英國思克萊德大學的研究人員從蝙蝠的世界中得到了靈感，開發(fā)出一種超音波感測器，可在飛機引擎、石油與天然氣管線以及核電廠等結(jié)構(gòu)中偵測到危險的裂縫。

這種裝置就像壓電換能器一樣，可辨識具有不同超音波頻率的結(jié)構(gòu)缺陷，而且克服了具有剛性結(jié)構(gòu)的類似裝置限制。

思克萊德大學開發(fā)的換能器具有更靈活的結(jié)構(gòu)，它根據(jù)一種在數(shù)學中稱為“碎形幾何”(fractal)的自然現(xiàn)象。這些不規(guī)則的形狀不斷重復出現(xiàn)，形成像雪花、蕨類植物和花椰菜般的物體，使其結(jié)構(gòu)變得比實際上更復雜。相同的概念也發(fā)生在蝙蝠、海豚、蟑螂和飛蛾等動物昆蟲的聽覺系統(tǒng)。

參與這項研究計劃的思克萊德大學數(shù)學和統(tǒng)計系教授Tony Mulholland表示：“碎形與聲波的特點是在一定長度范圍內(nèi)具有幾何特征。然而，人為的換能器則具有非常規(guī)律的幾何，就像棋盤一樣，但這限制了我們利用這項技術查找攸關安全的結(jié)構(gòu)裂縫與缺陷的能力。”

“換能器仍采用這樣的方式制造有其歷史因素：它們通常是某位工程師以刀鋸切割，并以傳統(tǒng)的制造方式生產(chǎn)。如今，隨著3D列印、電腦制造與雷射技術崛起，我們所設計的換能器越來越可行了。”

“我們知道如果能傳送復雜且具有多種頻率的聲波，就能夠模擬大自然的方式。如果在核電廠或石油管線中存在缺陷，我們就能在早期階段偵測到各種大大小小的結(jié)構(gòu)裂縫。”

“這種裝置不僅可以提高安全性，還節(jié)省了大量的資金；盡早偵測到問題，表示不用經(jīng)常進行檢查。這是業(yè)界告訴我們需求而我們?nèi)缃裾业搅舜鸢浮?rdquo;

Dr Mulholland與思克萊德大學超音波工程學中心研究生Ebrahem Algehyne共同進行這項研究。