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倣生武器或顛覆未來戰爭?
華夏經緯網   2016-10-26 15:04:06   
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    趙芳 遠洋

  北京日報

  蝙蝠用超聲“雷達”能探測到水面下的魚類,蜜蜂能在空中長久停留而不受氣流影響,貓能在黑暗中看清各種物體,海豚蒙著眼也能“看”到3公里遠處的魚……地球上與人類一起生活的各種動物,經過億萬年的進化,每一種動物都有其生存的“絕技”。人類一直在模倣,但離超越還差得很遠。

  近日有媒體報道,俄羅斯正在研製“山貓”倣生機器人,並計劃在2019年上半年進行試驗。軍事倣生學是倣生學的一個重要分支,已經有幾千年的歷史。它是模倣生物系統的原理和特異功能來創造武器裝備、發展戰術技術、提高自動化指揮和後勤保障能力等的科學。在目前的倣生學研究中,用於軍事技術方面的佔了重要地位,如果這些倣生武器投入實戰,或將顛覆未來戰爭。

 

  蝙蝠“雷達”很靈敏

  生物的感受器不僅有高度的靈敏性、抗干擾性和可靠性,而且它小巧玲瓏,耗能也少。例如,一種叫小褐蝠的蝙蝠,能用自己的超聲“雷達”發現 0.18毫米細的鐵絲,但它的探測器官只有0.05克重,發射功率僅百萬分之一瓦。蝙蝠能非常準確地把食物——昆蟲和障礙區分開,還能同時探測幾個目標的形貌和位置。

  即使噪聲比自己發出的信號強兩千倍,蝙蝠也能檢測到自身“雷達”的反射信號。這種抗干擾能力是現代雷達所不及的。特別是熱帶水域的食魚蝠,用超聲“雷達”能探測到水面下的魚類。要知道,此時它在空中接收到的魚體反射信號強度,僅為原來信號的一百五十萬分之一。因而,蝙蝠引起了研製雷達和發現潛水艇儀器的軍事技術人員的關注。軍事專家希望:模倣蝙蝠耳製造出更靈敏的雷達和雷達抗干擾裝置。

  海豚“聲眼”探測遠

  海豚是一種海洋哺乳動物,它也用超聲波發現和識別目標。假如我們把幾隻海豚放在交混迴響的混水池中,再放幾條魚在水堙A就會看到:雖然池水混濁不堪,能見度很差,但海豚們卻紛紛向魚撲去。每只海豚都能排除交混迴響聲音的干擾,借助自己的“聲吶”,迅速而準確地探測到許多物體的位置以及複雜的空間運動圖景。

  實驗表明,海豚不僅能區別魚的大小和性質,還能分辨形狀不同的物體,如球狀和錐狀等,甚至辨別出同樣形狀和大小,但材料不同的物體。即使用橡皮吸盤矇住海豚的雙眼,它們的分辨能力也絲毫不受影響。原來,海豚的“聲吶”系統有類似眼的作用,所以被稱為“聲眼”。海豚的這種“眼”能“看”到3公里遠處的魚,比現代超聲探魚儀的探測距離還遠。因此,對海豚的研究受到海軍部門的重視。

  魚眼改善潛水儀器

  熱帶水域的射水魚有這樣的本領:在水媯o現空中目標後,精準確定身體的位置和姿勢,並實現光線折射畸變的複雜校正,從嘴媦Q射出一串水滴,將四五米遠的幾毫米大小的飛蟲一下子擊落于水面吞食之。如果你吸著香煙站在這種魚缸旁,香煙往往能被它擊滅。研究和模擬這些動物眼的特點,有助於改善潛水員和艦艇上用的一些儀器裝備。

  海豚的眼睛也是很奇特的,在水堜M在空氣中具有相同的視敏度(視覺的敏銳程度)。它在水奡N能發現水面上空四五米高的小物體,並能像優秀的跳高運動員一樣,準確地選擇起跳點,衡量跳力,一舉躍出水面攫取之。

  蛙眼鴿眼定位目標

  動物感覺器官的研究和模擬,是倣生學的一個重要領域。例如,青蛙的眼睛對天上的小飛蟲非常敏感,當小蟲在它頭上飛動時,就會盯住不放。於是,人們模倣蛙眼的結構原理製成了“電子蛙眼”,已被用來預防飛機碰撞和跟蹤人造地球衛星。同樣,也可據此設計出迅速辨識導彈的系統,以縮短彈道計算的時間,也可以研製一種電子系統,使武器的火力集中于目標。

  鴿子的眼睛具有發現定向運動目標的性質,根據這一啟示,可設計一種無線電定位系統,以發現向指定方向(如向空軍機場)飛行的飛機。甲蟲的複眼是特別的“速度計”,根據運動目標在各個小眼中先後出現的時間,甲蟲便知道了目標的速度。據此製造的飛機地速計(測量飛機著陸時相對地面飛行速度的儀器)正在試用。這是在飛機前部安上兩個成一定角度的光電接收器,它們依次接收位於飛機航線上同一地面目標的光信號,根據高度和時間差,便能計算出飛機對地面的速度。同樣也可用來測量導彈進攻目標的速度。

  鳥類給導航帶來啟示

  動物界有不少傑出的“導航能手”,如鳥、魚、鯨和海龜等。它們在空中飛行或海上航行幾千乃至萬餘公里也不會迷航,這對人類研製導航儀提供了不少寶貴的啟示。

  作為倣生學第一批成果,模倣蚊、蠅等楫翅的振動陀螺儀,已用於超音速飛機和導彈。這種導航儀沒有普通陀螺儀的高速轉子,因而幾乎沒有摩擦,顯得靈敏而穩定。模倣蜜蜂複眼的偏光羅盤也已用於航海和航空,即使陰天它也能根據太陽定出方位。

  貝殼流線型減高坦克

  近來,坦克設計師們提出了一種新奇的設計:以雙殼貝殼作樣板,設計出來的坦克炮塔具有很好的流線型。坦克車內的武器裝備是按軟體動物的消化器官排列的,因此達到了很緊密的程度。

  像軟體動物吃食物那樣,彈藥從彈藥盒進入炮塔,然後沿著類似食道的送彈槽,彈藥被送到炮的後身。尾部類似軟體動物的胃,周圍的藥室類似消化腺,收集和排出射擊時形成的火藥氣。在類似貝殼的頂蓋下,有兩個供坦克乘員半躺的座椅。這無疑解決了現代坦克製造中很重要的問題,即減小坦克的高度方面取得了顯著的效果。為了提高坦克的通行能力,有人還模倣某些蟲子一屈一伸的運動方式,提出了一種輕型坦克行走部分的設計。

  海洋動物助力艦艇提速

  在造船、航海和海軍活動方面,遊弋于遼闊海洋中的許多“游泳能手”,可以給我們提供一些啟示。例如,海豚的游泳速度很快,每小時可達70公里。它不僅有很好的流線型體型,而且其皮膚還有特殊的構造。有一種核潛艇的原型艇,其比例和輪廓都類似海豚的體型,因而獲得了較快的速度。試驗表明,如果用橡膠和硅樹脂液體製成一種“人造海豚皮”,將其包束在小型船隻和魚雷的外殼上,在水中的阻力便大大降低。

  除海豚外,其他鯨類和某些魚類的游泳速度也很快。現在已製造出水下部分類似鯨體型的一種輪船,它受到的水阻力可減小20%左右。還有人倣照魚身上的黏液製造了幾種液體,倘若涂在船上阻力就隨之下降。此外,魚在運動時會產生一種特殊的彎曲波,藉以提高游泳速度,一旦揭示了其中的奧秘,人們就可據此倣造出高速艦艇。

  黃蜂無人機難以被發現

  想像你置身於一場戰爭,而敵人在策劃下一次襲擊,你會多麼希望自己是敵人暀W的一隻蒼蠅或黃蜂,偷偷聽敵人在如何排兵布陣,最好還能夠錄下敵人的聲音,傳輸圖像資料,甚至能夠對敵人發射微小武器。

  如今,這種007式的神話正變為現實。目前,美軍的工程師正努力改進設計,使無人機變得更加微小,它甚至可以像黃蜂一樣小,能夠飛入各種大樓堙A而不易被人發現。這些微小飛行器一旦抵達目的地,就可以拍照、錄音錄影,甚至發起襲擊。

  狗狗嗅覺探測炸彈

  美國國防部已開展一項新的研究,模倣狗的靈敏嗅覺來製造一種能夠分辨多種化合物的人造嗅覺探測器。這項研究如果成功,將大大提高美軍在戰區探測化學武器的能力。雖然美軍已有多種技術可以探測到生物和化學武器,但是迄今為止,任何人造的探測儀遠沒有比狗的靈敏嗅覺更加有效。

  蜘蛛絲防彈強度超高

  生物學家研究發現,蜘蛛絲的強度相當於同等體積鋼絲的5倍。受此啟示,英國一家技術公司試製成猶如蜘蛛絲一樣的高強纖維。利用紡織技術把這種纖維加以編織或者做成複合材料,可用來做防彈衣、防彈車、坦克裝甲車等結構材料。這樣既減輕其重量,又提高其性能。據報道,美國能源部的實驗室還找到了一種從完整的蜘蛛絲上獲取各種彈性成分的途徑,可用於開發防彈背心、人工腱等多種彈性材料。

  據報道,美國麻省理工學院的研究人員發現,牡蠣殼也具有抵禦多重撞擊的技能,有望據此研發“裝甲”,成為新型的防彈材料。

 

責任編輯:胡光曲

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