润涛阎:历史揭秘:自然科学——动物

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润涛阎:历史揭秘:自然科学——动物

【编者按:

引言

自然是人类最好的老师,也是最客观的镜子。走进动物世界,有些发现令我们惊叹,有些让我们汗颜,更有些奇妙的巧合,让我们冷不丁在它们身上认出了人类自己。

本文梳理汇总了老阎多年来科普文章的精华与核心观点。接下来,我们将从科学的角度出发,悉数盘点几类动物的社会行为、智力演化、感官能力与生理特征,并在这场趣味横生的生物学漫游中,时不时打量一下人类社会自己的影子。

文章编辑及撰写:大智若愚33】

文章目录

一、社会行为与群体法则:狼、狗、猫… 1

二、动物智商的真相:猪与蜜蜂… 3

三、感官能力:动物远超人类的视觉与听觉… 7

四、其他动物的科学事实… 9

五、仿生学:向自然取经… 10

编者总结及预测:… 10

I.从动物技能预测未来技术… 10

II.正在开发或潜在开发的技术… 12

 

 

一、社会行为与群体法则:狼、狗、猫

狼:宁可错杀,不可放过

狼群在一起共同围剿猎物,效率极高。然而,狼群内部有一条铁律:一旦有同伴受了伤,只要有流血的痕迹,当即被同伴咬死吃掉。狼的鼻子跟狗鼻子一样灵,甚至有过之而无不及。流血的伤口想藏起来慢慢养好,机会接近于零——同伴的鼻子一旦闻到血腥味,当即判断出它有伤了,是Loser,立刻号召同伴们围上去咬死受伤者。也就是说,Loser是被同伴咬死,而非来自外部对手

这一习性并非狼所独有,而是在生物界广泛存在的一种淘汰逻辑。猫在饱腹之后捉到老鼠,尽管吃不下,也绝不放走——它会戏耍老鼠,消磨时间,最终把老鼠咬死叼到墙头上看守着,不让其它猫夺走。昆虫界亦然:蜂蜇人之后毒刺消失,同伴们立刻上去把它咬死——尽管蜂是不吃死蜂尸体的。失去毒刺的蜂,已是废物,立刻被淘汰。

这是三种截然不同的动物表现出的同一套逻辑:这就是“宁肯错杀一千,也不放过一个”的做法。虽然残忍,但符合进化中择优汰劣的原则。狼群以此消灭劣等个体的基因,使后代的狼没有了弱者的基因——狼性特征是习性,是天性,与狼群饿不饿没关系

狗:严重精分——对主子肉麻的献媚,对旁人无情的嚎咬

狗的祖先是狼,但自从成为人的宠物,便成了人的最亲密战友了。毫无疑问,狗与人有手足之情——只是这”人”必须是狗的主子。对待主子不认同的旁人,狗还保留着狼的天性

对主子肉麻的献媚和对旁人无情的嚎咬,这一严重的性格分裂构成了”狗性”的重要组成部分。经历过文革的人都知道有的人性格酷似狗。遗传学家们至今搞不懂猴子在进化成人之前是不是先在狗那里绕了个弯。但有一点科学家们达到了共识:”人格分裂症”是对狗的返祖现象。仗势欺人、恃强凌弱的人,都有这一共同的”狗性”根源。

猫:没有奴性,只有高傲

野猫靠偷偷上树捕鸟就能生存,从大树顶上扑下来到地面不会有丝毫损伤。最高记录是猫从73层楼高被人扔下来,到地面毫发无损,立刻走起来。晚上,猫的视力、听力也不是人可比的,不需要灯光就可猎杀老鼠。蝙蝠对猫的恐惧感,跟耗子对猫的恐惧感差不多。

【猫会”飞”,有九条命的真正原因】:猫能够调整自己在空中的体态——猫在空中把四肢张开,身子成扁平状,如同翱翔的鹰一样慢慢地朝地面滑翔。到达地面时,富有弹性的四腿平稳着地,大脑不会被震荡受伤。猫在空中靠它的尾巴伸直或卷曲来调控前后平衡,不至于头朝下栽跟头落地。所以,猫是哺乳动物里除了蝙蝠外最能“飞行”的动物。猫并非人们想象的有九条命,这不过是它的物理能力。

然而,猫最独特的地方不在于身体能力,而在于性格。人的欲望与贪婪是无止境的——教宗认为,这类丝毫没有奴性只有高傲的宠物猫是不能接受的,便提出”猫的眼睛跟猫头鹰一样可怕,是撒旦的化身,应该彻底杀光。”整个欧洲开始了杀猫的群众运动。其实独裁者们的这类心理不难理解。厌恶麻雀的毛泽东打下天下后便号召全国人民捕杀麻雀,其心理与独裁者欧洲天主教教宗是一致的。毛泽东捕杀麻雀没得逞,因为麻雀会飞遍地都是。而教宗捕杀家猫就容易多了——猫没了,老鼠便横行,在那没有化学杀鼠药的年代,老鼠没有了天敌,繁殖起来堪比闹蝗虫,遍地都是。

在宠物里,猫是奴性最低的动物,而且非常自私。在这方面与狗恰恰相反——狗进你的被窝是为了疼爱你;猫进你的被窝是为了从你身上取暖。

 

二、动物智商的真相:猪与蜜蜂

猪:被严重低估的聪明动物

几千年来人们都冤枉了猪,一说哪个人笨,就骂他蠢猪。事实上,放过猪羊牛的都知道,猪是家畜里最聪明的,在整个动物界,除了人和猴子之外,智商最高的便是猪了

猪是非常聪明的动物——比如在猪圈里,只要驯它一次到台阶下面拉尿,它就记住了,以后不会在窝里拉尿。而其它动物,包括羊、牛、马、家兔,都无法做到,不论你怎么驯化它们,它们也理解不了。

猪的嗅觉也远胜于人的直觉:猪鼻子比狗鼻子灵多了,只是狗肯帮人破案——猪认为人互相残杀是愚蠢行为,不肯帮这个忙。

在体力上,猪也远比人们想象的强悍。历来有”一猪二熊三老虎”的说法,在古代被野猪杀死的人最多,其次是狗熊,然后才是老虎。就是把家猪与狼狗放在一起,狼狗也怕猪。狼狗啃不动羊骨头,只能吃上面残存的肉;而你把吃过的羊骨头扔给猪,猪嘎嘣嘎嘣就把羊骨头咬碎吃掉。狗咬猪,只能伤及皮肉,而一旦猪咬到狗腿,骨头立刻断裂。猪的咬合力远远大于狼狗。

猪还有一大特点:历来我行我素,自由高于一切。世界上没有人能驯猪的。即使你用最好的食物,它也绝不以自由跟你兑换;你把它饿死,它也不会为了你而去伤害别的个体。这一点跟狗恰恰相反。猪不甘心被羞辱,自尊心强烈,难怪驯兽师没办法驯化猪。不被羞辱的权力、自由的权力,是天然的猪权。家猪不咬人,但独立、自由的天性你是无法改变它的。

由此引出一个有趣的对比。人的特性很多方面在猪与羊之间,但更接近于羊,可能是社会人工选择的结果——人的行为跟羊群非常类似,基本上都是没有独立思考能力,只能跟着领头羊走,哪怕是水沟泥沼也照样跳下去。说”牧师”是在”牧羊”可以,说是在”牧猪”则不可以。与猪相比,让羊像猪一样享受自由、独立,是很难的事儿。北朝鲜是”一头猪领着两千万头羊”的群体组合,犹如文革时期的中国——领头猪不需要跳入火海,只要一挥手,羊群就纷纷跳入。

从生物学角度,猪与人的亲缘关系也令人惊讶。从DNA来说,跟人最接近的当然是猩猩猴子,其次便是猪。猪的大多数器官尺寸大小、甚至形状完全与人的相应器官一致,包括心脏、肝、肺、胰、膀胱,甚至连猪的眼球都与人的眼球大小一致,所看到的颜色也相同(人和老鼠看相同的东西时看到的颜色是不同的)。猪皮肤没有汗腺,靠趟水沟散热;而猪肉的味道,也与人肉没有区别——这种种相似,古代人猜测是吃过人肉的人发现的。如果猪器官移植到人体能成功,猪比人要沉着冷静得多——人的其它器官功能能够影响大脑的思维,或许第二次文革就不会发生了。

蜜蜂 vs. 苍蝇:逻辑思维能力的有无

昆虫学家发现,在昆虫纲里,最聪明最有逻辑思维能力的是蜜蜂,所以科学家可以通过驯化蜜蜂来当军事侦察兵。最无法驯化的则是苍蝇,因为苍蝇的大脑里没有逻辑思维能力细胞——就好比猴子的大脑里没有语言能力细胞,你想驯化猴子讲话是徒劳的,这是大脑构造决定的。

科学家做了一个简单的试验:把蜜蜂放在一个开口的透光玻璃瓶子里,瓶子底部朝向灯源,开口朝向黑暗。蜜蜂根据逻辑推理便得出光明的一方是可以出逃的,便一直朝向灯光的一方飞过去,反复爬,以寻找能出去的机会,直到饿死为止。而同样的装置,里边的苍蝇由于没有逻辑思维能力而乱飞,很快就逃命成功。

很多人缺乏逻辑思维能力最集中的表现就是数学学不来,因为数学靠的是严密的逻辑思维。毛泽东高中考不上,因为他的初中数学考试都是零分,表明他欠缺最基本的逻辑思维能力,便只好去读交钱就能入学的长沙第四师范。然而,他这类人最适合逃跑——长征时他跑出了蒋介石的围追堵截,靠的是苍蝇般的”不按常理出牌”所谓的神通。在和平年代里,毛泽东靠主动出击搞政治运动,因为有逻辑思维能力的人无法知道他下一步怎么走——就好比蜜蜂无法知道苍蝇下一步怎么走的道理一样。

当把蜜蜂与苍蝇放入同一玻璃瓶子里,瓶口朝向黑暗,没有逻辑思维能力的苍蝇带着聪明的蜜蜂能成功逃命,蜜蜂便对苍蝇的”不按常理出牌”佩服得五体投地。聪明的蜜蜂崇拜白痴苍蝇,是因为蜜蜂们以为苍蝇聪明透顶到了可以“不按常理出牌”的地步——而事实上苍蝇根本就不知道什么是逻辑思维下的常理。这就是为何也不难理解为何聪明者如周恩来也佩服毛泽东的道理了。

数学家们经过严密计算才能得知蜜蜂建蜂巢是何等聪明,何等巧妙地利用力学原理。可你要是让苍蝇带头建立一个科学合理的巢穴,那一定是灾难。这就是为何毛泽东能从国民党的围追堵截困境里成功逃跑,可你要是让他带头搞建设,他就来个”深翻土地”,把不能发芽的生土翻到表面,令全国大面积颗粒无收;他就来个用柴火烧土高炉大炼钢铁;他就来个人有多大胆地有多大产;他就相信亩产万斤粮。

至于苍蝇本身,它的翅膀结构也值得一提。昆虫的特征是分头、胸、腹三段、六条足、两对翅。双翅目(虻、苍蝇)之所以只有两个翅膀也算昆虫,因为后边的另一对翅膀退化成了平衡棒双翅目的昆虫飞起来转弯最灵活,追着苍蝇打非常不容易,它随时转弯,基本上不走直线。二战时发现双层翅膀的飞机不灵活且耗油量大,就淘汰了双层翅膀的设计。现在的飞机基本上是双翅目的设计——一对大翅膀,加上类似平衡棒的尾翼。飞机的头则是鲸鱼头的设计,比昆虫的头飞起来阻力小。

 

三、感官能力:动物远超人类的视觉与听觉

眼睛:鸡、鸵鸟、乌龟的视觉世界

【鸡眼见紫外光】鸡的眼睛能看到紫外光,这是黎明前鸡打鸣的真正原因。黎明前后,人是看不到阳光的——但鸡除了人有的红绿蓝三种彩色感光细胞外还有一种能接受紫外线的感光细胞。由于紫外线波长短,在太阳还未从地平线上升起时,它已经过大气层的折射到达了鸡的眼里。这时我们还处在黎明前的黑暗阶段,而鸡已经能觅食了——它告诉人们快起床吧,天都大亮了!它们不知道看不到紫外光的人这时候还是瞎子,竟误以为人是懒虫呢!

顺带一提:半夜里周扒皮学鸡叫,全村的鸡就跟着叫,是胡说八道。人的声音还是鸡的声音,鸡分得一清二楚。再说了,全村的鸡同时叫,不是因为听到了一只鸡叫大家起哄,而是它们同时看到了紫外光。

【鸵鸟:聚焦能力最强】动物中聚焦能力最强的是鸟类的鸵鸟。鸵鸟能看到眼球前几厘米远的小物体,以便于觅食;同时也能聚焦到三公里远——相当于照相机镜头把三公里远的物体拉到眼前。这就是鸵鸟为何常常站在那里不动,它是在聚焦:能分清三公里外移动的物体是有危险的狼还是没有危险的羊。鸵鸟的眼睛那么小,可能把三公里外聚焦到眼前的照相机镜头该要多长?从此可知,仿生学的路还多么遥远。

【乌龟:有十种彩色感光细胞】人有三种能吸收可见光的色素细胞。相比之下,乌龟王八有十种彩色感光细胞。花花绿绿的世界在分辨率极高的乌龟眼里那才叫五彩缤纷、线条分明、光辉夺目;而在人的眼中,这个世界反而是模糊不清的。人的感光神经细胞哪怕有一种突变了就成了色盲,而乌龟的感光细胞哪怕突变了三个,乌龟依然目光如炬。非但如此,晚上乌龟也比人看得清楚得多。

超声波与第六感

除了人外,地球上几乎所有的动物都能听到超声波的声音,绝大部分昆虫也都有听到超声波的能力,包括蚊子。人的大脑处理这类信号的细胞被逻辑思维和想象力细胞给取代了,也就缺乏预测地震功能的第六感。

猫头鹰:嗅闻死亡的气息

动物里猫头鹰是晚上办公、白天睡觉的。猫头鹰要是白天不睡觉而是叫唤,那就要死人了。”猫头鹰一叫就要死人”不是迷信,是科学——因为猫头鹰能闻到人快死时放出的某种气味,虽然那气味是什么科学家目前还不知道。这与狗能闻到癌症早期患者身上的气味是同一道理。

 

四、其他动物的科学事实

蚂蚁:白蚁的天敌,不可轻易驱赶

在房子附近赶走蚂蚁是愚蠢的。因为蚂蚁是白蚁的天敌,专门吃掉白蚁的卵。这是为何白蚁公司会在你房子周围喷药杀死蚂蚁——一旦你不想签约了,白蚁就进你家,因为蚂蚁被杀光了。不懂科学,就只好再次找他们签约求他们杀白蚁。科学知识当今如海洋,每年发表的科学论文数以百万计,很多都是对人类有用处的。要多掌握科学知识,才能明白会有那么多公司有生意,我们也才能在日常生活中避免被骗

蝙蝠:身上带有一百种病毒

为何人的病毒与蝙蝠病毒差那么多?因为人与蝙蝠虽然都是哺乳动物,却互不接触——一个是白天睡觉一个是晚上睡觉,跟人类与深海鲸鱼互不接触差不多。从蝙蝠冠状病毒变异成可以侵染人体的病毒,属于横向的演化,往往需要中介宿主,需要长时间的变异,才能入侵人体。可蝙蝠身上带有一百种病毒,还是别碰为好

鸟类:靠地球磁极辨认方向

靠磁极辨认方向的鸟类,一旦地球磁场发生变化,很可能发生冬天往北飞的现象。由于地球磁场对地球的影响相对有限,即使磁场消失一段时间,也不会导致地球发生灭顶之灾[1];但对鸟类的迁徙行为,则是根本性的颠覆。

 

五、仿生学:向自然取经

“仿照”是”思维”的前提。现在有一门学科叫《仿生学》。如果没有会飞的动物,怀特兄弟是绝对不会想到造有翅膀的飞机的——那架木制飞机跟蜻蜓几乎一模一样,尤其是那翅膀。

现代飞机的设计,正是自然界的结晶:机身采用鲸鱼头的流线型,比昆虫的头飞起来阻力小;机翼则是双翅目昆虫的设计——一对大翅膀,加上类似平衡棒的尾翼。二战时发现双层翅膀的飞机不灵活且耗油量大,就淘汰了双层翅膀,学习了苍蝇的翅膀结构。

从鸵鸟眼睛的聚焦机制,到蜜蜂蜂巢的力学原理,再到猫在空中的体态控制,自然界给工程师、建筑师、生物学家提供的灵感,远比任何实验室更丰富。只是我们目前掌握的,还不过是皮毛而已。

 

编者总结及预测:

I.从动物技能预测未来技术

从鸵鸟眼睛 — 最具现实转化潜力的方向。鸵鸟的单只眼睛能同时聚焦从几厘米到三公里的范围,现有任何人造镜头都无法做到无需机械变焦的同步清晰。未来的自适应光学植入体手术级仿生摄像系统,可复制这种多焦点架构,使外科医生、无人机操控员或士兵无需切换模式便能实现近远双焦视野。

从乌龟的十感光细胞眼睛 — 人类的显示器、摄像机、传感器都是围绕三感光细胞的生理局限而设计的。以乌龟视觉为原型的十色谱成像传感器,将捕捉到远超现有摄影技术的光谱范围,足以革新医学影像(识别现有扫描仪无法区分的组织差异)、卫星侦察与工业材料检测。

从鸡的紫外光视觉 — 鸡能在人类看不见光线的黎明前二十分钟就开始活动,仅仅因为它能感知紫外线。紫外视觉增强装备——无论是隐形眼镜、头盔护目镜还是无人机摄像滤镜——将为飞行员、搜救队伍和农业无人机延伸有效作业时间,使其能精确利用黎明与黄昏的过渡时段。

从猫的空中自我矫正反射 — 猫在空中将身体展平、以尾巴为陀螺仪调节平衡、用四条具有弹性的腿缓冲着地,这是一套完全被动、零能耗的稳定系统。未来的自由落体机器人——能在坠落中存活的快递无人机、无需降落伞的货运舱、投入废墟的搜救机器人——可将这套被动姿态算法内嵌其中,彻底取消动力稳定装置。

从蜜蜂可训练的嗅觉导航 — 科学家已开始训练蜜蜂探测炸药。下一步是蜜蜂无人机混合侦察集群:一群真实的蜜蜂携带微型传感器,由信息素信号引导,飞向化学目标——地雷、气体泄漏、室内空气中的癌症生物标志物——其成本与灵敏度是目前任何硅基传感器阵列都无法企及的。

从猫头鹰对死亡气息的嗅觉 — 猫头鹰能在任何生命体征监测仪发出警报之前,感知人体濒死时释放的某种挥发性化合物。一旦这种化合物被识别并合成对应传感器,便可开发出被动式临终预警监测器:无需导线、无需接触、无误报——只需一道分子级触发线,在危机发生前数分钟乃至数小时通知医护人员,彻底改变重症监护室与养老院的应急响应方式。

从蚂蚁与白蚁的天敌关系 — 以蚂蚁替代化学杀虫剂,部署工程化蚂蚁群落作为木质建筑中的活体白蚁防控系统,将整个建筑维护的化学工业链置换为生物链。这背后更深层的原理——以一种生物的天然捕食行为保护人类基础设施——指向一个更广阔的生物害虫管理平台:投放物种,而非施用毒药。

从苍蝇翅膀加平衡棒的结构 — 这一原理已在飞机设计中得到验证,但在微型机器人领域尚未充分实现。下一代昆虫尺度无人机(厘米级体型、毫克级重量)正需要苍蝇给出的那个答案:一对动力翼加上被动陀螺稳定器,无需机载计算机维持平衡。在这种尺度下,电子元件过重,主动控制不可行;向苍蝇学来的被动机械稳定,是唯一可行的路径。

自然界已经通过数十亿年的迭代,解决了人类工程师刚刚开始提出的问题。正如文章的核心洞见所揭示的——答案早就存在于那些与我们共享这颗星球的动物身上,前提是我们愿意足够仔细地去观察它们。

 

II.正在开发或潜在开发的技术

八个方向中,蜜蜂嗅觉侦察(SWARM Biotactics)和宽谱高光谱成像(Pixxel、Headwall)的产业化进度最快,已有真实产品和付费客户;昆虫尺度无人机猫翻正反射仍以大学为主要研究主体;临终预警嗅觉传感纯蚂蚁驱白蚁系统目前尚无商业实体入场。

从鸵鸟眼睛——多焦自适应光学

目前尚无公司明确以鸵鸟眼为原型开发产品,但最接近这一方向的是自适应多焦镜头领域的几家公司:Morrow(比利时)正在开发自动对焦眼镜,已获 Zeiss Ventures 投资;ZEISS Vision Care 在 2024 年收购三井化学的电活性镜片专利组合,致力于推进电活性镜片技术。此外,Ocumetics(加拿大)正在开发仿生晶状体植入体,其设计紧密模拟天然晶状体的调节动作,2024 年已进入首批人体试验阶段。上述公司目前主要面向老视矫正,而非军事或无人机领域的近远双焦方案,该应用场景的转化仍处于研究阶段。 MAFOEyeWorld

从乌龟十感光细胞眼睛——宽谱成像传感器

这是目前产业化程度最高的方向,对应的是高光谱成像行业:

  • Pixxel(印度/美国):2025 年已成功发射全部六颗 Firefly 高光谱卫星并投入运营,可跨越肉眼不可见的大量光谱波段进行地球观测。 Pixxel
  • Headwall Photonics:2025 年 1 月收购奥地利公司 EVK,强化工业与机器视觉领域的高光谱成像产品线。Corning 也提供覆盖农业、医疗、环境监测的高光谱解决方案。 Markets and Markets
  • Specim(芬兰)、Teledyne DALSAResonon 均是工业级高光谱相机的主要供应商,广泛应用于卫星侦察、工业检测和医学成像。

从鸡的紫外光视觉——紫外增强视觉装备

尚无初创公司专门面向此方向,但相关需求已在军用无人机领域初现:现代军用无人机正日益配备紫外传感器,用于化学、生物、放射性与核威胁(CBRN)探测。FLIR Systems(现属 Teledyne)是多谱段机载传感器的主要供应商,Leonardo DRSL3Harris 也在开发覆盖紫外波段的头盔护目镜与传感系统,但专门面向黎明/黄昏过渡时段延伸作业的产品目前仍是空白。 Market Research Future

 

从猫的空中自我矫正反射——坠落自稳机器人

这一方向目前主要停留在大学研究阶段:佐治亚理工大学 Karen Liu 团队已系统研究猫的翻正反射物理机制,并在小型机器人上进行了仿真验证。针对航天应用,已有研究团队将猫翻正反射用于空间机械臂系统的姿态重定向轨迹规划。商业转化方面,Boston Dynamics 的 Spot 和 Atlas 具备一定的被动稳定能力,但并非直接仿猫;专注坠落存活的快递无人机方向目前尚无公司明确入场。 New AtlasResearchGate

 

从蜜蜂可训练嗅觉——生物无人机混合侦察

这是目前最具突破性进展的方向之一:

 

从猫头鹰对死亡气息的嗅觉——被动式临终预警监测

这是成熟度最低、最接近前沿研究的方向。研究人员已通过 GC-MS 技术,在肺癌患者临终前数周的尿液中识别出多种挥发性有机化合物的特征性变化。目前尚无公司明确以此为产品方向;Owlstone Medical(英国)在呼出气体挥发性有机物检测(包括癌症早期标志物)领域最为接近,但尚未进入临终预警这一具体场景。这一方向的核心瓶颈仍是:尚未确认猫头鹰所感知的具体分子。 nih

 

从蚂蚁与白蚁的天敌关系——生物害虫管理

生物防治领域已有多家公司:BioPhero(2017 年成立)利用合成生物学制造昆虫信息素,以破坏害虫交配行为取代化学农药;Solasta Bio(2020 年成立)设计物种特异性多肽生物农药,精准靶向目标害虫。在以蚂蚁替代白蚁防控的具体思路上,目前尚无公司将其产品化,学术界已有概念验证,但距离工程化部署仍有差距。 Enterprise League

 

从苍蝇翅膀加平衡棒——昆虫尺度无人机被动稳定

  • 哈佛大学 Wyss 研究所 RoboBee 项目:翼展 3 厘米、重 80 毫克,翅膀每秒扑动 120 次,Wyss 研究所正在将项目中开发的折叠与弹出制造技术商业化。 Wikipedia
  • TU Delft MAVLab 已孵化出 Flapper Drones 等三家衍生公司,专注扑翼无人机的商业应用;MAVLab 团队还在研究蜜蜂与蚂蚁式的导航算法,并在 2025 年自主无人机竞速锦标赛中夺冠。 Brucemccabe
  • 苍蝇平衡棒陀螺原理已被学术界广泛用于 MEMS 角速率传感器的仿生设计,但专门面向毫克级无人机被动机械稳定的商业化产品目前尚未出现。

Overall Assessment

Of the eight directions, bee olfactory swarms (SWARM Biotactics) and broad-spectrum hyperspectral imaging (Pixxel, Headwall) are the most commercially advanced, with real products and paying customers. Insect-scale drones and cat righting reflex robots remain primarily university-led. End-of-life olfactory sensing and ant-vs-termite building protection currently have no commercial entities pursuing them.

 

Ostrich Eye — Multi-focal Adaptive Optics

No company is explicitly working from the ostrich eye as a model, but the closest commercial work is in adaptive multi-focal lens systems. Morrow (Belgium) is developing autofocal glasses and has received investment from Zeiss Ventures; ZEISS Vision Care acquired a comprehensive IP portfolio of electro-active lens patents from Mitsui Chemicals in early 2024. Ocumetics (Canada) is developing a bionic implantable lens that closely mimics the action of the natural crystalline lens, with first-in-human trials planned for 2024. These companies are primarily targeting presbyopia correction rather than military or drone dual-focus applications — the translation to those use cases remains at the research stage. MAFOEyeWorld

 

Turtle’s Ten-Photoreceptor Eye — Broad-Spectrum Imaging Sensors

This is the most commercially mature direction, corresponding to the hyperspectral imaging industry:

  • Pixxel (India/US): All six of its Firefly hyperspectral satellites were successfully launched in 2025 and are now operating in orbit, capturing spectral data well beyond what is visible to the naked eye. Pixxel
  • Headwall Photonics acquired Austrian company EVK in January 2025, strengthening its hyperspectral portfolio for industrial and machine vision applications. Corning also provides hyperspectral systems for healthcare, agriculture, and environmental monitoring. Markets and Markets
  • Specim (Finland), Teledyne DALSA, and Resonon are the main suppliers of industrial-grade hyperspectral cameras, widely used in satellite reconnaissance, industrial inspection, and medical imaging.

Chicken’s UV Vision — UV-Enhanced Visual Equipment

No startup is specifically targeting this direction, but the underlying demand is emerging in military drone systems. Modern military drones are increasingly being equipped with UV sensors for chemical, biological, radiological, and nuclear (CBRN) threat detection. FLIR Systems (now part of Teledyne), Leonardo DRS, and L3Harris develop multi-band airborne sensors covering UV wavelengths, but equipment specifically designed to extend operational windows during dawn and dusk transitions remains an unfilled gap. Market Research Future

 

Cat’s Aerial Self-Righting Reflex — Fall-Surviving Robots

This direction is primarily at the university research stage. Georgia Tech’s Karen Liu team has systematically studied the physics of the cat righting reflex and validated the mechanism on a small robot. For space applications, researchers have applied the cat righting reflex to attitude reorientation trajectory planning for space-based robotic manipulator systems. On the commercial side, Boston Dynamics‘ Spot and Atlas have some passive stabilization capability, but are not directly cat-inspired. No company has yet entered the specific niche of fall-survivable delivery drones. New AtlasResearchGate

 

Bee’s Trainable Olfactory Navigation — Bio-Drone Hybrid Swarms

This is one of the most commercially advanced directions:

 

Owl’s Sense of Impending Death — Passive End-of-Life Monitoring

This is the least commercially developed direction. Researchers have used GC-MS techniques to identify characteristic changes in volatile organic compounds in the urine of lung cancer patients during their final weeks of life. No company has yet built a product around this concept. Owlstone Medical (UK) is the closest in spirit, working on exhaled breath VOC detection for cancer early warning, but has not entered the end-of-life alert space specifically. The core bottleneck remains that the precise molecule detected by owls has not been identified. nih

 

Ant vs. Termite Predation — Biological Pest Management

The biological pest control field has several active companies. BioPhero (founded 2017) uses synthetic biology to manufacture pheromones that disrupt pest mating without toxicity; Solasta (founded 2020) designs species-specific peptide biopesticides for targeted pest control with minimal environmental impact. On the specific concept of deploying ant colonies to replace chemical termite control in buildings, there is academic proof-of-concept but no company has yet productized this approach. Enterprise League

 

Fly Wing + Haltere Structure — Insect-Scale Drones with Passive Stabilization

  • Harvard Wyss Institute’s RoboBee: 3 cm wingspan, 80 mg weight, wings flapping 120 times per second. The Wyss Institute is actively commercializing the folding and pop-up fabrication techniques developed for the project. Wikipedia
  • TU Delft MAVLab has spun out several companies including Flapper Drones, focused on commercial flapping-wing drone applications. The MAVLab team also researches bee- and ant-inspired navigation algorithms, and won the 2025 Autonomous Drone Racing Championship in Abu Dhabi. Brucemccabe
  • The fly haltere gyroscope principle has been widely adopted in academic MEMS angular rate sensor design, but a commercial product specifically implementing passive mechanical stabilization for milligram-scale drones does not yet exist.

 

Note [1] While popular opinion emphasizes that a magnetic field is essential to shield life from radiation, two specific articles support the perspective that an atmosphere alone can provide substantial protection: 

  1. Radio Waves to Gamma-rays This article notes that “[Earth’s] atmosphere blocks most ultraviolet light (UV) and all X-rays and gamma-rays from reaching the surface of Earth.”
  2. Although it Lacks a Magnetic Field, Venus Can Still Protect Within its Atmosphere: This study shows that “despite Venus lacking a magnetic field and orbiting closer to the Sun, the radiation levels in its potentially habitable cloud layer are remarkably similar to those at Earth’s surface. Their findings show that at equivalent atmospheric depths, particle fluxes on Venus and Earth are nearly identical, with only about 40% higher radiation detected at the uppermost boundary of Venus’s habitable zone. This suggests Venus’s thick atmosphere provides substantial radiation shielding that might be sufficient for potential microbial life.”

Additionally, several peer-reviewed studies challenge the conventional view that magnetic fields are necessary to protect the atmosphere itself from escaping into space:  Gunell et al. (2018) in Astronomy & Astrophysics demonstrated that observed mass escape rates from Earth, Mars, and Venus are similar (0.5-2 kg/s), and modeling shows escape rates can actually be higher for magnetized planets due to ion loss through polar caps and cusps. Strangeway et al. (2010, 2019) questioned whether planetary-scale magnetic fields enhance or inhibit escape, concluding they could enhance ionospheric escape since escape rates are determined by total solar wind energy transfer, not field presence. Maggiolo & Gunell (2022) in Journal of Geophysical Research: Space Physics found that extensive measurements show escape rates are similar or even higher for Earth compared to Venus and Mars, contradicting the old paradigm that intrinsic magnetic fields prevent ion escape. NBC News and space.com reported researchers were stunned to discover Earth loses more atmosphere than Venus and Mars despite their negligible magnetic fields.

 

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