向蛇學習

　　2013年來啦，我們將迎來又一個蛇年。這個生肖可相當不一般，它不僅是十二生肖中唯一不長腿的動物，而且也是里面少數野生動物之一，更是唯一的現生爬行動物。這樣一個不入流的家伙能在十二生肖里面坐穩位子，沒有兩手絕活是不行的，這些本領不僅讓蛇在自然界混得風生水起，還能給科學家提供發明創造的靈感。就讓我們來看看，科學家究竟從蛇身上學到了什么吧。
　　
　　
　　亂草蛇影
　　當今的地球大陸是哺乳動物在主宰，爬行動物不可一世的時代已經隨著6 500萬年前的恐龍大滅絕一去不返了。多數爬行動物都已滅絕，在幸存者中，蛇類是最為興盛的類群之一，可謂技高一籌。在蛇類諸多本領中，腳全部退化的特殊體形也是它生存下來的重要仰仗。有了這副身體，雖然運動起來只能靠走“S”形，讓肚皮和地面摩擦才能前進，但不管草叢樹杈還是磚縫地溝，別的動物擠不進去的地方它都能進，逃生和捕獵都大為方便，更是讓諸多仰仗洞穴的鼠輩叫苦不迭。
　　蛇的這一特點也引起了人們的關注，在研究了蛇的運動方式后，人們設計了蛇形仿生機器人。蛇形機器人具有重心低、穿越障礙物能力強、靈活自由的優點，能游動前進也能蠕動前進，還能翻越簡單的障礙物。蛇形機器人一般由多個相同的“關節”模塊組成，模塊之間可以進行通訊和協調。由于每一個模塊都是一個小型機器人系統，規格相同，非常便于工業化生產和組裝。而很多蛇形機器人還采用了可重構設計，子機器人可以隨時解體或重新組合。如進行搜索等活動時可以解體成多個子機器人四處行動，而需要翻越障礙或者統一行動時，又可以相互連接形成一條或幾條“機器蛇”，就像變形金剛里的機器人合體，神奇吧？美國宇航局甚至希望研究出能在外星球運動的機器蛇呢。
　　
　　蛇行算法
　　蛇的形體和運動方式不僅被科學家學來制作仿生機器人，更成為了計算機算法的仿生對象呢。在蛇行算法提出來之前，已經有了模仿螞蟻找食物的方法來尋找最優路徑的蟻群算法，也有了模仿遺傳物質進行復雜運算的基因算法，而蛇行算法則是一種網絡安全策略。
　　隨著全球數據傳輸速度的迅速提高，人們把很多原來在線下進行的通訊、會議等活動都搬到了網上，甚至一些重要的文件也被做成了電子版發來發去。這時候安全問題就暴露出來啦，直來直去的網絡傳輸形式很容易被人猜到數據的傳輸路徑，那些黑客們很容易就在特定的網絡節點安裝竊取設備來“偷聽”，甚至還能截斷數據傳輸呢！而蛇行傳輸就不一樣啦，它在紛雜的網絡中不走直線，而是像蛇一樣呈“S”形路徑傳輸，傳輸路線不固定，速度還不慢，除非黑客攻陷發出端或最后接收端的計算機，要想半路截獲數據，幾乎是不可能的。
　　熱感鎖敵
　　電影《哈利·波特》里，伏地魔和哈利·波特都會蛇語，哈利·波特在和馬爾福比試的時候，還曾和對手召喚出的毒蛇說起了蛇語。不過如果在現實生活中，哈利·波特怕是要被毒蛇狠狠咬上一口了。因為蛇沒有外耳，聽力極差，根本聽不到什么蛇語，但是它卻能夠感受到人腳步帶來的震動。包括響尾蛇在內的很多毒蛇，還在鼻孔與眼之間的頰部每邊都有一個非常明顯的頰窩，這里有一套紅外線感應器官——熱感器，能牢牢鎖定正在靠近的生物。熱感器相當靈敏，不僅可以感知長波紅外線極微弱的變化，而且對溫度變化也非常敏感，能測出0.02℃的溫差，若接觸水流則能測出0.003℃的水溫差，反應速度不超過0.1秒。即使在完全黑暗的情況下，也能準確地判斷出發熱物體的位置。
　　20世紀40年代中后期，美國人根據蛇的這一特性，設計了第一種紅外制導空空格斗導彈——響尾蛇導彈，1956年7月正式裝備部隊，不過第一代“響尾蛇”的紅外線識別能力比真正的響尾蛇可差多啦，只能追擊飛機發動機的尾焰，極不穩定，據說甚至會受到天上太陽的干擾。之后響尾蛇導彈不斷升級改良，各種紅外制導的武器也不斷被設計出來，精度和威力都大大提高。不過由于紅外制導武器主要靠探測熱源制導，容易被曳光彈、紅外誘餌和其他熱源干擾而丟失目標，也沒有區分多目標的能力，作戰效率大打折扣。為了應對這一缺陷，2002年，新一代的響尾蛇導彈AIM-9X開始融入了紅外成像技術，變得能識別圖像啦。此外，由于紅外線的傳播距離問題，紅外制導主要用于短程導彈或用在長程導彈的末段制導。
　　
　　吞噬奇招
　　蛇的捕食策略也極為高明，或伏擊或追擊，只要有機會，就一定爭取把握住，其活絡的頜骨可以張開接近180度，從而吞下比它還要粗很多的獵物。而一旦得手又極有耐力，可以在相當長的時間內不用進食。人們都說蛇能產生“吸力”，其實是它們吞咽時顎的兩側肌肉輪番蠕動才將食物拉入口中，而它們的牙齒則緊緊扣住獵物，一旦獵物進入咽喉，強有力的肌肉就會將獵物擠進胃里了，絕無逃脫的可能！
　　人們根據蛇的吞咽原理設計了機械手臂，它雖然沒有帶手指的機械手那么靈活，但是抓握方式簡單，穩定性卻特別高，只要抓住了，就絕不會掉下來，不會出現普通機械“手滑”的現象。這一優點使它在易碎物品的搬運，或者在復雜環境下實驗樣品的抓取等方面，都大有應用前景！
　　劇毒奇效
　　毒蛇在蛇中占少數，一般頭呈三角形，尾的后半部分突然變細。見到人以后不會逃跑，反而揚起頭和人對峙的蛇，大多為毒蛇，它們如此膽大，所依仗就是毒液。在蛇的進化史上，毒液出現較晚，但無疑大大增強了它們的生存能力。蛇毒因物種不同而在成分上有差異，目前已知的成分有可以麻痹神經造成呼吸衰竭的神經毒素；有攻擊細胞膜的膜毒素；有能夠影響凝血，造成被咬者傷口流血不止，甚至讓對方七竅流血的出血毒素；此外，有的蛇毒里面還伴有消化酶等物質，使人或獵物在被咬后組織器官就開始被消化。可以說，蛇毒是相當有威力的呢。不過人們早早就注意到了可怕的蛇毒還是大有用處的，早在古代，人們就開始用蛇毒來治療各種關節病。現代關于蛇毒的研究和使用就更多啦，蛇毒的成分被提取、仿制，甚至是改造后，正廣泛應用于醫療領域，如神經毒素類物質可以制成鎮痛劑，抗凝血成分則可以用來治療血栓。更突出的是，現在膜毒素類成分正在被嘗試應用于殺傷癌細胞、治療癌癥，并取得了一些成果。
　　你看，蛇身上值得我們學習的地方不少吧？其實我們對它們的研究才剛剛起步，還有更多有用的東西等待我們去發現呢。
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