仿生学的例子有哪些
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仿生学的例子有哪些
【篇一:仿生学的例子有哪些】
仿生学的经典例子15个欢迎光临,这里是语录频道!位置:>>仿生
学的经典例子15个发帖时间:2015-04-30 09:36 , 云无恙 | 15条回复,17041次阅读本文目录仿生学的经典例子:苍蝇与小型气体分析仪
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。
仿生学的经典例子:蜂巢与偏振光导航仪沙发2015-04-30 09:38 |
作者:经典1蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成,每个
小蜂房的底部由3个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确
计算出来的——菱形钝角109。
28’,锐角70。
32’完全相同,是最
节省材料的结构,且容量大、极坚固,令许多专家赞叹不止。
人们
仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不
易传导声和热,是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的
理想材料。
蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分
敏感的偏振片,可利用太阳准确定位。
科学家据此原理研制成功了
偏振光导航仪,早已广泛用于航海事业中。
希望本文仿生学的经典例子15个能解决您的问题。
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仿生学的经典例子:苍蝇与平衡棒板凳2015-04-30 09:40 | 作者:
经典2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llj,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。
苍蝇的复眼包含4000
个可独立成像的单眼,能看清几乎360。
范围内的物体。
在蝇眼的启示下,人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨
率照片的蝇眼照相机,在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。
苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即作出
反应。
科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构,把各种化学反应转变成电
脉冲的方式,制成了十分灵敏的小型气体分析仪,已广泛应用于宇
宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分,使科研、生产的安全
系数更为准确、可靠。
仿生学的经典例子:蜻蜓与平衡重锤#3楼2015-04-30 09:41 | 作者:经典3蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流,井利用气流产生的涡流来使自己上升。
蜻蜒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
72km/小时。
此外,蜻蜒的飞行行为简单,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。
蜻蜒依
靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙,于是人们仿效蜻蜒在飞机的
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。
仿生学的经典例子:甲虫与炮弹#4楼2015-04-30 09:43 | 作者:经
典4气步甲炮虫自卫时,可喷射出具有恶臭的高温液体“炮弹”,以
迷惑、刺激和惊吓敌害。
科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室,分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。
二元酚和双氧水流到
第三小室与生物酶混合发生化学反应,瞬间就成为100℃的毒液,
并迅速射出。
这种原理已应用于军事技术中。
二战期间,德国纳粹
为了战争的需要,据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠
的新型发动机,安装在飞航式导弹上,使之飞行速度加快,安全稳定,命中率提高,英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。
美国军事专家
受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化武器。
这种武器将两
种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中,炮弹发
射后隔膜破裂,两种毒剂中间体在弹体飞行的8—10秒内混合并发
生反应,在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。
它们易于
生产、储存、运输,安全且不易失效。
萤火虫可将化学能直接转变
成光能,且转化效率达100%,而普通电灯的发光效率只有6%。
人
们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍,
大大节约了能量。
另外,根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对
地速度计已成功地应用于航空事业中。
仿生学的经典例子:蝴蝶与人造卫星#5楼2015-04-30 09:45 | 作者:经典5五彩的蝴蝶锦色粲然,如重月纹凤蝶,褐脉金斑蝶等,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裨益。
在二战期间,德军包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁其军事
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,为赢得最后的胜利奠定了坚实
的基础。
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。
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
温差可高达两、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辐射、散热能力
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,随温度变化可调节窗的开合,从而保持了人造卫星内部温
度的恒定,解决了航天事业中的一大难题。
仿生学的经典例子:斑马与斑马线#6楼2015-04-30 09:46 | 作者:
经典6斑马生活在非洲大陆,外形与一般的马没有什么两样,它们
身上的条纹是为适应生存环境而衍化出来的保护色。
在所有斑马中,细斑马长得最大最美。
它的肩高140-160厘米,耳朵又圆又大,条
纹细密且多。
斑马常与草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鸵鸟等
共处,以抵御天敌。
人类将斑马条纹应用到军事上是一个是很成功
仿生学例子。
仿生学的经典例子:蛋壳与薄壳建筑#7楼2015-04-30 09:48 | 作者:经典7蛋壳与薄壳建筑
蛋壳呈拱形,跨度大,包括许多力学原理。
虽然它只有2 mm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。
这类建筑有许多优点:用料少,跨度大,坚固耐用。
薄壳
建筑也并非都是拱形,举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。
仿生学的经典例子:长颈鹿与失重现象#8楼2015-04-30 09:50 | 作者:经典8失重现象
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。
这样
高的血压为什么不会导致长颈鹿患脑溢血而死亡呢?这和长颈鹿身
体的结构有关。
首先,长颈鹿血管周围的肌肉非常发达,能压缩血管,控制血流量;同时长颈鹿腿部及全身的皮肤和筋膜绷得很紧,
利于下肢的血液向上回流。
科学家由此受到启示,在训练宇航员对,设置一种特殊器械,让宇航员利用这种器械每天锻炼几小时,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,从而对血管产生一定的压力,使宇航员的血压保
持正常。
同时,宇航员腹部以下部位是套入抽去空气的密封装置中的,这样可以减小宇航员腿部的血压,利于身体上部的血液向下肢
输送。
仿生学的经典例子:水母的顺风耳#9楼2015-04-30 09:51 | 作者:
经典9水母的顺风耳
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。
仿生学的经典例子:电鱼与伏特电池#10楼2015-04-30 09:53 | 作者:经典10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。
这些发电器官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特
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。
仿生学的经典例子:萤火虫与人工冷光#11楼2015-04-30 09:55 | 作者:经典11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。
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。
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。
仿生学的经典例子:蝙蝠与雷达#12楼2015-04-30 09:56 | 作者:经典12蝙蝠与雷达
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。
在各种地
方都会用到雷达,例如:飞机、航空等。
仿生学的经典例子:青蛙与电子娃眼#13楼2015-04-30 09:58 | 作者:经典13??
我从《小爱迪生》这本书中读到了“青蛙的眼睛”,《小爱迪生》上
面说的是“青蛙的眼睛只能够看见动的东西”。
我将信将疑,问了一
下爸爸。
爸爸说:“你还是做一个试验比较好。
”我点点头。
??
首先,我先找来一只青蛙,这只青蛙蹲坐在报纸上,用它警惕的大
眼睛
盯着我的一举一动,好像警察监视罪犯一样。
它身穿美丽的绿皮袄,好像一个贵妇人,仪态端庄。
??
我先把事先拍死的苍蝇放到它面前。
那只苍蝇好像在青蛙的眼里消
失了,对这“嗟来之食”无动于衷。
我拿出了小细线,将苍蝇小心翼
翼地扎好,然后在它的眼前不停地摇晃。
突然,青蛙的注意力不在
我身上了,它目不转睛地盯着那只“会飞”的苍蝇。
没过一会儿,只
听“扑”的一声,青蛙伸出了它长长的、粉红色的舌头,轻轻一卷,
便把苍蝇卷进了肚子里。
??
这次实验证明了:青蛙的眼睛只能够看见动的东西,看不见不会动
的东西。
??于是,科学家们便通过青蛙的眼睛发明了“电子蛙眼”!
仿生学的经典例子:鱼漂与潜水艇#14楼2015-04-30 10:00 | 作者:经典14潜水艇??潜水艇是怎能样发明的呢?为了让一种船既能在水
面划,又能在海底游,科学家观察到了鱼这种动物。
??
????鱼肚中有一种东西叫鱼鳔,里面装满了空气。
在鱼想潜到水底时,将鱼鳔中的空气排出,浮力就立刻变小了,鱼可自由地沉下水面。
而潜水艇中也有一种机器,里面也装满了空气,将空气一排出,潜水艇便能沉下水底。
科学家是按这个原理制造的潜水艇。
?? ????看,我们如今已经很高级的潜水艇,原来它们是利用鱼鳔原理
而做的。
??是的,生活中若没有动物,人类将会失去很多发明的机会。
可以说,动物对人类生活也有很大的帮助。
仿生学的经典例子15个(16)#15楼2015-04-30 10:01 | 作者:经典15仿生学的经典例子15个的相关
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【篇二:仿生学的例子有哪些】
发布者:发布时间:2011-12-25阅读[65074]回复[0]字体大小:人
们从大自然中汲取灵感已数十载.高速公路上的反射镜模拟猫的眼睛.
今日我们称师法自然的科学为生物模仿学,这个领域已经是一个有百
万美元产值的产业了。
以下列出我们最有可能成功的几项来自野外
的新科技.
1.鲨鱼皮-最新的导管热
鲨鱼皮,千万年来一直有办法保持清洁.现在借用鲨鱼皮,感染可能会
绝迹。
sharklet公司生产一种由鲨鱼皮概念而产生的塑料覆盖物。
目前正试用在医院里大多数人会摸到的物品表面,像是灯的开关、
屏幕、把手。
目前为止在防止细菌上似乎是成功的。
sharklet已经
有了进一步的计划,他的下一个企划是替常常造成感染的导管做朔
胶覆盖物。
2. 蝙蝠魔杖-神奇!
这个手杖利用回波测试法,跟蝙蝠用来探测环境的知觉系统相同。
每秒它可以释放6万个超音波,并感应回弹的波长。
当某些回来快
一点,那意味着有某个物体在附近,此时手杖的把手就会震动。
采
用这个技术,不仅可以看见在地面上的物体,如空罐子或消防栓,
还可以侦测地面以上的物体,如低挂的号志和树枝。
手杖的输入及
回报系统是无声的,因此使用者可以同时听到周遭的所有声音。
3. 火车整了形-因为鸟!
当1964年日本建造第一部日本新干线子弹列车的时候,它能够以每
小时120公里快速行驶。
但这么快有一个恼人的副作用:每当列车
高速行驶于隧道时,会产生轰隆隆的声音。
当工程师兼鸟类爱好者eiji nakatsu加入后,他实验了不同的列车车头形状,他发现目前为止以像鱼狗喙的形状的最好。
今日日本的高
速列车长长的,像鸟嘴一般的车头的形状可以帮助列车安静地快速
驶离隧道。
事实上,这样的设计让列车相较于之前的设计速度上快
了百分之十,也节省了百分之十五的燃料。
4.鲸的前鳍--神奇能量的秘密!
座头鲸前侧有垒球般大突起的前鳍,能够划过水面,让它悠游在海
洋里。
但根据流动力学原理,这突起应该会妨碍前鳍的运动。
根据他的研究,费雪为风扇设计具突出边缘的叶片,叶片划过空气
的效率比一般标准的风扇高百分20。
他成立一家叫鲸鱼能量的公司
来生产他的产品,很快地会将这项节能的技术授权给世界各地的公
司工厂。
但费雪心中的大鱼是风力能源。
他相信只要加一些结节在
涡轮机的叶片上将会改进整个产业,使得风力的价值更胜以往。
5.机械蛇怪蜥蜴能干吗?
蛇怪蜥蜴被称为耶稣基督蜥蜴是有原因的。
它能在水上走,更正确
地说是跑!比昆虫大很多的蛇怪蜥蜴之所以能够停留在水上靠的是
它的脚以正确的角度像骑脚踏车般的踩动着。
所以身体能够高出水面,往前快跑。
2003年,卡内基美隆大学的机械人学教授梅庭西用蛇怪蜥蜴做为不
可思议的生物机械学的例子时,他突然想到是否能模仿相同的技巧
制造一个机械人呢?
这并不是一件简单的事。
不但马达必须极端的轻,每次脚踩水的动
作也必须完美。
在几个月的工作后,西提和他的学生们终于能够做
出第一个能走在水面上的机械人了。
6.神奇的马勃菌海绵-神气呢!
橘色的马勃菌海绵本身没什么看头,它基本上就是一个栖息在海床
上的海绵球。
它没有肢体、没有器官、消化系统、循环系统都没有,就是整天坐在那儿,滤着水。
然而这个不出风头的生物,可能是下
一个科技革命的催化剂。
丹尼尔摩斯,加州大学圣塔芭芭拉分校的生物学教授,研究的是海
绵用的效素法,并于2006年成功复制。
他已经使用干净有效的海绵
使用的技术制造许多电极。
目前,有几家公司正投入数百万美元成
立联盟要商业化类似的产品。
在几年后,如果太阳能面板突然出现
在美洲的每一个屋顶上,微芯片只要几个钱的时候,别忘了感谢这
小小的橘色马勃菌海绵,是它开始了这一切。
7.树蜂-钻洞它最了!
别被树蜂尾巴拿两根像鞭子一样的针吓到。
那是钻嘴,不是毒刺。
树蜂使用这些有时候比身体还长的针钻进他们下幼虫的树,
英格兰巴斯大学的天文学家认为树蜂的钻子在太空中可以发挥作用。
科学家很早就知道要在火星上找出生物来,可能必须做挖掘的动作,但是没有足够的引力,他们不确定如何才能够有足够的压力来钻勘
火星坚硬的地表。
从树蜂得到灵感,研究人员设计了一种在尾端带
刃的锯子,那会产生反作用力,像树蜂的针一样。
理论上来说,这
个装置也可以应用在流星表面,因为流星也不具任何引力。
8.龙虾的眼睛-仔细看喔!
x光机体积这么他大是有道理的。
不像其它可见光,x光不会转弯,
所以不好操作。
在机场和医疗院所我们能够扫描袋子或人的唯一方
法是同时将大量的射线打在标的物上,因此需要巨大的设备。
但是龙虾栖息于海平面300英尺下的昏暗的水中,它的x光视力比
任何我们的设备都好。
不像人类的眼睛看到的反射影像必须经过大
脑的转译,龙虾看到直接的反射所集合形成的影像,它可以只聚焦
在单一点上。
科学家已经找到如何复制这个窍门的方法来制造新的x
光机。
龙虾眼x光机像一个手拿式的闪光灯,可以透视3寸厚的铁墙。
它
会发射一小串低功率的x光线透过标的物,少数射线在遇到另一端
的其它东西时会反射回来。
9.保命?装死吧!
复苏性植物和水熊-大自然生物最韧命的两个典范。
这两个微生物存
活的秘密在于深度冬眠。
它们将身体内所有的水换成变成玻璃的醣,这将导致假死状态。
尽管这个程序无法用来维持人类(如果将我们
身体里的水分用醣来代替会导致死亡),但是可以用来保存疫苗。
世界卫生组织估计每年会有2百万儿童死于可以以疫苗预防的疾病,例如白喉、破伤风、百日咳。
因为疫苗里的活物质在炙热的温度中
很快就会死亡,要安全的运输他们到需要的人手中是一件困难的事。