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机器鱼与仿生流体工程学

时间:2008-10-01 08:00:00  来源:互联网  查看:

传统的生物学主流不论是研究生物的组织、结构、形态、类别及生态,或是二十世纪中叶以后的分子生物学,怎样也轮不到生物力学,特别是其中看似没有明显用途的流体力学,除了人工心脏与血管相关的问题外,大概没人会注意这方面的研究。但是这些年来,一些生物物理学家与流体力学工程师们,已经默默地将生物物理学与流体工程结合在一起,为人类科技的进展提供一条新的路线。在内流场方面,人工心脏及人体血液循环系统的研究成为追求长寿者的希望所在;在外流场方面,各式交通工具必备的推进系统也有诸多模仿生物的发展,以寻求更有效率、节省能源的推进方式。 8MjCAEworks

随着我们对水中生物研究的增加,以及机电、控制、材料方面技术的进步,模仿鱼类的摆尾式运动变得越来越有可能。除了麻省理工学院海洋工程系研究群研发的机器鲔鱼与机器梭子鱼外,英、美、日等国也有许多大学研究团队及公司在进行研发,例如三菱公司曾发表几可乱真的水族馆展览用机器鱼,德州农工大学正为美国海军研发应用特殊记忆合金与弹簧为结构来摆尾的隐形鱼形潜舰,而国内也有大学正在发展「仿生型自主式水下载具」。这些都是着眼于水中生物摆尾式前进的高效率与低噪音,但是要学好生物的运动需要先彻底了解其运作的机制,再结合流体力学、材料、控制、机电整合、微机电及奈米科技等领域的成果才能成功地模仿生物,这是困难度相当高的高科技,有待国内有心结合传统产业与新兴科技进行科技整合者的投入与研究。8MjCAEworks

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