英國(guó)思克萊德大學(xué)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(cè)器，可在飛機(jī)引擎、石油與天然氣管線以及核電廠等結(jié)構(gòu)中偵測(cè)到危險(xiǎn)的裂縫。

這種裝置就像壓電換能器一樣，可辨識(shí)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(xué)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(xué)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(fù)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(shí)際上更復(fù)雜。相同的概念也發(fā)生在蝙蝠、海豚、蟑螂和飛蛾等動(dòng)物昆蟲的聽覺系統(tǒng)。

參與這項(xiàng)研究計(jì)劃的思克萊德大學(xué)數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)系教授Tony Mulholland表示：“碎形與聲波的特點(diǎn)是在一定長(zhǎng)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(xiàng)技術(shù)查找攸關(guān)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(shù)崛起，我們所設(shè)計(jì)的換能器越來越可行了。”

“我們知道如果能傳送復(fù)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(cè)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(cè)到問題，表示不用經(jīng)常進(jìn)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(xué)超音波工程學(xué)中心研究生Ebrahem Algehyne共同進(jìn)行這項(xiàng)研究。