1. 人类从哪些动物得到启发,发明了许多造福人类的好东西
1 苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
2 鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。
3 鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。
4
生物在漫长的年代里就是生活在被声音包围的自然界中,它们利用声音寻食,逃避敌害和求偶繁殖。因此,声音是生物赖以生存的一种重要信息。意大利人斯帕兰赞尼很早以前就发现蝙蝠能在完全黑暗中任意飞行,既能躲避障碍物也能捕食在飞行中的昆虫,但是堵塞蝙蝠的双耳后,它们在黑暗中就寸步难行了。面对这些事实,帕兰赞尼提出了一个使人们难以接受的结论:蝙蝠能用耳朵“看东西”。第一次世界大战结束后,1920年哈台认为蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围。并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同。遗憾的是,哈台的提示并未引起人们的重视,而工程师们对于蝙蝠具有“回声定位”的技术是难以相信的。直到1983年采用了电子测量器,才完完全全证实蝙蝠就是以发出超声波来定位的。但是这对于早期雷达和声纳的发明已经不能有所帮助了。
5 在利奥那多·达·芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后,人们经过长期反复的实践,终于在1903年发明了飞机,使人类实现了飞上天空的梦想。由于不断改进,30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类,显示了人类的智慧和才能。但是在继续研制飞行更快更高的飞机时,设计师又碰到了一个难题,就是气体动力学中的颤振现象。当飞机飞行时,机翼发生有害的振动,飞行越快,机翼的颤振越强烈,甚至使机翼折断,造成飞机坠落,许多试飞的飞行员因而丧生。飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象,经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法。就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置,这样就把有害的振动消除了。可是,昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了,它们也毫不例外地受到颤振的危害,经过长期的进化,昆虫早已成功地获得防止颤振的方法。生物学家在研究蜻蜓翅膀时,发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣。如果把翼眼去掉,飞行就变得荡来荡去。实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害,这与设计师高超的发明何等相似。假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用,获得有益于解决颤振的设计思想,就可似避免长期的探索和人员的牺牲了。面对蜻蜓翅膀的翼眼,飞机设计师大有相见恨晚之感!
6 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。
2. 如何利用动物克隆技术造福人类
一是动物药物,动物克隆技术可以克隆单个动物器官或者细胞,用来生产一些特有的动物才产的药物,如牛黄等。二是培育大量品种优良的家畜,如培养一些肉质好的牛、羊和猪等,也可以培养一些产奶量高,且富含人体所需营养元素的奶牛。三是对医疗保健工作产生重大影响,如依靠分子克隆技术,搞清致病基因,提出疾病产生的分子生物学机制;将一头奶中含有治疗血友病的药物蛋白的转基因羊进行克隆,则可以较好地满足血友病人食疗的需要;为器官移植寻求更广泛的来源,将人的器官组织和免疫系统的基因导入动物体内,长出所需要的人体器官,可降低免疫排斥反应,提高移植成功率。四是为保护环境和濒危动植物,以克隆技术再现物种。五是为医学研究提供更合适的动物,大大提高试验的精确度和安全性。等等。
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3. 利用动物本能造福人类
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。
蝙蝠的雷达
青蛙的游泳方法
鸟的翅膀---飞机
4. 举一个利用动物本能或运用仿生学造福人类的 事例
动物本能在动物身上的体现——小鸟筑巢
从东刚果至南非州热带稀树干草原,常常可以见到有一种叫苍头燕雀的织布鸟。它们用草和许多不同柔韧度的纤维织成的巢,象一粒粒奇异的果实一样悬挂在树枝上。织布鸟选择结实的动物毛发——最常见的是斑马或羚羊身上的毛,将巢牢牢地系在树枝上,还用嘴将毛发缠成总是一个式样的结子作为记号。这样的鸟巢能承受在里面栖身的一对成年雀鸟和几只幼鸟的全部重量,任凭风吹雨打也不会脱落下来。
本世纪初,自然科学爱好者矣热恩·玛雷发现年轻的雀鸟在筑巢时并未仿效它们的年长伙伴。为了排除年轻雀鸟受训的可能,矣热恩从织布鸟巢取走几粒卵,把它们偷偷地放到他家哺养的金丝雀的巢里去孵化。当雏鸟破壳而出逐渐长大后,又把它们转移到另一个特定的地方, 让它们在那里结成“伴侣”,生儿育女,同时不让它们获得可供筑巢的任何合适材料,而是让它们直接把卵产在笼底。产下的卵又取走,再让金丝雀孵化……就这样反复试验,使得第四代的织布鸟不仅断绝了与前辈和自然界的联系,而且完全被人工所驯化。
现在,他在鸟笼里放进一小撮草,一些纤细树枝和纤维物。织布鸟就在笼里利用这些材料开始工作。很快,鸟儿就编好了悬挂在笼子里的巢,而且其式样与它们自由自在的上几代所营造的巢毫无二致。它们熟谙营造技术,这方面的知识绝不比它们的曾祖、高祖逊色。它们也懂得用松软但不够结实的马的毛垫在笼子底部,而决不会将它错织到巢壁上。如材料有剩,它们就会用剩料来加固巢与笼上树条的联接,用它扎成带“商标”的特别的结子。
玛雷得出结论:鸟的筑巢本领是遗传的。
如今我们都知道,唯一担当传递信息给新一代的任务的是带有能把基因记录译成密码的脱氧核糖核酸链。但是要实现筑巢活动,必须具备先有巢型的密码的记录,然后再把这些密码读出,最后通过鸟嘴的运动实现。拿车床加工零件与鸟筑巢作比较:自动化数控车床加工完全一模一样的金属断面所遇到的问题,远不及织布鸟筑巢所面临的复杂。织布鸟筑巢每一次碰上的情况都不一样。拿材料来说就有木料的、树枝的和其它东西,而且工作会因各种问题而中断 ,另外还须经常对被损坏的建筑物进行维修。这里用遗传传递指令的观点来解释是行不通的。
对此,波兰学者玛切尔·库齐内金提出他的见解:可能存在某种无所不有并且与生物体产生固有谐振的脆弱、细微、概念性的行为和外在的参照物。
——蜘蛛织网
分析蜘蛛织网活动,同样可以得出这样的结论。绝大多数年幼的蜘蛛在破壳之后不大与它们的双亲接触,可以说它们都不认得自己的父母。而且它们总是尽可能回避父母,以免成为其腹中之物。它们孤独地成长,没有任何榜样可供参考,而到了一定年龄它们照样懂得如何织网,尽管它们一次织网也没见过。与鸟不同,蜘蛛还不能通过视线把握自己的作品,其难度不难想象。但是它们依然很快织出自古以来就有的同样的网。
蜘蛛着手时,先将一根丝固定在一棵树上,然后把另一端牵到邻近的树上,使之处于同一高度。这根丝较粗,能经受它整个体重。之后,再从这根丝的中点拉一根丝固定在地面,形成字母“Y”的形状。其结点为网的中心。接着蜘蛛以中心为基准,沿着一个不变的角度顺时针逐步展开,形成一个螺旋网。蜘蛛还可以根据俘获物的特点织出不同花样的网。其操作程序相当规范。为了拉好网的“Y”形支架,蜘蛛必须进行一系列的测定:角度、距离、不同粗细的丝线的拉力……
研究人员认为,要解释这种现象,只能承认内在因素的存在,因为蜘蛛所处的周围环境没有任何可供参考的蜘网样本。这就意味着在蜘蛛身上存在着网的整体构思,网的形态和不同工作阶段的施工方案,并且有一种操纵进程的因素负责正在进行或将要进行的工作。但是这个 操作“软件”不可能存在卵里。苍头燕雀筑巢的例子就证明了鸟的基因断不能承担这种代代相传信息的角色。你得承认有一种非物质的形态的存在,它与所有生物的神经产生“谐振” ,并控制生物的行为。遗憾的是,众多的生物学家依然抱着在卵中寻找蜘网标本的希望不放。
——变形虫垒塔
变形虫也叫阿米巴,是一种肉眼几乎看不见的单细胞原生物,其直径最大不超过0.6厘米。变形虫能在脑浆中伸出借以向各方向运动的伪足。此行为学术上称之为“阿米巴运动”,是动物运动的最原始形态。变形虫常在水底和潮湿的森林土壤上爬行。它们吞食细菌,每三四小时进食一次。别看它只有单细胞,它能做出人类——这个经过10亿年多细胞组织的缓慢进化和4百万年同样缓慢的演变形成大脑的物种——才能做到的事。
如果出现食物匮乏,挨饿的变形虫便开始发出一种化学信号,告诉同类,让它们到某个中心地点集合。不用多长时间,4至6万个单细胞便围聚在一起,形成一个团队,该整体被命名为“各列克斯”,形如一头脱壳的蜗牛,并以每小时一厘米的速度继续转移,而令人费解的事发生了。
这些变形虫能记住它们各自抵达集合地点的先后顺序,尽管没有记忆器官。首批到达的总是走在队伍的前头,带领大队人马前进。如果把它们调到队尾,它们会迅速重返队头。在寻找的路上,要是一无所获,它们就会改变原先的主意,一起营建一个酷似高塔上球体的建筑物。
这是一项伟大的工程,需要明确的分工和专业水平。但你看不到谁在发号施令指挥整个工程的进度。变形虫既无触觉,也无语言,更无思想意识,它们不可能意识到各自所处的空间位置。但变形虫仿佛具有这些能力:那些迟到者会用它们的“躯体”筑成盘状基座,在基座架高的根茎则是由首先到达者构成的,最后一批前来报到的变形虫便沿着根茎攀登而上,在上方共同形成突出球囊。还有一部分变形虫就像搭乘马车的乘客一个个钻进球体内部,在那里 它们开始改变形状,形成胞囊。接着瑟缩体积,脱出水份,并分泌一层包膜作为保护性外膜 ,中止自身新陈代谢,最后变成一丁点大的“种子”。那些以“血肉之躯”筑成球状结构的变形虫注定要把自己推向死亡,它们会因缺乏食料而很快死去。而钻进球囊内部形成“种子”的变形虫过一段时间后,会因球囊破裂散落下来。假如一阵风吹过,它们又可获得降落在潮湿土地的机会,重新复活过来,重新摄食、分解、围成团队……
现在让我们从人的眼光来观察它们的营建活动:打个比方,某地有一万人手持五颜六色的帽子沿着操场奔跑,他们正在举行某项庆祝活动。突然他们停下脚步,迅速往头上戴上花帽。 此时由各种不同颜色组成一幅精确的肖像画奇异地展现在观众面前。谁能说这是人的本能? 很显然,事前有人就拟好一个图案表演计划,再把肖像切割成一万个不同颜色的点,然后将一个个青年男女定位,最后让他们准备接受时间、地点、帽子色调的指令。这里关键在于指令的密码和传递方式,每个参加者应记住指令,并且按指令作出行为反应。
那么变形虫呢?它们可不懂得什么信息学、控制论以及管理理论。严格地说,在没有总体计划、指挥中心、建筑图纸的条件下,“建设”是不可能的。人类如此,自然界的其它动物也是如此。变形虫身上压根儿就没有目标和相互配合的意图存在,那么是什么东西在指挥它们的行动?连脑体都没有的变形虫靠什么接收指挥的信号?于是又使人想到了基因。
理论上讲,变形虫的基因可以记录必要的信息。与其它动物一样,它的脱氧核糖核酸是一条很长的链子,为了把基因密码译出,变为动作,又要让每个抵达集合地点的变形虫能接收到信号并据此确立自在“建筑物”的位置,必须有人或者什么东西事前拥有这些信号,并能在同一时刻操纵6万个虫的行动。那些后来踩在同胞身上攀登而上的变形虫还得能参照三维空间坐标的原点确定它们的方位,以便知道该不该继续上爬或向左、右移动。
变形虫怎么能做到这一切呢?在它的身上没有距离测量器官,也无法将不断变化的情况同计划进行比较分析。玛切尔·库齐内金认为原因不在内部而在外部,是一个外在因素影响到“全体人员”,在那里存储着控制每个个体行动的计划草案,决定数万个单细胞的分工,根据未来球囊的直径和重量决定每个底座的直径和圆柱的高度。我们目前所知道的物理学接纳不了这些问题。任何一种物理场——磁场,重力场,电力场,都存储不了复杂的不断变化的规划或形态,同样确定不了生物随机应变的行为的程序设计。所以有理由假设,所谓“本能”是属于另一个空间的东西。它存在于整个宇宙里,对所有变形虫起作用。这是一种非物质的东西 ,但生物却很“容易读”它发出的指令,并依指令行事。
编辑本段动物本能的利用
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。
17.蝙蝠的雷达
18.青蛙的游泳方法
19.鸟的翅膀---飞机
5. 利用动物本能或运用仿生学,造福人类的事例有哪些
1、生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线,抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
2、响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理,研制开发出来的现代化武器。
3、火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。
4、科研人员通过研究变色龙的变色本领,为部队研制出了不少军事伪装装备。
5、科学家研究青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼。
6、白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。
7、美国空军通过毒蛇的“热眼”功能,研究开发出了微型热传感器。
8、我国纺织科技人员利用仿生学原理,借鉴陆地动物的皮毛结构,设计出一种KEG保温面料,并具有防风和导湿的功能。
9、根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理,人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。
仿生学是一门既古老又年轻的学科。人们研究生物体的结构与功能工作的原理,并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技,创造出适用于生产,学习和生活的先进技术。
仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios(生命方式的意思)”和字尾“nlc(‘具有……的性质’的意思)”构成的。这个词语大约从1961年才开始使用。
某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上。
6. 有什么利用动物本能或运用仿生学造福人类的事例
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。
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。
现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
船桨模仿的是鱼的鳍。
锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
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。
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。
7. 利用动物本能或运用仿生学造福人类的事例
蝙蝠-雷达
萤火虫-荧光灯
长颈鹿-宇航服
乌龟-悉尼歌剧院
夜蛾-超声波报警器
鸟-飞机
乌贼-鱼雷诱饵
蜘蛛-装甲
鲸鱼-潜艇的“鲸背效应”
青蛙-电子蛙眼
蝴蝶-卫星控温系统
8. 动物造福人类的事例
(*^__^*) 嘻嘻……
比如猪:肉可以吃,给人补充营养!粪便可以发酵产生沼气……
狗:可以看家,可以参加收寻、防爆……
每种动物都造福人类啊,不过有的是间接的造福罢了!他们通过食物链循环,最后还是能造福人类的!
太多,慢慢想
9. 动物有益人类的事例
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。
10. 动物帮助人类的事例
1、小狗救人
初二学生小冉带着自己的狗狗,在涪陵滨江路文化长廊漫步。没想到,他的狗狗和另两条狗狗竟会跳进江水中,协助一名好心人救起轻生者。
这似乎神话故事的“小狗救人”,上演的是爱心的真情互动。彰显的是人性美好,动物的“有情”。在面对中年女子跳江轻生的时候,小冉指挥自己经常训练到水里捡瓶子的狗狗“憨豆”去救人,没想到关键时刻狗狗“憨豆”这项技能竟然能救人,也是歪打正着。另外两只狗狗“没有训练过救人,只是下意识接近水中漂浮物”,也奋不顾身跳入江中救人,咬着女子衣服,一直拖拖拖,好像也很卖力。
在这次救人中,不仅有3条小狗跳进江中救出轻生女子的功劳,还有一位69岁的彭桂庆老人纵身跳进江里,将落水者救上岸。上岸后,施救老人很有经验,将女子头朝下,“扑哧!”一大口水吐出来后,女子坐起来。救护车来了,老人默默离开。“前后救援不到两分钟”。这是一场特殊的救人战斗,初二学生——小狗——老人成为这一现代版“神话故事”的主角,演绎一场救人的感人故事。
2、大象救孩子
在泰国普吉岛,有一头大象在大浪中背起许多孩子,并逃到了安全地方。英国游客芭妮特说,海啸发生当天,当巨浪直扑普吉岛的时候,一头在海滩供游客拍照的大象成了人们的救命英雄。
因为大象主人在千钧一发之际,把许多小孩都抱到象背上,大象于是背着他们逃离危险的海滩,最终成功脱险。
3、巨蛇引路救妇女
在印尼亚齐省省会班达亚齐,一名女子在一条大蛇的指引下,抵达安全地点。26岁女子丽扎说,2004年12月26日,她住的村落被巨浪淹没,慌乱中人们纷纷逃命。
这时,一名女邻居因为受了重伤,请丽扎带自己的一对双胞胎逃生,她于是背起了双胞胎。
在与急流搏斗时,她看见一条大蛇从左侧顺着洪流游去,她就跟大蛇一直游,结果抵达了安全的地方。事后,丽扎说:“很奇怪,当时见到大蛇,我并不感到惊慌。”而且,大蛇也没有咬她们。
4、海豚救人
美国有两名冲浪客杰克与布拉德日前在加州海滩,边玩冲浪边拍摄,没想到竟在过程中把脚下的鲨鱼和海豚给拍入镜。让人意外的是,当事人形容,可能是海豚的出现救了他们。
5、仁勇的狗
一天晚上,一个名叫谢尔盖库利科夫的18岁青年,喝得烂醉在街道上横冲直撞,行人纷纷避而远之,一位老人实在看不下去,走上前指责他,库利科夫一怒之下冲着老人破口大骂,还抡起拳头要揍老人,并掏出1颗手榴弹投向人群,瞬间人们目瞪眼呆,一场惨剧即将上演。
此时,人群不远处,有一个人正牵着一只狗向这边走来,突然那只狗仿佛意识到将会发生什么事,猛然挣脱主人手中的绳子,钻进人群,一跃扑向正在冒烟的手榴弹上······刹那间,爆炸声响起。
众人呆在原地半天才回过神来,看到这只仁勇的狗儿血肉模糊地躺在地上,而人们安然无恙,顿时人群沉默下来。