Ⅰ 从什么动物身上发明了什么
苍蝇—气味探测器
蜻蜓—飞机
青蛙—快速扫描系统
螳螂—镰刀
鸡蛋—建筑物
昆虫—液压装置
蛇—红外线
鲸鱼—潜水艇
蜘蛛—人造纤维
乌龟—装甲车
猫眼—夜视仪
野猪的鼻子—防毒面具
鹰—鹰眼导弹
蝴蝶—温度控制系统
大乌龟背小乌龟—转动炮塔的坦克
现代的雷达——一种无线电定位和测距装置:科学家研究发现蝙蝠不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵组成的回声定位系统.因为蝙蝠在飞行时发出超声波,又能觉察出障碍物反射回来的超声波.科学家据此设计出了现代的雷达——一种无线电定位和测距装置
科学家通过对海豚游泳阻力小的研究发明了能提高鱼雷航速的人工海豚皮;以及模仿袋鼠在沙漠运动形式的无轮汽车(跳跃机)等.
前苏联科学院动物研究所的科学家在企鹅的启示下,他们设计了一种新型汽车--“企鹅”牌极地越野汽车.这种汽车的宽阔的底部,直接贴在雪面上,用轮勺撑动着前进,行驶速度可达50公里/小时.
科学家模仿昆虫制造了太空机器人.
澳大利亚国立大学的一个科研小组通过对几种昆虫的研究,已经研制出一个小型的导航和飞行控制装置.这种装置可以用来装备用于火星考察的小型飞行器.
英国科学家在仿生学启发下,正在研制一种可以靠尾鳍摆动以S形“游水”的潜艇新式潜艇的主要创新之处是使用了被称为“象鼻致动器”的装置.“象鼻”由一组用薄而柔软的材料做成的软管组成,模仿肌肉活动,推动鳍的运动.这种新式潜艇可以充当水底扫雷潜艇,用来对付最轻微的声响或干扰便会引爆的水雷.
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了.
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹.苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到.但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上.
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞.若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑.大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质.因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪.
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪.这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇.就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报.这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分.
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体.利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中.
从萤火虫到人工冷光
自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了.但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼.那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然.
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”.
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类.萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同.萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高.因此,生物光是一种人类理想的光.
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部.这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成.发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质.在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光.萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程.
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化.近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素.由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯.由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作.
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用.
电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 .人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”.
各种电鱼放电的本领各不相同.放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗.中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物.
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官.这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的.由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样.电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板.单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了.
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣.19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池.因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”.对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决.
水母的顺风耳
“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴.”生物的行为与天气的变化有一定关系.沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临.
水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了.这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了.
仿生学举15个例子:
1.由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪.已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分.
2.从萤火虫到人工冷光;
3.电鱼与伏特电池;
4.水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义.
5.人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼.这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体.把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高.这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等.特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真.
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上.在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报.在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生.
6.根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”.这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等.如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成.
7.模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气.
8.根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机.
9.现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子.
10.屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲.
11.船桨模仿的是鱼的鳍.
12.锯子学的是螳螂臂,或锯齿草.
13.苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣.
14.嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路.
15.壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景.
16.贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上.
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Ⅱ 红外制导是模仿什么动物
红外制导是模仿蛇,蛇的头部有颊窝其中有红外线感受器,能精确探测到红外线,所当人靠近时能准确攻击。
Ⅲ 蛇的什么特长,发明了红外线
蛇是四肢退化的爬行动物的总称,属于爬行纲有鳞目蛇亚目。正如所有爬行类一样,蛇类全身布满鳞片。
所有蛇类都是肉食性动物。目前全球总共有3,000多种蛇类。
身体细长,四肢退化,无可活动的眼睑,无耳孔,无四肢,无前肢带,身体表面覆盖有鳞。
蛇的鼻子前端有一对特别灵敏的红外线感觉器官,能检测出周围物体所散射出的微量热量,因租洞判此,蛇就判断出猎物和天敌所在的方位,以准确地捕到猎物和躲避袭击。
所谓红外线就是武器发出的热,这个波长在红外光谱里,人肉眼看不到,称为红外线。
但相关仪器能感知到,所以被开发成了武器的制导方式,导弹的弹头专门感知敌武器的红外热源,主要是喷气机的发动机尾喷口,或高速飞行是飞机的机头与空气剧烈摩擦产生的热空气弊改团(始终围绕在机头附近,是飞机仅次于尾喷口的第二大红外热源)另外海军舰艇的烟囱和陆军车辆的发动机处也是红外热源强烈的地方!也易受红外制导武器的攻击。颤档
按这个原理。大部分红外制导导弹都是空对空导弹,比较有名气的就是美国的"响尾蛇"系列,苏联的AA-3/8/11,法国的"魔术"系列,中国的"霹雳"系列,以及以色列的"怪蛇"系列。
Ⅳ 从蛇身上发明了红外线的故事是什么
响尾蛇毒性很大,它的眼睛对可见光几乎失去了作用,然而它却能敏捷地捕捉田鼠及其他小动物。经过人们的研究发现,原来这种捕捉能力应归结于响尾蛇的热感受器——“热眼”。“热眼”长在蛇的眼睛和鼻孔之间叫颊窝的地方,颊窝一般深5mm,只有1cm长,呈喇叭形,外面有热收集器能够接收小动物身上发出来的红外辐射,并把外界温差和红外线通过神经反映给大脑,大脑发出相应的“命令”,引导毒蛇去猎取食物。
4 0年代末期,人们研制出一种响尾蛇“空对空导弹”,其功能与响尾蛇相同。它是利用硫化铅作红外敏感元件,接收喷气式飞机机尾喷管发出的波长为1—3微米的红外辐射流,引导导弹从飞机尾部进行攻击,它只需接收到热源的存在和方位,并不要形成目标的热象图。在1982年6月的中东战争中叙利亚军方损失的20多架飞机几乎全部是“响尾蛇”空对空导弹击落的。
红外制导大多数是采用被动寻的制导系统。红外制导的导弹在发射后利用目标本身的红外辐射进行自动瞄准和跟踪,直至最后命中目标。目标的红外辐射主要来自其动力部分,如飞机与火箭的喷管、坦克的发动机、舰船的锅炉及烟囱等。导弹的红外制导原理如图所示,来自目标的红外辐射透过弹头前端的整流罩,由光学系统会聚后投射到红外探测器上(光敏元件),然后将红外辐射由光信号转变为电信号,再经电子线路和误差鉴别装置,形成作用于舵机的飞行控制信号,使导弹自动瞄准、跟踪和命中目标。这种导弹不受恶劣天气的影响,白天黑夜都可以使用,不必由人参与制导。其缺点是对目标本茄芦身的辐射或散射特性有较大的依赖性,需要在背景环境中将目标检测出来。
有一种红外热成象制导反坦克导弹。用它攻击坦克时就犹如警察戴着夜视眼镜在夜间追捕已发现的逃犯那么容易。这是因为在导弹头部的导引头中装有大小与指甲差不多的红外列阵探测器,它的功用是探测目标和导弹的相对位置,在导弹发射前对战场进行搜索,一旦发现目标,就象照相机那样摄取下目标图象,贮存到装在导弹上的微型计算机中,作为基准图象。导弹发射后,红外列阵探测器始终“盯着”目标。在导弹飞行中,以大约每秒25帧的速度连续摄取目标图象,并依次逐帧地把图象送入微型计算机中,与基准图象进行比较;如有差异,说明导友正弹偏离了飞行弹道,计算机随之就把这种代表导弹飞行偏差的差异变成电信号,指令导弹舵机动作,把导弹修正到正确的弹道上来。随着导弹越来越接近目标,红外探测器摄取的图象就越来越大,如果这时导弹在运动或转弯,相对位置的变化会使摄取的图象形状、大小发生变化。当探测器所摄得的图象不能简单地与基准图象进行比较时,还可以靠弹上的计算机软件来判别。这种巧妙的跟踪技术是红外列阵探测、微型计算机与图象处理技术三者的结合,具有像人一样的感觉和思维的能力。
红外制导系统的分辨力高、抗干扰性强、设备简单、重量轻、成本低,由于采用被动探测,无需红外辐射源,所以隐蔽性也较好。
导弹发射后,母机驾驶人员可以不必再管导弹,而驾驶母机退出战区,由导弹独立地飞向目标,有利于消灭敌人、保全自己。而且,导弹越接近目标,来自目标的红外辐射越强,制导精度就越高,大大提高了命中率。
据不完全统计,目前各国已生产和试制的红外制导导弹(包括空对空、空对地、地对空和反坦克颤告带导弹等)已超过50种。例如,美国“响尾蛇”、法国“魔术”、苏联“环礁AA—2”等空对空导弹和美国“小懈树”、苏联“环礁--7”等防空导弹均采用红外自动寻的制导技术。各国还正在努力发展机动性能强和敌我识别能力高的红外制导导弹。
Ⅳ 科学家是怎么用蛇制作出红外线的
响尾蛇能够准确神宽无误地捕捉到小动物,不是它的眼睛具有夜视功能,而在于它,位于眼睛和鼻孔之间的呈漏斗状的颊窝。颊窝被分隔成内室和外室,外室直接开口于外界,是热收集器;内室以一细管通向眼前角,上面分布着脑神经末梢。颊窝就是响尾蛇的“凯历热眼”,或者我们也可以称它为“红外线遥感器”。
科学家们根据响尾蛇“热眼”的原理,用对热极其敏感的半导体元件制成了“人造热眼”,把它安装在导弹上,游孙亮这就是大名鼎鼎的“响尾蛇导弹”
Ⅵ 从蛇身上发明了红外线的故事
响尾蛇有一种称作红外眼的颊窝器官,是一对位于头部的空腔。腔体很深,在头部两侧眼睛的前下方。这种颊窝器缺散官有许多与脑相联的热敏感神经纤维。脑部有一群神经细胞集合而成的特化核。这种核的作用是接收、处理来自颊窝器官的感觉信息,并将它传送到中脑的视顶盖。视顶盖则把来自颊窝器官的红外线信号和来自眼睛的视觉信号加以综合,确定攻击对象的精确位置。例如我们可以用最简单的实验来证明蛇的红外线接收能力。譬如我们把蛇的颊窝器官用东西堵塞,蛇对冷灯泡和热灯泡一概都置之不理;但一旦将堵在颊窝器官内的东西拿开,蛇就会转向热灯泡,并对它发起攻击。
颊窝器官的光学性质类似于针孔照相机。响尾蛇颊窝上的窝孔直径约2厘米,略等于热敏感膜直径的1/3。因此,从红外源发出的辐射只能照射属于由辐射源位置和颊窝孔径所确定的圆锥内的那一部分膜。
人们根据响尾蛇的红外视觉原理设计了众多红外探测器,红外技术已发展到了一个新水平。利用红外探测器可以测出水面下40米深处正在航行的潜艇,可感知海水温度0.005℃的变化,在卫星上安装红外探测仪可以发现地下导弹发射场,拍摄地球热分布图。在1998年我国长江流域发生洪灾时,伏闷氏中国科学院曾采用红外遥感技术来测量灾区面积。
科学家从二十世纪就可以研究:
1937年,科学家曾经对响尾蛇进行观察研究,把蛇的眼睛给蒙住了,看它在黑暗中怎样活动。它照样能闪电般地追捕食物。因此认为响尾蛇的眼睛,亮而无神,视力并不好。
1952年,科学家对响尾蛇进行了一次实验。在响尾蛇体内同颊①窝底部一层薄膜间的一根神经上,连接了一个电极。奇妙的情况出现啦当热源或冷源接近响尾蛇时,它就受到刺激,神经脉冲不断发出变化。同时还发现,在30多厘米以外的人手的热度也会激起它的反应。
人们还做了多次试验。将响尾蛇麻醉,把颊窝膜的一条神经分离出来,通到测量生物电流的仪表上,用光(红外线除外)、声音和强烈的振动来刺激它,甚至拨动它,都没有生物电流的产生。可是,当热体或人手接近蛇头时,生物电流就产生了;再用红外线来照射颊窝时,生物电流的反应更强啦。
因此,人们得出这样一个结论响尾蛇有个热定位器,长在眼睛和鼻孔间的颊窝地方。颊窝呈浅漏斗形,深约5毫米,外口斜向前方。小窝由薄膜分成内外两个小室。内室有细管反方向通向体外,里面的温度,同周围环境一个样;外室是热收集器,以较大的口对准需要探测的方向。膜上分布有神经,上面充满着线粒体。薄膜是特殊的感受器官,可以感受红外线的辐射,使膜神经进人兴奋状态。正是在这种热定位器的帮助下,响尾蛇才能发现在前方的热物体,并能判断它的大小和距离,以便决定捕猎或者逃避。
20世纪70年代时,美国生态学家勃各兹·明斯在佛罗里达州的荒野追踪了75条响尾蛇,在其中条响尾蛇的胃里装进了蜡封的小型传感器,带有这种仪器的响尾蛇既会响,还会发报,从而了解到关于它的食性、繁殖、冬眠、迁徙。等习性。一种东方钻背响尾蛇的繁殖期不是往常说的在春季,而是在夏末。它们冬眠在同一地点树洞或龟洞里。从月到次年2月,不吃不喝。平时,主要以麻雀、老鼠、兔子为食。捕猎时先咬住对方,然后放射毒液,猎物纵然拼死乱跑,也免不了死亡。响尾蛇还具有明显的“记忆力”和敏锐罩简的方向性,能够追踪被咬的猎物,并且还能用同样的追踪技术来寻觅配偶。
(摘至动物世界)