅膀结构，发现了这 些秘密，进而将这项技术用在了手机上面。著名 的电子通讯商高通公司将手机的显示屏表面做成 了蝴蝶翅膀的微观晶体状结构，通过散射太阳光 让显示屏“发光”，即使在太阳高照之下，也不 影响手机阅读，并且，本来没有颜色的显示屏，竟 然变得流光溢彩起来，同时，还比普通手机节电 90% 以上。如此酷的手机，是不是很想拥有一台？
蝴蝶翅膀微观结构
仿生蚂蚁团队高能高效
我们都知道，蚂蚁不但是世界上最勤劳的物种之一，它们还是群居的社会性昆虫。蚂蚁力气很大，可以举起或者搬运比自己身体重50倍的物体，蚂蚁成员之间分工合作，配合默契，工 效率很高。因此，研究和制造仿生蚂蚁，替 代人类去做一些很艰难和危险的事情，是科学 家们一直努力研究的课题。经过努力，德国菲斯特公司成功研制出仿生机械蚂蚁，个头只有 135mmx150mm，这些小蚂蚁通过压电陶瓷弯曲传感器去控制腿和长螯，利用3D立体照相机进行自我定位和检测目标，通过特定的通讯方式彼此交流。仿生蚂蚁团队可以担任生产线的组装工人，为通讯商组装手机，比采用人工操作更加快速高效。而美国斯坦福大学的科学家们则成功研制出更小的仿生蚂蚁，可以水平和垂直拖曳比自身质量大几倍的物体，这些小家伙可以替代我们进入一些危险区域完成任务。
阳光散射 仿生机械蚂蚁
仿生人类还是幻想吗？
生物仿生技术不仅仅是从动物那里学习新本领，除此之外，还包括仿生人类的技术。这项技术深入研究人体本身，制造仿生器官，为伤残人士提供技术上的支持，帮助他们自食其力，过上高质量的生活。还有一类人体仿生技术，是通过研发穿戴的外挂设备，可以成倍增加人的力气和速度，让普通的人变成“超人”。
仿生人
人体仿生技术造福残疾人士
这个世界上有很多不幸的人，他们或者遭遇车祸失去手足，或者罹患恶疾而造成失明、失聪等，更有因为器官衰竭而挣扎于死亡线上的病人，急需健康的器官起死回生。帮助他们站起来、跑起来、重见光明、重新听到天籁之音是科学家肩负的沉甸甸的使命。经过多年的发展，如今的人体仿生技术日趋成熟，美国EksoBionics公司成功研发人体机械外骨骼，通过电池驱动电机进而驱动外骨骼，帮助病人活动身体。这种仿生外骨骼广泛应用在康复中心，帮助那些因中风、外伤或因脑瘫等疾病而行动困难的患者。
对于肢体残疾瘫痪在床的病人，安装假肢是必然的选择。假肢技术也越来越先进，目前比较流行的是通过人脑意念控制假肢。病人经过训练之后，可以自如地控制假肢进行活动，甚至还能对物体进行感知，非常神奇。然而，这类假肢需要通过外科手术在人体内植入电极，通过神经信号驱动假肢活动，属于典型的人体侵入性技术。如今，有一种既能实现灵活自如地控制假肢，又不需要外科手术的世界先进技术，叫“非侵入性大脑活动捕捉”技术，可以通过脑电图扫描器来实现这个功能。病人只需要佩戴一个装置，就能通过人脑意念控制假肢活动，避免了外科手术的痛苦，毕竟，身体挨上几刀，总不是开心的事情。除了上述设备之外，人工心脏、人工胰脏、可佩戴肾脏等新技术的发展，都给病人们带来了福音。
仿生眼 仿生外骨骼 意念控制假肢
穿戴式仿生设备让我们变“超人”
人是世界上最聪明的灵长类动物，但是却很容易受伤害，同时，在力量和速度方面，存在着先天性的缺陷。有没有办法让我们变得既有力量、又能行走如飞呢？现代科技给出了响亮的回答：可以！日本羽田机场为了提高工人的工作效率，尤其是帮助岁数大的工人获得像年轻人一样的力量，专门为每位职工配备了一套机器吊带，帮助他们搬运沉重的物体。这套设备叫“混合辅助假肢”，自重六磅，可以穿在腰间，加强腰部支撑，提高使用者的腿部力量。这套设备通过读取使用者大脑发给假肢的信号， 启动自备的马达，开始投入工作，成倍地提高工人的工作效率。
混合辅助假肢
