2021小学美术仿生学课件

1、仿生学长颈鹿与宇航员失重现象长颈鹿与宇航员失重现象 长颈鹿长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部，之所以能将血液通过长长的颈输送到头部，是由于长颈鹿的是由于长颈鹿的血压很高。血压很高。据测定，长颈鹿的血压比据测定，长颈鹿的血压比人的正常血压高出人的正常血压高出2倍。这样高的血压为什么不会使长倍。这样高的血压为什么不会使长颈鹿患脑溢血而死亡呢？这与长颈鹿身体的结构有关。颈鹿患脑溢血而死亡呢？这与长颈鹿身体的结构有关。首先，长颈鹿血管周围的首先，长颈鹿血管周围的肌肉非常发达肌肉非常发达，能压缩血管，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控制血流量；同时长颈鹿腿部及全身的皮肤

2、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，让启示，在训练宇航员对，设置一种特殊器械，让宇航宇航员员利用这种器械每天锻炼几小时，以防止宇航员血管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，研制了飞鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理，研制了飞行服行服“抗荷服抗荷服”。抗荷服上安有充气装置，随着飞。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，从而船

3、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。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。上部的血液向下肢输送。 乌龟的龟壳与薄壳建筑乌龟的龟壳与薄壳建筑龟壳的背甲呈拱形，跨度大，包括许多力学原理。虽然它只有龟壳的背甲呈拱形，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。建筑学家模仿它的厚度，但使用铁锤敲砸也很难

4、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，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。则像一组泊港的群帆。 蜻蜓与飞机蜻蜓与飞机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

5、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。 为了研究滑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）模型被研制，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。 研究的中心和长远目标，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。蜘蛛与装甲蜘蛛与装甲蜘蛛和

6、装甲 生物学家发现蜘蛛丝的强度相当于同等体积的钢丝的5倍。受此启发，英国剑桥一所技术公司试制成犹如蜘蛛丝一样的高强度纤维。用这种纤维做成的复合材料可以用来做防弹衣、防弹车、坦克装甲车等结构材料。 鲸鱼与潜艇鲸鱼与潜艇鲸鱼和潜艇的“鲸背效应” 当代核潜艇能长时间潜航于冰海之下，但若在冰下发射导弹，则必须破冰上浮，这就碰到了力学上的难题。潜舴专家从鲸鱼每隔10分钟必须破冰呼吸一次中得到启迪，在潜艇顶部突起的指挥台围壳和上层建筑方面，作了加强材料力度和外形仿鲸背处理，果然取得了破冰时的“鲸背效应”。 鸟类的蛋具有如此大的承受力鸟类的蛋具有如此大的承受力,是与它特有的蛋形曲是与它特有的蛋形曲线和科学的

7、结构分不开的线和科学的结构分不开的.蛋的结构有蛋的结构有3层层,外层为表皮层外层为表皮层,又称闪光层又称闪光层,中层为海绵层中层为海绵层,内层为乳头层内层为乳头层,不同的鸟类具不同的鸟类具有不同的有不同的3层显微结构层显微结构. 像鸡蛋那样的薄像鸡蛋那样的薄壳结构是如此的丰壳结构是如此的丰富多彩而变化万干富多彩而变化万干,有禽蛋有禽蛋,贝壳贝壳,蚌蚌,螺螺,蜗牛蜗牛,蟹蟹,鱼子鱼子,眼球眼球,头颅头颅,豆荚豆荚,种子种子,果核果核等等等等,它们以最合理它们以最合理,最自然最自然,最经济最经济,最有最有效效,最进步最进步,最优美的最优美的形式竞相媲美形式竞相媲美,争放争放异彩异彩.鱼、海豚、企鹅

8、鱼、海豚、企鹅流线品质的最佳化流线品质的最佳化宝马的宝马的H2RH2R氢燃料汽氢燃料汽车最高时速达车最高时速达300.175300.175公里。无庸公里。无庸置疑，发挥到极至的置疑，发挥到极至的空气动力学是实现这空气动力学是实现这一高速的关键因素。一高速的关键因素。宝马宝马H2RH2R外型和设计外型和设计的灵感来自海豚和企的灵感来自海豚和企鹅的低阻身材。圆鼓鹅的低阻身材。圆鼓的前脸、收起的尾部的前脸、收起的尾部，极小的正锋面，成，极小的正锋面，成就了其就了其0.210.21的阻力系的阻力系数。而球的阻力系数数。而球的阻力系数则是则是0.500.50。响尾蛇的视力几乎为零，但其鼻子上的颊窝器官具

9、响尾蛇的视力几乎为零，但其鼻子上的颊窝器官具有热定位功能，对有热定位功能，对0.001摄氏度的温差都能感觉出摄氏度的温差都能感觉出来，且反应时间不超过来，且反应时间不超过0.1秒。即使爬虫、小兽等秒。即使爬虫、小兽等在夜间入睡后，凭借它们身体所发出的热能，响尾在夜间入睡后，凭借它们身体所发出的热能，响尾蛇就能感知并敏捷地前往捕食。科学家根据响尾蛇蛇就能感知并敏捷地前往捕食。科学家根据响尾蛇这一奇特功能，研制出现代夜视仪、空对空响尾蛇这一奇特功能，研制出现代夜视仪、空对空响尾蛇导弹，以及仿生红外探测器。导弹，以及仿生红外探测器。车身结构，就象哺车身结构，就象哺乳动物的骨骼，支乳动物的骨骼，支撑着体内的其他部撑着体内的其他部分。对于宝马分。对于宝马3 3系，系，车身重量约占整车车身重量约占整车的的20%20%，而人的骨，而人的骨骼占人体重的骼占人体重的18%18%。再以马为例，马的再以马为例，马的骨骼与其总