生物化的一年：用于人类的鳍，Aquapenguin和晶须的机器人

2010年1月13日

现在是时候回顾一下去年的生物灵感产品和服务，挑选我最喜欢的产品和服务了。由于这是我的“沙盒”，我决定毫不羞耻地将我的奖项命名为Tommies。

我还决定向奖项给激发创新的生物，而不是人类发明家。然而，作为一个安慰，我将在旧金山在Buena Vista Bar酒店购买每个人类的爱尔兰咖啡。给我发邮件;每当你访问的时候，我会荣幸与你们每个人交谈！

企鹅在最严格的生物力学意义上，并没有真正游泳水下，而是苍蝇。也就是说，这些生物可以从拍打，平面翼的动作中抬起和推力。它激发了德国工程公司突出的机器人的最新发展费斯托集团公司在Hanover Messe贸易展在四月份。

这水企鹅（右）模仿鸟的水动力身体特征，由软材料和玻璃纤维棒、马达和3D声纳装置组成进化学柏林。这些允许BOT以极大的灵活性游泳，避免与障碍物或其他游泳运动员碰撞，在要求高度灵活性和自主权的情况下重要。Festo已经开发了一种商业产品，这是一种工业臂，基于这项技术，具有夹具端的工业臂。

蝠鲼还脱离水下，并激发了另一个拍摄了天空的Festo产品。这空气射线（下面）是一种由铝蒸发的PET箔制成的遥控氦气填充的气球，形状像射线一样。它包含一个小伺服，用尾巴后建模的聪明的连杆机制击败其6英尺的翅膀许多鱼的鳍。两个交替的压力和张力侧翼通过肋连接。当一个侧面受到压力时，结构从其几何体向与力相反的方向弯曲。虽然超轻（氦的浮力只能支撑1.6公斤的重量），但空气射线可以执行一些简单的机动，包括环回和向后飞行。缓慢移动的空气射线也可以携带相机。

形态蝴蝶，和许多其他昆虫和鸟类一样，由于翅膀上微小鳞片的纳米结构，它也展现出绚丽的色彩。白光被这个表面打破了。其不同波长的组成颜色在不同的阵列中反弹回来。有些颜色相互抵消，这就是为什么你可能会看到孔雀羽毛颜色的变化。这种现象激发了结构彩色显示的灵感米拉索尔（下页），由高通公司。

高通公司的工程师研究了这一现象，并设计了一种模拟这种所谓干涉测量过程的方法。使用MEMS（微机电系统）系统），工程师设计了一种反射装置，可打开或关闭镜子和微小像素的玻璃板之间的微小间隙。这允许预定波长的光来出现或被抑制。显示屏将包含数千个调整的这些像素以反映红色，绿色或蓝色。如何编程方式将确定最终的图像。

读者可能还记得，另一家公司，帝人纤维有限公司。在日本的大闪蝶中，看到了结构色彩的不同应用。自2003年以来，该公司已出售其Morphotex系列作为织物或粉末涂料的油漆。

在织物中，由聚酯或尼龙组成的70纳米厚度的薄膜交替层压成61层。通过根据可见光波长精确控制层厚度，可以形成四种基本颜色，如红色、绿色、蓝色和紫色。在由织物制成的物品中，当光线的角度和强度发生变化时，会产生不同颜色的微光。这些产品是1995年开始的深入研究的结果日产汽车和Tanaka Kinzoku Kogyo。

鲨鱼由于其流体动力学品质，经常激发生物摩擦创新，从战斗机尾巴到泳衣纹理。Sharkskins也非常不含藻类和藤壶生长。Sharklet技术公司为医院和学校开发了一种无毒的材料，因为它的结构而抵抗细菌的生长。数百万微观钻石被排列的方式，即公司索赔可以防止生物膜形成长达21天。这种“无杀”方法在医疗环境中尤为重要，因为它避免了通过人工杀菌剂的选择促进抗性感染株的不断增长的问题。该公司是安全触摸该产品（左）是一种自粘薄膜，被Inc.杂志评为2009年最佳创新产品之一。

海豚每小时可以游泳33英里，可以使用高达80％的能量来产生推力。这些能力激发了来自格鲁吉亚的发明者Ted Ciamillo，设计了鲁诺西特（左上角），一个2.5磅重的单鳍，由碳纤维和玻璃纤维制成，以精确的30度角连接到铝脚板上。鱼鳍几乎有四英尺宽，能以每小时八英里的速度推动游泳运动员，几乎是奥运会金牌得主迈克尔·菲尔普斯的两倍。

一起去学校钓鱼在高速下形成复杂的图案，而不会相互碰撞。这种能力激发了日产公司通过研究这种行为来开发Eporo汽车（右）。提供的创新是一组车辆能够一起安全行驶，避免碰撞和延误。

日产的工程师们了解到，鱼类之所以能够上学，是因为它们的侧线感和视力，以及导致群体现象出现的三种简单的个体行为：避免碰撞、保持与侧翼邻居的相对距离，以及缩小与远处鱼类的距离。他们用激光测距技术代替自然侧线机构，用超宽带（UWB）无线电通信代替瞄准，并将这三种算法编程到车辆控制中。现场演示了六辆汽车CEATEC日本2009展览会10月份在Makuhari Messe。

老鼠激发了研究人员在布里斯托大学机器人实验室在英国建造探路（如下），依赖于柔性传感器而不是相机的Whiskered搜索和救援机器人，以评估深色，窄的空间。六年的发展中，它有18个晶须，每秒六次来回移动。传感器检测晶须的允许扫描并将机器人重新定位向已接触的表面。然后，Scratchbot可以确定空间的边缘以及障碍的轮廓，包括不幸的受害者。该设备最近赢得了《大众科学》杂志2009年度最佳新产品奖。

最后，粘液模具，physarum polycephalum，今年必须在Tommies上获得最高荣誉，因为它在发现记忆库中扮演的部分。在过去的一年，HP实验室帕洛阿尔托，加利福尼亚州。宣布，工程师已经提升了他们的发现，并成功地将忆子阵列嫁接到标准芯片上，并且可以在不久的将来预期商业生产。忆失器是由U.Chua的Leon Chua预测的电子电路理论中缺少的第四次被动电路。1971年伯克利：一个可能记得目前之前已经流过的电阻。它被比作直径根据流过它的液体的直径。

Physarum是一个单细胞生物群体，能够感知、反应和预测北海道大学研究科学家施加的条件。在没有大脑或中枢神经系统的情况下解释这种行为是一个难题，当科学家们意识到他们可能正在研究忆阻器的一种有机形式，即细胞内物质的基本物理性质随着不同的外部条件而变化时，这个难题就变得更容易了。

通过仔细的生物学研究和顽强的工程开发，辉煌，逻辑理论的联系的影响不能夸大。忆故者将彻底改变计算，以及科学家和工程师接近人工智能和模仿人类大脑的方式。如果它有头部和肩膀，PeailyArum将站在比我们的其他奖励高得多。