仿生学启示录：汽车设计借鉴旗鱼结构提速

旗鱼是世界上游泳速度最快的动物之一，它在水中前进的速度甚至比猎豹奔跑的速度还要快，让人感到不可理解。

麦克劳伦P1混合动力超级跑车，其设计元素中运用了来自旗鱼的灵感。

史蒂芬森买的那条旗鱼标本现在被挂在了麦克劳伦公司的墙上作为纪念。

新浪科技讯 北京时间9月3日消息，据英国广播公司(BBC)网站报道，设想一下，当你在外度假时一时兴起买下了一条昂贵的鱼类标本，把它带回公司，并且让你的老板为它买单，情况会怎么样？你的老板估计肯定不会高兴。但弗兰克·史蒂芬森(Frank Stephenson)的老板不一般，他工作的公司也不一般。至于这条鱼，当然也不是一般的鱼了。

旗鱼偶遇

史蒂芬森是麦克劳伦汽车公司(McLaren Automotive)的设计总监，这家公司设计了一系列广受好评的高端汽车产品。当史蒂芬森在加勒比海度假期间，他注意到自己下榻的酒店墙壁上挂着一条旗鱼标本。一位当地人告诉史蒂芬森，他非常骄傲自己捕获了一条旗鱼，因为它游的实在太快了。这句话吸引了史蒂芬森，他开始研究这种鱼，它为何能游的那么快？

在返回伦敦的途中，史蒂芬森在美国迈阿密中途停留。在这里他很幸运的从一名当地渔民手里买到了一条旗鱼，将它送到城里制作成了标本，并随后将它发往位于英国萨里郡的麦克劳伦公司空气动力学研究实验室，在那里，公司的研究人员将尝试了解让这种鱼得以高速游动的秘密。

研究的结果发现，这种鱼能够只用博尔特一半的时间便游完100米的距离。之所以需要这种惊人的速度，是因为它们要追逐一些游动速度很快的小鱼作为食物。研究显示旗鱼皮肤上的鳞片会产生微小的漩涡，将整个身体包裹在一层气泡层中，而不是密度更高的海水。这就减小了阻力，让快速的游动更加方便。这只是这家汽车公司尝试学习大自然技巧的诸多案例之一。

**设计

麦克劳伦公司的设计师们将相同的结构技术应用于他们最新款P1超级跑车的发动机管路内壁。这一改进让发动机的进气通量提升了17%，从而大大改善了该车的性能：新型P1发动机可以产生903马力的强劲混合动力，因而需要更多的空气输入来帮助燃烧和引擎冷却。

P1引擎同时也借鉴了旗鱼身体后侧靠近尾部的两根鱼鳍结构，其作用是实现身体周边气泡和水流的稳定导流。当将这项概念运用于车身设计之后，汽车的外形整体更加符合空气动力学原理。

大自然已经经历了数十亿年的**设计，这也是为何汽车设计师们打算借鉴并将这些理念运用于设计的原因。史蒂芬森表示：“这样做是有理由的。蜥蜴为什么能垂直甚至倒过来贴在墙壁上？如果你找到了其背后的原因，你就可以将这项技术应用于汽车设计之中，使其在一些特定环境，如因下雨而潮湿的表面防滑。”

早在人类发现流体动力学原理之前，大自然中便早已体现着它的精髓。比如说，日本三菱重工业公司的工程师们近期开发了一款新型空气润滑系统，将水与船体之间隔离，从而让船体运行阻力下降达80%以上。气体的密度低于水体，因此轮船便可以借此减小摩擦，更快更顺畅的运行。而这正是旗鱼之所以能高速游动背后的秘诀，而麦克莱伦公司已经证明，旗鱼的**设计在陆地上的汽车设计中同样有着用武之地。

盒子鱼奇特的外形给了梅赛德斯公司以设计灵感。

梅赛德斯公司的这款外观奇特的新型车，借鉴了盒子鱼的外形设计。

盒子鱼与汽车

麦克莱伦设计工作室是一间集科学实验室，艺术工作室与音乐空间为一体的混合体。其目标是帮助设计师获得最新体验，手段则是将他们带离“舒适地域”。史蒂芬森表示：“每天我都在我的办公室从事研究，看起来我在办公室所从事的生物学研究而不是汽车设计。”

麦克莱伦公司在仿生学领域的研究也并非独此一家。著名汽车制造商梅赛德斯-奔驰的仿生学汽车设计正是受到了盒子鱼的启发。这种鱼外形古怪，浑身像是穿上了盔甲，从而让它获得保护，抵御外敌。然而神奇的是这种看似笨拙的外形却并未阻碍它灵活的运动能力，这一特点引起了梅赛德斯公司的注意。通过模仿这种外形，工程师们设计出一款外观新颖的车型，其在空气动力学优越性方面达到了破纪录的水平。借助这款设计，梅赛德斯的工程师们也成功地让汽车的燃油耗费下降了20%，并让一氧化氮排放量下降了80%。

日本的尝试

日本日产汽车公司努力寻求终极版本的防撞汽车设计，他们研发了一款名为“Eporo”的小型机器人，这款机器人的设计同样参照了一种海洋生物的特点。Toru Futami是该公司先进技术与研究主管，他表示：“我们需要向大自然学习终极防撞击系统的设计灵感，尤其是鱼类的行为模式。”鱼类常常会大规模集群行动，但却从来不会相撞，日产汽车研发的这款机器人专门采用了模拟这种鱼群行为的算法模式。Toru Futami表示：“这一算法模式其实非常简单。”

他说：“鱼类只要遵循以下3条原则：不要离得太远；不要靠的太近；不要相互撞击。”这一设计思想已经逐渐被应用于日产汽车的一系列新产品研发之中，如智能刹车系统(IBA)以及前向撞击告警系统(FCW)。这些成果都是新型防撞击车型研发的基础，这样最终便能避免对车道，交通指示灯体系等基础设施的额外改进需求。甚至有些现有的汽车部件也将变得没有用武之地。史蒂芬森表示：“我们最终将不再需要风挡刮水器，动物们的眼睛上可都没有安装雨刷器。”

当然，并非所有设计灵感都来自海洋生物。就以Eporo为例，其采用的激光测距仪(LRF)技术便是从日产汽车之前的一个项目中衍生发展而来的。其灵感来源于大黄蜂可以在广阔范围内探测物体的能力，并且可以在180度半径范围内距离两米处探测到障碍物的存在。采用这项仿生技术之后，机器人便可以探测到路径上的障碍物并灵巧的避开。

仿生学设计的思想已经影响了很多汽车公司，但大自然奥秘的影响力还远不止于此。近期，美国宇航局正向公众征询下一代宇航服的设计方案，其中一项设计的理念中借鉴了鱼类和爬行动物的皮肤特点。

设计师们正逐渐意识到，大自然的鬼斧神工常常蕴藏着精妙的设计思想。因此，我们应当向大自然寻求设计的灵感，毕竟，一条加勒比海的旗鱼标本也能带来巨大的改变。(晨风)