有趣的仿生学

苍 蝇
家蝇的特别之处在于它的快速的飞行技术， 家蝇的特别之处在于它的快速的飞行技术，这使得 它很难被人类抓住。即使在它的后面也很难接近它。 它很难被人类抓住。即使在它的后面也很难接近它。 它设想到了每一种情况，非常小心，并能快速移动。 它设想到了每一种情况，非常小心，并能快速移动。 那么，它是怎么做到的呢？ 昆虫学家研究发现， 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， 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， 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导航仪。 方向，是保持苍蝇身体平衡导航仪。科学家据此原 理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪，大在改 振动陀螺仪， 理研制成一代新型导航仪 振动陀螺仪 进了飞机的飞行性能， 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， 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。 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 个可独立成像的单眼， 复眼包含 个可独立成像的单眼 360度范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成 度范围内的物体。 度范围内的物体 在蝇眼的启示下， 了由1329块小透镜组成的一次可拍 块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨 了由 块小透镜组成的一次可拍 张高分辨 率照片的蝇眼照像机，在军事、医学、航空、 率照片的蝇眼照像机，在军事、医学、航空、航天 上被广泛应用。 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。 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， 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， 冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪，目 前已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检 前已广泛应用于宇宙飞船、 测气体成分，使科研、生产的安全系数更为准确、 测气体成分，使科研、生产的安全系数更为准确、 可靠。 可靠。
资料：张少卿.刘天娇.郭懿萱.张修凡
制作：左熙辰.刘羽琪
目录 甲虫 蜻蜓 苍蝇 蜂类 蜂巢 蚂蚁 重月纹凤蝶 其它
甲 虫
甲虫自卫时，可喷射出具有恶臭的高温液体“ 甲虫自卫时，可喷射出具有恶臭的高温液体“炮 以迷惑、刺激和惊吓敌害。 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、 个小室， 发现甲虫体内有 个小室，分别储有二元酚溶液、双 氧水和生物酶。 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 酶混合发生化学反应，瞬间就成为 ℃的毒液， 迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。 迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。二战 期间，德国纳粹为了战争的需要， 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， 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， 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。 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， 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， 秒内混合并发生反应， 毒剂中间体在弹体飞行的 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。 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。 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 将化学能直接转变成光能，且转化效率达 ， 普通电灯的发光效率只有6%。 普通电灯的发光效率只有 。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， 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 节约了能量。另外， 功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。 功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
蜂巢
蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱 形小蜂房组成， 形小蜂房组成，每个小蜂房的底 部由3个相同的菱形组成 个相同的菱形组成， 部由 个相同的菱形组成，这些结 构与近代数学家精确计算出来 菱形钝角109。28’，锐角 的——菱形钝角 菱形钝角 。 ， 70。32’完全相同，是最节省材料 完全相同， 。 完全相同 的结构，且容量大、极坚固， 的结构，且容量大、极坚固，令 许多专家赞叹不止。 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、 构板，强度大、重量轻、不易传 导声和热， 导声和热，是建筑及制造航天飞 宇宙飞船、 机、宇宙飞船、人造卫星等的理 想材料。 想材料。
蜂类
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，每个小蜂房的底部由 个相同的菱形 组成， 组成，这些结构与近代数学家精确计算出 来的——菱形钝角 菱形钝角109 ○28’，锐角 ○32’ 来的 菱形钝角 ，锐角70○ 完全相同，是最节省材料的结构， 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 极坚固，令许多专家赞叹不止。 仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构 强度大、重量轻、不易传导声和热， 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、 是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造 卫星等的理想材料。 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。 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， 此原理研制成功了偏振光导航仪，被广泛 用于航海事业中。 用于航海事业中。
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。 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， 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， 公里/小时 两侧飞行，其向前飞行速度可达 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。 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， 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， 常会引起剧烈振动，甚至有时会折断机翼而引起飞机失 蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飞行时安然无恙， 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， 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。 为了研究滑 高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。 为了研究滑 飞行和碰撞的空气动力学以及其飞行的效率， 翔飞行和碰撞的空气动力学以及其飞行的效率，一个四 叶驱动，用远程水平仪控制的机动机翼（翅膀） 叶驱动，用远程水平仪控制的机动机翼（翅膀）模型被 研制，并第一次在风洞内测试了各项飞行参数。 研制，并第一次在风洞内测试了各项飞行参数。 第二个 模型试图安装一个以更快频率飞行的翅膀，达到每秒18 模型试图安装一个以更快频率飞行的翅膀，达到每秒 次震动的速度。有特色的是， 次震动的速度。有特色的是，这个模型采用了可变可调 节前后两对机翼之间相差的装置。 节前后两对机翼之间相差的装置。 研究的中心和长远目 是要研究使用“翅膀”驱动的飞机表现， 标，是要研究使用“翅膀”驱动的飞机表现，以及与传 统的螺旋推动器驱动的飞机效率的比较等等。 统的螺旋推动器驱动的飞机效率的比较等等。
其它
跳马蚤的跳跃本领十分高强， 跳马蚤的跳跃本领十分高强，航空专家对此进行大最研 英国一飞机制造公司从其垂直起跳的方式受到启发， 究，英国一飞机制造公司从其垂直起跳的方式受到启发， 成功制造出了一种几乎能垂直起落的鹞式飞机。 成功制造出了一种几乎能垂直起落的鹞式飞机。现代电 视技术根据昆虫单复眼的构造特点，造出了大屏幕彩电， 视技术根据昆虫单复眼的构造特点，造出了大屏幕彩电， 又可将一台台小彩电荧光屏组成一个大画面， 又可将一台台小彩电荧光屏组成一个大画面，且可在同 一屏幕上任意位置框出某几个特定的小画面， 一屏幕上任意位置框出某几个特定的小画面，既可播映 相同的画面，又可播映不同的画面。 相同的画面，又可播映不同的画面。科学家根据昆虫复 眼的结构特点研制成功的多孔径光学系统装置， 眼的结构特点研制成功的多孔径光学系统装置，更易于 搜索到目标，已在国外一些重要武器系统中应用。 搜索到目标，已在国外一些重要武器系统中应用。根据 某些水生昆虫的组成复眼的单眼之间相互抑制的原理， 某些水生昆虫的组成复眼的单眼之间相互抑制的原理， 制成的侧抑制电子模型，用于各类摄影系统， 制成的侧抑制电子模型，用于各类摄影系统，拍出的照 片可增强图像边缘反差和突出轮廓， 片可增强图像边缘反差和突出轮廓，还可用来提高雷达 的显示灵敏度， 的显示灵敏度，也可用于文字和图片识别系统的预处理 工作。美国利用昆虫复眼加工信息及定向导航原理， 工作。美国利用昆虫复眼加工信息及定向导航原理，研 制了具有很大实用价值的仿昆虫复眼的末制导导引头的 工程模型。 工程模型。日本利用昆虫形态及特性开发研制了六足机 器人等工学机器和建筑物的新构造方式。 器人等工学机器和建筑物的新构造方式。
ห้องสมุดไป่ตู้
重月纹凤蝶
五彩的蝴蝶锦色粲然，如重月纹凤蝶， 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， 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， 其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿， 有时还由紫变蓝。 有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶 色彩的研究， 色彩的研究，为军事防御带来了极大 的裨益。在二战期间， 的裨益。在二战期间，德军包围了列 宁格勒， 宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目 标和其他防御设施。 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， 的情况，提出利用蝴蝶的色彩在花丛 中不易被发现的道理， 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， 覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此，尽管 德军费尽心机， 德军费尽心机，但列宁格勒的军事基 地仍安然无惹， 地仍安然无惹，为赢得最后的胜利奠 定了坚实的基础。根据同样的原理， 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， 后来人们还生产出了迷彩服，大大减 少了战斗中的伤亡。 少了战斗中的伤亡。