【東部知識列車】第七站屏東女中:李旺龍教授分享「人定勝天?向大自然學習-仿生學」

講師:成功大學材料系暨奈微所教授
 李旺龍
講題:人定勝天?向大自然學習-仿生學
撰文|國立屏東女中衛生組長 劉東昕
仿生科技雖然對很多人來說是個新穎的題材,甚至是從未見過的東西。不過實際上,在我們身邊的資訊當中,就經常出現與仿生科技相關的內容,比方說:Discovery的節目、科學人雜誌或是科普相關的媒體都曾經出現仿生科技的內容,甚至一般新聞中有時也會出現一些片段,只是這些東西就如同仿生科技的根源一樣,離我們很近,卻經常被忽略。
工程與數學之差異
本次講座由成功大學李旺龍教授主講,主要對象為本校一、二年級學生。李教授在簡短的自我介紹之後,便逐漸將話題由成功大學之特色轉向學科方面的差異。李教授先由工程學與數學的差異開始談起,由於學生大多數的時間都專注於學科上,對於課程以外的知識較少涉獵,且一年級同學也尚未開始接觸大學的科系或者是思考自己未來的發展。因此李教授的這段解說能夠讓學生瞭解各個學科之間的差異性,尤其是在工程學和數學上面。也就是工程是容許一定的誤差的,而數學卻是精準的。這讓我想到小學階段大家都曾經學過的「冷縮熱漲」,工程上所使用的材料多半會產生這樣的問題,因此李教授特別舉例說明,各種材料在工程的運用上都必須說明「精度」,和數學的完全精確是不太一樣的。
電影誤導了我們
接著李教授告訴我們,工程當中的力和材料之間的關係,會受到物件的尺寸大小而受到影響。李教授舉出一本日本的科普書籍作為範例,內容有許多關於卡通或是影集當中的謬誤,這些大家習以為常的事其實在現實生活當中是做不到的,比方說:變成巨大的超人,或者是以人的型態進行超音速飛行等。在這之前我也曾經在其他地方看過類似的資訊,比方說:實際上隕石墜落地球的速度非常快,是以超音速的情況落下,因此看到隕石的人或恐龍根本還來不及逃跑隕石就撞擊地面了,根本不會出現驚慌逃跑的情況,而且因為是超音速的關係,實際上應該是先產生撞擊後才聽見隕石劃過天際的聲音。而李教授另外也舉出了電影當中經常出現的宇宙題材,事實上宇宙是真空的,因此星際大戰中的戰機在作戰的時候所射出的雷射光是不會發出聲音的,當然爆炸的時候也就只有看到火光而已了。因此在我們的生活當中,有許多習以為常的事實際上是錯誤的,甚至是被忽略的。李教授由這個部分帶領學生進入仿生科技的範疇中。
仿生生活
仿生科技這個詞彙在臺灣現有的媒體上比較少被討論,但實際上已經有日常生活用品是以仿生科技所製成的。李教授所舉的例子是「魔鬼氈」,魔鬼氈是一位瑞士工程師所發明的,他在觀察植物種子鉤附在人類的衣物以及動物毛髮上的情況之後,發現植物的種子是以成排的倒鉤來鉤住經過的人或動物。這項發明雖然看起來不是什麼了不起的大發現,可是卻是我們日常生活中不可或缺的一部份,有多少人會察覺到隨處可見的雜草居然隱藏著讓人類生活更加便利的科技呢?
而日常可見的蜘蛛絲和壁虎等小生物,其所依靠的力量雖然以人的角度來看是很微小的,但若將前面所提到的概念帶進來,把蜘蛛絲放大到人的尺寸,那麼將會成為相當堅韌的絲線,可用於各種工程吊掛作業或者是攀岩、垂降等活動上。因此我們從講座的內容當中可以知道,微小生物的力量不容小覷,只要深入進行觀察,再試著將生物界當中的「科技」轉移到人類生活當中,那麼說不定就可以開發出其他更為便利的工具了。
仿生的歷史
其實在人類的生活當中早就有許多「仿生」的概念被用在生活當中,比方說流體力學就有許多仿效生物的部分,如:船隻的流線型外觀即是,早期的船隻,比方說考古研究中所發現的諾亞方舟可能較為接近尼羅河上航行的圓形船隻,後來人類仿效魚類流線型的身軀,而有了現代船隻的外觀。另外,人類藉由觀察鳥類的飛行,進而察覺到空氣動力的存在,藉由翅膀上下兩邊空氣流速的不同來產生上昇的力量,再配上鳥類充滿空氣的骨骼,然後才有了現代飛機的發明。
仿生的未來
透過李教授所帶來的投影片和生動解說,除了能夠對仿生科技的內涵有更多瞭解外,也能夠讓學生對於仿生科技的未來有更多期待和想像。除此之外,也應對於自然界抱持著更加尊敬的態度,唯有維持生物多樣化,才能夠從中找到更多仿生科技的靈感,造福更多人類。

Related posts