Природа помогает совершенствовать машины и приборы

Изучив форму тела кита, ученые пришли к выводу, что оно значительно лучше приспособлено к перемещению в воде, более обтекаемо, чем современные суда ножевидной формы. Тогда судостроители построили океанский пароход, по форме подобный киту. Корабль этот обладал той же грузоподъемностью и скоростью, что и обычный. Но зато мощность его двигателей удалось заметно уменьшить.

Для создания обшивки кораблей и других плавающих сооружений оказалось полезным изучение структуры кожи китообразных. Была изготовлена модель дельфина, воспроизводящая это животное по весу и форме. Модели была сообщена двигательная сила, равная двигательной силе дельфина, но продвигалась модель в воде значительно медленнее. Оказалось, что кожный покров дельфина имеет особую структуру, что способствует уменьшению вихревых потоков при его перемещении. Эти потоки и тормозили продвижение модели. Было создано искусственное покрытие, обладающее некоторыми свойствами кожи дельфина. Результат оказался прекрасным. Модель торпеды, обшитая этой искусственной кожей, двигалась в полтора раза быстрее, чем торпеда с обычной обшивкой.

Многим из вас, вероятно, приходилось видеть в кино, как пингвины забавно передвигаются на брюхе, отталкиваясь ластами. Они натолкнули ученых на мысль создать машину, которая могла бы перемещаться со значительным грузом и большой скоростью по рыхлому снегу. Машина, лежа на снежной поверхности широким днищем, будет отталкиваться от нее специальными приспособлениями. При весе, превышающем тонну, снегоход будет развивать скорость до 50 км/ч, что очень хорошо для подобных условий.

Может ли чему-нибудь научить людей обычная лягушка? Оказывается, может. При исследовании ее зрительных органов выяснилось, что лягушка обладает интересной особенностью. Она видит только движущиеся предметы. Это свойство очень помогает лягушке в поисках добычи. А инженеры, зная, как устроено зрение лягушки, создали прибор, регистрирующий только движущиеся предметы, например самолеты.

Вы включили радиоприемник и хотите послушать интересующую вас передачу. На вход приемника — его антенну — одновременно воздействует множество сигналов от разных передатчиков и источников помех. Вращая ручку настройки приемника, вы выделяете нужный сигнал из сложной совокупности помех. Чем больше помехи и чем слабее сигнал, тем труднее решить поставленную задачу, а иногда и вовсе не возможно. А ведь некоторые животные обладают удивительной способностью распознавать полезный сигнал. Летучие мыши во время своих полетов ориентируются по отражению издаваемых ими звуков. Человек их не слышит, так как частота этих звуков, называемых ультразвуками, значительно выше максимальной частоты, воспринимаемой нашим ухом. Летучие мыши превосходно отличают эхо собственного звука от гораздо более мощных звуков, издаваемых другими летучими мышами. Есть пещеры, в которых живет огромное число летучих мышей. Летая в тесной и темной пещере, они ухитряются никогда не сталкиваться друг с другом.

По мнению многих специалистов, способность выделять полезный сигнал из совокупности других сигналов у летучих мышей значительно выше, чем у существующих электронных устройств. Примечательно и то, что орган летучей мыши, испускающий ультразвуковой сигнал, весит всего около десятой доли грамма, а объем его составляет примерно 1 см³. А современный обзорный аэродромный радиолокатор весит сотни килограммов, объем его составляет много кубических метров, причем его технические характеристики хуже, чем у «локатора» летучей мыши. Поэтому изучение «радарной установки» летучей мыши представляет для техники очень большой интерес.

Способность летучих мышей ориентироваться в пространстве по отражению испускаемых ими ультразвуков натолкнула конструкторов на мысль создать ультразвуковой «поводырь» для людей, лишенных зрения. Подвешенный на груди слепого прибор испускает ультразвуковые волны и усиливает их отражение от какого-либо препятствия. В наушниках при этом возникает звук, тембр либо громкость которого меняется в зависимости от характера препятствия и расстояния до него.

Более десяти лет назад биологи обратили внимание на органы зрения мечехвоста — морского членистоногого. Сетчатка сложного глаза мечехвоста состоит из отдельных структурных элементов. Одни воспринимают более яркий свет, другие — более тусклый. Оказалось, что волокна зрительных нервов от элементов сетчатки, воспринимающих яркий свет, стремятся ослабить нервные сигналы от элементов, воспринимающих более тусклый свет. Благодаря этому значительно увеличивается разница в восприятии света различной яркости — яркий кажется более ярким, а тусклый — более тусклым. При расшифровке рентгенограмм, аэрофотоснимков и других фотодокументов часто очень важно увеличить контрастность. Для этой цели инженеры создали электронное устройство, моделирующее глаз мечехвоста.

перейти к началу страницы