Ⅰ 有哪些現代科學技術是仿照動物來發明的
比如:蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它.可是蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是「天然導航儀」,人們模仿它製成了「振動陀螺儀」.這種儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛.蒼蠅的眼睛是一種「復眼」,由3000多隻小眼組成,人們模仿它製成了「蠅眼透鏡」.「蠅眼透鏡」是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以製成「蠅眼照相機」,一次就能照出千百張相同的相片.這種照相機已經用於印刷製版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量.「蠅眼透鏡」是一種新型光學元件,它的用途很多.
在第一次世界大戰時期,出於軍事上的需要,為使艦艇在水下隱蔽航行而製造出潛水艇.當工程技術人員在設計原始的潛艇時,是先用石塊或鉛塊裝在潛艇上使它下沉,如果需要升至水面,就將攜帶的石塊或鉛塊扔掉,使艇身回到水面來.以後經過改進,在潛艇上採用浮箱交替充水和排水的方法來改變潛艇的重量.以後又改成壓載水艙,在水艙的上部設放氣閥,下面設注水閥,當水艙灌滿海水時,艇身重量增加使它潛入水中.需要緊急下潛時,還有速潛水艙,待艇身潛入水中後,再把速潛水艙內的海水排出.如果一部分壓載水艙充水,另一部分空著,潛水艇可處於半潛狀態.潛艇要起浮時,將壓縮空氣通入水艙排出海水,艇內海水重量減輕後潛艇就可以上浮.如此優越的機械裝置實現了潛艇的自由沉浮.但是後來發現魚類的沉浮系統比人們的發明要簡單得多,魚的沉浮系統僅僅是充氣的魚鰾.鰾內不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧氣進入鰾內或是重新吸收鰾內一部分氧氣來調節魚鰾中氣體含量,促使魚體自由沉浮.然而魚類如此巧妙的沉浮系統,對於潛艇設計師的啟發和幫助已經為時過遲了.
聲音是人們生活中不可缺少的要素.通過語言,人們交流思想和感情,優美的音樂使人們獲得藝術的享受,工程技術人員還把聲學系統應用在工業生產和軍事技術中,成為頗為重要的信息之一.自從潛水艇問世以來,隨之而來的就是水面的艦船如何發現潛艇的位置以防偷襲;而潛艇沉入水中後,也須准確測定敵船方位和距離以利攻擊.因此,在第一次世界大戰期間,在海洋上,水面與水中敵對雙方的斗爭採用了各種手段.海軍工程師們也利用聲學系統作為一個重要的偵察手段.首先採用的是水聽器,也稱雜訊測向儀,通過聽測敵艦航行中所發出的雜訊來發現敵艦.只要周圍水域中有敵艦在航行,機器與螺旋槳推進器便發出雜訊,通過水聽器就能聽到,能及時發現敵人.但那時的水聽器很不完善,一般只能收到本身艦只的雜訊,要偵聽敵艦,必須減慢艦只航行速度甚至完全停車才能分辨潛艇的噪音,這樣很不利於戰斗行動.不久,法國科學家郎之萬(1872~1946)研究成功利用超聲波反射的性質來探測水下艦艇.用一個超聲波發生器,向水中發出超聲波後,如果遇到目標便反射回來,由接收器收到.根據接收回波的時間間隔和方位,便可測出目標的方位和距離,這就是所謂的聲納系統.人造聲納系統的發明及在偵察敵方潛水艇方面獲得的突出成果,曾使人們為之驚嘆不已.豈不知遠在地球上出現人類之前,蝙蝠、海豚早已對「回聲定位」聲納系統應用自如了.
生物在漫長的年代裡就是生活在被聲音包圍的自然界中,它們利用聲音尋食,逃避敵害和求偶繁殖.因此,聲音是生物賴以生存的一種重要信息.義大利科學家斯帕蘭捷很早以前就發現蝙蝠能在完全黑暗中任意飛行,既能躲避障礙物也能捕食在飛行中的昆蟲,但是塞住蝙蝠的雙耳、封住它的嘴後,它們在黑暗中就寸步難行了.面對這些事實,斯帕蘭捷提出了一個使人們難以接受的結論:蝙蝠能用耳朵與嘴「看東西」.它們能夠用嘴發出超聲波後,在超聲波接觸到障礙物反射回來時,用雙耳接收到.第一次世界大戰結束後,1920年,哈台認為蝙蝠發出聲音信號的頻率超出人耳的聽覺范圍.並提出蝙蝠對目標的定位方法與第一次世界大戰時郎之萬發明的用超聲波回波定位的方法相同.遺憾的是,哈台的提示並未引起人們的重視,而工程師們對於蝙蝠具有「回聲定位」的技術是難以相信的.直到1983年採用了電子測量器,才完完全全證實蝙蝠就是以發出超聲波來定位的.但是這對於早期雷達和聲納的發明已經不能有所幫助了.
另一個事例是人們對於昆蟲行為為時過晚的研究.在利奧那多·達·芬奇研究鳥類飛行造出第一個飛行器400年之後,人們經過長期反復的實踐,終於在1903年發明了飛機,使人類實現了飛上天空的夢想.由於不斷改進,30年後人們的飛機不論在速度、高度和飛行距離上都超過了鳥類,顯示了人類的智慧和才能.但是在繼續研製飛行更快更高的飛機時,設計師又碰到了一個難題,就是氣體動力學中的顫振現象.當飛機飛行時,機翼發生有害的振動,飛行越快,機翼的顫振越強烈,甚至使機翼折斷,造成飛機墜落,許多試飛的飛行員因而喪生.飛機設計師們為此花費了巨大的精力研究消除有害的顫振現象,經過長時間的努力才找到解決這一難題的方法.就在機翼前緣的遠端上安放一個加重裝置,這樣就把有害的振動消除了.可是,昆蟲早在三億年以前就飛翔在空中了,它們也毫不例外地受到顫振的危害,經過長期的進化,昆蟲早已成功地獲得防止顫振的方法.生物學家在研究蜻蜓翅膀時,發現在每個翅膀前緣的上方都有一塊深色的角質加厚區——翼眼或稱翅痣.如果把翼眼去掉,飛行就變得盪來盪去.實驗證明正是翼眼的角質組織使蜻蜓飛行的翅膀消除了顫振的危害,這與設計師高超的發明何等相似.假如設計師們先向昆蟲學習翼眼的功用,獲得有益於解決顫振的設計思想,就可似避免長期的探索和人員的犧牲了.面對蜻蜓翅膀的翼眼,飛機設計師大有相見恨晚之感!
蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了.
蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡.蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到.但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上.
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞.若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦.大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質.因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀.
仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能,仿製成一種十分奇特的小型氣體分析儀.這種儀器的「探頭」不是金屬,而是活的蒼蠅.就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報.這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分.
這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體.利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中.
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了.但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼.那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然.
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光.」在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類.螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同.螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高.因此,生物光是一種人類理想的光.
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部.這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成.發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質.在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光.螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程.
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化.近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素.由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈.由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作.
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用.
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 .人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」.
各種電魚放電的本領各不相同.放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻.中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物.
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官.這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的.由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣.電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板.單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了.
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣.19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏特電池.因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」.對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決.
水母的順風耳
在自然界中,水母,早在5億多年前,它們就已經在海水裡生活了.「但是,水母跟順風耳又有什麼關系呢?」人們肯定會問這樣一個問題.因為,水母在風暴來臨之前,就會成群結隊地游向大海,就預示風暴既將來臨.但是,這又與「順風耳」有什麼關系呢?原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波(頻率為8~13赫),是風暴來臨之前的預告.這種次聲波,人耳是聽不到的,而對水母來說卻是易如反掌.科學家經過研究發現,水母的耳朵里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石.
科學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官.
技能訓練長頸鹿與宇航員失重現象
長頸鹿之所以能將血液通過長長的頸輸送到頭部,是由於長頸鹿的血壓很高.據測定,長頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍.這樣高的血壓為什麼不會使長頸鹿患腦溢血而死亡呢?這與長頸鹿身體的結構有關.首先,長頸鹿血管周圍的肌肉非常發達,能壓縮血管,控制血流量;同時長頸鹿腿部及全身的皮膚和筋膜綳得很緊,利於下肢的血液向上迴流.科學家由此受到啟示,在訓練宇航員對,設置一種特殊器械,讓宇航員利用這種器械每天鍛煉幾小時,以防止宇航員血管周圍肌肉退化;在宇宙飛船升空時,科學家根據長頸鹿利用緊綳的皮膚可控制血管壓力的原理,研製了飛行服——「抗荷服」.抗荷服上安有充氣裝置,隨著飛船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的氣體,從而對血管產生一定的壓力,使宇航員的血壓保持正常.同時,宇航員腹部以下部位是套入抽去空氣的密封裝置中的,這樣可以減小宇航員腿部的血壓,利於身體上部的血液向下肢輸送.
Ⅱ 急!!有什麼動物是與科技有關聯的啊想蝙蝠跟雷達,竹蜻蜓跟潛艇之類的。
仿生學舉15個例子:
1。由令人討厭的蒼蠅,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
2。從螢火蟲到人工冷光;
3。電魚與伏特電池;
4。水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
5。人們根據蛙眼的視覺原理,已研製成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,准確無誤地識別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達系統後,雷達抗干擾能力大大提高。這種雷達系統能快速而准確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等。特別是能夠區別真假導彈,防止以假亂真。
電子蛙眼還廣泛應用在機場及交通要道上。在機場,它能監視飛機的起飛與降落,若發現飛機將要發生碰撞,能及時發出警報。在交通要道,它能指揮車輛的行駛,防止車輛碰撞事故的發生。
6。根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿製了盲人用的「探路儀」。這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。
7。模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。
8。根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿製了人力增強器——步行機。
9。現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。
10。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
11。船槳模仿的是魚的鰭。
12。鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草。
13。蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。
14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味探測儀提供了思路。
15。壁虎腳趾對製造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。
16。貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。
好運
Ⅲ 因現代科技而瀕臨滅絕的動物及原因
我國瀕臨滅絕的動物:糜鹿(全世界3000頭)、華南虎(50頭)、雪豹(100-2000頭)、揚子鱷(1500隻)、白暨豚(100隻)、大熊貓(1000隻)、黑犀牛(3500頭)、指猴(9隻)、絨毛蛛猴(100隻)、滇金絲猴(1000隻)、野金絲猴(700隻)、白眉長臂猴(70隻) 藏羚羊 東北虎 朱䴉、亞洲象、白鶴 中國科學院新疆生態與地理研究所提供的資料表明,遠古時代500年才有一種獸類滅絕。但20世紀以來,4年就有一種哺乳動物滅絕,是正常滅絕速率的125倍,而且這一趨勢還在加劇。科學家們統計,在我們共同生活的家園中,有5025種野生動物瀕臨滅絕邊緣,其中我國已達390多種,新疆在100種左右。 新疆維吾爾自治區野生動物保護協會介紹說,新疆列入國家級野生動物保護品種名錄的共有115種,其中國家一級重點保護野生動物有28種,分別是獸類:紫貂、貂熊、虎、雪豹、蒙古野驢、西藏野驢、野馬、野駱駝、野氂牛、普氏原羚、高鼻羚羊、北山羊、河狸;鳥類:白鸛、黑鸛、金雕、白肩雕、玉帶海雕、白尾海雕、胡兀鷲、黑頸鶴、白鶴、大鴇、小鴇、波斑鴇;爬行類:四爪陸龜;魚類:新疆大頭魚等。 此外,新疆還有18種獸類、68種鳥類和1種昆蟲列為國家二級重點保護的野生動物。 藍鯨 藍鯨不但是最大的鯨類,而且比地球上曾經生活的最大的恐龍還要大,是目前人們所知道的自古至今所有動物中體型最大的。藍鯨一般體長為2400—3400厘米,體重為150,000—200,000千克,也就是說,它的體重相當於25隻以上的非洲象,或者2000—3000個人的重量的總和。所幸的是,由於海洋浮力的作用,它不需要像陸生動物那樣費力地支撐自己的體重,另外龐大的身軀還有助於保持恆定的體溫。 藍鯨又叫剃刀鯨、藍長須鯨,是須鯨中的一種。它的口中沒有牙齒,卻長著許多櫛齒般的三角形的須。除了黝黑色的鯨須外,背部幾乎都是青藍色,體側鑲有白色的斑點,腹部淺灰色,上面有70—180皺褶,可以膨脹,也會收縮。 不可思意的是,藍鯨這種超大型的動物竟然就是以鱗蝦這種微小的動物為主要食料的。藍鯨要維持那巨大身軀的需要,每天吞吃的食物就很多。它的胃分成四個,第一胃為食道部分膨大而變成的,所以胃口極大,一次可以吞食磷蝦200萬只,每天要吃掉4000—8000千克,如果腹中的食物少於2000千克,就會有飢餓的感覺。當藍鯨覓食的時候,張開大嘴,吞進大量海水,而海水中的大量磷蝦也就隨著海水一起被吞進去。藍鯨閉上嘴,用舌把海水排出。由於鯨須的後側像掃帚一樣,使海水篩過流出,而磷蝦卻被攔住了。藍鯨的食物還有其他蝦類、小魚、水母、硅藻,以及各種浮游生物等。 藍鯨的身軀是如此的巨大,以致於一條舌頭就有2000千克,頭骨有3000千克,肝臟有1000千克,心臟有500千克,血液循環量達8000千克,雄獸的睾丸也有45千克。如果把它的腸子拉直,足有200—300米,血管粗得足以裝下一個小孩,臟壁厚達60多厘米,雄獸的陰莖長達3米。它的力量也大得驚人,所發出的功率約為1500一1700馬力,堪稱是動物世界中當之無愧的大力士。 藍鯨在冬季繁殖,雌獸一般每2年生育一次,懷孕期為10—12個月,每胎只產1仔。這種「海上怪物」,產出的幼仔也是大得驚人的,剛出生時體長就達6—8米,體重約為6000千克,為了防止窒息而死,雌獸要將幼仔托出水面呼吸第一口空氣,以後它就能自己呼吸了。藍鯨乳汁中的營養十分豐富,其中脂肪的含量是牛乳的10倍,而幼仔每天吸食的乳汁在1000千克以上,所以發育得很快,8個月以後,可增加到15米,體重增長到23,000千克,可以自己張嘴吃各種浮游生物了。到了2歲半至3歲時,體長即可超過20米。性成熟的年齡約為8一10歲,壽命一般都在50歲以上,最多可以活到90—100歲。 這個龐然大物,力大無窮,游得也快。一頭藍鯨的拉力相當於一台中型火車頭的拉力,約1700馬力。它的游速每小時平均27千米,短時間內可達37千米。據報道,曾經有一頭藍鯨,將一條800馬力的捕鯨快艇曳行了8個多小時,平均時速9千米多,當時這條快艇是開足馬力向後退行,卻仍舊被這條藍鯨拉著向前行駛了74千米多。由此可見,藍鯨的力量多麼巨大! 據估計,20世紀初時藍鯨在海洋中還有30萬頭,但由於一些國家濫肆捕獵,數量銳減,現在估計只剩下幾千頭了。即使嚴禁捕獵得以實現,由於藍鯨在茫茫大海之中,很難同配偶相遇,繁殖後代困難,正瀕臨滅絕的命運。 你是否知道地球上動物種類正在急劇減少,一個接一個,一種接一種都消失了.地球上的生物原本自然形成食物鏈而互相依存.有人問如果這世界上只剩下人類,人類還能支撐多久?請看令人憂心的近年動物滅絕記載:渡渡鳥(印度,1781),藍馬羚(南非,1799),馬里恩象龜(舌塞爾,1800),大海雀(大西洋,1844),歐洲野馬(歐洲,1876),斑驢(亞洲,1883),白臀葉猴(中國,1893),旅鴿(北美,1914),佛羅里達猴(北美,1917),卡羅萊那鸚鵡(北美,1918),中國犀牛(中國,1922),高加索野牛(歐洲,1925),巴厘虎(印尼,1937),紅鴨(印度,1942),普氏野馬(中國,1947),袋狼(澳洲,1948),冠麻鴨(亞洲,1964),爪哇虎(印尼,1972)……也有材料談到我國頻臨滅絕的動物如:糜鹿(全世界3*!000頭),華南虎(50頭),雪豹(1*!000~2*!000頭),揚子鱷(1*!500隻),白暨豚(100隻),大熊貓(1*!000隻),黑犀牛(3*!500頭)指猴(9隻),絨毛蛛猴(100隻),滇金絲猴(1*!000隻),野金絲猴(700隻),白眉長臂猴(70隻). 1 動物有益於人類 地球上人類起源與動物起源在茫茫歷史長河中時間相隔不算太長.人類形成後依賴林果漁獵以生存和進化.後來發展了農業(第一次社會大分工)和畜牧業(第二次社會大分工),生產上去了,有剩餘價值可以剝削,於是原始社會進步到奴隸社會. 人類和動物的關系非常密切也非常復雜.人和動物在地球食物鏈中互爭口糧又互相依存,接觸頻繁.一般按人類需要分其為6類: 1.1 食品動物(Food Animals) 供應人類豐富營養來源的肉、乳、禽、蛋、魚等. 1.2 役用動物(Labor Animals) 馬、驢、騾、駱駝等.騎、馱、拉,被譽為"不要能源」的動力,有戰略意義. 1.3 經濟動物(Economic Animals) 生產羊毛、裘皮、皮革等.如綿羊、長毛兔、海狸鼠、黃鼬、藍狐等. 1.4 實驗動物(Laboratory Animals) 以科學實驗為目的、定向培育出的特種動物,有嚴格遺傳學和生物學要求,目前以小鼠、大鼠、豚鼠、倉鼠為代表. 1.5 醫用動物(Medical Animals) 生物製品原料如血清馬、雞胚等;檢測工具如家兔;中葯原料如鹿(茸)、熊(膽)、牛(黃)、馬(寶)、虎(骨)等. 1.6 觀賞動物(寵物,Pet) 貓、狗、鸚鵡、金絲雀、金魚等.動物園、馬戲團動物皆屬之. 2 動物對人類也有有害一面 動物約有200種傳染病、80種寄生蟲病,其中半數可以感染給人.1967年世界衛生組織(WHO)把這類在動物和人之間傳播的疾病定名為Zoonoses,原意是"動物源性病」,其後WHO/FAO聯合專家委員會又把它界定為"在人類與脊椎動物之間可以自由傳播的疾病」.
Ⅳ 有哪些發明是和動物有關系的
1,船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。
2,科學家根據火野豬的鼻子測毒的奇特本領製成了世界上第一批防毒面具。
3,火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理。
4,科研人員通過研究變色龍的變色本領,為部隊研製出了不少軍事偽裝裝備。
5,科學家研究青蛙的眼睛,發明了電子蛙眼。
6,美國空軍通過毒蛇的「熱眼」功能,研究開發出了微型熱感測器。
7,人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯。
8,人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的「電子警犬」。
(4)現在哪些動物跟現代科技有關擴展閱讀
仿生設計學,亦可稱之為設計仿生學(Design Bionics),它是在仿生學和設計學的基礎上發展起來的一門新興邊緣學科。
生命、植物等自然形態以其自身的豐富性,向我們展現著無限的美。這種高度感性的美的存在,常被設計師作為借鑒的對象。
人類在古老的年代似乎就認識到能從自然生態系統中領悟到自身生存、發展、進步的真諦。人類從蒙昧時代進入文明時代就是在模仿和適應自然規律的基礎上發展起來的。
回顧中國的古文明史,不難看到人們較早就留下了模仿自然生態的痕跡。
從公元前三千多年,我們的祖先巢氏模仿鳥類在樹上營巢,到春秋戰國時期的魯班借鑒草葉的齒形邊緣設計的第一把木鋸,從仰韶文化的以魚紋為著的動物形象和動物紋樣為裝飾的半坡彩陶;到現實生活中以各種動物形態為原型的實用器皿,如牛角杯、豬形杯、鷹形壺等。
外國的文明史上,也有很多仿生的案例:如泰爾從魚背骨和蛇的齶骨的形狀受到啟示發明的鋸子;達芬奇設計的最原始的人類第一架飛行器等等。大量的事例記述了人們對自然生命的外在形態和功能創造性模仿。
到了現代,由於人口的不斷增加,資源消耗量的不斷增大,加上交通、通信事業的飛速發展,人類生產活動和社會活動的范圍不斷擴大,資源開發利用突破了區域界限和國界,資源配置向國際化和全球性發展。
由此而引起了一系列的全球性問題:環境破壞、生態失衡、能源枯竭,人類意識到重新認識自然,探討與自然更加與諧的生存方式的高度緊迫感,亦認識到仿生設計學對人類未來發展重要性。特別是在一九六Ο年秋,在美國俄亥俄州召開第一次仿生學討論會,成為仿生學正式誕生之日。
此後,仿生技術取得飛躍的發展,並獲得廣泛的應用。仿生設計亦隨之獲得突飛猛進發展,一大批仿生設計作品如智能機器狗和雷達、聲納、人工臟器、自動控制器、自動導航器等等應運而生。
Ⅳ 現代科技都是根據哪些動物發明的
比如:蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它。可是蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是「天然導航儀」,人們模仿它製成了「振動陀螺儀」。這種儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是一種「復眼」,由3000多隻小眼組成,人們模仿它製成了「蠅眼透鏡」。「蠅眼透鏡」是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以製成「蠅眼照相機」,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用於印刷製版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量。「蠅眼透鏡」是一種新型光學元件,它的用途很多。
在第一次世界大戰時期,出於軍事上的需要,為使艦艇在水下隱蔽航行而製造出潛水艇。當工程技術人員在設計原始的潛艇時,是先用石塊或鉛塊裝在潛艇上使它下沉,如果需要升至水面,就將攜帶的石塊或鉛塊扔掉,使艇身回到水面來。以後經過改進,在潛艇上採用浮箱交替充水和排水的方法來改變潛艇的重量。以後又改成壓載水艙,在水艙的上部設放氣閥,下面設注水閥,當水艙灌滿海水時,艇身重量增加使它潛入水中。需要緊急下潛時,還有速潛水艙,待艇身潛入水中後,再把速潛水艙內的海水排出。如果一部分壓載水艙充水,另一部分空著,潛水艇可處於半潛狀態。潛艇要起浮時,將壓縮空氣通入水艙排出海水,艇內海水重量減輕後潛艇就可以上浮。如此優越的機械裝置實現了潛艇的自由沉浮。但是後來發現魚類的沉浮系統比人們的發明要簡單得多,魚的沉浮系統僅僅是充氣的魚鰾。鰾內不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧氣進入鰾內或是重新吸收鰾內一部分氧氣來調節魚鰾中氣體含量,促使魚體自由沉浮。然而魚類如此巧妙的沉浮系統,對於潛艇設計師的啟發和幫助已經為時過遲了。
聲音是人們生活中不可缺少的要素。通過語言,人們交流思想和感情,優美的音樂使人們獲得藝術的享受,工程技術人員還把聲學系統應用在工業生產和軍事技術中,成為頗為重要的信息之一。自從潛水艇問世以來,隨之而來的就是水面的艦船如何發現潛艇的位置以防偷襲;而潛艇沉入水中後,也須准確測定敵船方位和距離以利攻擊。因此,在第一次世界大戰期間,在海洋上,水面與水中敵對雙方的斗爭採用了各種手段。海軍工程師們也利用聲學系統作為一個重要的偵察手段。首先採用的是水聽器,也稱雜訊測向儀,通過聽測敵艦航行中所發出的雜訊來發現敵艦。只要周圍水域中有敵艦在航行,機器與螺旋槳推進器便發出雜訊,通過水聽器就能聽到,能及時發現敵人。但那時的水聽器很不完善,一般只能收到本身艦只的雜訊,要偵聽敵艦,必須減慢艦只航行速度甚至完全停車才能分辨潛艇的噪音,這樣很不利於戰斗行動。不久,法國科學家郎之萬(1872~1946)研究成功利用超聲波反射的性質來探測水下艦艇。用一個超聲波發生器,向水中發出超聲波後,如果遇到目標便反射回來,由接收器收到。根據接收回波的時間間隔和方位,便可測出目標的方位和距離,這就是所謂的聲納系統。人造聲納系統的發明及在偵察敵方潛水艇方面獲得的突出成果,曾使人們為之驚嘆不已。豈不知遠在地球上出現人類之前,蝙蝠、海豚早已對「回聲定位」聲納系統應用自如了。
生物在漫長的年代裡就是生活在被聲音包圍的自然界中,它們利用聲音尋食,逃避敵害和求偶繁殖。因此,聲音是生物賴以生存的一種重要信息。義大利科學家斯帕蘭捷很早以前就發現蝙蝠能在完全黑暗中任意飛行,既能躲避障礙物也能捕食在飛行中的昆蟲,但是塞住蝙蝠的雙耳、封住它的嘴後,它們在黑暗中就寸步難行了。面對這些事實,斯帕蘭捷提出了一個使人們難以接受的結論:蝙蝠能用耳朵與嘴「看東西」。它們能夠用嘴發出超聲波後,在超聲波接觸到障礙物反射回來時,用雙耳接收到。第一次世界大戰結束後,1920年,哈台認為蝙蝠發出聲音信號的頻率超出人耳的聽覺范圍。並提出蝙蝠對目標的定位方法與第一次世界大戰時郎之萬發明的用超聲波回波定位的方法相同。遺憾的是,哈台的提示並未引起人們的重視,而工程師們對於蝙蝠具有「回聲定位」的技術是難以相信的。直到1983年採用了電子測量器,才完完全全證實蝙蝠就是以發出超聲波來定位的。但是這對於早期雷達和聲納的發明已經不能有所幫助了。
另一個事例是人們對於昆蟲行為為時過晚的研究。在利奧那多·達·芬奇研究鳥類飛行造出第一個飛行器400年之後,人們經過長期反復的實踐,終於在1903年發明了飛機,使人類實現了飛上天空的夢想。由於不斷改進,30年後人們的飛機不論在速度、高度和飛行距離上都超過了鳥類,顯示了人類的智慧和才能。但是在繼續研製飛行更快更高的飛機時,設計師又碰到了一個難題,就是氣體動力學中的顫振現象。當飛機飛行時,機翼發生有害的振動,飛行越快,機翼的顫振越強烈,甚至使機翼折斷,造成飛機墜落,許多試飛的飛行員因而喪生。飛機設計師們為此花費了巨大的精力研究消除有害的顫振現象,經過長時間的努力才找到解決這一難題的方法。就在機翼前緣的遠端上安放一個加重裝置,這樣就把有害的振動消除了。可是,昆蟲早在三億年以前就飛翔在空中了,它們也毫不例外地受到顫振的危害,經過長期的進化,昆蟲早已成功地獲得防止顫振的方法。生物學家在研究蜻蜓翅膀時,發現在每個翅膀前緣的上方都有一塊深色的角質加厚區——翼眼或稱翅痣。如果把翼眼去掉,飛行就變得盪來盪去。實驗證明正是翼眼的角質組織使蜻蜓飛行的翅膀消除了顫振的危害,這與設計師高超的發明何等相似。假如設計師們先向昆蟲學習翼眼的功用,獲得有益於解決顫振的設計思想,就可似避免長期的探索和人員的犧牲了。面對蜻蜓翅膀的翼眼,飛機設計師大有相見恨晚之感!
蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。
蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀。
仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能,仿製成一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的「探頭」不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光。」在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」。
各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏特電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳
在自然界中,水母,早在5億多年前,它們就已經在海水裡生活了。「但是,水母跟順風耳又有什麼關系呢?」人們肯定會問這樣一個問題.因為,水母在風暴來臨之前,就會成群結隊地游向大海,就預示風暴既將來臨.但是,這又與「順風耳」有什麼關系呢?原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波(頻率為8~13赫),是風暴來臨之前的預告.這種次聲波,人耳是聽不到的,而對水母來說卻是易如反掌.科學家經過研究發現,水母的耳朵里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石.
科學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官.
技能訓練長頸鹿與宇航員失重現象
長頸鹿之所以能將血液通過長長的頸輸送到頭部,是由於長頸鹿的血壓很高。據測定,長頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍。這樣高的血壓為什麼不會使長頸鹿患腦溢血而死亡呢?這與長頸鹿身體的結構有關。首先,長頸鹿血管周圍的肌肉非常發達,能壓縮血管,控制血流量;同時長頸鹿腿部及全身的皮膚和筋膜綳得很緊,利於下肢的血液向上迴流。科學家由此受到啟示,在訓練宇航員對,設置一種特殊器械,讓宇航員利用這種器械每天鍛煉幾小時,以防止宇航員血管周圍肌肉退化;在宇宙飛船升空時,科學家根據長頸鹿利用緊綳的皮膚可控制血管壓力的原理,研製了飛行服——「抗荷服」。抗荷服上安有充氣裝置,隨著飛船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的氣體,從而對血管產生一定的壓力,使宇航員的血壓保持正常。同時,宇航員腹部以下部位是套入抽去空氣的密封裝置中的,這樣可以減小宇航員腿部的血壓,利於身體上部的血液向下肢輸送。
蛋殼與薄殼建築
蛋殼呈拱形,跨度大,包括許多力學原理。雖然它只有2 mm的厚度,但使用鐵錘敲砸也很難破壞它。建築學家模仿它進行了薄殼建築設計。這類建築有許多優點:用料少,跨度大,堅固耐用。薄殼建築也並非都是拱形,舉世聞名的悉尼歌劇院則像一組泊港的群帆。
-- 結構構件
對於構件,在截面面積相同的情況下,把材料盡可能放到遠離中和軸的位置上,是有效的截面形狀。有趣的是,在自然界許多動植物的組織中也體現了這個結論。例如:「疾風知勁草」,許多能承受狂風的植物的莖部是維管狀結構,其截面是空心的。支持人承重和運動的骨骼,其截面上密實的骨質分布在四周,而柔軟的骨髓充滿內腔。在建築結構中常被採用的空心樓板、箱形大梁、工形截面鈑梁以及折板結構、空間薄壁結構等都是根據這條結論得來的。
-- 斑馬
斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒有什麼兩樣,它們身上的條紋是為適應生存環境而衍化出來的保護色。在所有斑馬中,細斑馬長得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圓又大,條紋細密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥等共外,以抵禦天敵。人類將斑馬條紋應用到軍事上是一個是很成功仿生學例子。
昆蟲與仿生
昆蟲個體小,種類和數量龐大,占現存動物的75%以上,遍布全世界。它們有各自的生存絕技,有些技能連人類也自嘆不如。人們對自然資源的利用范圍越來越廣泛,特別是仿生學方面的任何成就,都來自生物的某種特性,本文簡要介紹昆蟲與仿生學。(右為家蠅的眼睛)
蝴蝶與仿生五彩的蝴蝶錦色粲然,如重月紋鳳蝶,褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其後翅在陽光下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍。科學家通過對蝴 蝶色彩的研究,為軍事防禦帶來了極大的裨益。在二戰期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防禦設施。蘇聯昆蟲學家施萬維奇根據當時 人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發現的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,盡管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事 基地仍安然無惹,為贏得最後的勝利奠定了堅實的基礎。根據同樣的原理,後來人們還生產出了迷彩服,大大減少了戰斗中的傷亡。
人造衛星在太空中由於位 置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三網路,嚴重影響許多儀器的正常工作。科學家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調 節體溫的啟發,將人造衛星的控溫系統製成了葉片正反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可 調節窗的開合,從而保持了人造衛星內部溫度的恆定,解決了航天事業中的一大難題。
甲蟲與仿生氣步甲炮蟲自衛時,可噴射出具有惡臭的高溫液體 「炮彈」,以迷惑、刺激和驚嚇敵害。科學家將其解剖後發現甲蟲體內有3個小室,分別儲有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶 混合發生化學反應,瞬間就成為100℃的毒液,並迅速射出。這種原理目前已應用於軍事技術中。二戰期間,德國納粹為了戰爭的需要,據此機理製造出了一種功 率極大且性能安全可靠的新型發動機,安裝在飛航式導彈上,使之飛行速度加快,安全穩定,命中率提高,英國倫敦在受其轟炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴 射原理的啟發研製出了先進的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產生毒劑的化學物質分裝在兩個隔開的容器中,炮彈發射後隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛 行的8—10秒內混合並發生反應,在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易於生產、儲存、運輸,安全且不易失效。螢火蟲可將化學能直接轉變成光 能,且轉化效率達100%,而普通電燈的發光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發光原理製成的冷光源可將發光效率提高十幾倍,大大節約了能量。另外,根據甲 蟲的視動反應機制研製成功的空對地速度計已成功地應用於航空事業中。
蜻蜓與仿生
蜻蜒通過翅膀振動可產生不同於周圍大氣的局部不穩定氣流,井 利用氣流產生的渦流來使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向後和左右兩側飛行,其向前飛行速度可達72km/小時。此外,蜻蜒的 飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打。科學家據此結構基礎研製成功了直升飛機。飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失 事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時安然無恙,於是人們仿效蜻蜒在飛機的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題。
蒼蠅與仿生昆蟲學家研究發現,蒼蠅的後翅退化成一對平衡棒。當它飛行時,平衡棒以一定的頻率進行機械振動,可以調節翅膀的運動方向,是保持蒼蠅身體平 衡的導航儀。科學家據此原理研製成一代新型導航儀——振動陀螺儀,大大改進了飛機的飛行性能LlJ,可使飛機自動停止危險的滾翻飛行,在機體強烈傾斜時還 能自動恢復平衡,即使是飛機在最復雜的急轉彎時也萬無一失。蒼蠅的復眼包含4000個可獨立成像的單眼,能看清幾乎360。范圍內的物體。在蠅眼的啟示 下,人們製成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高解析度照片的蠅眼照像機,在軍事、醫學、航空、航天上被廣泛應用。蒼蠅的嗅覺特別靈敏並能對 數十種氣味進行快速分析且可立即作出反應。科學家根據蒼蠅嗅覺器官的結構,把各種化學反應轉變成電脈沖的方式,製成了十分靈敏的小型氣體分析儀,目前已廣 泛應用於宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體成分,使科研、生產的安全系數更為准確、可靠。
蜂類與仿生蜂巢由一個個排列整齊的六稜柱形小 蜂房組成,每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成,這些結構與近代數學家精確計算出來的——菱形鈍角109。28』,銳角70。32』完全相同,是最節省 材料的結構,且容量大、極堅固,令許多專家贊嘆不止。人們仿其構造用各種材料製成蜂巢式夾層結構板,強度大、重量輕、不易傳導聲和熱,是建築及製造航天飛 機、宇宙飛船、人造衛星等的理想材料。蜜蜂復眼的每個單眼中相鄰地排列著對偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太陽准確定位。科學家據此原理研製成功了偏 振光導航儀,早已廣泛用於航海事業中。
其它昆蟲與仿生
跳蚤的跳躍本領十分高強,航空專家對此進行了
生物學家通過對蛛絲的研究製造出高級絲線,抗撕斷裂降落傘與臨時吊橋用的高強度纜索。船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。
響尾蛇導彈等就是科學家模仿蛇的「熱眼」功能和其舌上排列著一種似照相機裝置的天然紅外線感知能力的原理,研製開發出來的現代化武器。
火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理。
科研人員通過研究變色龍的變色本領,為部隊研製出了不少軍事偽裝裝備。
科學家研究青蛙的眼睛,發明了電子蛙眼。
白蟻不僅使用膠粘劑建築它們的土堆,還可以通過頭部的小管向敵人噴射膠粘劑。於是人們按照同樣的原理製造了工作的武器—一快乾膠炮彈。
美國空軍通過毒蛇的「熱眼」功能,研究開發出了微型熱感測器。
我國紡織科技人員利用仿生學原理,借鑒陸地動物的皮毛結構,設計出一種KEG保溫面料,並具有防風和導濕的功能。
根據響尾蛇的頰窩能感覺到0.001℃的溫度變化的原理,人類發明了跟蹤追擊的響尾蛇導彈。人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的「電子警犬」。科學家根據野豬的鼻子測毒的奇特本領製成了世界上第一批防毒面具。
仿生學是人類一直使用的方法,如模仿海豚皮而構造的「海豚皮游泳衣」、科學家研究鯨魚的皮膚時,發現其上有溝漕的結構,於是有個科學家就依照鯨魚皮構造,造成一個薄膜蒙在飛機的表面,據實驗可節約能源3%,若全國的飛機都蒙上這樣的表面,每年可節約幾十億。又如有科學家研究蜘蛛,發現蜘蛛的腿上沒有肌肉,有腳的動物會走,主要是靠肌肉的收縮,現在蜘蛛沒有肌肉為什麼會走路?經研究蜘蛛不是靠肌肉的收縮進行走路的,而是靠其中的「液壓」的結構進行走路,據此人們發明了液壓步行機……總之,從自然界得到啟迪,模仿其結構進行發明創造.這就是仿生學. 這是我們向自然界學習的一個方面。
附(仿生學現象簡表):
1.從令人討厭的蒼蠅身上,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
2.從螢火蟲到人工冷光;
3.電魚與伏特電池;
4.水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
5.人們根據蛙眼的視覺原理,已研製成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,准確無誤地識別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達系統後,雷達抗干擾能力大大提高。這種雷達系統能快速而准確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等。特別是能夠區別真假導彈,防止以假亂真。
電子蛙眼還廣泛應用在機場及交通要道上。在機場,它能監視飛機的起飛與降落,若發現飛機將要發生碰撞,能及時發出警報。在交通要道,它能指揮車輛的行駛,防止車輛碰撞事故的發生。
6.根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿製了盲人用的「探路儀」。這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。
7.模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。
8.根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿製了人力增強器——步行機。
9.現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。
10.屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
11.船槳模仿的是鴨的蹼。
12.鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草。
13.蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。
14.嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味探測儀提供了思路。
15.壁虎腳趾對製造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。
16.貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。
17.樹葉的排列和悉尼大劇院的建設。
18.潛水艇和魚的沉浮。
19.響尾蛇能感知附近動物的體溫而准確捕獲獵物和紅外製導空對空響尾蛇導彈。
20.人們根據章魚發明煙霧彈。
21.根據蛋殼發現拱形的承受力量。
22.飛機飛行時產生的劇烈抖動是根據蜻蜓改善的。
23.變色衣服是學習蝴蝶上的鱗片。
24.防水衣服是仿荷葉造的。
25.滑鼠是仿老鼠的。
26.從長頸鹿將血液通過長長的頸從到頭部中得到啟示,設計出特殊的器械,使宇航員在失重狀態下,體內的血液也能正常輸送到離心臟較遠的下肢。謝謝!
Ⅵ 哪些科技是從動物身上得到的啟發
提起仿生學大家一定不會陌生,它是一門既古老又年輕的學科,我們很多應用的科技都是從動物、昆蟲、植物身上直接學到了作用原理或者得到了啟迪後發明出新的設備、工具。創造出適用於生產,學習和生活的先進技術,這離不開科學家們的付出和努力,但我們也要對這些動物們道上一聲謝謝。熟知的仿生學動物中,鳥類和蝙蝠是我們已經很熟知的了,比如飛機的研發就是從鳥類的飛翔得到了啟迪,蝙蝠的超聲波回聲定位系統,助力我們發明了雷達。實際上,仿生學中還學習了許多許多的動物。
01 蝙蝠與雷達
在夜間,或者人為的將蝙蝠雙眼遮擋住,蝙蝠依然可以自由飛翔,躲避障礙物。科學家根據蝙蝠回聲定位探路的辦法,發明出來了雷達。雷達的作用很廣,我們常坐的飛機,就離不開雷達的幫助,雷達通過天線發出無線電波,無線電波遇到障礙物就反射回來,顯示在電子儀表上。駕駛員從雷達的電子儀表上,能夠看清楚前方是否有障礙物,以及確定航向,今天才有了「盲飛」這個名詞。
02 螢火蟲與人工冷光
科學家發明的電燈照亮了我們的夜晚。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線不利於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類一籌莫展之際又將目光投向了大自然。在自然界中,螢火蟲發出的光就不產生熱,所以又被稱為「冷光」。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。科學家通過研究螢火蟲腹部的發光器,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。 現在,科學家已利用發明出接近生物光的冷光作為安全照明之用,稱之為「人工冷光」。
03 電魚與伏特電池
除了我們熟知的電鰻,自然界中還有不少魚類都可以放電,人們將這些能放電的魚統稱為「電魚」。各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過科學家對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多小電板細胞構成的。電魚這種非凡的本領,引起了科學家極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以稱為「人造電器官」。除了電池之外,還有一種想法存在理論可能,但科技不能實現的啟迪:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,所有交通工具的動力問題是否能得到很好的解決。
Ⅶ 哪些動物的本領運用到人類發明
變色龍,發名了偽裝衣能和周圍景色融入一體
船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿.科學家根據火野豬的鼻子測毒的奇特本領製成了世界上第一批防毒面具.火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理.科研人員通過研究變色龍的變色本領,為部隊研製出了不少軍事偽裝裝備.科學家研究青蛙的眼睛,發明了電子蛙眼.美國空軍通過毒蛇的「熱眼」功能,研究開發出了微型熱感測器.人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯(hang).人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的「電子警犬」.
仿生與高科技 現代的雷達,一種無線電定位和測距裝置:科學家研究發現蝙蝠魔不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵組成的回聲定位系統.因為蝙蝠魔在飛行時發出超聲波,又能覺察出障礙物反射回來的超聲波.科學家據此設計出了現代的雷達——一種無線電定位和測距裝置 …科學家通過對海豚游泳阻力小的研究發明了能提高魚雷航速的人工海豚皮;以及模仿袋鼠在沙漠運動形式的無輪汽車(跳躍機)等.
前蘇聯科學院動物研究所的科學家在企鵝的啟示下,他們設計了一種新型汽車--「企鵝」牌極地越野汽車.這種汽車的寬闊的底部,直接貼在雪面上,用輪勺撐動著前進,行駛速度可達50公里/小時.
科學家模仿昆蟲製造了太空機器人.
澳大利亞國立大學的一個科研小組通過對幾種昆蟲的研究,已經研製出一個小型的導航和飛行控制裝置.這種裝置可以用來裝備用於火星考察的小型飛行器.
英國科學家在仿生學啟發下,正在研製一種可以靠尾鰭擺動以S形「游水」的潛艇新式潛艇的主要創新之處是使用了被稱為「象鼻致動器」的裝置.「象鼻」由一組用薄而柔軟的材料做成的軟管組成,模仿肌肉活動,推動鰭的運動.這種新式潛艇可以充當水底掃雷潛艇,用來對付最輕微的聲響或干擾便會引爆的水雷.
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了.
蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡.蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到.但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上.
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞.若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦.大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質.因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀.
Ⅷ 下列現代科技發明是受哪些動物的啟發而產生的
防毒面具 豬
在第一次世界大戰期間,德軍曾與英法聯軍為爭奪比利時伊泊爾地區展開激戰,雙方對峙半年之久。1915年,德軍為了打破歐洲戰場長期僵持的局面,第一次使用了化學毒劑。他們在陣地前沿設置了5730個盛有氯氣的鋼瓶,朝著英法聯軍陣地的順風方向打開瓶蓋,把180噸氯氣釋放出去。頓時,一片綠色煙霧騰起,並以每秒三米的速度向對方的陣地飄移,一直擴散到聯軍陣地縱身達25 公里處,結果致使5萬英法聯軍士兵中毒死亡,戰場上的大量野生動物也相繼中毒喪命。可是奇怪的是,這一地區的野豬竟意外的生存下來。這件事引起了科學家的極大興趣。經過實地考察,仔細研究後,終於發現是野豬喜歡用嘴拱地的習性,是它們免於一死。當野豬聞到強烈的刺激性氣味後,就用嘴拱地,一搪避氣味的刺激。而泥土被野豬拱動後其顆粒就變得較為松軟,對毒氣起到了過濾和吸附的作用。由於野豬巧妙地利用了大自然賜予它的防毒面具,所以它們能在這場氯氣的浩劫中倖免於難。
根據這一發現,科學家們很快就設計、製造出了第一批防毒面具。但這種防毒面具沒有直接採用泥土作為吸附劑,而是使用吸附能力很強的活性炭,豬嘴的形狀能裝入較多的活性炭。如今盡管吸附劑的性能越來越優良,但它酷似豬嘴的基本樣式卻一直沒有改變。
根據螢火蟲發明了冷光源電燈
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Ⅸ 人類一那些動物發明現代科學技術
1、維可勞(也叫魔術貼或者尼龍搭扣)
瑞士工程師George de Mestral在自己的褲子和寵物狗身上發現了牛蒡的毛刺。他發現這種種子上帶的小勾讓它能夠掛到其它動物身上。這種掛扣的問世耗費了George de Mestra超過十年的實驗來將其完美復制下來。
2、聲納
1912年泰坦尼克號的沉沒促使研究人員試圖研發出一次能夠探測海中物體的技術。1915年,法國物理學家Paul Langevin發明了一種使用聲波和回聲定位水下物體的系統,也就是今天我們所說的聲納技術。雖然對於人類來說是一種新技術,但是一些動物卻一直使用這種技術進行導航、捕食和搜尋,比如說蝙蝠和海豚。
3、吸盤
吸盤藉助了真空和壓力的原理緊緊吸附在平面上,它們能夠將物體粘到牆上甚至是高建築物上。最早記載的人造吸盤出現在19世紀60年代,而章魚的吸盤事實上更加先進,每個吸盤的邊緣都有同心紋,這就使它們即使在水下也能夠吸住不平整的表面。
4、新干線火車
新干線火車最初設計時模擬的是子彈頭,而且獲得了成功。但這種設計卻存在一個問題,當它們離開隧道時會發出巨大的噪音。新干線火車設計公司的工程師Eji Nakatsu將翠鳥的嘴形應用於火車設計,不僅解決了噪音問題而且增加了能效,提高了最快速度。
5、膠帶
透明膠帶是Richard Gurley Drew在1922年發明的。他是3M公司的一位實驗室技術員,他在將砂紙樣本送到當地的汽車店中,聽到店員經常抱怨在給汽車噴漆時會留下膠帶痕跡。在後來的兩年時間里,他嘗試了各種各樣的粘合劑試圖找到揭除膠帶後不會留下痕跡的方法,最終導致了透明膠帶的問世。自然界中的壁虎能夠攀爬表面全部依靠的是腳趾底部的細微剛毛。