日新幹線降噪升速 全拜生物「仿生」所賜

2017/11/14 22:16

你知道生物也能幫助人類發展科技嗎?現在有一種所謂的「仿生設計」,就是參考、模仿生物的結構和功能原理,來研發新的機器人或機械技術,譬如日本的新幹線車頭就是運用仿生學,成功降低噪音並提升車速。

 


伴隨著巨大聲響,日本發展出最高時速超過600公里的磁浮列車,替日本新幹線科技再創高峰,不過在突破速度之前,新幹線最先遇到的是噪音問題。

節目旁白:「每次列車出了隧道會非常吵。」

當列車高速行駛進到隧道時空氣會被擠壓,最後一出隧道時會產生超大的音爆,到底鐵路公司是怎麼解決的呢?他們以動物為參考藍圖。
 


節目旁白:「(仿生車頭)第一次在1997年亮相時,它(速度)已經快了10%,也減少15%的電力,而且在住宅區保持在70分貝以下。」

JR鐵路公司利用的是所謂的仿生學。

節目旁白:「貓頭鷹啟發了電車頂上的導電弓架,他們羽毛邊的鋸齒跟彎曲弧度,可以減少飛行時的噪音,阿德里企鵝的天生技能啟發導電弓架的支撐軸可以有更低的風阻。」

仿生學也就是模仿生物的特殊本領,以生物的結構和功能原理來研製新的機械和新技術,或解決機械技術的難題。

節目旁白:「也就是說研究土撥鼠的洞穴來建造更好的通風系統,模仿鯊魚的皮膚創造出抗菌塑膠材質,可以應用在醫院或是當一群魚游過的時候,牠們形成的減低阻力隊形可以用在風力渦輪機上。」

其實仿生基本上分為三大領域。

生物學家:「可以模仿生物的樣態形狀,也有仿造生物過程的技術,接著進階到直接模仿整個生態系統。」
 


仿生學就像是由大自然啟發的創新技術。

空中巴士研發長:「我們想應用這些板子在飛機上可以改善飛機的摩擦力,就跟鯊魚的原理一樣速度變得更快,消耗更少的動力,成為更好的獵食者,對全部的客人來說它可以減少4%的耗油量,一年省下數百萬噸的二氧化碳排放量。」

當你從仿生學激發出靈感時,也就代表你所創造的作品,它的技術層面早就由許多生物先幫你測試過,而且效果非常好。

生物學家:「納米比亞甲蟲住在納米比亞沙漠,只喝每周出現幾次的霧氣,牠有特殊結構的翅基板,可以從霧中有效率地取出水分,比捕霧取水系統效率高10倍,納米比亞甲蟲天生技術已經被很多公司拿去模仿,希望能為在常有霧氣海岸邊的農業做出新的捕霧取水系統。」

生物學家因此表示,當你還在參考別人的作品,苦惱能不能從當中找到一點想法時,仿生學早就替你備好了答案,只差等你發現運用它。

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更新時間:2017/11/14 22:47