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啄木鸟的头部激发了减震器

发布时间:2018-01-01 09:15:16来源:未知点击:

保罗·马克斯(Paul Marks)当未来的飞机调查人员从飞机残骸中取回飞行记录仪时,他们可能会有金色啄木鸟Melanerpes aurifons,以感谢飞行数据的生存原因一种减震器,受到鸟类承受严重减速能力的启发啄木鸟的头部经历减速度为1200克,因为它以每秒22次的速度在树上滚动如果人类经历80至100克,人们常常会被遗忘,因此啄木鸟如何避免脑损伤尚不清楚因此,加州大学伯克利分校的Sang-Hee Yoon和Sungmin Park研究了鸟的头部和颈部的视频和CT扫描,发现它有四种吸收机械冲击的结构这是它坚硬而有弹性的喙;一种强壮有弹性的舌头支撑结构,延伸到颅骨后面,称为舌骨;头骨上的海绵骨;以及头骨和脑脊液相互作用以抑制振动的方式然后研究人员开始寻找所有这些因素的人工类似物,这样他们就可以建立一个机械减震系统,以保护以类似方式工作的微电子为了模仿喙的抗变形能力,他们使用圆柱形金属外壳舌骨的分布机械负荷的能力由该圆筒内的一层橡胶和铝层的颅骨/脑脊液模仿海绵骨的抗振性由密集的1毫米直径玻璃球模拟,脆弱的电路位于其中(见图)为了测试他们的系统,Yoon和Park将它放在子弹内并使用气枪将其射到铝墙上他们发现他们的系统可以保护其内部的电子设备免受高达60,000克的冲击今天的飞行记录仪可以承受1000克的冲击 “我们现在知道如何防止微器件因机械冲击而断裂,”Yoon说 “韩国的一家研究所正在研究该技术的一些军事应用”除了保护飞行记录仪电子设备的可能作用外,减震器还可以用于“掩体破坏”炸弹,以及保护航天器免受与微陨石和空间碎片的碰撞它还可以用于保护汽车中的电子产品英国克兰菲尔德大学(Cranfield University)的工程师金布莱克本(Kim Blackburn)说:“这项研究是一个很有趣的例子,说明大自然如何发展高度先进的结构,以解决最初看起来不可能的挑战”他专注于汽车影响研究布莱克本补充说:“这可能会让我们想到车辆的再生阻尼器,将能量重新定向为比将其倾倒到热量更容易恢复的形式” “最终,我们需要向啄木鸟学习,以恢复能量,而不是让驾驶员头痛”英国布拉克利的一级方程式车队梅赛德斯GP马来西亚国家石油公司首席执行官尼克弗莱说,这些想法可能会助长车手的碰撞保护参加赛车运动:“一级方程式的一大问题是让驾驶员在事故情况下减速,以保护他的内部器官和大脑不会变成糊状物”“我们通过聪明的设计做到这一点复合材料,非常复杂的安全带和头颈部约束系统,“弗莱说 “但这项研究可能是我们未来可以借鉴的 - 它可能非常有趣”期刊参考文献:Bioinspiration and Biomimetics,DOI:10.1088 / 1748-3182 / 6/1/016003更多关于这些主题: