向生物学习

如同我们将到达目的地后立刻返回原地的动作比喻为"空翻"一样，蜻蜓可在急速飞行中骤然改变方向翻身向后飞。将身体在空中上下翻转一次的翻跟头动作也称作"空翻"。这种鸟儿都无法完成的动作据说是蜻蜓为了每天能在空中捕捉200～250只昆虫作为饵食而达到的最佳进化结果。本期将向大家介绍我们从这些生物的出色能力中所学到的经验、并将其有效用于技术开发及产品制造方面的措施。

从尼龙到新干线

模仿生物体出色结构及功能的技术被称作"仿生学(生体模仿学)"。
初期的代表事例有模仿桑蚕丝制成的尼龙、从粘附于衣物的野生牛蒡果实吸取经验制成的尼龙搭扣(魔术贴)、以及利用荷叶的超疏水性制成的不沾水涂料等。到了70年代，从蝙蝠身上取经开发了潜艇探测器(水中超声波探测机)和雷达，而90年代则利用翠鸟嘴形及猫头鹰翅膀形状的特性有效削减了日本新干线的噪音。
然后，到了本世纪。这个领域又掀起一股新的浪潮，开发的实用型仿生产品层出不穷。而开发的背景则是电子显微镜与高速相机等观察和分析技术、以及纳米技术与生物工程学方面日新月异的发展。生物体的"神秘机制"已步入可以分子级别进行缕析、再现的时代。

神秘机制

例如：壁虎可以在墙壁或天花板上自由行走，但其脚底却无吸盘、也勿粘性物质。通过电子显微镜的观察结果发现，它的脚底长满了数亿根分支的精细毛发，通过与物质相吸的特殊作用来支撑着身体。于是，模仿这种结构而诞生的壁虎胶带被广泛应用。这种胶带接合力极强却可轻松剥离，而且可以反复使用。
本文开头提到的蜻蜓可以拍打着翅膀展翅飞翔、也可停止拍打翅膀在空中滑行、甚至可以停留在空中。瞬间改变速度和方向也是一大专长。之所以能做到鸟儿都做不到的绝技，是因为它们的4张翅膀可以分别独立活动。而且，飞行时几乎没有噪音，可谓惊人的节能飞行效果。
在这种蜻蜓智慧的研究成果中，最有名的便是德国开发的蜻蜓形状的飞行机器人"BionicOpter"。日本也将这种智慧应用于控制噪音及耗电的空调风机、微风也可高速旋转的风车研究等领域。

从过程中学习

仿生技术的目的并非仅仅局限于功能的再现。据说从其"制造工序"中也可学到诸多要领。
例如：鲍鱼的贝壳。贝壳是一种兼具即使车轮压过也完好无损的硬度、弯曲上具有超强柔度的天然陶瓷，调查结果也表明，鲍鱼身上具有一种只用海水、且在常温和常压环境下制造强韧贝壳的结构。这就是与大量消耗原材料和能源制造的现代工业产品截然不同的、生物特有的"节能"制造工序。与自然和地球共生、进化的生物分别拥有着共生所需的生体结构。

以大自然为模板

基于仿生技术制造的产品在我们的日常生活中随处可见。从叮人无痛感的蚊子口针前端找到灵感的无痛注射针头。利用不会反光的蛾子眼部结构制造的不易映射的液晶电视机画面。借鉴蜗牛外壳结构设计的污垢可由雨水轻松洗净的外墙瓷砖···还模仿蜘蛛网结构成功编成特殊织线，甚至期待着使用这种伸缩性高于尼龙且强度达钢铁2倍的织线制造出轻量且坚固的汽车。各类生物们还拥有众多人类尚未发现的能力，今后一定会给予我们更多的启发吧。
而另一方面，也有报告(WWF日本)称，每年有上千～上万种生物从地球上消声灭迹。据说，在日本南北方向的狭长国土上栖息着9万多种多样化生物，这样的资源在这个领域可能具有全球顶级规模的潜力。而现实中，曾经作为孕育多样化生物摇篮的水田如今也有很多放弃了耕作而被荒废。要想以生物为模板，则必须具备可纵观自然界整体的"共生"这个重要视点。
"将仿生技术单纯用于工业产品，这是个方向性错误。要想改变工业革命之后的大量生产、大量消耗的生活方式，应从大自然中学习减少环境负荷、提高生活效率的生存方式"--报纸上刊登的这番话源自借鉴蜗牛外壳结构开发了防污瓷砖的东北大学石田秀辉教授。要想创造迈向未来第一步的新型技术，不可或缺的也许正是这种谦虚的态度。