科学家对各种动物眼睛进行了观察,当他们设计人造光学系统时,就可以参照不同的动物眼睛来设计。从鸟类到昆虫,从鲸到鱿鱼,科学家从动物王国的所有成员中获得灵感,以设计高性能的人造眼睛。   美国加州大学生物工程师、纳米技术专家雷卢克阐述了最新研究,并将其发表在近日出版的《科学》上。   弹涂鱼生活在水里,但它们时常爬到岸边的树上,在陆地上待几个小时,因此它们的眼睛是典型的陆地型眼睛。而它生活的水域大都是水质混浊的池塘,水下的视力好坏也无关紧要。   鼓虫生活的水域是清澈的,因为它在定居问题上选择了水陆两栖,因此大自然毫不吝啬地给了它两对眼睛,一对在水里用,另一对浮出水面用。   美洲中部湖泊里的一种四眼鱼,能敏捷地跃出水面,捕食正在飞行的昆虫。说它是“四眼鱼”,实际上它只有两只眼,这两只眼睛的特别之处在于,瞳孔上下径伸长,并有一层间隔将眼睛横截成两部分,其透明介质上部的折射介质适应于在空气中看东西,眼睛的下半部则适应于水中观察。   鸬鹚等一些鸟类既要在飞行中远望,又需在水中捕鱼时看清近距离的景物。它们可以在极大的范围内调整晶状体的曲率。通常年轻人眼睛的折射率不足15个屈光度,鸬鹚则高达40~50个。因此,它们既能在稠密的水草中搜寻小鱼,又能发现高空中盘旋、随时都有可能发动突袭的猛禽。   深海软体动物的眼睛,直径达20厘米,是具有延伸功能的套迭型眼睛。它们的瞳孔很大,可以将尽可能多的光线收入眼帘,在灵敏度极高的感光成分上聚焦。猫头鹰是善于夜战的动物,光线再弱它也能明察秋毫。它看东西所需要的光,强度仅为人眼需求的1/100。   猫眼在黑暗中闪闪发光,狼眼在夜色中阴森恐怖,其实它们的眼睛本身并不发光,但能反射进入眼睛的月光、星光和其他微弱的光线,并将这些光线汇集于眼睛的后表面上,所以才使它们的眼睛光彩照人。   人类的眼睛是典型的相机型眼,用一个单镜头(眼珠)将图像聚焦到光敏感的视网膜上。其他自然界中的相机型眼有的还能伪装,而我们的眼睛却不能。   比如,鸟的眼睛有特别的肌肉,能改变晶体的厚度和角膜的形状。鲸的眼睛有特别的“水压”,通过注水和排水来调压,从而可以让它们的晶体前后移动,使其离视网膜忽远忽近。这种独特系统可以让鲸在水里水外都能看得一清二楚。   科学家正在向自然界中发现的另一种眼睛——复眼进军,从动物眼睛上寻找灵感。昆虫和节肢动物中有复眼。复眼由许多单个晶体组成。单个成像单位称为“小眼”。比如,蜻蜓为单复眼,其晶体达1万个。有些复眼能同时处理图像,每个晶体传送自己的信号给昆虫或节肢动物的大脑。这使它们快速发现目标和图像识别,这就是为何苍蝇很难被打着。   新的显微加工技术可以让研究人员生产微型人造复眼。雷卢克等已经制造出了人造小眼。每个小眼都有一个微型晶体连在管状的波导管上,以将光传送给光电子图像仪。他们已经将“小眼”排成圆屋顶,到时可用以制造能看360度的装置。   科学家正在探测自然界的视觉系统,看看是否能从动物中找到关键问题的解决办法。比如,红外线传感器虽然比人眼更厉害,但它们需要复杂的冷却系统才能工作。 第三十七章动物眼睛之谜   科学家对各种动物眼睛进行了观察,当他们设计人造光学系统时,就可以参照不同的动物眼睛来设计。从鸟类到昆虫,从鲸到鱿鱼,科学家从动物王国的所有成员中获得灵感,以设计高性能的人造眼睛。   美国加州大学生物工程师、纳米技术专家雷卢克阐述了最新研究,并将其发表在近日出版的《科学》上。   弹涂鱼生活在水里,但它们时常爬到岸边的树上,在陆地上待几个小时,因此它们的眼睛是典型的陆地型眼睛。而它生活的水域大都是水质混浊的池塘,水下的视力好坏也无关紧要。   鼓虫生活的水域是清澈的,因为它在定居问题上选择了水陆两栖,因此大自然毫不吝啬地给了它两对眼睛,一对在水里用,另一对浮出水面用。   美洲中部湖泊里的一种四眼鱼,能敏捷地跃出水面,捕食正在飞行的昆虫。说它是“四眼鱼”,实际上它只有两只眼,这两只眼睛的特别之处在于,瞳孔上下径伸长,并有一层间隔将眼睛横截成两部分,其透明介质上部的折射介质适应于在空气中看东西,眼睛的下半部则适应于水中观察。   鸬鹚等一些鸟类既要在飞行中远望,又需在水中捕鱼时看清近距离的景物。它们可以在极大的范围内调整晶状体的曲率。通常年轻人眼睛的折射率不足15个屈光度,鸬鹚则高达40~50个。因此,它们既能在稠密的水草中搜寻小鱼,又能发现高空中盘旋、随时都有可能发动突袭的猛禽。   深海软体动物的眼睛,直径达20厘米,是具有延伸功能的套迭型眼睛。它们的瞳孔很大,可以将尽可能多的光线收入眼帘,在灵敏度极高的感光成分上聚焦。猫头鹰是善于夜战的动物,光线再弱它也能明察秋毫。它看东西所需要的光,强度仅为人眼需求的1/100。   猫眼在黑暗中闪闪发光,狼眼在夜色中阴森恐怖,其实它们的眼睛本身并不发光,但能反射进入眼睛的月光、星光和其他微弱的光线,并将这些光线汇集于眼睛的后表面上,所以才使它们的眼睛光彩照人。   人类的眼睛是典型的相机型眼,用一个单镜头(眼珠)将图像聚焦到光敏感的视网膜上。其他自然界中的相机型眼有的还能伪装,而我们的眼睛却不能。   比如,鸟的眼睛有特别的肌肉,能改变晶体的厚度和角膜的形状。鲸的眼睛有特别的“水压”,通过注水和排水来调压,从而可以让它们的晶体前后移动,使其离视网膜忽远忽近。这种独特系统可以让鲸在水里水外都能看得一清二楚。   科学家正在向自然界中发现的另一种眼睛——复眼进军,从动物眼睛上寻找灵感。昆虫和节肢动物中有复眼。复眼由许多单个晶体组成。单个成像单位称为“小眼”。比如,蜻蜓为单复眼,其晶体达1万个。有些复眼能同时处理图像,每个晶体传送自己的信号给昆虫或节肢动物的大脑。这使它们快速发现目标和图像识别,这就是为何苍蝇很难被打着。   新的显微加工技术可以让研究人员生产微型人造复眼。雷卢克等已经制造出了人造小眼。每个小眼都有一个微型晶体连在管状的波导管上,以将光传送给光电子图像仪。他们已经将“小眼”排成圆屋顶,到时可用以制造能看360度的装置。   科学家正在探测自然界的视觉系统,看看是否能从动物中找到关键问题的解决办法。比如,红外线传感器虽然比人眼更厉害,但它们需要复杂的冷却系统才能工作。

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