影像測量儀 動物下落激發軍事開發者，很多人沒想到，海陸空都有大收獲
本報特約撰稿人：杜重陽
在當前的仿生學研究中，對于軍事技術占有重要地位。其目的是通過生物仿真改進艦船、飛機和戰車的設計，改進或創新雷達、聲納等探測裝置，以及導航、計算等系統。
雷達和聲納鏈路
該生物傳感器不僅靈敏度高、抗干擾、可靠性高，而且體積小巧，耗能少。
例如，一只叫做小棕蝙蝠的蝙蝠可以使用它的超聲波“雷達”來發現 O. 18 毫米粗的電線，但它的探測器重量只有 0.05 克，并且只發出百萬分之一瓦的功率！蝙蝠可以非常準確地將食物昆蟲與障礙物分開，并且可以同時檢測多個目標的形狀和位置。即使噪音比它們發出的信號強兩千倍，蝙蝠也可以檢測到它們自己的“雷達”的反射。這種抗干擾能力是現代雷達無法企及的。尤其是熱帶水域中的食魚蝙蝠，它們使用超聲波“雷達”來探測水面下的魚。要知道，此時它在空中接收到的魚體反射信號強度只有原來信號的百萬分之一。因此，蝙蝠引起了開發雷達和儀器以發現潛艇的軍事技術人員的注意?？磥硎怯邢Ｍ７买鸲鷣碇圃旄`敏的雷達和雷達抗干擾裝置。
海豚是海洋哺乳動物，它們也使用超聲波來發現和識別目標。如果我們把幾只海豚放在一個混響的渾濁水池中（由于水池表面和池底的反射而發出的聲音），再把幾條魚放在水里，我們會看到雖然水很混濁，能見度很差, 但是海豚撲向了魚。每只海豚都可以通過自己的“聲納”快速準確地檢測到許多物體的位置和復雜的空間運動畫面，而不受回響聲音的干擾。
實驗表明，海豚不僅可以區分魚的大小和性質，還可以區分不同形狀的物體（球形和圓錐形等），甚至可以區分形狀和大小相同但材質不同的物體。即使海豚被橡膠吸盤蒙住眼睛，它們的辨別能力也絲毫不受影響。原來，海豚的“聲納”系統具有類眼功能，因此被稱為“聲眼”。海豚的這種“眼睛”可以“看到”三公里外的魚，比現代超聲波探魚器的探測距離還要遠。因此，對海豚的研究受到海軍部門的重視。
一致地識別和跟蹤
海豚的眼睛也很奇特，在水中的視力（acuity of vision）與在空氣中的一樣。在水中，它可以發現水面以上四五米的小物件，并且像優秀的跳高運動員一樣，可以準確地選擇起跳點，測量彈跳力，跳出水面將其抓住一舉一動。
熱帶水域的射水魚也有類似的技能：在水中找到空中目標后，可以準確判斷身體的位置和姿勢，實現光折射畸變的復雜校正。幾毫米大小的飛蟲被擊落到水面上，將它們吞噬。如果你站在這個魚缸旁邊抽一支煙，那支煙往往會被它殺死。研究和模擬這些動物眼睛的特征可以幫助改進潛水員和船上使用的一些設備。
人眼是世界上最完美的“儀器”，在大腦的控制下具有良好的圖像識別和跟蹤能力。在人類視覺研究的基礎上，創造了一種可以接收圖像、測量和傳輸信息的“人工眼”。這種裝置可用于太空旅行。另一種傳感器，如人眼，不需要掃描，可以連續搜索和跟蹤多個目標。毫無疑問，它將用于探測和跟蹤導彈。人們也在研究人類的空間視覺，開發一種用于分析航拍照片的自動景深測量儀，或自動“繪制”三維地形圖。
動物感覺器官的研究與模擬是仿生學的一個重要領域。這是改進機器輸入設備、自動調整系統中的高靈敏度發射器或開發導航、跟蹤和檢測系統的新原理的迫切需要。在這方面取得了一些新的成果。例如，電子蛙眼，基于蛙類能夠快速識別運動物體的原理，已被用于防止飛機碰撞和跟蹤人造地球衛星。
同樣，可以快速識別導彈的系統，以減少彈道計算的時間。還可以開發一個電子系統來將武器的火力集中在目標上。
鴿子的眼睛具有尋找定向運動目標的特性。根據這一發現，可以設計一個無線電定位系統來尋找沿特定方向飛行的飛機（例如飛往空軍機場）。
鱟能夠突出被觀察物體的邊界。模擬的電子鱟可以提高雷達靈敏度或銳化模糊的航拍照片。
甲蟲的復眼是特殊的“速度計”。根據移動目標在每個小眼中出現的時間，甲蟲知道目標的速度。據此制造的飛機地面速度計正在試驗中。這是在飛行器前部以一定角度安裝兩個光電接收器，依次接收位于飛行器航線上的同一地面目標的光信號，并根據海拔高度和時差。它還可用于測量導彈攻擊目標的速度。
動物界有許多杰出的“航海家”，如鳥類、魚類、鯨魚、海龜等。它們在空中或海上飛行數千公里，甚至超過一萬公里而不會迷路。許多有價值的啟示。作為仿生學的第一個成果，模仿蚊子和蒼蠅翅膀的振動陀螺儀已被用于超音速飛機和導彈。這種導航儀沒有普通陀螺儀的高速轉子，所以幾乎沒有摩擦，靈敏穩定。模仿蜜蜂復眼的偏振羅盤也被用于導航和航空領域，即使在陰天，它們也能在太陽下定位自己。
另外，根據草原動物聽覺的特點，人們改進了無線電定位天線的安裝。雄蚊子根據雌蚊子飛行時翅膀的聲音來定位。這種被動定向原理啟發了一種新型定向儀器的設計，該儀器體積小且成本低廉，可以定位霧喇叭（在霧中警告船舶的喇叭）信號并跟蹤魚和潛水員的方向。
研究動物的聽覺系統也是有益的。例如，研究夜蛾等動物的聽力，將有助于我們提高通信系統的抗干擾能力。
新奇坦克
最近，坦克設計師們想出了一個新穎的設計：以雙殼貝殼為模型，設計出來的坦克炮塔造型非常流線型。坦克內的武器裝備是按照軟體動物的消化器官排列的，非常緊湊。就像軟體動物吃食物一樣，彈藥從彈藥箱進入炮塔，沿著一個食道狀的進料槽被送到槍的后部（尾部）。尾巴類似于軟體動物的胃，周圍的腔室（收集和排出射擊過程中形成的火藥氣體）類似于消化腺。在貝殼狀的頂蓋下，有兩個供坦克乘員使用的半躺式座椅。因此，它在解決現代坦克制造中一個非常重要的問題，即降低坦克高度方面取得了顯著成效。
為了提高坦克的通過能力，有人模仿了一些蟲子的動作，提出了一種輕型坦克行走部分的設計：坦克底盤上有兩對大滾輪，每對都有擁有自己的油箱和動力系統。滾子成對布置在兩根大梁的末端影像測量儀，兩根大梁鉸接在車身上。發動機有兩種工作狀態：在第一種狀態下，滾輪起到車輪的作用。由于它們的大直徑和寬表面，它們能夠克服巨大的障礙。第二種狀態，坦克司機制動前滾輪，開始折疊后滾輪架；后滾輪向前移動，然后制動后滾輪，車架伸出，前滾輪移動，油箱向前移動。這種推進系統可用于作戰演習：
船舶和飛機
在造船、航海和海軍活動中，在浩瀚的海洋中有很多“游泳者”可以給我們一些啟發。例如，海豚以高達每小時 70 公里的速度游泳。它不僅擁有漂亮的流線型體型，而且它的皮膚也有特殊的構造。
有一艘核潛艇的原型，其比例和輪廓類似于海豚的大小，因此獲得了很高的速度。試驗表明，如果將一種“人造海豚皮”用橡膠和硅膠液體制成，包裹在小船和魚雷的外殼上，在水中的阻力就會大大降低。
除了海豚，其他鯨類動物和某些魚類游得非?？?。一種類似鯨魚形水下部分的船被制造出來，它的水阻力可以降低20%左右。其他人創造了幾種模仿魚身上的粘液的液體，如果將它們涂在船上，阻力會降低。
最近，有一些船用發動機設計在一定程度上模仿了魚的移動方式。
此外，魚在移動時會產生一種特殊的彎曲波，從而提高游泳速度，一旦揭開謎底，人們可以據此模仿高速船。
對游泳和飛行生物的研究也將有助于現代航空的發展。鳥類的翅膀非常擅長飛行。機翼上的小翼，前緣和上側的輔助結構，以及機翼末端裂開的“板條”，使鳥類能夠高升力、低阻力、防滑地飛行。這對項目有一定的參考價值。模仿海鳥翼尖的形狀，制造出帶有錐形彎曲翅膀的飛機，從而提供了極大的穩定性。
雖然蝙蝠（哺乳動物）不是鳥類，但它們可以在空中自由飛翔。以蝙蝠翼為基礎的“蝙蝠翼”是一種著陸裝置，可以像降落傘一樣折疊起來備用；但比目前的降落傘更具機動性，并允許選擇著陸點。
不難發現，現代飛機的機身無論從長度還是厚度上都不是最好的流線型。如果機身加厚，變成類似海豚或金槍魚的形狀，飛機一下子就變成了非常流線型的形狀。隨著底艙變大影像測量儀，可以在中間加裝升力發動機，研制垂直起降飛機，真是一石二鳥！
可靠性和小型化
可靠性是軍事技術的一個大問題。所謂可靠性，是指技術系統在一定的時間內，在一定的使用條件下，以應有的準確性和效率完成規定工作的能力。假設某區域的防御需要1000枚防空導彈，可靠性為0.99999（即失敗概率為0.00001)，如果導彈的可靠性僅為0.999（即概率失敗率是 0.001)，需要 100 倍的原始數量來保衛該區域 - 100,000！
一般來說，現代技術系統的可靠性不是很高，所以在一臺由電子計算機驅動的機車中，必須有人“以防萬一”。但是生物在數十億年的進化過程中已經獲得了高度的可靠性。人腦中每小時有1000個神經元死亡，100歲時損失了10億個神經元，但只有人腦神經元總數的十分之一，所以還能正常思考。這不僅是因為人腦中神經元的儲備，還因為它們具有特殊的連接和功能方式。遵循這一生物學原理，已經創建了類似于神經元連接的儲備電路。為了保證和普通電路一樣的可靠性，只需要原廠元件的二十分之一，并且每個部件的可靠性可以低至原來的十分之一。即使 50% 的組件發生故障，這種測試線也能可靠地工作。
飛機、衛星、潛艇的設計者經常會遇到這樣的情況，即每攜帶一公斤重量的儀器，就要增加幾十甚至上百公斤的燃料。因此，為了提高可靠性，就需要減小元件的尺寸，減輕重量，增加元件本身的可靠性。這就需要小型化的發展。人腦是小型化的最佳模型：它有 10-150 億個神經元，但只有 1.5 立方分米大，消耗 10 瓦的能量。已經產生了許多神經元的電子和物理化學模型。由一定數量的人工神經元組成的自動駕駛模型的可靠性是一般自動駕駛儀的兩倍。返回搜狐，查看更多
