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蝙蝠与仿生学
生物波定位
蝙蝠分辨声音的本领很高，耳内具有生物波定位的结构。蝙蝠是惟一能真正飞行的哺乳动物，非常适合在黑暗中生活，它的眼睛几乎不起作用，通过发射生物波并根据其反射的回音辨别物体。飞行的时候由口和鼻发出一种人类听不到的生物波，遇到昆虫后会反弹回来。蝙蝠用耳朵接收后，就会知道猎物的具体位置，从而前往捕捉。它能听到的声音频率可达300千赫/秒，而人类的一般在14千赫/秒以下。
仿生学（bionics）在具有生命之意的希腊语bion上，加上有工程技术涵义的ics而组成的词。大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受（感觉功能）、信息传递（神经功能）、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子，如将海豚的体形或皮肤结构（游泳时能使身体表面不产生紊流）应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。
苍蝇，是细菌的传播者，谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）是“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”，由3000多只小眼组成，人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的，用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路，大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件，它的用途很多。
自然界形形色色的生物，都有着怎样的奇异本领？它们的种种本领，给了人类哪些启发？模仿这些本领，人类又可以造出什么样的机器？这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。
仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学，它是在本世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和机器，创造新技术。从仿生学的诞生、发展，到现在短短几十年的时间内，它的研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路，也就是向生物界索取蓝图的道路，它大大开阔了人们的眼界，显示了极强的生命力。
蝙蝠在水平地面上是无法起飞的，一定要有一点高低落差。蝙蝠的导航能力绝不仅限于回声定位，它体内具有磁性“指南针”导航功能，可依据地球磁场从数千英里外准确返回栖息地。而此前，众所周知，蝙蝠是著名的“夜行侠”，虽然它的视力非常差，但其拥有超常的回声定位方法，仍可在黑暗中导航觅食。
美国新泽西州普林斯顿大学生物学家理查德·霍兰德和同事们研究发现，当蝙蝠处于人造磁场环境中，会干扰蝙蝠原来正确的航向，使蝙蝠“误入歧途”。该研究是科学家首次揭示蝙蝠具有磁性导航能力，有助于进一步增进科学家对蝙蝠导航飞行的认知。
擅长夜晚飞行的蝙蝠拥有独特的回声定位，通过发出高音频声音并能根据回声判断物体的方位及距离，这种能力可帮助蝙蝠准确判断猎物所在位置，并有效地绕开树、建筑物等。依据这一理论，蝙蝠的回声定位功能在近距离飞行中可以游刃有余，但对于远距离飞行而言，视力非常差的蝙蝠似乎无计可施了。
1793年夏季的一个夜晚，意大利科学家斯帕拉捷走出家门，放飞了关在笼子里做实验用的几只蝙蝠。只见蝙蝠们抖动着带有薄膜的肢翼，轻盈地飞向夜空，并发出自由自在的“吱吱”叫声..斯帕拉捷见状，感到百思不得其解，因为在放飞蝙蝠之前，他已用小针刺瞎了蝙蝠的双眼，“瞎了眼的蝙蝠怎么能如此敏捷地飞翔呢？”他下决心一定要解开这个谜。
在进行这项实验之前，斯帕拉捷一直认为：蝙蝠之所以能在夜空中自由自在地飞翔，能在非常黑暗的条件下灵巧地躲过各种障碍物去捕捉飞虫，一定是由于长了一双非常敏锐的眼睛。他之所以要刺瞎蝙蝠的双眼，正是想证明这一点。事实却完全出乎他的意料之外。
意外的情况更激发了他的好奇心。“不用眼睛，那蝙蝠又是依靠什么来辨别障碍物，捕捉食物的呢？”于是，他又把蝙蝠的鼻子堵住，放了出去，结果，蝙蝠还是照样飞得轻松自如。“奥秘会不会在翅膀上呢？”斯帕拉捷这次在蝙蝠的翅膀上涂了一层油漆。然而，这也丝毫没有影响到它们的飞行。
最后，斯帕拉捷又把蝙蝠的耳朵塞住..这一次，飞上天的蝙蝠东碰西撞的，很快就跌了下来。斯帕拉捷这才弄清楚，原来，蝙蝠是靠听觉来确定方向，捕捉目标的，一共做了四次实验。
斯帕拉捷的新发现引起了人们的震动。从此，许多科学家进一步研究了这个课题。最后，人们终于弄清楚：蝙蝠是利用“生物波”在夜间导航的。它的喉头发出一种超过人的耳朵所能听到的高频声波，这种声波沿着直线传播，一碰到物体就迅速返回来，它们用耳朵接收了这种返回来的生物波，使它门能作出准确的判断，引导它们飞行。
蝙蝠善于在空中飞行，能作圆形转弯、急刹车和快速变换飞行速度等多种“特技飞行”。蝙蝠，隐藏在岩穴、树洞或屋檐的空隙里；黄昏和夜间，飞翔空中，捕食蚊、蝇、蛾等昆虫。蝙蝠捕食大量的害虫，对人有益，理应得到保护。
蝙蝠的口很宽阔，口内有细小而尖锐的牙齿，适于捕食飞虫。它的视力很弱，但是听觉和触觉却很灵敏。一些实验证明，蝙蝠主要靠听觉来发现昆虫。蝙蝠在飞行的时候，喉内能够产生生物波，生物波通过口腔发射出来。当生物波遇到昆虫或障碍物而反射回来时，蝙蝠能够用耳朵接受，并能判断探测目标是昆虫还是障碍物，以及距离它有多远。人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式，叫做“回声定位”。蝙蝠在寻食、定向和飞行时发出的信号是由类似语言音素的生物波音素组成。蝙蝠必须在收到回声并分析出这种回声的振幅、频率、信号间隔等的声音特征后，才能决定下一步采取什么行动。
靠回声测距和定位的蝙蝠只发出一个简单的声音信号，这种信号通常是由一个或二个音素按一定规律反复地出现而组成。当蝙蝠在飞行时，发出的信号被物体弹回，形成了根据物体性质不同而有不同声音特征的回声。然后蝙蝠在分析回声的频率、音调和声音间隔等声音特征后，决定物体的性质和位置。 蝙蝠大脑的不同部分能截获回声信号的不同成分。蝙蝠大脑中某些神经元对回声频率敏感，而另一些则对二个连续声音之间的时间间隔敏感。大脑各部分的共同协作使蝙蝠作出对反射物体性状的判断。蝙蝠用回声定位来捕捉昆虫的灵活性和准确性，是非常惊人的。有人统计，蝙蝠在几秒钟内就能捕捉到一只昆虫，一分钟可以捕捉十几只昆虫。同时，蝙蝠还有惊人的抗干扰能力，能从杂乱无章的充满噪声的回声中检测出某一特殊的声音，然后很快地分析和辨别这种声音，以区别反射音波的物体是昆虫还是石块，或者更精确地决定是可食昆虫，还是不可食昆虫。 当2万只蝙蝠生活在同一个洞穴里时，也不会因为空间的生物波太多而互相干扰。蝙蝠回声定位的精确性和抗干扰能力，对于人们研究提高雷达的灵敏度和抗干扰能力，有重要的参考价值
