仿生学搭建生物与技术间的桥梁

　　在历史长河中人们发现一些植物和动物的特殊功能或习性经过几百万年的自然进化不仅完全适应自然而且接近完美，实际上超越了人类在此方面的技术水平。因此人类很早就开始向生物学习，发明制造了许多工具物品为自己所用，仿生学应运而生。仿生的英文名字是Bionics，直至今天，仿生学依然是当前世界科学的前沿和热点。作为生物学和技术学等多学科相结合的交叉学科，仿生学试图在技术方面模仿动物和植物在自然中的功能，最后实现新的技术设计并制造出更好的新型仪器、机械等来满足人民生产生活的需要。这个思想在生物学和技术之间架起了一座桥梁，并且对解决技术难题提供了帮助。

经过数十亿年的进化和自然选择，自然界的生物为人类的创新提供了天然的宝库。面对这个宝库，10年前，许多国家就已在仿生学上做了精心、长期的计划准备。在美国，有一项长期研究计划与仿生科技紧密相关，其优先发展先进制造(如模拟与仿真、生物技术)、先进材料和先进军事装备。在德国，其研究与技术部已就“21世纪的技术”为题在自适应电子技术、仿生材料、生物传感器等投入相当大的人力和财力。此外，英、日、俄等国都制订了相应的中长期规划，准备在仿生学研究领域展开源头创新竞争。10年后的今天，这些国家的仿生研究不仅成果颇丰，而且许多仿生研究成果已从基础研究发展到商业化竞争阶段，应用于经济、军事和人类卫生事业，由仿生研究引起的高新技术创新和带来的效益在全球经济中所占的份额越来越大。

反观我国在仿生学方面虽然取得了一定成绩，但其受到的关注力度并不够，由此引发的创新并不尽人意。我国面临的国际范围内由仿生学引发的新竞争形势是十分严峻的！说到底，仿生科技的发展态势势必将影响到一个国家的综合实力和竞争力。这可以用具体数据加以印证：2003年上半年我国高新技术出口总额达950亿美元，比去年同期增长50.8%。特别指出的是，我国当前优先发展的高新技术产业化重点领域共有141个方面，其中将近有30个领域与仿生学有关。例如，光传输系统、生物医学材料及体内植入物和人造器官等。另外，据有关部门测算，到2005年我国高新技术产业的工业总产值将达到3.5万亿元。不容否认，仿生学研究的好坏将直接影响着我国的未来发展。

可以看出，仿生科技为国民经济发展做贡献要依靠两方面力量，一是科技人员在基础领域进行攻关，另一个是产业界的关注与投入。据了解，在我国这二者的结合并不尽如人意。例如我国1000多家上市公司共约有3000亿元的闲置资金。这些巨额闲置资金足以说明我国一些企业的管理水平存在问题——企业不愿将资金投到中长期、潜力巨大的项目上，往往将目光盯在今年投钱明年获利的短期行为。其实，国际上许多实力强劲的公司，如柯达、杜邦，无一不是将大量资金投到几年后才有可能研制出且潜力巨大的项目上，进而获得创新性技术，为自身发展提供持久动力。相关专家强烈建议产业界应当在仿生学的新成果上舍得投入。从科技战略意义上说，目前科学技术先进的国家在科技成果商业化方面的竞争，比研究与开发方面的竞争更为激烈。这种竞争进一步推动了现代科学技术的发展，使崭新性和增益性的创新成果不断涌现，产品和工艺不断改进。

大自然是向每一个国家、每一位科研人员敞开的。面对这样一个宝库，行业专家呼吁我国应抓紧时间加强仿生学研究，否则，本应归自己的科研成果或产权最后却被外国所攫取，本应自己开发出来促进本国发展的高新技术反而要到国外花大价钱去买，更重要的是，没有源头创新，我国在国际上的竞争力不可避免地受到负面影响。专家认为，国外的技术再先进，引进到国内后，充其量是一种拷贝，有时可以加以改进、改良，但终归不是自己的源头创新。” 因此，要将仿生学的发展放在国家重要战略地位加以考虑，把握21世纪国际仿生学的发展方向和前沿，加强原始创新研究，包括仿生结构与力学、仿生材料与微系统、仿生功能器件及控制、分子仿生、人工智能与认知等方面；同时开发自主知识产权的仿生器件、仿生材料、仿生机械、仿生传感器等；

连体鲨鱼装：运动员们要想在比赛中取得好成绩，装备自然很重要。运用了高科技的运动服装能让运动员们如虎添翼。悉尼奥运会时，仿生科技的连体鲨鱼装改变了整个世界泳坛的格局，几乎大半以上的金牌得主都是鲨鱼装的使用者。第一代鲨鱼装模仿了鲨鱼的皮肤，在泳衣上设计了一些粗糙的齿状突起，以有效地引导水流，并收紧身体，避免皮肤和肌肉的颤动。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点，加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料，可使人在水中受到的阻力减少4%。此外，还增加了两个附件，附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器能使运动员游起来更加轻松；附在胸前和肩后的振动控制系统能帮助引导水流。

让盲者见到光明：在植入了微小的仿生视网膜之后，3位失明患者不仅看到了明灭或者移动的光点，甚至还成功地用眼睛区别出杯子和盘子。这是在美国视觉和眼科学协会年会上公布的一项最新进展。研究人员介绍说，他们研制的仿生视网膜薄片面积仅为4乘5毫米，相当于人眼正常视网膜的约三分之一。它由硅酮和铂材料制成，上面有16个电极，植入后可附着在天然视网膜上，其工作原理是用电信号刺激患者还未完全丧失功能的视网膜细胞，将视觉信息通过视神经传递给大脑，从而部分恢复视力。仿生视网膜主要用于治疗色素性视网膜炎患者。但研究人员估计，这一技术经改进后将来也许还可以造福那些生来就看不见这个世界的盲人。

人工合成蛛丝：如果你曾经轻推过一个蜘蛛网，你就会感觉到在蛛网破裂前，它有一个拖拉伸展的过程。蛛丝正是通过这个伸展的过程吸收了许多能量，这让蛛丝成为世界上最有韧性的材料之一。多年来，人们一直幻想能用蛛丝制作衣服，现在这个幻想正在慢慢变成现实。蛛丝含有一种纤维蛋白，这种蛋白质和存在于毛发和羊角中的角质蛋白相似。这种蛋白分泌出来后开始变得坚韧。通过精细的平衡水的含量，蜘蛛和蚕可以防止纤维蛋白过快固化。不久的将来，人工制造的蛛丝将可以用来制作衣服或者强度超高的绳索。