海洋海岸仿生装置

各种生物在进化过程中，形成了极其精确和完善的机制，获得了适应大自然环境变化的强大能力。在神奇的大自然中，许多生物都具有许多卓有成效的本领，也显示出比迄今任何人造机械都优越的特性或功能。兰州市第十四中学创意小组的同学们就致力于在现实中去发现这些“本领”，并且构思利用生物功能来实现生物与工程技术的结合，在为人类预防险情、治理环境、节约能源和改进矿物质提取方法上，让仿生机器人更好地为人类服务。

生物的行为与天气的变化有一定关系。我们熟知的水母，是一种古老的腔肠动物，这种低等动物有预测风暴的本能，每当风暴来临前，它就游向大海深处避难去了。在蓝色的海洋上，由空气和波浪摩擦而产生的次声波 （频率为每秒8～13次），总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到，小小的水母却很敏感。创意小组利用这种功能设计了水母耳风暴预测仪，水母耳朵的共振腔里长着一个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石，当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时，水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声，就预示着风暴即将来临，为人类提前预报险情。

在陆地资源日益枯竭的情况下，丰富的海洋资源和海洋为人类的物质文明带来了广阔的前景。人们在对海洋进行不同程度、不同规模开发的同时，也一直将海洋视作废弃物倾倒或排放的场所。据统计，海洋垃圾中的80%以上是塑料，这些垃圾通过潮汐作用大量漂浮到海岸边，并且人们的生活垃圾也容易通过河水流向海岸，损害海洋和沿岸地区的生态环境，但海岸的垃圾并不好清理。创意小组的同学们为了更好地保护海岸环境，根据捕蝇草和蚂蚁设计了环保小精灵，这种装置可以在海岸寻找识别垃圾，并将其装入自身携带的垃圾桶中，当达到一定量时，就运往垃圾回收处理中心进行垃圾分类和无害化处理。

当满载货物的远洋货轮到达海岸时，常常见到大型货物吊装装置吊装货物，这种装置使用的能量为电能，而创意小组的同学们设计出的鱼鳔起重装置，则根据鱼鳔产生的浮力，来不断抵消吊装货物的重力进行吊装，从而达到了节约能源的目的。

海水中富含多种矿物质，被称作“蓝色的宝库”。如何提取这些矿物质加以利用呢？创意小组的同学们从植物的蒸腾作用中找到了灵感。他们利用了植物蒸腾作用中对水分的吸收，又由于矿物质盐类（无机盐）溶于水中被植物吸收和在体内运转，通过类似半透膜的结构对物质选择性过滤，将吸入的矿质盐类在一定的装置中进行拦截，达到一定量时，再输送至陆地上的矿物分选中心进行进一步的加工。同学们设计的矿物提取装置正是对植物的这种功能进行了仿生。