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【大人的科學】仿生獸是什麼?也能自主進化?

   

作者:謝涵如

你聽過「仿生獸」嗎?全由無機生物體如塑膠、木頭等材料構成的巨型模型,卻能借助力學原理和風力如生物般活動,甚至可以自行躲避障礙物,外型更如同宮崎駿動畫電影中所想像的移動城堡般極具奇幻色彩。

本文將帶領大家揭開仿生獸的神秘面紗,一起了解這個完美結合工藝、科技與藝術的有趣作品。

逐風而行 荷蘭海岸的神秘巨獸

1990年,有「現代達文西」美譽的荷蘭藝術家泰奧.揚森,創造出了第一隻「仿生獸」(Strandbeests)。

大學專攻物理學,後又轉而學習繪畫的他,透過研究昆蟲與動物的身體結構,以數學及物理進行運算後,利用塑膠管及塑膠瓶等材料建構出這些能自行移動的巨大的作品。

他僅給予仿生獸一組基本的行動機制,完成後便讓大自然賦予他們的生命——借助風力或水力。除了移動,仿生獸也能藉由簡單的感應器躲避障礙,甚至於在感應到風暴來臨時,懂得打樁將自己固定在溼沙裡。

泰奧.揚森創造出的仿生獸,能藉由風力自由移動。(圖片來源

氣候變遷是揚森創造出這些仿生獸的契機,海平面的上升讓地勢低窪的荷蘭首當其衝,而他製造出的仿生獸可以攪動海灘,將沙子吹到沙丘上並且加固。楊森希望這些仿生獸不僅僅是藝術品,還能成為改變人們生活,為人們提供幫助的工具。

時至今日,揚森仍在不斷的改良精進他的仿生獸,最近更開發出了能飛在空中的仿生獸Volantum。

有趣的是,他還將進化論的概念使用在仿生獸身上,不僅會讓他們彼此對決,若某一仿生獸不適合環境時,他會捨棄不適用的零件,將較好或擁有較快速度的部件改裝到下一隻仿生獸身上使用。

揚森的終極目標是希望他的生物最終能自行在海灘上生存進化,幾年前他接受國家地理雜誌訪問時,他曾自信滿滿的提到:「再給我幾百萬年,我的仿生獸將會完全獨立生活。」

仿生獸移動起來靈活自如。(圖片來源

仿生獸在台灣 學童動手實踐所學

「仿生獸」除了令人嘆為觀止的藝術欣賞價值,同時也是絕佳的科技教育材料,要想讓一隻仿生獸「活」過來,不僅需要創意,同時也能測試學生對於物理及機械等相關知識的掌握。

台灣不少學校也將有趣的「仿生獸」引進台灣,甚至舉辦賽事,鼓勵學童們從做中學,在設計完成屬於自己的「仿生獸」的同時,體驗創客教育的樂趣。由台灣師範大學主辦的「城鄉學生STEAM——自造之星共創競賽」就是其一,今年的賽事共有9縣市43隊近400名學童參與,當場即興創作會動的仿生機械獸,並以同場飆速、拔河來決定勝負。

同時,為弭平城鄉差距,促進交流,此競賽同時規定都市、偏鄉的國小須共同組隊才能參賽,在體會創造樂趣的同時,還能藉由互助合作及理解,彼此成長與學習。

而在2019全國青少年科技創作競賽國中「仿生機器人組」中勇奪1個冠軍和2個亞軍的嘉義市蘭潭國中科技隊,以廢棄課桌椅打造出的仿生獸「機械巨獸」創意十足,連市長黃敏惠見到了都嘖嘖稱奇。機械巨獸以四連桿機構為原理,活用廢棄課桌椅為材料,可供人駕駛前後移動,並透過馬達發電,驅動巨獸的四隻腳。

而比賽當天科技隊成員做出小型版機器人更在107支隊伍中脫穎而出,同時擊敗來自俄國的7支隊伍,成果斐然。

蘭潭國中校長莊裕庭表示,青少年科技創作競賽現場製作,現場評比的模式,可避免師長過度關注與協助,讓學生盡情展現自我,培養「發現問題、解決問題」的能力。

蘭潭國中學生的創意,連校長都歎為觀止。(圖片來源

小結

仿生獸的設計橫跨多重領域,又同時結合腦力激盪與動手創作,可說是創客精神完美具象化的體現,除了應用在教育方面能激發孩童的創造力,即便是大人,也能嘗試動手製作一隻屬於自己的仿生獸,體會將靈感付諸實現的樂趣!

(本文經同意轉載自合作媒體 vMaker台灣自造者原文連結

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Author: 謝涵如

喜歡窩在自己的一方世界裡寫作閱讀,也喜歡四處旅遊找驚喜,希望能多接觸學習各種知識,從中拼湊出世界的全貌。

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