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像水母一樣航行 海洋生物啟發(fā)新的水下航行器設(shè)計(jì)
2022年12月01日 09:11:30
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5789
自然界中存在著各式各樣的生物，它們有自己獨(dú)特的生存方式，而這也是大自然的神奇之處。而作為一類智慧生物，人類善于從不同動(dòng)物的生存方式中獲得靈感，模仿、借鑒它們，并從中衍生出屬于人類的技術(shù)，這也是人類文明得以發(fā)展的重要原因。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】自然界中存在著各式各樣的生物，它們有自己獨(dú)特的生存方式，而這也是大自然的神奇之處。而作為一類智慧生物，人類善于從不同動(dòng)物的生存方式中獲得靈感，模仿、借鑒它們，并從中衍生出屬于人類的技術(shù)，這也是人類文明得以發(fā)展的重要原因。
過去，人類從動(dòng)物身上收獲啟發(fā)，發(fā)明了聲吶、水輪機(jī)、魔術(shù)帖等產(chǎn)品，它們有的涉及到精密的科研工作，有的則是我們生活中隨處可見的產(chǎn)品，但都從科技層面改變了我們的生活。而就在最近，人們似乎又從水母身上有了新的想法。
海洋生物學(xué)家凱利·薩瑟蘭及其同事組成的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，海洋有一種叫做雙小水母的水母游動(dòng)方式十分有趣。這種水母身上有十余個(gè)柔軟結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)時(shí)這些結(jié)構(gòu)會向后泵水，通過脈沖噴射推動(dòng)其前進(jìn)。而關(guān)鍵在于，這些結(jié)構(gòu)都是相對獨(dú)立的，雙小水母既可以同步控制，是他們共同發(fā)力，也可以依次“啟動(dòng)”來實(shí)現(xiàn)更加靈活地游動(dòng)。從比較學(xué)術(shù)的角度來看，這些水母似乎可以通過對于速度以及能量效率的需要，選擇更加合適的游動(dòng)方案。
更重要的一點(diǎn)是，水母本身是浮游生物，并不具備集中的神經(jīng)系統(tǒng)來控制不同的行為，這足以見得大自然的神秘以及這種生物的神奇。并且，這種游動(dòng)方式，從科學(xué)技術(shù)的角度來看，十分“聰明”。一方面，相較于其他水母以及魷魚這些通過噴射推進(jìn)來移動(dòng)的動(dòng)物，雙小水母的“噴射器”更多(大度搜狐海洋生物只有一個(gè))；另一方面，多噴射器帶來除了有速度以及靈活性上的提升外，還更節(jié)能，換言之更適合日常的游行以及捕食。
事實(shí)上，這個(gè)特點(diǎn)也正是水下航行器可能需要的。由于水下功能并不是一件容易的事，而復(fù)雜的構(gòu)造又會影響水下航行器的勘探或者其他工作。因此，目前針對水下航行器的需求就是節(jié)能與靈活性。
理論上來說，雙小水母的結(jié)構(gòu)符合了這兩個(gè)特點(diǎn)。研究人員從中得到啟發(fā)，認(rèn)為可以由此研發(fā)一個(gè)新的框架，例如將多個(gè)推進(jìn)設(shè)置在水下航行器上，并通過程序控制不同推進(jìn)器的工作，從而想雙小水母一樣，快速或高效地移動(dòng)。并且如果能夠從雙小水母的移動(dòng)中了解到具體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，還能進(jìn)一步在能耗比上獲得突破。
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