人类模仿生物功能来发明创造的科学.ppt
仿生学-人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西
仿生学-人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西动物和人有着千丝万缕的联系，“仿生学”就是人类从动物身上获取灵感进行创造发明的一门先进科学。
人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西。
小巧的蜂鸟不仅能垂直起落，而且在吮吸花蜜时能取直立姿势，悬在空中进退自如；野鸭能悠然自得地飞行在9500米的半高空；鸽子能够感受地震；海鸥、信天翁这些海鸟却可以通过眼睛附近一条盐腺把喝下去的海水中的盐分排出；鹰在高空具有超强的视力……那么，人类能从鸟类身上模仿出这些功能吗？从始祖鸟的出现到现在，在这亿万年的漫长进化过程中，鸟类形成了许多卓有成效的导航、识别、计算、能量转换等系统，其灵敏性、高效性、准确性、抗干旱性都另人惊叹不已。
人们研究这些结构和功能原理并加以模拟，用来改善现有的或创造新的机械、仪器、工艺，这就是仿生学研究的一项重要内容。
仿生学是1960年正式诞生的一门综合的边缘科学。
目前，仿生学的研究，着重了下列几个方面。
感觉器官的访生。
根据生物的感觉器官，来研制能够接受、记录和测定信号的装置。
特别是各种有关视觉、听觉、嗅觉、触觉以及包括冷热、酸痛、振动和平衡等等感觉方面的新颖传感器。
生物的各种感觉器官，经过千万年的锤练，无论在选择性、适应性、灵活性、灵敏度、抗干扰性、微型化等方面，和我们目前各种自动装置中的传感器相比较，都优越得多。
自组织系统和神经元的访生。
主要是为了研制新颖的自动控制系统。
生物控制器官的研究，重点是大脑系统，揭开它的秘密，对创造人工的信息发射、按收、传送、加工和贮藏等装置，是非常有益的。
生物运动器官的仿生。
例如肌肉是一个高效率的发动机，它把化学能变换为机械能，其效率在80%左右，而近代汽轮发电机系统的效率—殿只在40%左右。
据报道，一种用聚丙烯酸制成的“人造肌肉”已经问世，它的应用远景是广阔的，如用于宇航来控制宙飞船；通过人造肌肉，也可以利用河水与海水之间存在着的天然的化学能差，来获得大量的廉价的机械能。
仿生学
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。
在自然界中，水母，早在5亿多年 前，它们就已经在海水里生活了。 “但是，水母跟顺风耳又有什么 关系呢？”人们肯定会问这样一 个问题。因为，水母在风暴来临 之前，就会成群结队地游向大海， 就预示风暴即将来临。但是，这 又与“顺风耳”有什么关系呢？ 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8～13赫兹），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。科学家经过研究发现， 水母的耳朵里长着一个细柄，柄 上有个小球，球内有块小小的听 石。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。
生活中的仿生学
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—一快干胶炮弹。
那么什么是仿生学呢？
➢ 仿生学是指人类模仿生物功能，来发明创造的科 学。它是20世纪60年代出现的一门新型边缘学科。 研究对象是生物体的结构、功能和工作原理，并 将这些原理移植于人造工程技术之中，用以发明、 创造新技术。该学科的问世，为人类开辟了独特 的制造技术发展道路——向生物界索取灵感的道 路，大大开阔了人类的技术眼界，显示了巨大的 发展潜力，是人类智慧的结晶。
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。
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。
火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。
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。
直升机 与
蜻蜓
蜻蜓通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气 流产生的涡流来使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔，不但可向前 飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72公里/小时。此 外，蜻蜓的飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构 基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈振动，甚 至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飞行时 安然无恙，于是人们效仿蜻蜓在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因 高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
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。
仿生学资料
仿生学资料仿生学是指人类模仿生物功能，来发明创造的科学。
它是一门新型边缘学科。
研究对象是生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于人造工程技术之中。
该学科的问世，大大开阔了人类的技术眼界，显示了巨大的发展潜力，是人类智慧的结晶。
仿生学是一门模仿生物的特殊本领，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（模仿鸟类）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。
又比如，苍蝇是细菌的传播者，一般归类为害虫，可是苍蝇的楫翅是天然导航仪。
而且，它的眼睛是一种“复眼”，由3000多只小眼组成，人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。
“蝇眼透镜”是一种新型光学元件，它的用途很多。
“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。
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。
动物仿生学，如：1、苍蝇-----小型气体分析仪。
2、萤火虫-----人工冷光；3、电鱼------伏特电池；4、水母------水母耳风暴预测仪，5、蛙眼------电子蛙眼6、蝙蝠超声定位器的原理------探路仪”。
7、蓝藻-----光解水的装置，8、人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，——步行机。
《11.蝙蝠和雷达》完美版-PPT课件
蝙蝠的眼睛 铃声没响 跟眼睛无关 蒙上
蝙蝠的耳朵 铃声响个不 跟耳朵有关
蒙上
停
蝙蝠的嘴巴 铃声响个不 跟嘴巴有关
蒙上
停
Page 17
2021
18
第一次实验
哈！没撞到！
2021
19
第二\三次实验 2021
真糟糕!
20
次数 试验方式 试验结果 证明的问题
第一次 第二次 第三次
蒙眼睛 塞耳朵 封嘴
2021
38
比较“试验”和“实验”:
shì
试验：为了查看某种结果而进行尝试。
shí
实验：为了检验某种科学理论或假设 而进行操作。
2021
39
选词填空：
试验 实验
科学家经过反复（试验），终于揭开了蝙
蝠能在夜间飞行的秘密。 常识课上，老师为我们做了“火烧纸杯”
的（实验），看得我们目瞪口呆。
2021
40
比较“敏锐”和“敏捷”: 敏锐：指感觉灵敏，反应快。 敏捷：指动作灵敏，速度快。
2021
41
选词填空：
敏锐 敏捷
兔子（敏捷 ）地一跳，躲开了
老鹰的攻击。
蝙蝠能在夜间安全飞行，是因为
它的眼睛特别（敏锐）吗？
2021
42
作业： 1.完成同步第10课；背诵第十课的课后题，明 天下午之前背完； 2.预习第十一课《大自然的启示》
2021
31
青蛙和电子蛙眼 青蛙的眼睛对小飞虫非常敏感 ，当小飞虫在它头上飞时，它 会盯住不放。于是，人们模仿 蛙眼的结构原理制成了“电子 蛙眼”，可用来识别飞行中的 飞机和导弹，也可用来预防飞 机相撞。
长颈鹿和“抗荷服”
长颈鹿是目前世界上最高的动物，长颈
仿生学的发明
仿生学的发明仿生学是研究和模仿生物体结构、功能和行为的学科，通过借鉴生物体的优良特性来改进和创造新的产品和技术。
它将生物学、工程学和设计原理相结合，具有广泛的应用领域，包括医学、工业、航空航天和能源等。
本文将介绍几个基于仿生学原理的重要发明。
首先，仿生学在医学领域有着重要的应用。
例如，仿生学启发了人工智能受控假肢的设计与制作。
通过模仿人体的神经系统和肌肉结构，研究人员开发出可以实现更自然、精准运动的人工假肢。
这项技术帮助与肢体丧失的患者恢复了部分运动功能，提高了他们的生活质量。
其次，在工业领域，仿生学也发展出一些重要的技术。
例如，莲花效应启发了超疏水涂层技术的研究与应用。
莲花叶表面具有微小的结构，使得水滴在叶面上不易滞留，从而展示出超疏水的特性。
借鉴这种特性，科学家开发出类似的涂层材料，可以应用于船舶表面、建筑物墙面等领域，实现抗污染、自清洁的效果。
此外，仿生风能技术也是工业领域的一个重要应用。
通过模仿鲨鱼皮肤的纹理，科学家设计出一种新型的风能收集装置，可以增强风力涡轮机的效率，提高风能的利用率。
再次，在航空航天领域，仿生学也发挥了重要作用。
蜜蜂独特的飞行技巧启示了研究人员开发出微型无人飞行器。
仿生飞行器具有超强的机动性和敏捷性，可以用于勘察、搜救和监测等任务。
另外，仿生学启示了研究人员设计出更为高效的飞机机翼结构。
通过研究鸟类和昆虫的翅膀结构，科学家发现一种新型的机翼设计，使得飞机在高速飞行时减少了气动阻力，提高了燃油效率。
最后，在能源领域，仿生学也取得了一些突破性的进展。
植物光合作用启发了科学家开发出人造光合作用技术。
仿生人造光合作用系统可以模拟植物的光合作用过程，将太阳能转化为电能或燃料，具有巨大的应用潜力。
此外，仿生生物燃料电池也是能源领域的一个重要研究方向。
通过模仿生物体的能量转换机制，科学家设计出一种可以将有机物转化为电能的生物燃料电池，为可持续能源的开发提供了新的思路。
总结起来，仿生学的发明涉及医学、工业、航空航天和能源等领域，推动了科学技术的发展。
仿生学：自然界启发的创新设计
仿生学：自然界启发的创新设计在自然界中，生物经过漫长的进化过程，形成了各种独特的生存策略和适应环境的能力。
这些生物的特性和行为，为人类提供了丰富的灵感来源，推动了仿生学的发展。
仿生学是一门研究生物特性并将其应用于工程设计和创新的学科，它将自然界的智慧与人类的创造力相结合，创造出了许多令人惊叹的成果。
首先，鸟类的飞行能力一直是人类梦寐以求的技能。
通过对鸟类翅膀结构的研究，科学家们发明了飞机。
飞机的机翼设计模仿了鸟类翅膀的形状和功能，使得飞机能够在空中稳定飞行。
此外，鸟类的飞行技巧，如滑翔、盘旋等，也为飞机的操控提供了启示。
其次，自然界中的蜘蛛丝具有极高的强度和韧性，这启发了科学家们研发出高性能的纤维材料。
这些材料被广泛应用于防弹衣、绳索、医疗等领域，大大提高了产品的性能和安全性。
再者，自然界中的植物也为我们提供了许多启示。
例如，莲花的表面具有超疏水性，这启发了科学家们研发出具有自清洁功能的表面材料。
这种材料可以应用于建筑、汽车等领域，减少清洁的难度和成本。
此外，自然界中的生物还教会了我们如何高效地利用能源。
例如，向日葵的向日性启发了太阳能电池板的设计，使其能够根据太阳的位置自动调整角度，提高能源的利用效率。
同时，蜜蜂的蜂巢结构也启发了建筑设计师，创造出了既美观又节能的建筑结构。
总之，自然界中的生物为我们提供了无尽的创新灵感。
通过学习它们的特性和行为，我们可以设计出更加高效、环保、安全的产品和服务。
仿生学的发展，不仅丰富了人类的科技领域，也让我们更加尊重和珍惜自然界的生物多样性。
在未来，我们期待仿生学能够带给我们更多的惊喜和突破。
1.7《大自然的启示》ppt（33张PPT）
新知讲解
你观察过身边哪些生物有趣现象？得到怎样设计启示？
壁虎能够在墙壁和 天花板上 自由行走 ，是因为四肢上无 数的细毛产生了强 大的黏附力。
我想模仿壁虎 设计一种可以 爬墙的清洁机 器人。
新知讲解
老师寄语
从尼龙搭扣到飞机，都是人类模仿生 物设计的产品。它们大大地提高了人 类的生产效率，改善了人们的生活。
新知讲解
尝试模仿苍耳果实与动物皮毛的结构特 点，利用身边的材料自制尼龙搭扣。
毛巾块 （模仿动物皮毛）
尼龙丝 （模仿苍耳倒钩）
材料与工具
热胶枪
剪刀 镊子
新知讲解
点 击 视 频
热胶枪怎么使用？
新知讲解
怎样把尼龙丝弄成倒钩形状？
①固定热胶枪 ，避免操作时 滑动被烫伤。
③把尼龙线的一端放置在发 热的枪头，用镊子夹住尼龙 线的加热端并弯成倒钩状， 然后夹离枪头。夹离时须保 持尼龙线处于倒钩形状。
馨
被热熔胶枪烫到！
提
②热熔胶凝固时间短，
示
小组合作且动作要快！
新知讲解
将自制尼龙搭扣与毛巾接触，测试粘连效果并加以改进。
倒钩再多一 点效果更好
新知讲解
从看到波波的裤子粘有苍耳到成功 自制尼龙搭扣，经历了什么过程？
发现现象
揭开原理
模仿结 构特点
设计制作
新知讲解
活动3：模仿生物的设计
自古以来，自然界就是人类发明创造的源泉。除了牛蒡， 人们还从其他生物上得到启示，设计了很多实用的物品。
查阅资料，了解左 边几种物品的发明 分别是从哪些生物 身上得到启示的。
新知讲解
第一章_仿生学的发展_第1-4节_
科学与技术创新的动力与源泉
技术的目的在于满足需求和市场的竞争。 其动力与源泉来自： 源于人们实践经验累积与创造欲望； 源于科学发现引发的技术创新，创造的新工艺、新方法、新产品、
新体系； 源于对自然界生物结构、功能、行为以及相互作用的学习与模
仿； 源于需求与市场竞争的推动。
1999)
建立在荷叶表面的自清洁表面
仿生学的前沿
仿生学的前沿也伴随着科技发展与经济社会的发展而 发展；
仿生学有无止境的前沿!
仿生学未来
1、近四十亿年进化，“物竞天择”的生物世界是技术创 新不可替代、取之不竭的知识宝库和学习泉源；
2、仿生科学有无止境的前沿，正向着微观、系统、智能、 精细、洁净方向发展；
人类进化只有五百万年的历史， 而生命进化已经历了近四十亿年的历史。
谢谢各位！
蜂群
功 能
物理：机械、力、声、电、磁、（脱附、减阻、耐磨、降噪） 化学：物化（自洁)、防腐、节能 自适应：自繁殖、自生长、自学习、自修复 生物学：新陈代谢、光合作用、固氮
荷叶自洁外墙漆
牛的新陈代谢
植物的光合作用
（3）创造人工制品：
创造性地设计与
开发仿生技术 制造仿生产品 营造仿生系统 建造仿生工程
基于蜘蛛喷丝头的挤出技术
蜘蛛丝的理化性质与蚕丝相比，具有 非常明显的优势，在力学强度方面，蜘蛛丝 纤维与强度最高的碳纤维及高强纤维等强度 相接近，但它的韧性明显优于高强纤维。
Self-cleaning surface based on the surface of the lotus leaf.(Barthlott & Neinhuis
过程 行为 功能 其它
人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西
人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西由萤火虫发明了人工冷光由苍蝇发明了宇宙飞船由蝙蝠发明了声纳和雷达由动物的巢穴发明了房屋由螳螂发明了镰刀由蜻蜓发明了飞机这些发明对人类来说都是相当大的突破.大乌龟背小乌龟：转动炮塔的坦克。
鸟在天空飞翔：制造了各种飞行器。
蜜蜂造巢窝：各种正六边形的蜂巢结构板材。
每只蜻蜓的翅膀末端，都有一块比周围略重一些的厚斑点，这就是防止翅膀颤抖的关键。
飞机设计师研究苍蝇、蚊子、蜜蜂等的飞行方法，造出了许多具有各种优良性能的新式飞机。
鲸：外形是一种极为理想的“流线体”，而“流线体”在水中受到的阻力是最小的。
后来工程师模仿（fǎng）鲸的形体，改进了船体的设计，大大提高了轮船舴的速度。
蛋壳：能够把受到的压力均匀（yún）地分散到蛋壳的各个部分。
建筑师根据这种“薄壳结构”的特点，设计出许多既轻便又省料的建筑物。
袋鼠：会跳跃的越野汽车，贝壳：外壳坚固的坦克……鱼儿在水中游荡：学会了游泳，发明潜艇。
连体鲨鱼装：第一代鲨鱼装模仿了鲨鱼的皮肤，在泳衣上设计了一些粗糙的齿状突起，以有效地引导水流，并收紧身体，避免皮肤和肌肉的颤动。
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。
让盲者见到光明：在植入了微小的仿生视网膜之后，3位失明患者不仅看到了明灭或者移动的光点，甚至还成功地用眼睛区别出杯子和盘子。
人工合成蛛丝：蛛丝含有一种纤维蛋白，这种蛋白质和存在于毛发和羊角中的角质蛋白相似。
这种蛋白分泌出来后开始变得坚韧。
通过精细的平衡水的含量，蜘蛛和蚕可以防止纤维蛋白过快固化。
运动方向识别的神经元功能模拟装置自动报靶机平板型复眼透镜侧抑制微光电视蜻蜓-飞机；顺风耳-电话;青蛙—快速扫描系统苍蝇-气味探测器螳螂—镰刀苍蝇与宇宙飞船苍蝇嗅觉器：小型气体分析仪。
部编版小学四年级语文上册第6课《蝙蝠和雷达》精品课件
探究“启示”
这样的问题是根据什么提出来的？
从课文中得到启示，联系生活经 验，也能够提出自己的问题。
一起说一说：我们可以从哪些角度提出 问题？
阅读时，通常可以从“内容、写法 和启示”三个角度提出自己的问题。
还可以从更多的角度提出问题。
初读课文 提出不懂问题
默读课文，边读边思考，把自己的问 题批注下来。
一起来分享你批注的 问题吧！
1.什么是超声波？ 2.科学家做实验的时候，为什么要把蝙蝠 的眼睛蒙上？ ……
课文旁边和课文后面呈现了一位学习 伙伴提出的问题，一起读一读，看看你发 现了什么，并试着模仿提问吧！
“学习伙伴”提到“生活中 还有哪些发明受到了动物的启 发”，这让我想到了，提问不仅 可以是针对课文内容本身，还可 以是课文以外相关情境的思考。
根据鲸鱼的流线型发明了潜水艇
根据蜻蜓发明了直升机
课后可以查阅相 关资料，了解更 多有关仿生学的 知识！
我们学习了从不同角度提问，到 底大家有没有真正掌握呢？我们一 起来通过课后第3题检测一下吧！
小组汇报形式：
读到________,我们小组提出的问题是 ________,这是从______角度提出的问题。
自读4-5自然段，把关键词填在下面的 表格里，同桌再说一说实验过程。
次数 目的
方法
结果 证明
在一间屋子里横七
第 一 次
蝙蝠夜行 是否依靠 眼睛
竖八拉了许多绳子，
绳子上系着许多铃 铃铛一
铛。把蝙蝠的眼睛 蒙上，让它在屋子
个也没 响
蝙蝠夜 行与眼 睛无关
里飞
横七竖八：形容纵横杂乱。本课指绳子在做 实验的房子里相互交叉着的样子。
人类的发明来自动物的灵感
人类的创造来自动物的灵感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。
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。
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。
船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
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。
火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。
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。
科学家研究青蛙的眼睛 ,创造了电子蛙眼。
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。
人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯(hang)。
人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬〞。
仿生与高科技现代的雷达——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创造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。
仿生学的发明
仿生学原理的创造发明有：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、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。
4、蝴蝶与卫星控温系统：当人造地球卫星在太空中受到强烈的阳光照射时，卫星上的各种精密仪器仪表很容易“烘烤”或“冻结”。
蝴蝶的体表上长出一层薄薄的鳞片，用来调节体温。
科学家们仿照蝴蝶翅膀的结构，为人造卫星的太阳能表面设计加载了一种和蝴蝶鳞片相仿的控温系统。
5、长颈鹿与宇航员：长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部，是由于长颈鹿的血压很高。
据测定，长颈鹿的血压比人的正常血压高出2倍。
长颈鹿血管周围的肌肉非常发达，能压缩血管，控制血流量。
科学家由此受到启示，在训练宇航员对，设置特殊器械，让宇航员利用这种器械每天锻炼，以防止宇航员血管周围肌肉退化；在宇宙飞船升空时，科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理，研制了飞行服“抗荷服”。
抗荷服上安有充气装置，随着飞船速度的增高，抗荷服可以充入一定量的气体。
6、潜水艇外形：潜水艇外形模仿了鲸鱼，可以减少在水中行进的阻力，又可减小噪音，同时增加隐蔽能力；潜水艇的工作原理是模仿了鱼鳔的来工作的。
7、电子蛙眼：根据蛙眼的视觉原理，发明了电子蛙眼。
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。
仿生学在汽车上的应PPT课件
3130100026-第一组6号-应王敏
2021/3/7
1
CONTENTS
2021/3/7
仿生学的定义、与汽车 仿生学在汽车造型设计的应用 仿生学在汽车轮胎上的应用 仿生学在汽车车漆上的应用 仿生设计在未来交通工具发展中的应用
2
仿生学的定义
仿生学是指人类模仿生物功能，来发明创造技术结构的科学。它是一门生物 学、数学和工程技术学新型边缘学科，研究对象是生物体的结构、功能和工作原 理，并将这些原理移植于人造工程技术之中，用以发明、创造新技术。[1]
2021/3/7
4
仿生学在汽车造型设计的应用
形态仿生是产品仿生设计中应用较为普遍的一种仿生形式。形态
仿生可以给设计师提供许多源于自然的素材，使产品形态富有生机，唤起观察 和使用者对自然的亲近感受，使设计的产品在外观上具有某些和仿生对象相呼 应的特征。汽车设计中的形态仿生设计是指在汽车设计过程中，设计师将仿生 对象的形态特征，经过简化、抽象、夸张等设计手法应用到汽车外观设计中去 ，使汽车的外观和仿生对象产生某种呼应和关联性，最终实现设计目标的一种 设计手法。在汽车形态仿生设计中，对仿生对象的选择有很多种，对自然物的 模仿毫无疑问被认为是仿生设计。但是有一种情况是存在争议的，就是对人造 物的模仿是否算作仿生设计。早先人们对抗自然的能力弱于当代，生活环境中 自然物所占比重较大，向自然学习，仿生对象多为自然形态。当下人们生活环 境中产生越来越多的人造物，人们对人造物质形态也具有亲近感和易识别感， 将人造物质形态作为仿生对象应用于产品设计中，也取得了良好的设计效果， 有些人造物具有一些个性、情感等类似于生命的特征。[3]
2021/3/7
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仿生学在汽车造型设计的应用
动物与仿生学_【自制PPT】
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萤火虫与冷光
萤火虫在夏日夜晚发出的光,和 太阳光以及各种电灯光都不一样。 太阳依靠核聚变来发光,电灯依靠电 流对灯丝的加热,它们在发光时都伴随 有热的产生。因此,人们称它们为热光 源。萤火虫发出的光,是由体内一系列 特殊的化学反应引起的。由于它能 100%地将能量转换成光能, 不产生热 量,人们就称它为冷光源。
水母——风暴预测仪
水母这种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。 主要是根据由空气和波浪摩擦而产生 的次声波 (频率为每秒8—13次)。次声波是总是风暴来临 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 。
蝙蝠发出的超声波遇到障 碍物就会被反射回来，迅 速判断前方是什么物体， 距离有多远，是食物，树 干还是敌人，然后决定进 攻或躲避。
经过蝙蝠的启 示，人类发明 了声纳，即超 声波测距仪 ,用 于各个领域， 发挥着重要的 作用。
螳螂臂——锯子 有一次鲁班进深山砍树木时，一不小心，手被一 种野草的叶子划破了，他摘下叶片轻轻一摸，原 来叶子两边长着锋利的齿，他的手就是被这些小 齿划破的，他还看到在一棵野草上有条大蝗虫， 两个大板牙上也排列着许多小齿，所以能很快地 磨碎叶片。鲁班就从这两件事上得到了启发。他 想，要是这样齿状的工具，不是也能很快地锯断 树木了吗？于是，他经过多次试验，终于发明了 锋利的锯子，大大提高了工效。
创新方法之仿生法(PPT 38张)
直升飞机
潜水艇
潜水艇是模仿游鱼，蛙泳是模仿青蛙，形态仿生便是利用具 象的自然形态，结合相应的艺术处理手法与设计理念，使之
成为一个既有观赏性，又具使用功能的设计作品
超强粘合剂
几年前，科学家认识到 壁虎足垫上数百万个分 叉的小刚毛所拥有的神 奇力量，正是这种力量 让壁虎上演飞檐走壁的 绝技。目前，科学家正 在研制一系列模仿这种 神奇力量的超强粘合剂， 用以提高打造爬墙机器 人
仿生法
【创新故事】
苍蝇，被称为“四害”之一，令人讨厌。 但科学家却拜苍蝇为师，克服了很多难题， 发明了很多新玩意。
1.新型导航仪——振动陀螺仪。家 蝇的特别之处在于它的快速飞行技 术，这使得它很难被人类抓住。即 使在它的后面也很难接近它。那么， 它是怎么做到的呢？
昆虫学家研究发现，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。
蝴蝶和卫星控温系统 遨 游太空的人造卫星，蝴 蝶身体表面生长着一层 细小的鳞片，这些鳞片 有调节体温的作用。
鸟鸣壶
人们运用仿生法发明硕果累累： 1.从萤火虫到人工冷光。 2.根据蛋壳发现拱形的承受力量。 3.人们根据章鱼发明烟雾弹。 4.鼠标是仿老鼠的。 5.防水衣服是仿荷叶造的。 6.现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。 7.船桨模仿的是鸭的蹼。 8.潜水艇和鱼的沉浮。 9.变色衣服是学习蝴蝶上的鳞片。 10.响尾蛇和空对空响尾蛇导弹。 11.火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。 12.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。 13.人们根据蛙眼的视觉原理，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。
生物真是人类的好老师啊!
科学家从蜻蜓、鲸等动物身上得到启示，有所发明，有所创造。
生物真是人类的好老师啊！仿生学：人们研究生物某些器官的构造和功能,从中得到启示并进行模仿,研制成功新的仪器、机械。
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”。
早在四百多年前，意大利人达·芬奇和他的助手仔细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。
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。
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。
五彩的蝴蝶锦色粲然，尤其是萤光翼凤蝶，其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。
科学家通过对蝴蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的益处。
在二战期间，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，但苏联的军事基地仍安然无恙。
根据同样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。
原来，大自然中的一切事物都是互相联系的。
这样，才能保持大自然的生态平衡。
你有什么收获？你了解了哪些发明创造的故事？你得到了哪些启示？你想发明什么？我们故意破坏大自然的生态平衡，就会遭到大自然的惩罚；如果我们拜大自然为师，虚心向它学习，就能从中得到启发，造福人类。