在所有感覺(jué)器官中，眼睛大概是動(dòng)物王國(guó)中變化最多樣的。數(shù)百萬(wàn)年的進(jìn)化已經(jīng)形成了10種以上的動(dòng)物視力系統(tǒng)，每一種都要特別適應(yīng)它們各自的需要。
　　科學(xué)家對(duì)各種動(dòng)物眼睛進(jìn)行了觀察，當(dāng)他們?cè)O(shè)計(jì)人造光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，就可以參照不同的動(dòng)物眼睛來(lái)設(shè)計(jì)。從鳥類到昆蟲，從鯨到魷魚，科學(xué)家從動(dòng)物王國(guó)的所有成員中獲得靈感，以設(shè)計(jì)高性能的人造眼睛。
　　彈涂魚生活在水里，但它們時(shí)常爬到岸邊的樹上，在陸地上呆幾個(gè)小時(shí)，因此，它們的眼睛是典型的陸地型眼睛。而它生活的水域大都是水質(zhì)混濁的池塘，水下的視力好壞無(wú)關(guān)緊要。
　　鼓蟲生活的水域是清澈的，因?yàn)樗诙ň訂?wèn)題上選擇了水陸兩棲。因此，大自然毫不吝嗇地給了它兩對(duì)眼睛，一對(duì)在水里用，另一對(duì)浮出水面用。
　　美洲中部湖泊里一種四眼魚，能敏捷地躍出水面，捕食正在飛行的昆蟲。說(shuō)它是“四眼魚”，實(shí)際上它只有兩只眼睛，這兩只眼睛的特別之處在于，瞳孔上下徑伸長(zhǎng)，一層間隔將眼睛橫截成兩部分，其透明介質(zhì)上部的折射介質(zhì)適應(yīng)于在空氣中看東西，眼睛的下半部則適應(yīng)于水中觀察。
　　鸕鶿等一些鳥類既要在飛行中遠(yuǎn)望，又需在水中捕魚時(shí)看清近距離的景物。它們可以在極大的范圍內(nèi)調(diào)整晶狀體的曲率。通常年輕人眼睛的折射率不足15個(gè)屈光度，鸕鶿則高達(dá)40—50個(gè)。因此，它們既能在稠密的水草中搜尋小魚，又能發(fā)現(xiàn)高空中盤旋、隨時(shí)都有可能發(fā)動(dòng)突襲的猛禽。
　　深海軟體動(dòng)物的眼睛，直徑達(dá)20厘米，是具有延伸功能的套疊型眼睛。它們的瞳孔很大，可以將盡可能多的光線收入眼簾，在靈敏度極高的感光成分上聚焦。貓頭鷹是善于夜戰(zhàn)的動(dòng)物，光線再弱它也能明察秋毫。它看東西所需要的光，強(qiáng)度僅為人眼需求的1／100。
　　貓眼在黑暗中閃閃發(fā)光，狼眼在夜色中陰森恐怖，其實(shí)它們的眼睛本身并不發(fā)光，但能反射進(jìn)入眼睛的月光、星光和其他微弱的光線，并將這些光線匯集于眼睛的后表面上。
　　科研人員認(rèn)為，眼睛與身體的基本關(guān)系能反映每個(gè)物種是如何適應(yīng)、利用自己所在的生存環(huán)境，尤其是那些眼睛大小偏離正常標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)物。例如，以貓頭鷹為例，就眼睛與身體的比例來(lái)說(shuō)，它在脊椎動(dòng)物中擁有最“大”的眼睛，這是適應(yīng)其在灰暗光線中發(fā)現(xiàn)、捕捉灰色動(dòng)物的需要。
　　研究人員還發(fā)現(xiàn)，爬行動(dòng)物與嚙齒動(dòng)物的眼睛一般來(lái)說(shuō)都比較小，而一些嚙齒動(dòng)物卻像貓頭鷹一樣在晚間活動(dòng)，由于它們的眼睛比較小，這就暗示著這些嚙齒動(dòng)物在進(jìn)化過(guò)程中弱化了視覺(jué)，而強(qiáng)化了觸覺(jué)和嗅覺(jué)。
　　就魚類來(lái)說(shuō)，它們的情況與陸地動(dòng)物大不一樣。它們并不按一致的方向發(fā)展自己的視力。由于水的浮力作用，許多魚類進(jìn)化成細(xì)長(zhǎng)的身體，眼睛有大有小，有的則因?yàn)樯钤诤５缀诎凳澜缋铮虼搜劬υ缇屯嘶?。可以說(shuō)，魚的眼睛大小與否也是其生存進(jìn)化的必然結(jié)果。
　　人類的眼睛是典型的相機(jī)型眼，用一個(gè)單鏡頭(眼珠)將圖像聚焦到光敏感的視網(wǎng)膜上。其他自然界中的相機(jī)型眼有的還能偽裝，而我們的眼睛卻不能。
　　比如，鳥的眼睛有特別的肌肉，能改變晶體的厚度和角膜的形狀。鯨的眼睛有特別的“水壓”，通過(guò)注水和排水來(lái)調(diào)壓，從而可以讓它們的晶體前后移動(dòng)，使其離視網(wǎng)膜忽遠(yuǎn)忽近。這種獨(dú)特系統(tǒng)可以讓鯨在水里水外都能看得一清二楚。
　　章魚眼的單晶體像洋蔥一樣分層，每層都有稍微不同的光學(xué)特性，以利于章魚快速聚光，并擁有極大的視野?？茖W(xué)家們制造的晶體與這些相機(jī)型眼睛相似，通過(guò)改變特殊水室的液壓來(lái)調(diào)焦。這些被稱為“微型雙重”晶體具有兩種不同的形狀，兩邊都彼此鼓起或都向一邊彎曲，以調(diào)節(jié)焦距和視野。像這樣的晶體可用作細(xì)胞相機(jī)、體內(nèi)醫(yī)學(xué)圖像儀和光學(xué)圖像貯存等。
　　相機(jī)型眼的動(dòng)物通過(guò)不同方武來(lái)調(diào)節(jié)其晶體，以看清不同距離的目標(biāo)。雖然科學(xué)家早就知道相機(jī)型眼的每個(gè)部分的功能。但要制造一個(gè)功能全面的人造眼睛還有很長(zhǎng)的路要走。
　　科學(xué)家正在向自然界中發(fā)現(xiàn)的另一種眼睛——復(fù)眼進(jìn)軍。昆蟲和節(jié)肢動(dòng)物中有復(fù)眼。復(fù)眼由許多單個(gè)晶體組成。單個(gè)成像單位稱為“小眼”。比如，蜻蜓為單復(fù)眼，其晶體達(dá)1萬(wàn)個(gè)。有些復(fù)眼能同時(shí)處理圖像。每個(gè)晶體傳送自己的信號(hào)給昆蟲或節(jié)肢動(dòng)物的大腦。這使它們快速發(fā)現(xiàn)目標(biāo)和圖像識(shí)別，這就是為何蒼蠅很難打著。
　　新的顯微加工技術(shù)可以讓研究人員生產(chǎn)微型人造復(fù)眼。英國(guó)科學(xué)家雷盧克教授領(lǐng)導(dǎo)的科研小組，已經(jīng)制造出了人造小眼，每個(gè)小眼都有一個(gè)微型晶體連在管狀的波導(dǎo)管上，以將光傳送給光電子圖像儀。他們還已經(jīng)將“小眼”排成圓屋頂。到時(shí)可以制造能看360度的裝置。
　　如今?？茖W(xué)家正在探測(cè)自然界的視覺(jué)系統(tǒng)，看看是否能從動(dòng)物中找到關(guān)鍵工程問(wèn)題的解決辦法。比如，目前的紅外線傳感器雖然比人眼更厲害，但它們需要復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)才能工作。
　　當(dāng)雷盧克為下一代光學(xué)儀器的開發(fā)尋找靈感時(shí)，他想到了龍蝦、蒼蠅和章魚。他與其他生物工程師借鑒動(dòng)物來(lái)設(shè)計(jì)人造視覺(jué)系統(tǒng)，以用于高科技的相機(jī)、運(yùn)動(dòng)探測(cè)器、無(wú)人控制導(dǎo)航儀和人造視網(wǎng)膜植入。
　　自然界中的一種甲蟲能發(fā)現(xiàn)80公里以外的森林大火。雌甲蟲將卵產(chǎn)在燒過(guò)的樹上。它們偵探大火并用一個(gè)專門的器官，調(diào)到特別頻率后才能探測(cè)到紅外光。研究人員正在開發(fā)類似的新原料，以探測(cè)熱量。
　　研究人員在仿造眼睛上取得如此大的進(jìn)步，主要原因之一是他們能制造柔韌的聚合體和塑料?；钌难劬推渌鞴儆商烊坏拈L(zhǎng)鏈分子組成，因此。人造聚合體具有很多的感官能力。雷盧克他們能用快速成模辦法讓聚合體成為三維模型，使他們的裝置具有彈性。
　　
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