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生物带来的发明启示

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仿生学主要是观察、研究和模拟自然界生物各种各样的特殊本领,包括生物本身结构、原理、行为、各种器官功能、体内的物理和化学过程、能量的供给、记忆与传递等。以下内容是小编为您精心整理的生物带来的发明启示,欢迎参考!

生物带来的发明启示

根据大自然给人类带来启示然后产生发明创造有一门专门的学科:仿生学

仿生学(Bionics)是模仿生物特殊本领的一门科学。仿生学借以了解生物的结构和功能原理,来研制新的机械和新技术,或解决机械技术的难题;

仿生学主要是观察、研究和模拟自然界生物各种各样的特殊本领,包括生物本身结构、原理、行为、各种器官功能、体内的物理和化学过程、能量的供给、记忆与传递等。从而为科学技术中利用这些原理,提供新的设计思想、工作原理和系统架构的技术科学。

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。

一、形体仿生,将海豚的体形或皮肤结构应用到潜艇设计原理上

二、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;

三、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;

四、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;

五、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。

具体有以下的事例:

1.从令人讨厌的苍蝇身上,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。

2.从萤火虫到人工冷光;

3.电鱼与伏特电池;

4.水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,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。

5.人们根据蛙眼的视觉原理,已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。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。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。

6.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。

7.模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。

8.根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。

9.现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。

10.顶瓦楞模仿动物的鳞甲。

11.船桨模仿的是鸭的蹼。

12.锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。

13.苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。

14.嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。

15.壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。

16.贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。

17.树叶的排列和悉尼大剧院的建设。

18.潜水艇和鱼的沉浮。

19.响尾蛇和空对空响尾蛇导弹。

20.人们根据章鱼发明烟雾弹。

21.根据蛋壳发现拱形的承受力量。

22.飞机飞行时产生的剧烈抖动是根据蜻蜓改善的。

23.变色衣服是学习蝴蝶上的鳞片。

24.防水衣服是仿荷叶造的。

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