‘壹’ 生活中的仿生学有哪些
仿生学现象简表 1.从令人讨厌的苍蝇身上,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.从电鱼到伏特电池; 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.船桨模仿的是鸭的蹼。 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.树叶的排列和悉尼大剧院的建设。 18.潜水艇和鱼的沉浮。 19.响尾蛇能感知附近动物的体温而准确捕获猎物和红外制导空对空响尾蛇导弹。 20.人们根据章鱼发明烟雾弹。 21.根据蛋壳发现拱形的承受力量。 22.飞机飞行时产生的剧烈抖动是根据蜻蜓改善的。 23.变色衣服是学习蝴蝶上的鳞片。 24.防水衣服是仿荷叶造的。 25.鼠标是仿老鼠的。 26.从长颈鹿将血液通过长长的颈从到头部中得到启示,设计出特殊的器械,使宇航员在失重状态下,体内的血液也能正常输送到离心脏较远的下肢。 27.从鲸特殊的形体“流线体”得到启示,改进了船体设计,提高了航行速度。 28.模仿袋鼠跳跃,发明越野车。 29.模仿某些贝壳制成外壳坚硬的坦克。 30.从鱼类在水中自由升降得到启示,发明了潜水艇。 31.模仿袋鼠的育儿袋,发明了育儿箱。 32.根据蝴蝶发明了迷彩服 来自网络
‘贰’ 生活中有哪些东西是由仿生学发明的
1、人工冷光
科学家通过萤火虫的光,发明了一种不伤眼的光人工冷光。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。
2、水母耳风暴预测仪
海上风暴来临之前,海浪与空气摩擦产生8~13HZ的次声波,人耳无法听到,而水母特殊的听觉系统可以听到这种声音。科学家通过研究,仿照水母的听觉系统,发明了水母耳风暴预测仪。
3、尼龙搭扣
据说1948年的一天,瑞士发明家乔治喜欢带着狗外出散步,有一次散步回家,发现自己裤腿上和狗身上都粘满了一种草籽。草籽粘在狗毛上很牢,要花一定功夫才能把草籽拉下来。乔治感到很奇怪,他运用了敏锐的观察力,用放大镜仔细观察这种草籽。
终于发现,草籽的纤维与狗毛是交叉在一起的,他想,如果采用这两种形状的结构不就可以发明一个搭扣吗?从此,人们的生活中多了一个好帮手——乔治发明的尼龙搭扣。今天,我们穿的鞋有的就是用尼龙搭扣扣上的,背的书包有的也是用尼龙搭扣扣上的。
4、探路仪
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。
5、电子蛙眼
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。
‘叁’ 仿生学的应用
模仿海豚厚皮的船体;声纳、雷达和医学超声成像模拟动物回声定位等等。
仿生学的研究往往强调实现自然界中发现的功能,而不是模仿生物结构。例如,在计算机科学中,控制论试图对智能行为中固有的反馈和控制机制进行建模,而人工智能则试图对智能功能进行建模,而不管它可以通过何种特定方式实现。
有意识地复制来自自然有机体和生态系统的例子和机制是一种基于案例推理的应用形式,将自然本身视为已经有效的解决方案数据库。支持者认为,对所有自然生命形式施加的选择压力可以最大限度地减少和消除失败。
虽然几乎所有的工程可以说是一种形式仿生学,这一领域的现代起源通常被认为是富勒和其后来编纂一所房子或研究领域的珍妮·班娜斯。
在动物群或植物群中通常存在三个生物学水平,在此之后可以对技术进行建模:
1、模仿自然的制造方法
2、模仿自然界中发现的机制(魔术贴)
3、研究从组织原则生物的社会行为,如植绒行为鸟类,优化蚂蚁觅食和蜜蜂觅食和群体智能(SI)的一个基于行为的鱼群。
例子
1、在机器人学中,仿生学和仿生学被用来将动物移动的方式应用到机器人的设计中。BionicKangaroo基于袋鼠的运动和生理学。
2、魔术贴是最着名的仿生学例子。1948年,瑞士工程师乔治·德·梅斯特拉尔(GeorgedeMestral)正在清理他的狗散步时捡到的毛刺时,他意识到毛刺的钩子是如何粘在毛皮上的。
3、19世纪之交,伐木工刀片的角形锯齿设计用于砍伐树木,当时它仍然是手工完成的,它是根据对木穴甲虫的观察建模的。它彻底改变了这个行业,因为刀片在砍伐树木时工作得更快。
4、猫眼反射器是珀西·肖在研究猫眼机理后于1935年发明的。他发现猫有一个反射细胞系统,称为绒毡层lucim,它能够反射最微小的光。
‘肆’ 生活中有哪些仿生学
1、蝙蝠会释放出一种超声波,这种声波遇见物体时就会反弹回来,而人类听不见。雷达就是根据蝙蝠的这种特性发明出来的。在生活中各种地方都会用到雷达,例如:飞机、航空等。
2、原来在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波,是风暴来临之前的预告。这种次声波,人耳是听不到的,而对水母来说却是易如反掌。科学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。
3、蛋壳呈拱形,跨度大,包括许多力学原理。虽然它只有2mm的厚度,但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。
4、苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时,平衡棒以一定的频率进行机械振动,可以调节翅膀的运动方向,是保持苍蝇身体平衡的导航仪。
科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪,大大改进了飞机的飞行性能,可使飞机自动停止危险的滚翻飞行,在机体强烈倾斜时还 能自动恢复平衡,即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。
(4)我们生活中哪些地方用到仿生学扩展阅读:
生活中仿生学的相关研究:
1、力学仿生
是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。
例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;
2、分子仿生
是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫。
参考资料来源:网络-仿生学