眼睛与仿生学 PPT

相传早在大禹时期，我国古代劳动人民
观察鱼在水中用的摇摆而游动、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（一种古代发明的仿 生鱼尾，安装在船尾，左右摆动可使舟船像 鱼儿摆尾那样前进）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 。
本文还运用了下定义。分析说明通常指对某一说明对 象按照不同的角度分开来说明。如本文对眼睛的说明，一 般的眼睛(人眼、•蛙眼、鹰眼)特殊的眼睛──复眼(蜻蜓、象 鼻虫、蜜蜂、苍蝇)。
这篇文章是介绍仿生学这门新 兴学科的科技说明文，为了说明这 门新兴学科，作者运用了举例和比 较交错运用，以及分析与综合等说 明方法，具体生动的生活实例加上 本文准确、严密、简明的语言把深 奥难懂的科学道理表达得深入浅出 、通俗易懂。
目前仿生学已经成为现代发展新技术的重要途径。其研究范围已发展有
一、感觉器官模拟──目前以眼、耳、鼻三种器官为主。已模拟制成了“人造眼”
、 “电子耳”、“电子鼻”、“电子警犬”等
二、神经元和神经网络的模拟──目前已制成的“人工智能机”、 “自学习机”（经过两小时的训练就能正确分辨超声波是潜艇还是海豚发出的）。
蜜蜂眼
偏光天文罗盘
蜻
蜓 眼
苍 蝇 眼
复
眼
透 镜
剥去蜻蜓和苍蝇复眼的角膜，放在显微镜下观察，尽管在角膜前面只放一个 目标，但通过角膜却可以看到许许多多个像。
一般眼睛（3-9节）
眼睛的 分类
复眼（10-14节）
由一般到特殊
问题
这类“别具一格”的眼睛叫什么？ 它有什么特点？ 作者采用什么方法来说明它的特点的？
1-3节：说明研究各种不同构造的 眼睛的意义。
15-16节：仿生学研究的意义、范 围、任务以及发展重点。
课文的整体结构采用“总─分─总”的形式，开头 一至三段是引言部分，总提人眼和动物眼睛在构造和 功能上各有许多特殊之处，从中得到的启示对发展现 代科学技术有重要意义 。
四至十四自然段分别介绍了人眼和几种动物眼睛 在仿生学上的作用。
最后两自然段，总结概括了仿生学的定义，指出 它的任务，介绍了它的研究范围、类别和发展重点。
说明方法
课文主体部分运用分类别，将被说明的对象，按照一 定的标准，一类一类地加以说明。本文以眼睛为说明对象 ，以十段为分界和过渡，前面说明一般的眼，后面说明复 眼。
本文交错运用举例和比较这两种方法进行说明。一边 大量举例子，一边对所举例子进行比较，既简略介绍相关 事物的共同性，又详细地说明了它们的不同之处。
四、生物力学──模拟人或动物肌肉的器具。如模仿膝关节制成的液压模型，可以行 成。做成鲸形状的日本大型远洋货轮，提高航速百分之二十五。模仿企鹅的特殊运动方式 制成了深雪上行驶速度达时速50公里的雪地汽车。模仿袋鼠的运动制成了在沙漠中通行无
阻的无轮汽车──跳跃机等。 五、生物力能学──如模仿萤火虫把化学能变化光能的效率几乎达百分之百的优点，制
人眼------- 信息加工 感知自身的运动状态，确定物体的距离、形状和相对大小
人眼
人造眼
青蛙能敏捷地发现具有 特定形状的运动目标，准 确地确定目标的位置、运 动方向和速度，并能选择 最佳的攻击时刻。
蛙眼
电子蛙眼
展翅翱翔于两三千米高空 的雄鹰，一下子就能发现
地面上宽广范围内的 一只小兔或小鸡。
三、生物定向和导航──目前已制成的有：模仿蝙蝠的盲人“探路仪”；模仿能感知 千分之一温度变化的响尾蛇“探热器”模仿鸟类迁飞和鱼、龟、鲸等回游的机制，以研制 导航机制；模仿蜜蜂“太阳罗盘”和生物种的“偏光罗盘”，“人工电子蜜蜂”；模仿蚊 、蝇等具有天然导航器官──楫翅的“振动陀螺仪”，用于高速飞机和火箭。
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。设计和 制造了一架扑翼机，这是世界上第一架人 造飞行器。以上这些模仿生物构造和功能 的发明与尝试，可以认为是人类仿生学的 先驱，也是仿生学的萌芽。

日本东京大学的研究人员正在探索通过人 工实验建立蝴蝶等昆虫飞行力学，他们用轻 木木材，聚氨酯和聚合物薄膜加上橡皮筋制 成了一种人造蝴蝶，它和普通的凤蝶重量相 近，翅膀由曲柄带动，目前只能持续几秒钟 的飞行，但这些数据已经可以模仿凤蝶的扑 翼动作。
明察秋毫：比喻目光敏锐，连极小的事物
都能看清。察：看到；秋毫：秋天鸟兽身上 新长的细毛。
视敏度：眼辨别物体形态细节的能力即视
觉的角分辨力。
别具一格：比喻另有一种独特的风格（风
味）。
本文的说明对象 眼睛与仿生学
生物的眼睛
人眼 蛙眼
虫眼
蜜蜂眼
（蜻蜓与苍蝇）
鹰眼 象鼻 节肢动物眼睛
出冷光源，可提高电能利用效率几倍到几十倍。 六、医学仿生学──已制成的有原子动力心脏，人工肾，能做出六个基本动作的假手 仿生学是一门新生的科学，前途广阔，不久的将来将在生产，生活各个领域里得到广泛
鹰眼
电子鹰眼
如果我们能够研制出“电子鹰眼”，就能够大大扩充和提 高飞行员的视野和视敏度。
象鼻虫根据各个小眼看到同一个物体的时间差以及自身在此期间飞过的距离， 可以出很快地“计算”它相对于地面的飞行速度。
象鼻虫眼
地速计
蜜蜂的复眼，能够看到太阳偏振光的振动方向， 而这种方向与太阳的位置有确定的关系。