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蝙蝠的超聲波如何分辨食物和障礙物?

?? 2021-04-22 8760
核心提示:1 蝙蝠種類繁多,全世界約有900種。蝙蝠的種類數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2米。
3 有些蝙蝠的飛行速度可達50千米每小時以上。
4 蝙蝠能在1秒鐘內捕捉和分辨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,至冬眠前體重變為夏天時的1.5倍以上。
6 有的蝙蝠會釣魚,墨西哥兔唇蝠一個晚上能捕獲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
仿生學(bionics)在具有生命之意的希臘語bion上,加上有工程技術涵義的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械都優越得多,仿生學就是要在工程上實現并有效地應用生物功能的一門學科。例如關于信息接受(感覺功能)、信息傳遞(神經功能)、自動控制系統等,這種生物體的結構與功能在機械設計方面給了很大啟發。可舉出的仿生學例子,如將海豚的體形或皮膚結構(游泳時能使身體表面不產生紊流)應用到潛艇設計原理上。仿生學也被認為是與控制論有密切關系的一門學科,而控制論主要是將生命現象和機械原理加以比較,進行研究和解釋的一門學科。
蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它。可是蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是“天然導航儀”,人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。這種駐波管吸聲系數測試儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是一種“復眼”,由30O0多只小眼組成,人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”。“蠅眼透鏡”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”,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用于印刷制版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量。“蠅眼透鏡”是一種新型光學元件,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?它們的種種本領,給了人類哪些啟發?模仿這些本領,人類又可以造出什么樣的機器?這里要介紹的一門新興科學——仿生學。
仿生學是指模仿生物建造技術裝置的科學,它是在本世紀中期才出現的一門新的邊緣科學。仿生學研究生物體的結構、功能和工作原理,并將這些原理移植于工程技術之中,發明性能優越的儀器、裝置和機器,創造新技術。從仿生學的誕生、發展,到現在短短幾十年的時間內,它的研究成果已經非常可觀。仿生學的問世開辟了獨特的技術發展道路,也就是向生物界索取藍圖的道路,它大大開闊了人們的眼界,顯示了極強的生命力。蝙蝠在不同程度上都有回聲定位系統,因此有“活雷達”之稱。
借助這一系統,它們能在完全黑暗的環境中飛行和捕捉食物,在大量干擾下運用回聲定位,發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”的結構,在周圍還有很復雜的特殊皮膚皺褶,這是一種奇特的超聲波裝置,具有發射超聲波的功能,能連續不斷地發出高頻率超聲波。如果碰到障礙物或飛舞的昆蟲時,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的大腦中進行分析。
這種超聲波探測靈敏度和分辯力極高,使它們根據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,進行有效的回避或追捕。
蝙蝠就是靠著準確的回聲定位和無比柔軟的皮膜,在空中盤旋自如,
甚至還能運用靈巧的曲線飛行,不斷變化發出超聲波的方向,以防止昆蟲干擾它的信息系統,乘機逃脫的企圖。

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