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蝙蝠的超聲波如何分辨食物和障礙物?

?? 2021-04-22 10500
核心提示:1 蝙蝠種類繁多,全世界約有900種。蝙蝠的種類數(shù)目在哺乳動物中居第二位,僅次于嚙齒類動物。 2 豬鼻小蝙蝠翼距只有14厘米,身體
1 蝙蝠種類繁多,全世界約有900種。蝙蝠的種類數(shù)目在哺乳動物中居第二位,僅次于嚙齒類動物。
2 豬鼻小蝙蝠翼距只有14厘米,身體如小狗般大的狐蝠翼距寬達(dá)2米。
3 有些蝙蝠的飛行速度可達(dá)50千米每小時(shí)以上。
4 蝙蝠能在1秒鐘內(nèi)捕捉和分辨250組回音。(注:音波往返一次算一組。)
5 從秋天開始,蝙蝠就在下腹部聚積了一層脂肪,至冬眠前體重變?yōu)橄奶鞎r(shí)的1.5倍以上。
6 有的蝙蝠會釣魚,墨西哥兔唇蝠一個(gè)晚上能捕獲30多條小魚。
7 一只20克重的食蟲性蝙蝠一年能吃掉1.8--3.6千克昆蟲。
8 一窩由100只蝙蝠組成的蝙蝠群仿生學(xué)
仿生學(xué)(bionics)在具有生命之意的希臘語bion上,加上有工程技術(shù)涵義的ics而組成的詞。大約從1960年才開始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的機(jī)械都優(yōu)越得多,仿生學(xué)就是要在工程上實(shí)現(xiàn)并有效地應(yīng)用生物功能的一門學(xué)科。例如關(guān)于信息接受(感覺功能)、信息傳遞(神經(jīng)功能)、自動控制系統(tǒng)等,這種生物體的結(jié)構(gòu)與功能在機(jī)械設(shè)計(jì)方面給了很大啟發(fā)??膳e出的仿生學(xué)例子,如將海豚的體形或皮膚結(jié)構(gòu)(游泳時(shí)能使身體表面不產(chǎn)生紊流)應(yīng)用到潛艇設(shè)計(jì)原理上。仿生學(xué)也被認(rèn)為是與控制論有密切關(guān)系的一門學(xué)科,而控制論主要是將生命現(xiàn)象和機(jī)械原理加以比較,進(jìn)行研究和解釋的一門學(xué)科。
蒼蠅,是細(xì)菌的傳播者,誰都討厭它。可是蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是“天然導(dǎo)航儀”,人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。這種駐波管吸聲系數(shù)測試儀器目前已經(jīng)應(yīng)用在火箭和高速飛機(jī)上,實(shí)現(xiàn)了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是一種“復(fù)眼”,由30O0多只小眼組成,人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”?!跋壯弁哥R”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機(jī)”,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機(jī)已經(jīng)用于印刷制版和大量復(fù)制電子計(jì)算機(jī)的微小電路,大大提高了工效和質(zhì)量?!跋壯弁哥R”是一種新型光學(xué)元件,它的用途很多。
自然界形形色色的生物,都有著怎樣的奇異本領(lǐng)?它們的種種本領(lǐng),給了人類哪些啟發(fā)?模仿這些本領(lǐng),人類又可以造出什么樣的機(jī)器?這里要介紹的一門新興科學(xué)——仿生學(xué)。
仿生學(xué)是指模仿生物建造技術(shù)裝置的科學(xué),它是在本世紀(jì)中期才出現(xiàn)的一門新的邊緣科學(xué)。仿生學(xué)研究生物體的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理,并將這些原理移植于工程技術(shù)之中,發(fā)明性能優(yōu)越的儀器、裝置和機(jī)器,創(chuàng)造新技術(shù)。從仿生學(xué)的誕生、發(fā)展,到現(xiàn)在短短幾十年的時(shí)間內(nèi),它的研究成果已經(jīng)非??捎^。仿生學(xué)的問世開辟了獨(dú)特的技術(shù)發(fā)展道路,也就是向生物界索取藍(lán)圖的道路,它大大開闊了人們的眼界,顯示了極強(qiáng)的生命力。蝙蝠在不同程度上都有回聲定位系統(tǒng),因此有“活雷達(dá)”之稱。
借助這一系統(tǒng),它們能在完全黑暗的環(huán)境中飛行和捕捉食物,在大量干擾下運(yùn)用回聲定位,發(fā)出超聲波信號而不影響正常的呼吸。
它們頭部的口鼻部上長著被稱作“鼻狀葉”的結(jié)構(gòu),在周圍還有很復(fù)雜的特殊皮膚皺褶,這是一種奇特的超聲波裝置,具有發(fā)射超聲波的功能,能連續(xù)不斷地發(fā)出高頻率超聲波。如果碰到障礙物或飛舞的昆蟲時(shí),這些超聲波就能反射回來,然后由它們超凡的大耳廓所接收,使反饋的訊息在它們微細(xì)的大腦中進(jìn)行分析。
這種超聲波探測靈敏度和分辯力極高,使它們根據(jù)回聲不僅能判別方向,為自身飛行路線定位,還能辯別不同的昆蟲或障礙物,進(jìn)行有效的回避或追捕。
蝙蝠就是靠著準(zhǔn)確的回聲定位和無比柔軟的皮膜,在空中盤旋自如,
甚至還能運(yùn)用靈巧的曲線飛行,不斷變化發(fā)出超聲波的方向,以防止昆蟲干擾它的信息系統(tǒng),乘機(jī)逃脫的企圖。

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