啄木鳥捉蟲看似簡單，但卻影響人類數(shù)個行業(yè)的科技發(fā)展，包括航天
如今，我們的科技正在以不可思議的速度前進，進行改變我們的世界。但科技其實均是來源于我們的日常生活。舉個非常簡單的例子，我們就從啄木鳥覓食的現(xiàn)象中，領(lǐng)悟到了在劇烈沖擊中，如何有效保護人類頭部的科技，這對于宇航員、駕駛員、飛行員等極為重要。
啄木鳥
啄木鳥是一種森林益鳥，它為了從樹皮下覓食，啄木鳥必須用它的長嘴反復(fù)地沖擊樹干。啄木鳥體長一般 20-40 厘米，但每日啄木重復(fù) 8000-12000 次，將喙部以 20 次/秒的頻率用 1200g 的加速度(g 代表重力加速度)撞擊樹干，這相當(dāng)于我們騎著自行車以 25.7 公里/小時的速度撞墻 。無需12000 次僅 1 次，我們就承受不了，即使無生命危險，也絕對會撞成腦震蕩。但啄木鳥卻安然無恙，依舊活潑啄木，這不得不令人震驚。
啄木沖擊力
另外，啄木鳥的喙尖在找到小蟲時會突然停止運動，此時，其頭部遭受到的反作用力，約等于所受重力的 1000 倍，相當(dāng)于宇航員乘火箭起飛所受壓力的 250 倍。對人類而言，這種沖擊是任何人都無法承受，哪怕是受過特殊訓(xùn)練的航天員。
啄木鳥
于是眾多科學(xué)家開始研究啄木鳥啄木現(xiàn)象，以便從中得到啟發(fā)，應(yīng)用于減少人類腦部所遭受的沖擊傷害。
經(jīng)過多年的研究，終于發(fā)現(xiàn)啄木鳥防沖擊的竅門：
啄木鳥
第一，啄木鳥擁有海綿狀的厚頭骨，它能像海綿一樣保護大腦。
第二，啄木鳥在啄中樹干前1毫秒，眼睛內(nèi)的透明瞬膜會及時閉上，防止眼珠蹦出眼窩；同時肌肉收縮以緩沖沖量，使得撞擊強力不經(jīng)過大腦，直接傳遞于頭骨底部與后部，用以保護大腦。
第三，在撞擊木頭后，啄木鳥的舌頭會迅速地彈出以緩沖撞擊。
啄木鳥舌頭
第四，啄木鳥啄木并不是直線運動，而是旋轉(zhuǎn)運動，整個身體都在承受沖擊，而不是僅頭部承受沖擊。
啄木是曲線運動
第五，啄木鳥的大腦比較小，體積小的物體的表面積就相對較大 ，施加在上面的壓力更容易被分散掉。所以，它對甚高的減速度的承受性比人強 10 倍。腦損傷的臨界值比人腦大約高 300 倍。
根據(jù)這些原理，我們創(chuàng)造了許多與我們生活息息相關(guān)的科技。
比如，根據(jù)啄木鳥舌骨構(gòu)造設(shè)計的汽車座椅，通過改變發(fā)生碰撞時交通設(shè)施的受力點，避免沖擊力被傳導(dǎo)到駕駛室等人員所在的位置。以此設(shè)計交通設(shè)施的座椅，可以起到保護乘客頸部和頭部的作用，避免在發(fā)生碰撞時頸椎受傷。直至今日，我們依然是依靠這些科技原理來設(shè)計先進、安全的汽車座椅。
汽車座椅來源于啄木鳥
在航空、航天和軍事用途的微電子器件方面，如啟動安全氣囊的傳感器、電子陀螺和導(dǎo)彈的引信，其需要在高g沖擊的環(huán)境下可靠地工作。依據(jù)啄木鳥腦部輕巧而沖擊承受值高的原理，將這些電子器件設(shè)計的盡可能得小而輕，以提高它的抗沖擊性能。同時，參照啄木鳥的頭部結(jié)構(gòu)設(shè)計功能類似于海綿狀軟骨的多孔材料層，用以衰減應(yīng)力波和耗散沖擊能量，對關(guān)鍵的微電子器件進行多重保護。
航天電子器件
總之，雖然啄木鳥啄木是一種很常見自然現(xiàn)象，但就是從這個小小的自然現(xiàn)象，我們得到無數(shù)減少沖擊的機理。我們的科技均是來源于大自然，人類將其提取凝練，并以此科技來指導(dǎo)我們獲取更好地生活。這才是科學(xué)技術(shù)最大的意義。
