仿生学论文
仿生学论文
我的仿生梦想学号:20111702 姓名:上官小文通过这一个学期的学习,从以前对于仿生学的空白到有了一点认识,从而感觉到了仿生是一门非常高深而且对于人类或者是大自然都是很有用的科学。
在未来的科学创造中,仿生是很有必要的,因为大自然经过几十亿年的筛选,绝对是没有错的,留下来的都是对于能量或者是其他都是利用率特别高的,适者生存,不适者淘汰,那是自古以来的生存法则,也是我们需要仿生的重要理由之一,向大自然学习,努力把现代科技与自然给我们的绝妙灵感结合起来,就可以达到非常理想的效果了。
有限的学习时间里,了解到了现在向大自然学习所创造出来的一些特别奇妙的东西。
比如说对于荷叶的仿生,所创造出来的不会轻易被污染的墙面材料,用于高层建筑上的话,每年所省下来的用于清理墙面上的污垢的费用,就是一笔非常可观的数字,如果用于其他方面的话,那是可以产生很客观的效益的,进而促进了社会的进步,虽然当时成本会有一点高,但是在长远利益看起来,那就小的几乎可以忽略了;还有就是我们都是熟知的,对于蜻蜓的仿生,于是稳定性能比较高的飞机产生了,这都是仿生非常成功的例子,而且对我们人类的帮助是非常大的,使交通变得更加便捷,间接的提高了人们的办事效率。
还有关于军事的,蝴蝶的颜色五彩斑斓、各式各样。
像重月纹凤蝶,褐脉金斑蝶等,尤其是萤光翼凤蝶,它后面的翅膀在阳光的照耀下时而金黄,时而翠绿,有时还由紫变蓝。
科学家通过对蝴蝶颜色的研究,为军事防御带来了极大的利益。
在二战期间,德军包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁他的军事目标和其他防御设施。
苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况,提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。
因此,尽管德军费尽心机,但列宁格勒的军事基地仍安然无恙。
后来,根据同样的原理,人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。
这些都是前人们经过不断地思考,无数次的实验,才得到了这些奇妙的仿生作品,大大的造福了人类,但是我们不能够只是往后看,我们需要不断地向前看,向这些仿生高手看齐,努力地去研究自然界的各种生物,争取达到相关的启示或者是灵感,设计创造出更加实用,能够解决当前实际问题的作品出来,对于当前首要解决的问题,究其根本,就是能源问题,一切的国际或者是地方性的争端,都是由于能源问题引发的,为了争夺相应的资源,而果断的发动战争,已经是屡见不鲜了,所以,当前的最重要的是就是发明能够高效的利用能源的物体,大自然中的植物经过了几十亿年的发展,利用率不高的早就淘汰了,剩下的必然是有其独特的获取能量的方式,发明这些肯定需要到大自然去寻找灵感,2008年8月Angewandte Chemie杂志报道了澳大利亚莫纳什大学的利昂·斯皮西亚、罗宾·布里姆布来可比和安妮特·可罗,澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的格哈德·斯伟格斯和美国普林斯顿大学的查尔斯·迪斯莫克斯共同开发了由一层涂层和维持植物光合作用的基本化学物质——锰组成的系统。
仿生学的作文(精选52篇)
仿生学的作文仿生学的作文(精选52篇)仿生学的作文篇1森林里有一种美丽的动物,它的名字叫做蝴蝶。
蝴蝶总是在鲜花盛开的地方扇动着两只美丽的翅膀在花丛中飞舞,它那两对翅膀像花一样漂亮,飞舞时让人感觉像是花在飞舞。
蝴蝶身上五颜六色的外表不仅仅漂亮,而且还有隐身功能呢!前苏联昆虫学家万维奇根据人们当时对伪装缺乏认识的状况下,利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装,将军事基地装扮成一件大大的迷彩服,赢得了最后的胜利。
根据同样的道理,之后人们生产出了迷彩服,大大减少了战斗机的伤亡。
这就是蝴蝶的功劳。
人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化,有时温差可高达二三百度,严重影响许多仪器的正常工作。
科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发,将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面福射、散热潜力相差很大的百叶窗样式,在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝,随温度变化窗的开合,从而持续了人造卫星内部温度的恒定,解决了航天事业中的一大难题。
人们还利用动物或植物发明了许多东西,比如蜂窝启发了人们建造了水立方,还有苍耳启发人们发明了尼龙搭扣。
让我们一起去大自然中探索奥秘吧!仿生学的作文篇2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1500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。
工业设计中仿生设计的应用论文[5篇]
工业设计中仿生设计的应用论文[5篇]第一篇:工业设计中仿生设计的应用论文仿生设计在工业设计中是最有价值的设计方法,现今仿生设计也受到越来越多的关注,并且成为工业设计中最具价值的设计方法。
仿生设计主要追求的是人与自然完美的结合,并且在最大限度上减少人对自然环境的破坏,以达到人与自然的和谐共存。
仿生设计主要是利用生物系统的原理来建造技术系统,简而言之就是利用人造技术来模拟生物所具备的一些特殊特征,并将该项人造技术运用于工业设计中以达到相应的效果。
另外仿生设计所彰显出来的是人与自然和谐相处的理念,而在工业设计中采用仿生设计就是要将这种理念流传给人们,让人们在以后的生产生活中能够最大限度的减少对大自然的破坏。
当然在工业设计中进行仿生设计主要是利用生物的某些特性来达到人们相应的目标,使得人们在从事某项工作的过程中更加容易。
一、仿生学与工业设计概念仿生学的诞生并不是很早,但是仿生学发展的非常迅速,并且在所运用的各个方面都取得了较好的成绩。
仿生学介于生物学和技术科学之间。
仿生技术所涉及的方面较多。
工业设计所需要设计师的创新性思维较多,即所设计出来的产品不仅要能够满足人们的日常需求,而且还要满足人们精神上的需要,所以工业设计较为复杂,其所包含的知识也较为广泛,工业设计与传统的设计有较大的区别,传统的设计只是单纯的满足人们的实际需要,而没有从美学的角度去思考让该产品更加符合人们的需求,所以传统设计已经无法满足人们的需求。
工业设计所追求的是实用性与艺术性的完美统一,让产品既具备实用性也具有较好的艺术性(即相应的美感)。
工业设计的方向比较宽泛,即包含相应的生活消耗品也包括相关的环境设计,所以仿生设计在工业设计中有非常好的运用。
二、仿生设计与工业设计的关系所谓仿生设计就是依据生物的某些特性来设计出符合人们要求的产品,因为生物的某些特性以及其结构都是非常巧妙的,人们研究生物的某些特性以及其结构形态都可以获得较好的启发,并积累自身的知识。
仿生学的作文
仿生学的作文英文回答:Bionics, a field that has garnered immense interest and holds significant promise for the future, finds inspiration in nature to solve complex problems and create innovative technological solutions. By mimicking the intricate designs and principles found in the biological world, bionics has the potential to revolutionize various industries,including healthcare, robotics, and sustainable energy.One of the most captivating applications of bionics is in the development of prosthetics and assistive devices. Scientists have drawn inspiration from the agile movements of animals like cheetahs and eagles to create prosthetics that enhance mobility and dexterity. Such bionicprosthetics empower individuals with disabilities to regain their independence and experience a greatly improvedquality of life. The field of bionics also shows promise in advancing robotics. Researchers have developed robotsmodeled after animals such as snakes and insects, enabling them to navigate complex environments and perform intricate tasks with ease. These robots have the potential to assist in search and rescue operations, environmental monitoring, and space exploration.Moreover, bionics has played a pivotal role in the development of sustainable energy solutions. Engineers have looked to nature's efficient energy systems to design innovative turbines, solar panels, and fuel cells. By harnessing the principles of photosynthesis and animal locomotion, researchers have developed renewable energy sources that have the potential to reduce our reliance on fossil fuels and mitigate climate change.中文回答:仿生学是一个备受关注且前景广阔的领域,它从自然界中汲取灵感,解决复杂问题并创造创新的技术解决方案。
仿生学作文三篇
仿生学作文三篇仿生学作文篇1鸟类的翅膀具有很多特别功能和结构,使得它们不仅擅长飞行,而且会表演很多“绝技”,这些绝技还是目前人类的技术难以到达的。
小小的蜂鸟是鸟中的“直升机”,它既可以垂直起落,又可以退着飞。
在吮吸花蜜时,它不像蜜蜂那样停落在花上,而是悬停于空中。
这是多么奇妙的飞行啊。
制造具有蜂鸟飞行特性的垂直起落飞机,已经成为很多飞机设计师梦寐以求的愿望。
仿生学作文篇2大自然很奇妙,我对大自然最感爱好的就是“仿生学”了。
我们学习了《蝙蝠和雷达》,这篇课文的主要内容是讲科学家从蝙蝠身上得到启示,经过多次试验讨论,由此创造了雷达。
你或许会问吧:蝙蝠和雷达可以说是“八竽子打不着”,它们怎么会有牵连呢?好了,我来告知你吧,你在电视里或许看到过一些蝙蝠在夜晚飞出地窖去查找食物吧,可你见过它们遇到障碍物上吗?没有吧,你知道这是怎么回事吗?原来,蝙蝠有一套可以在夜间平安飞行的“隐秘武器”使它不会与障碍物相撞。
科学家经过试验得知了这个答案,而且发觉,蝙蝠夜间飞行并不是靠眼睛,而是靠它们的嘴巴和耳朵协作指挥路的`。
由于蝙蝠的嘴巴可以发出一种人类听不到的声音,叫超声波。
这种超声波像波浪一样推到前方,超声波遇到障碍物又传回蝙蝠的耳朵里,蝙蝠便得知前方有障碍物,并绕道而行。
所以蝙蝠能平安地在夜空飞行。
仿生学还不止有这一点,从我查的资料上看,还有许多,如今最先进的防弹衣技术是源于蜘蛛丝,电池是源于青蛙肌肉……等等;我觉得发觉这些动物特点并加以利用的科学家相公棒!我也要好好学习,去找找生活中的动植物还有没有其它作用!仿生学作文篇3飞机场消失了一架飞机,过了一会才知道这架飞机是立刻就要起飞了的飞机。
在飞机加速上升时驾驶员为什么会舒适呢?原来,是人们从长颈鹿身上得到了启示。
长颈鹿是世界上目前最高的动物,可是无论它的脖子如可动都是那么敏捷,从来没人见它在喝水的时候突然倒地死亡。
莫非它的血压能掌握的很好吗?能在喝水的时候掌握血压,不让血液大多数在一瞬之间流进大脑吗?原来长颈鹿在喝水时会有大量血液流进大脑和心脏之间,大约有着3米的距离,略微一不留意血液就大量进入大脑,大脑就发生血管裂开,脑输血过多等疾病发生使长颈鹿当场死亡。
仿生学作文
仿生学作文有关仿生学作文汇总10篇在现实生活或工作学习中,大家都经常看到作文的身影吧,借助作文人们可以实现文化交流的目的。
如何写一篇有思想、有文采的作文呢?以下是店铺整理的仿生学作文10篇,希望能够帮助到大家。
仿生学作文篇1科学家通过对大自然和动物界里发生的许多奇迹的仔细观察,建立了一门新兴的学科——仿生学。
仿生学是集动物学、物理学、化学、心理学和工程技术相结合的一门独立的边缘科学。
模拟动物的功能,以改进现有的和创立崭新的机械、建筑结构和新材料,仪器和工艺研究,创造出许多适用于生产、学习和人们生活的先进技术。
飞机的出现毫无疑问是来自人们对飞禽鸟类的直接模仿,现代飞机的垂直起降,空中定悬后掉头等诸多方面功能的实现也深受飞鸟和蚊虫的启发。
船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
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。
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。
人类模拟动物的变色术,研制了军用的迷彩服装,模拟蜻蜓、螳螂的复眼制造出了雷达以及蛙眼雷达等等,研究应用动物的灵性来为人类服务的例子真是不枚胜举。
仿生学作文篇2我读了《人类的老师》一课,知道了人类根据鸟发明了飞机,根据鲸的大头设计出了轮船的“流线型”,感到非常有趣。
查了一些资料,发现人类利用这些仿生学原理发明了好多东西: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。
法国科学家郎之万研究海豚的“回声定位”成功利用超声波反舰艇。
用一个超声波发生器,向水中发出超声波后,如果遇到目标便反射回来,由射的性质来探测水下接收器收到。
根据接收回波的时间间隔和方位,便可测出目标的方位和距离。
仿生学毕业论文范文
关于仿生学的论文, 2000字-5000字均可, 谢谢鲨鱼皮肤-泳衣一件泳衣,在悉尼奥运会上改变了世界泳坛的格局。
几乎大半金牌得主都穿上一种特殊的泳衣———连体鲨鱼装。
这种鲨鱼装仿造了海中霸王鲨鱼的皮肤结构,泳衣上设计了一些粗糙的齿状凸起,能有效地引导水流,并收紧身体,避免皮肤和肌肉的颤动。
此后,仿生泳衣越仿越精。
第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点,加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料,可使人在水中受到的阻力减少4%。
此外,还增加了两个附件,附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器能使运动员游起来更加轻松;附在胸前和肩后的振动控制系统能帮助引导水流。
海蜇-水母耳每当风暴来临前,最古老的腔肠生物海蜇仿佛能未卜先知,早早就离岸游向大海避灾。
原来,海蜇有个“顺风耳”,其“耳”(细柄上的小球)中有小小的听石,上面布满神经感受器,能听到风暴产生时发出的次声波(由空气和波浪摩擦而产生,频率为8赫兹-13赫兹,传播比风暴、波浪的速度快)。
模拟海蜇感受次声波的器官,科技人员设计出一种“水母耳”仪器,可提前15小时左右预报风暴。
它由喇叭、接受次声波的共振器和把这种振动转变为电脉冲的转换器以及指示器组成。
将这种仪器安装在船的前甲板上,喇叭做360°旋转。
当它接收到8赫兹-13赫兹的次声波时,旋转自动停止,喇叭所指示的方向,就是风暴将要来临的方向。
指示器还可以告诉人们风暴的强度。
仿生成果走向产业京沪两地科学界级别最高的“香山科学会议”和“东方科技论坛”最近联合就仿生学召开学术研讨会,此举在科学界引起不小震动:为何给予仿生学如此高规格?缘自国际科研和高新技术产业的竞争态势。
越来越多的科学家认识到:模仿自然更有无限的潜力和机会,更有可能提升原始创新的能力。
人类进化只有500万年的历史,而生命进化已经历了约35亿年。
大自然的奥秘不胜枚举。
每当我们发现一种生物奥秘,就有可能成为我们一种新的设计可能性,也可能带给我们新的生存方式,仿生思维就是在大自然中寻找解决问题的方程式。
基于仿生学的产品设计应用研究论文[五篇材料]
基于仿生学的产品设计应用研究论文[五篇材料]第一篇:基于仿生学的产品设计应用研究论文一、仿生学与仿生设计仿生学是模仿生物特殊本领的一门科学,仿生学一词来自于希腊语“Bio”,代表“生命”,同时词尾“nic”代表“具有……的性质”。
同时笔者认为“仿生学学科领域是研究以具有生物系统特征的方式、以类似于生物系统方式或者是以模仿生物系统的系统性科学”。
仿生学是一门现代才兴起的跨领域科学,他最早出现在20世纪60年代。
但是在后面的极长的时间里,人类产生了大量出色的仿生设计。
本文将选取一些汽车设计与灯具设计的实际案例进行分析,它们都反映了产品设计世界中富多彩的仿生设计产品。
同时仿生学界也有一种观点“自然系统已经产生大量的具有创意和实用性的解决方案,而且可以给人类带来灵感,帮助人类在气候控制、食品科学领域进行大量的社会性创新”。
然而,回望过去的设计历史,从新艺术运动到流线型运动,设计领域虽然有大量的模仿自然世界的系统论和产品,但是仍然紧紧是在模仿自然世界对象的表面意象,对人类世界的产品和艺术形态进行美化和雕琢。
作为现代工业设计的代表性行业之一,汽车设计和灯具设计行业始终徘徊在炫目的形态游戏与表象的仿生学边缘。
二、仿生学在产品设计中的应用实例和分析(一)仿生学在汽车设计中的应用在汽车设计中,仿生学是一种有历史意义的设计方法之一,它的应用角度一直在企业界和学术界产生极大的讨论和关注。
汽车设计在刚刚出现的时候,以对汽车车身进行差异化的装饰和包装,追求商业上的眼前利益。
然而随着汽车产生的进一步发展,汽车给人类所在的生存环境带来很多消极的因素:能源危机、大气污染、城市堵塞等。
这些负面现象使得设计界对汽车仿生造型设计的设计方法论进行研究和讨论。
目前汽车设计依然在模仿自然界生命的意象形态。
在修辞学方面,人造产品是由特征、原理、情绪三种系统性科学论据组成的,在对象外部形态体现了汽车产品的表面特征。
作为“自然界的翻译者”的著名产品设计师路易吉·科拉尼,参考自身对于自然世界的独到见解,运用曲线模拟自然界生命意象,设计出历史性的生物意象形态,进一步将它用到汽车设计中。
仿生学作文四篇
仿生学作文四篇仿生学作文篇1仿生学是一门仿照生物的特别本事,利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学技术。
仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔依据拉丁文“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年才开头使用。
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〕、自动掌握系统等,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〔游泳时能使身体外表不产生紊流〕应用到潜艇设计原理上。
又比方,苍蝇是细菌的传播者,一般归类为害虫,可是苍蝇的楫翅是自然导航仪。
而且,它的眼睛是一种“复眼”,由3000多只小眼组成,人们仿照它制成了“蝇眼透镜”。
“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用处许多。
“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。
人类的才智不仅仅停留在观看和熟悉生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计力量仿照生物,通过制造性的劳动增加自己的本事。
鱼儿在水中有自由来去的本事,人们就仿照鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。
仿生学为人类供应最牢靠、最敏捷、最高效、最经济的接近于生物系统的技术系统,为人类造福。
仿生学作文篇2生活中有很多仿生学,如:通过鸟飞行的原理创造飞机;通过经鲸鱼游泳的原理改良轮船等等。
但是你听说过猪笼草捕食的方法吗?猪笼草身上有许多小瓶子,每个小瓶子都装满了蜜汁。
苍蝇一闻到甜味,就迫不及待地飞进瓶子里,却被粘粘的蜜粘住,再也出不去了,随后就被猪笼草特别的汁液渐渐地消化掉。
通过猪笼草捕食的`方法,我想我们可以发吗一种捕鱼船,它能很好的帮渔民捕鱼。
仿生学论文
仿生学论文引言仿生学作为一门跨学科研究领域,可追溯至上世纪20年代,旨在通过模仿自然界的生物特征和机制,应用于人类技术、设计和工程领域。
仿生学的研究对象包括动物、植物和微生物等,在各个领域有着广泛的应用。
本文将探讨仿生学在不同领域的应用以及其带来的效益。
仿生学在建筑领域的应用数字化设计技术在建筑中的应用传统建筑设计主要依靠人工经验和直觉,而仿生学为建筑设计师提供了新的思路和方法。
通过仿生学,设计师可以模拟自然界中的生物结构和功能,如蜂巢结构、树木生长规律等,优化建筑的结构和功能。
同时,数字化设计技术的发展也为仿生学提供了强大的支持,使得设计师可以更好地模拟和优化建筑结构。
绿色建筑中的仿生学应用绿色建筑是近年来越来越重要的发展趋势,而仿生学为绿色建筑的设计和构造提供了新的思路。
通过模仿自然界中的生物系统,建筑设计师可以减少能源消耗、提高建筑的可持续性。
例如,通过仿生学的思想,设计师可以借鉴植物的光合作用原理,设计出更有效的日光利用系统,减少对人工照明的依赖。
仿生学在机器人领域的应用动物仿生机器人仿生学在机器人领域的应用主要体现在设计和构造机器人外形和运动方式上。
动物仿生机器人通过模仿动物的外形和运动方式,实现更加灵活和高效的机器人。
例如,通过仿生学的方法,研发人员可以设计出蜘蛛型机器人,模拟蜘蛛的行走动作,用于非常复杂的环境中进行勘测和救援任务。
植物仿生机器人植物仿生机器人主要模仿植物的生长和运动方式。
通过仿生学的方法,设计师可以设计出可移动的植物仿生机器人,具备类似植物根部的伸缩能力,用于突破复杂地形或进行土壤勘测。
仿生学在医学领域的应用仿生材料在医学领域的应用仿生材料是仿生学在医学领域的重要应用之一。
通过模仿自然界中的生物材料,研究人员可以制造出与人体组织相似的材料,用于假肢、植入物等医疗器械的制造。
这些仿生材料具有良好的生物相容性和生物力学性能,能够更好地与人体组织相适应。
生物仿声技术在医学成像中的应用生物仿声技术是仿生学在医学成像中的应用领域之一。
仿生学作文(通用31篇)
仿生学作文(通用31篇)仿生学作文(通用31篇)在学习、工作、生活中,大家都跟作文打过交道吧,作文可分为小学作文、中学作文、大学作文(论文)。
那么,怎么去写作文呢?下面是小编为大家收集的仿生学作文(通用31篇),希望对大家有所帮助!仿生学作文篇1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。
原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波(频率为每秒813次),总是风暴来临的前奏曲。
这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感。
仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。
仿生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。
把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。
这种预测仪能提前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。
仿生学作文篇22090年,人们依靠仿生学,发明了许多科学创造。
在小广场内,人们与小孩尽情欢乐,他们穿了一种滑冰鞋,可以在许多地方滑,以至在墙上滑也不会掉下来。
原来这种滑冰鞋是科学家们最新研制的无敌滑冰鞋。
更厉害的,这种鞋还是太阳能的呢,穿上它居然还能在水上滑行呢!这是从壁虎身上得到的启发。
天气真热呀,到树下乘凉,吧的一声,从大树上掉下了一个冰块,正好掉在我头上,真疼呀。
这不是冰块树吗。
冰块树能感应到人的体温,很热的话,可以站在冰块树下,一个冰块掉下来给你降温。
仿生学7篇
仿生学7篇仿生学作文篇1令人厌烦的苍蝇,与雄伟的航天事业好像风马牛不相及,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。
苍蝇的嗅觉特殊灵敏,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”,这些神经马上把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。
大脑依据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区分出不同气味的物质。
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,依据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,仿制成一种非常奇怪的小型气体分析仪。
这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。
就是把特别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;分析器一经发觉气味物质的信号,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,还可用来改良计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
仿生学作文篇2星期六,我在奶奶家玩时,无意中发觉一张大大的蜘蛛网,心想:蜘蛛网啊!蜘蛛网,你被谁发觉不好?偏要被我这个厌烦蜘蛛网的人发觉,那只有乖乖的束手就擒啦!于是我就找了一根小树枝把蜘蛛网从里到外开头狂拨,拨着拨着,嗯,怎么拨不成了?莫非是蜘蛛网发威了?于是我去叫哥哥过来帮助,哥哥不仅不帮助,还说:“别白费劲气啦!蜘蛛丝的强度可是同等钢丝的5倍!”我一听,心想:“你骗谁呀!这么细的蜘蛛丝,还是钢丝的5倍?你就吹你的牛皮吧!看我不找出证据,让你输得心服口服!”想到这儿,我已经没爱好玩蜘蛛丝了,立刻冲进电脑房,在“信息高速大路”上奔驰,收集证据。
真是功夫不负有心人啊,我最终找到了资料了:原来生物学家发觉蜘蛛丝的强度相当于同等体积的钢丝的5倍。
仿生学作文
仿生学作文关于仿生学作文9篇在平平淡淡的学习、工作、生活中,大家都尝试过写作文吧,作文一定要做到主题集中,围绕同一主题作深入阐述,切忌东拉西扯,主题涣散甚至无主题。
你知道作文怎样写才规范吗?下面是店铺为大家整理的仿生学作文9篇,希望对大家有所帮助。
仿生学作文篇1仿生学是指模仿物建造技术装置的科学,它是上世纪中期才出现的一门新的边缘科学。
仿生学研究生物体的结构,功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术。
从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时间里,它的研究成果已经非常可观。
仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生界索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的眼界,显示了极强的生命力。
人们还根据鲨鱼的皮肤发明了泳衣,根据电龟发明了伏特电池,根据鸟的飞翔发明了飞机。
我发现,现在的科学技术很发达,根据许多动物的特点发明了古代人民意想不到的事物。
现在的科学技术真了不起!在日常生活中我发现了许多问题。
如:人为什么不能在天上飞?而鸟儿却能在天上飞?为什么人不能在水中生活?而鱼儿却能在水中生活呢?水总有一天会干的,那该怎么办?生活中还有许多问题没有解决,希望能发明出更发达的事物。
我想发明一套带着翅膀的衣服。
如果人们要去远一点儿的地方,走着太累,也不想坐车,就可以穿上这件衣服,飞到想去的地方。
我还想发明一个有特异功能的隐形面具,上面有眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵、带上这个面具,就可以在水中自由自在的玩耍。
虽然我想发明的这些东西还实现不了,但我相信,总有一天会实现的!仿生学作文篇2同学们,你们仔细的观察过猫的爪子吗?猫的脚从高空落下一点声音也没有,这是为什么呢?原来是猫的脚在起作用,猫的脚上的肉很多,走起路来没有声音。
每当猫走路时,爪子缩起来,而遇到猎物时,爪子就伸开,来攻击猎物。
我想根据仿生学的原理,学猫的脚做一双无声鞋。
每当我们上楼梯或走路时发出的脚步声会很影响邻居的生活,这是一个令人苦恼的难题。
仿生学论文
学院:经济管理学院班级:经济类5班浅论仿生学与其的应用摘要:仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学,它是在上世纪中期才出现的一门新的边缘科学。
仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术。
从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时间内,但它的研究成果已经非常可观。
仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生物界索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的眼界,显示了极强的生命力。
关键词:仿生学仿生设计人类应用通过这一个学期的学习,从以前对于仿生学的空白到有了一定的认识,从而感觉到了仿生是一门非常高深而且对于人类或者是大自然都是很有用的科学。
在未来的科学创造中,仿生是很有必要的,因为大自然经过几十亿年的筛选,绝对是没有错的,留下来的都是对于能量或者是其他都是利用率特别高的,适者生存,不适者淘汰,那是自古以来的生存法则,也是我们需要仿生的重要理由之一,向大自然学习,努力把现代科技与自然给我们的绝妙灵感结合起来,就可以达到非常理想的效果了。
在人类发明的东西中,很多都是收到大自然生物的启发而发明的。
早在远古时期,人类就从自然生态系统中领悟到自身生存、发展和进步的真谛,蒙昧时代进入文明时代就是在模仿和适应自然规律的基础上发展起来的。
回顾世界文明史,人们很早就留下了模仿自然生态的痕迹,人首龙身、羽化飞升等大量事例记述了人们对自然生命形态和功能创造性的模仿。
人类自然思维由来已久,这便促成了仿生学的诞生。
仿生学是研究生物系统的结构和性质以为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学,属于生物科学与技术科学之间的边缘学科,其目的就是分析生物过程和结构,并将结果用于未来的设计。
仿生学思想是建立在自然进化和共同进化基础上的,人类所从事的技术就是为使其达到互相间的协调,而模拟生物适应环境的功能无疑是一个好途径,恰似“桥梁”和“纽带”,连接着生物科学与技术科学。
仿生学作文
仿生学作文【精华】仿生学作文10篇在平日的学习、工作和生活里,大家或多或少都会接触过作文吧,借助作文可以宣泄心中的情感,调节自己的心情。
那么你知道一篇好的作文该怎么写吗?下面是店铺收集整理的仿生学作文10篇,仅供参考,大家一起来看看吧。
仿生学作文篇1仿生学是什么你知道吗?哈哈,不知道吧!那就听我细细道来。
有个科学家曾经做过这样两个实验:一、把一只青蛙关在一个笼子里,放了几只活苍蝇进去,过了几天,发现青蛙还活着,苍蝇却一只不剩。
二、还是把一只青蛙关在一个笼子里,挂了几只死苍蝇,过了几天,发现青蛙竟活活被饿死,苍蝇一只没少。
从这两个实验中,我发现:青蛙对活动的东西非常敏锐,但却对静止的东西“视而不见”。
科学家经过研究,从青蛙的眼睛上得到了启示,发明了“电子蛙眼”。
“电子蛙眼”的用处可大哩!机场的工作人员在“电子蛙眼”的帮助下,能够更加准确地指挥飞机的降落。
仿生学作文篇2大自然很神奇,我对大自然最感兴趣的就是“仿生学”了。
我们学习了《蝙蝠和雷达》,这篇课文的主要内容是讲科学家从蝙蝠身上得到启示,经过多次试验研究,由此发明了雷达。
你也许会问吧:蝙蝠和雷达可以说是“八竽子打不着”,它们怎么会有牵连呢?好了,我来告诉你吧,你在电视里或许看到过一些蝙蝠在夜晚飞出洞穴去寻找食物吧,可你见过它们碰到障碍物上吗?没有吧,你知道这是怎么回事吗?原来,蝙蝠有一套可以在夜间安全飞行的“秘密武器”使它不会与障碍物相撞。
科学家经过试验得知了这个答案,而且发现,蝙蝠夜间飞行并不是靠眼睛,而是靠它们的嘴巴和耳朵配合指挥路的。
因为蝙蝠的嘴巴可以发出一种人类听不到的声音,叫超声波。
这种超声波像波浪一样推到前方,超声波遇到障碍物又传回蝙蝠的耳朵里,蝙蝠便得知前方有障碍物,并绕道而行。
所以蝙蝠能安全地在夜空飞行。
仿生学还不止有这一点,从我查的资料上看,还有很多,现在最先进的防弹衣技术是源于蜘蛛丝,电池是源于青蛙肌肉……等等;我觉得发现这些动物特点并加以利用的科学家相公棒!我也要好好学习,去找找生活中的动植物还有没有其它作用!仿生学作文篇3一个国家的仿生学代表了这个国家的科技水平,中国的仿生学发展的很早,早在鲁班那个时代,就有了仿生学的机器,叫做木鸟。
仿生学的作文
仿生学的作文仿生学的作文(通用15篇)在平平淡淡的学习、工作、生活中,大家或多或少都会接触过作文吧,作文要求篇章结构完整,一定要避免无结尾作文的出现。
写起作文来就毫无头绪?下面是店铺精心整理的仿生学的作文,欢迎阅读与收藏。
仿生学的作文1仿生学的世界是多么奇妙啊。
根据令人讨厌的苍蝇,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;人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。
这种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;还有根据鲸发明了“流线体”,减少了轮船在水中的阻力,大大提高了轮船航行的速度;人们还根据鸡蛋“薄壳结构”的特点造出了许多既轻便又省料的建筑物;此外,人们模仿袋鼠造出了会跳跃的越野汽车,模仿某些贝壳制成了外壳坚固的坦克。
我们身边有很多能在研究中受到启发的生物。
我们可以通过对动,植物的研究,研制出更加先进的物品,来改善我们的生活。
仿生学的世界可真奇妙啊!仿生学的作文2今天,我就把我知道的仿生学告诉你们。
你们知道仿生学是什么时候正式诞生的吗?仿生学正式诞生于1960年9月,由美国空军航空局在俄亥俄州的空军基地戴通召开了第一次仿生学会议。
从此,才有了仿生学这门学科。
我还知道许多仿生学的现象,比如:通过流水母发明了“顺风耳”、通过电鱼发明了伏特电池……不过我记得最清楚的还是通过苍蝇发明小型气体分析仪。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”。
可是科学家们又是怎么从一个“逐臭之夫”的身上得到启示发明了小型气体分析仪呢?原来,苍蝇的鼻子非常灵敏,几千米外的气味也能闻到,而且它的鼻子是长在触角上的。
正因为这一点,科学家们才根据苍蝇的结构发明了小型气体分析仪。
我所了解的仿生学只是仿生学的一小部分,所以,我要多读课外书来丰富自己的仿生学知识!仿生学的作文3有一天,我和爸爸站在山顶上,看着眼前的美景,情不自禁地大叫起来,这时,传来了一阵阵回声,爸爸就给我讲起了北京的回音壁。
2024年仿生学的作文
电子蛙眼”的用处可大哩!把它装在商场的探头里,就能更好地挥飞机的降落:把它装在雷达上,雷达的抗干扰能力就大大提升。
大自然可真神奇呀!
仿生学的作文 篇2
在语文综合实践活动中,我找到了许多关于仿生学的例子。
人们从青蛙身上得到了启示,发明了电子蛙眼,这个电子蛙眼的用处是:把客观存在装入雷达系统后,雷达于扰能力大大提高,这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状飞机、般船和导弹等。物别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。科学家根据蝙蝠超声波定器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种控路仪内装一个超声发身器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。
这就是仿生学的魅力。
仿生学的作文 篇10
大家都讨厌的苍蝇,与航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学将他们联系在了一起。凡是有脏东西的地方,总会出现苍蝇忙碌的身影。苍蝇的嗅觉很灵敏,远在千里的气味也能够闻到。但是,苍蝇的鼻子在那里呢?原来,苍蝇的鼻子就是分布在头上的一对触角上,每个鼻子上只有一个鼻孔与外界相通,但上面却有上百个嗅觉神经,若有气味进入鼻子,这些神经将气味送往大脑。因此苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。仿生学家受到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,纺制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器被安放在宇宙飞船的座舱里,用来测量仓内的气体的成分。
苍蝇的一对触角像是一台灵敏的气体分析仪。仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种气仪器的“探头”不是金属,而是活苍蝇。就是把非常纤细的微电机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。分析器已经发现其为物质的信号,变嫩发出警报。
仿生学原理在家具设计中的运用研究论文[共五篇]
仿生学原理在家具设计中的运用研究论文[共五篇]第一篇:仿生学原理在家具设计中的运用研究论文摘要:仿生学主要是研究生物系统的结构、功能、能量和信息控制等,并将研究成果应用于科技领域,创造出新的工艺过程、建筑结构和外观、自动化装置等的科学。
文章主要阐述了仿生学原理在家具设计中进行运用的方法、技巧和案例分析,以及仿生学原理在家具设计领域发挥的重要作用。
提倡仿生,让设计回归自然,赋予设计形态以生命的象征,是人类对精神需求所达成的共识。
关键词:仿生学;家具设计;运用中图分类号:J525.3文献标识码:A文章编号:1005-5312(2014)35-0059-01自古以来,人类依赖自然环境繁衍生息,强调人与自然的和谐共存。
远古人类创造工具的历史,便是自模仿自然开始的,从原始彩陶上的鸟纹、鱼纹,到青铜器上的饕餮纹,祖先们通过形象优美的夸张和变形,创造出了让作品形神兼备的艺术境界。
仿生学概念的正式提出,诞生于1960年在美国召开的第一届仿生学会议,至今不过半个世纪,至此,国内外对于仿生设计在工业设计中的运用研究取得了很大进展。
家具设计也不例外。
一、家具设计之外观形态大自然的神奇,总是能让设计师们从中发现为设计带来独具灵感的原始素材。
既有斑驳岩石上的龟裂纹、屹立于荷塘之中的莲花莲叶、游弋于大湖小河的鱼虾虫蟹,更有大洋鲸鲨自在的身姿、七彩孔雀俊美的开屏、天外来客的神秘风采等,都成为了家具设计师进行设计再创造的原型载体,不断开启设计师智慧的灵感大门。
人类日常生活用品的外观形态,几乎都是源于自然物体的形态仿生,这是因为人与生物界中的动物、植物和谐共处,耳闻目睹了周围这些生灵们利用自身的奇异造型形态,呈现出各种非凡的生存本领,不由得引发出人们的模仿兴趣和想象思维,发出我们的嘴唇像一座沙发、海星像一个软垫子等等慨叹,并借助点、线、面、体、色彩、肌理等形态要素,根据比例、尺度、变化、统一、节奏、韵律等形式美法则,对生物进行的形态仿生设计。
仿生学作文
仿生学作文【推荐】仿生学作文五篇在平凡的学习、工作、生活中,大家对作文都再熟悉不过了吧,作文根据体裁的不同可以分为记叙文、说明文、应用文、议论文。
那么你知道一篇好的作文该怎么写吗?下面是店铺精心整理的仿生学作文5篇,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
仿生学作文篇1仿生学,是一门有趣的学科,它又古老又年轻,是人门研究生物体结构与原理,并根据这些原理发明出新型的工具。
蝴蝶,大家基本上都熟悉,是五彩的,科学家通过研究,为军事防御带来了极大的好处。
第二次世界大战期间,德军把列宁格勒包围的无处可逃了,可是,后来,闪苏联昆虫学家施迈楚维奇根据蝴蝶藏在花丛里靠的是它的颜色的一些道理,在军事科学上覆盖了蝴蝶的颜色,因此,尽管德军费尽心思,列宁格勒还是安然无恙。
后来,人们又发明了迷彩服,大大减少了战士在战斗中的伤亡。
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3000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。
南昌市站前路小学五年级:月宫玉兔S仿生学作文篇2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。
仿生学作文
仿生学作文关于仿生学作文五篇在我们平凡的日常里,大家最不陌生的就是作文了吧,作文要求篇章结构完整,一定要避免无结尾作文的出现。
你写作文时总是无从下笔?下面是店铺帮大家整理的仿生学作文5篇,欢迎阅读与收藏。
仿生学作文篇1大自然真奇妙,只要你细心观察,就会发现自然界的奇妙之处。
科学家就根据动物的特殊功能,受到了极大的启发,发明了许多对人类有用的事物。
像电器、武器等。
这就叫做:“仿生学”古时候,鲁班有一次上山,被一种带齿的草给拉伤了,于是,鲁班发明了锯。
科学家们看见鲸鱼那么大,可也觉得不快,再加上头是圆的,更说明了游不快,科学家们就纳闷了,后来,科学家们就发现了玄机,原来鲸鱼的两侧有流行线似的长长地细纹使它游动的过程中受到的阻力最小!科学家根据这一点就发明了现在的潜水艇。
看了这些我倍受启发。
我想长大后,我要根据老鼠发明一只电子战斗鼠,让我一个人来操纵它!另外,我还要给这只电子战斗鼠装上超声波、加重炮、红外线等一些尖端设备。
我憧想着,我要努力学习,长大后一定会造出来!仿生学作文篇2科学家通过对大自然和动物界里发生的许多奇迹的仔细观察,建立了一门新兴的学科——仿生学。
仿生学是集动物学、物理学、化学、心理学和工程技术相结合的一门独立的边缘科学。
模拟动物的功能,以改进现有的和创立崭新的机械、建筑结构和新材料,仪器和工艺研究,创造出许多适用于生产、学习和人们生活的先进技术。
飞机的出现毫无疑问是来自人们对飞禽鸟类的直接模仿,现代飞机的垂直起降,空中定悬后掉头等诸多方面功能的实现也深受飞鸟和蚊虫的启发。
船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
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。
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。
人类模拟动物的变色术,研制了军用的迷彩服装,模拟蜻蜓、螳螂的复眼制造出了雷达以及蛙眼雷达等等,研究应用动物的灵性来为人类服务的例子真是不枚胜举。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
仿生学论文10级生物科学1009210117张荣华摘要自然界生物在漫长的进化过程中优胜劣汰,为了生存、自卫、竞争和发展的需要,强化了自身许多优异的结构和特殊功能。
人们模仿生物界的这些结构特征,将它们应用于自身的斗争,即军事斗争中。
利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学。
解决在日常的生产生活中遇到的问题,制造多种探测、斗争武器。
关键词:生物结构特殊功能实践运用军事一.仿生学简介仿生学(bionices)在具有生命之意的希腊语言bion上,加上有工程技术涵义的ices而组成的词语。
大约从1960年才开始使用。
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。
仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科。
1.历史由来自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。
种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发展。
劳动创造了人类。
人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。
因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。
人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由。
人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。
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。
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。
2.研究方法仿生学是生物学、数学和工程技术学互相渗透而结合成的一门新兴的边缘科学。
第一届仿生学会议为仿生学确定了一个有趣而形象的标志:一个巨大的积分符号,把解剖刀和电烙铁“积分”在一起。
这个符号的含义不仅显示出仿生学的组成,而且也概括表达了仿生学的研究途径。
仿生学的任务就是要研究生物系统的优异能力及产生的原理,并把它模式化,然后应用这些原理去设计和制造新的技术设备。
仿生学的主要研究方法就是提出模型,进行模拟。
其研究程序大致有以下三个阶段:首先是对生物原型的研究。
根据生产实际提出的具体课题,将研究所得的生物资料予以简化,吸收对技术要求有益的内容,取消与生产技术要求无关的因素,得到一个生物模型;第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析,并使其内在的联系抽象化,用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型;最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型。
当然在生物的模拟过程中,不仅仅是简单的仿生,更重要的是在仿生中有创新。
经过实践——认识——再实践的多次重复,才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。
这样模拟的结果,使最终建成的机器设备将与生物原型不同,在某些方面甚上超过生物原型的能力。
例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力,电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。
仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点,就是整体性。
从仿生学的整体来看,它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统。
它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态。
生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制,它们与外界的联系是密不可分的。
生物从环境中获得物质和能量,才能进行生长和繁殖;生物从环境中接受信息,不断地调整和综合,才能适应和进化。
长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一,局部与整体的协调与统一。
仿生学要研究生物体与外界刺激(输入信息)之间的定量关系,即着重于数量关系的统一性,才能进行模拟。
为达到此目的,采用任何局部的方法都不能获得满意的效果。
因此,仿生学的研究方法必须着重于整体。
3.研究内容仿生学的研究内容是极其丰富多彩的,因为生物界本身就包含着成千上万的种类,它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。
自从仿生学问世以来的二十几年内,仿生学的研究得到迅速的发展,且取得了很大的成果。
就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。
随着现代工程技术的发展,学科分支繁多,在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究。
例如:航海部门对水生动物运动的流体力学的研究;航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航;工程建筑对生物力学的模拟;无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟;计算机技术对于脑的模拟以及人工智能的研究等。
在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有:“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等。
从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛。
仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究,即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。
以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来,近些年又出现新的分支,如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。
总之,仿生学的研究内容,从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。
而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代,仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来,同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。
在其它学科的渗透和影响下,使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变;在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化。
生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养,加速科学的发展。
因此,仿生学的科研显示出无穷的生命力,它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。
4.仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。
◇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;◇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;◇能量仿生,是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程;◇信息与控制仿生,是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。
例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。
根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。
已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。
模仿人类学习过程,制造出一种称为“感知机”的机器,它可以通过训练,改变元件之间联系的权重来进行学习,从而能实现模式识别。
此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。
仿生学在人们生活中的运用使其遇到的问题得到了很好的解决。
通过对大自然生物本身的结构特点以及对某些现象的反应,了解其对于大自然的挑战的解决方法,运用于我们的日常生活中,不但为我们面对以及处理一些问题提供了解决的方法,还为我们创造了一些更有利于人类生活的发明提供了条件。
二.仿生学在军事中的运用与意义1.由鱼到潜水艇。
在第一次世界大战时期,出于军事上的需要,为使舰艇在水下隐蔽航行而制造出潜水艇。
当人类发明了非常复杂的潜水系统时才发现鱼的沉浮系统仅仅是充气的鱼鳔。
鳔内不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气来调节鱼鳔中气体含量,促使鱼体自由沉浮。
然而鱼类如此巧妙的沉浮系统,对于潜艇设计师的启发和帮助已经为时过迟了。
但从中我们可以得到启示:大自然是我们的导师,遇到问题不妨到大自然中寻找答案。
2.猫的眼睛与夜视仪。
在漆黑的夜里有了夜视仪才能看清楚周围的东西,那么夜视仪怎么发明的呢?原来人们是从猫的眼睛里得到了启示。
在夜晚,猫能清楚地观察老鼠的一举一动并敏捷地抓住它,其原因在于猫眼的视网膜上具有圆锥细胞和圆柱细胞,圆锥细胞能感受白昼普通光的光强和颜色,圆柱细胞能感受夜间的光觉。
一般只能在白天活动的动物如鸟、鸡等,它们的视网膜中常常只有圆锥细胞;而另一些只能在夜间活动的动物如猫头鹰,其视网膜上只有圆柱细胞。
并且猫眼还有一个特点,在它感受弱光时,瞳孔能够随着光的不同强度而自动调整。
当阳光很强时,你会看到猫眯着它的双眼,瞳孔已缩小成直线般的细缝,保证只让少量的光线进入瞳孔内。
而在光线十分微弱的晚上,瞳孔又能放大呈圆形,以便保证在黑暗中也能看清楚各种物体。
猫眼具有这样的奥妙,军事科学家们便模仿猫眼研制出了大有用处的微光夜视仪。
发展微光夜视技术的关键是图像增强器,它的功能是把输入图像的亮度增强并加以显示,微光通过图像增强器后,其可视距离达 2000米,但在性能、结构和重量等方面,与猫眼相比,仍有较大的差距。
夜视仪是一种特制的透视,能够将视野内物体发的红外线聚集起来,将信息发给显示器,从而在显现出各种色彩,再将从探测器传来的脉冲组合起来,就生成图像。
夜视仪主要是帮助人们在夜间进行观察、探索和驾驶车辆。
3.蝴蝶与卫星控温系统。
位于太空的人造地球卫星,在受到阳光的强烈照射时,卫星表面温度会高达2000℃;而在阴影区域,卫星表面温度会下降至零下200℃左右,很容易烤坏或冻坏各种仪器仪表,而科学家发现在蝴蝶体表生长着一层细小的鳞片,有着调节体温的作用。