仿生学的例子

仿生学得例子仿生学得例子(1):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。雷达就就是根据蝙蝠得这种特性发明出来得。在各种地方都会用到雷达,例如:飞机、航空等。仿生学得例子(2):苍蝇与小型气体分析仪令人厌恶得苍蝇,与宏伟得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、苍蝇就是声名狼藉得“逐臭之夫”,凡就是腥臭污秽得地方,都有它们得踪迹、苍蝇得嗅觉个性灵敏,远在几千米外得气味也能嗅到。但就是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉得呢原先,苍蝇得“鼻子”—-嗅觉感受器分布在头部得一对触角上。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得神经电脉冲得不同,就可区别出不同气味得物质、因此,苍蝇得触角像就是一台灵敏得气体分析仪、仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器得结构与功能,仿制成一种十分奇特得小型气体分析仪、这种仪器得“探头”不就是金属,而就是活得苍蝇。就就是把十分纤细得微电极插到苍蝇得嗅觉神经上,将引导出来得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得信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船得座舱里,用来检测舱内气体得成分。这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇与矿井里得有害气体。利用这种原理,还可用来改善计算机得输入装置与有关气体色层分析仪得结构原理中。仿生学得例子(3):鲸得前鳍－—神奇能量得秘密！座头鲸前侧有垒球般大突起得前鳍,能够划过水面,让它悠游在海洋里、但根据流动力学原理,这突起就应会妨碍前鳍得运动、根据她得研究,费雪为风扇设计具突出边缘得叶片,叶片划过空气得效率比一般标准得风扇高百分20。她成立一家叫鲸鱼能量得公司来生产她得产品,很快地会将这项节能得技术授权给世界各地得公司工厂。但费雪心中得大鱼就是风力能源。她相信只要加一些结节在涡轮机得叶片上将会改善整个产业,使得风力得价值更胜以往。仿生学得例子(4):斑马与斑马线斑马生活在非洲大陆,外形与一般得马没有什么两样,它们身上得条纹就是为适应生存环境而衍化出来得保护色、在所有斑马中,细斑马长得最大最美。它得肩高140-160厘米,耳朵又圆又大,条纹细密且多。斑马常与草原上得牛羚、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就是一个就是很成功仿生学例子。仿生学得例子(5):蝴蝶与人造卫星五彩得蝴蝶锦色粲然,如重月纹凤蝶,褐脉金斑蝶等,尤其就是萤光翼凤蝶,其后翅在阳光下时而金黄,时而翠绿,有时还由紫变蓝。科学家透过对蝴蝶色彩得研究,为军事防御带来了极大得裨益。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与其她防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识得状况,提出利用蝴蝶得色彩在花丛中不易被发现得道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般得伪装。因此,尽管德军费尽心机,但列宁格勒得军事基地仍安然无恙,为赢得最后得胜利奠定了坚实得基础。根据同样得原理,之后人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中得伤亡。人造卫星在太空中由于位置得不断变化可引起温度骤然变化,有时温差可高达两、三百度,严重影响许多仪器得正常工作。科学家们受蝴蝶身上得鳞片会随阳光得照射方向自动变换角度而调节体温得启发,将人造卫星得控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热潜力相差很大得百叶窗样式,在每扇窗得转动位置安装有对温度敏感得金属丝,随温度变化可调节窗得开合,从而持续了人造卫星内部温度得恒定,解决了航天事业中得一大难题、仿生学得例子(6):甲虫与炮弹气步甲炮虫自卫时,可喷射出具有恶臭得高温液体“炮弹”,以迷惑、刺激与惊吓敌害。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、双氧水与生物酶。二元酚与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°C得毒液，并迅速射出。这种原理已应用于军事技术中、二战期间,德国纳粹为了战争得需要,据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠得新型发动机,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得启发研制出了先进得二元化武器、这种武器将两种或多种能产生毒剂得化学物质分装在两个隔开得容器中,炮弹发射后隔膜破裂,两种毒剂中间体在弹体飞行得8—10秒内混合并发生反应,在到达目标得瞬间生成致命得毒剂以杀伤敌人。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%，而普通电灯得发光效率只有6%。人们模仿萤火虫得发光原理制成得冷光源可将发光效率提高十几倍,大大节约了能量。另外,根据甲虫得视动反应机制研制成功得空对地速度计已成功地应用于航空事业中。仿生学得例子(7):苍蝇与平衡棒昆虫学家研究发现,苍蝇得后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时,平衡棒以必须得频率进行机械振动,能够调节翅膀得运动方向,就是持续苍蝇身体平衡得导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪一-振动陀螺仪,大大改善了飞机得飞行性能1U，可使飞机自动停止危险得滚翻飞行,在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡,即使就是飞机在最复杂得急转弯时也万无一失、苍蝇得复眼包含4000个可独立成像得单眼,能瞧清几乎360。范围内得物体。在蝇眼得启示下,人们制成了由1329块小透镜组成得一次可拍1329张高分辨率照片得蝇眼照相机,在军事、医学、航空、航天上被广泛应用、苍蝇得嗅觉个性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得结构,把各种化学反应转变成电脉冲得方式,制成了十分灵敏得小型气体分析仪,已广泛应用于宇宙飞船、潜艇与矿井等场所来检测气体成分,使科研、生产得安全系数更为准确、可靠。仿生学得例子(8):蜂巢与偏振光导航仪沙发回目录蜂巢由一个个排列整齐得六棱柱形小蜂房组成,每个小蜂房得底部由3个相同得菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来得一-菱形钝角109。28',锐角70。32'完全相同,就是最节省材料得结构,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、不易传导声与热,就是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等得理想材料。蜜蜂复眼得每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感得偏振片,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、仿生学得例子(9):机械蛇怪蜥蜴能干不？蛇怪蜥蜴被称为耶稣基督蜥蜴就是有原因得。它能在水上走,更正确地说就是跑！比昆虫大很多得蛇怪蜥蜴之所以能够停留在水上靠得就是它得脚以正确得角度像骑脚踏车般得踩动着、所以身体能够高出水面,往前快跑。2003年，卡内基美隆大学得机械人学教授梅庭西用蛇怪蜥蜴做为不可思议得生物机械学得例子时,她突然想到就是否能模仿相同得技巧制造一个机械人呢?这并不就是一件简单得事、不但马达务必极端得轻,每次脚踩水得动作也务必完美、在几个月得工作后,西提与她得学生们最后能够做出第一个能走在水面上得机械人了。仿生学得例子(10):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得时候^它能够以每小时120公里快速行驶。但这么快有一个恼人得副作用:每当列车高速行驶于隧道时,会产生轰隆隆得声音。当工程师兼鸟类爱好者EijiNakatsu加入后，她实验了不同得列车车头形状,她发现目前为止以像鱼狗喙得形状得最好。今日日本得高速列车长长得,像鸟嘴一般得车头得形状能够帮忙列车安静地快速驶离隧道。事实上,这样得设计让列车相较于之前得设计速度上快了百分之十,也节省了百分之十五得燃料。仿生学得例子(11):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得知觉系统相同。每秒它能够释放6万个超音波,并感应回弹得波长。当某些回来快一点,那意味着有某个物体在附近,此时手杖得把手就会震动。采用这个技术,不仅仅能够瞧见在地面上得物体,如空罐子或消防栓,还能够侦测地面以上得物体,如低挂得号志与树枝。手杖得输入及回报系统就是无声得,因此使用者能够同时听到周遭得所有声音、仿生学得例子(12):鲨鱼皮－最新得导管热鲨鱼皮,千万年来一向有办法持续清洁、此刻借用鲨鱼皮,感染可能会绝迹、Sharklet公司生产一种由鲨鱼皮概念而产生得塑料覆盖物。目前正试用在医院里大多数人会摸到得物品表面,像就是灯得开关、屏幕、把手。目前为止在防止细菌上似乎就是成功得。Sharklet已经有了进一步得计划，她得下一个企划就是替常常造成感染得导管做朔胶覆盖物。仿生学得例子(13):鱼漂与潜水艇潜水艇潜水艇就是怎能样发明得呢?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,将鱼鳔中得空气排出,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、科学家就是按这个原理制造得潜水艇。瞧,我们如今已经很高级得潜水艇,原先它们就是利用鱼鳔原理而做得。就是得,生活中若没有动物,人类将会失去很多发明得机会。能够说,动物对人类生活也有很大得帮忙。仿生学得例子(14):青蛙与电子娃眼我从《小爱迪生》这本书中读到了“青蛙得眼睛”,《小爱迪生》上面说得就是“青蛙得眼睛只能够瞧见动得东西"。我将信将疑,问了一下爸爸。爸爸说:“您还就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,用它警惕得大眼睛盯着我得一举一动,好像警察监视罪犯一样。它身穿美丽得绿皮袄,好像一个贵妇人,仪态端庄。我先把事先拍死得苍蝇放到它面前。那只苍蝇好像在青蛙得眼里消失了,对这“嗟来之食"无动于衷。我拿出了小细线,将苍蝇留意翼翼地扎好,然后在它得眼前不停地摇晃。突然,青蛙得注意力不在我身上了,它目不转睛地盯着那只“会飞”得苍蝇。没过一会儿,只听“扑"得一声,青蛙伸出了它长长得、粉红色得舌头,轻轻一卷,便把苍蝇卷进了肚子里。这次实验证明了:青蛙得眼睛只能够瞧见动得东西,瞧不见不会动得东西、于就是,科学家们便透过青蛙得眼睛发明了“电子蛙眼"！仿生学得例子(15):蜻蜓与平衡重锤蜻蜒透过翅膀振动可产生不同于周围大气得局部不稳定气流,井利用气流产生得涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小得推力下翱翔,不但可向前飞行,还能向后与左右两侧飞行,其向前飞行速度可达72km/小时、此外，蜻蜒得飞行行为简单,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。蜻蜒依靠加重得翅痣在高速飞行时安然无恙,于就是人们仿效蜻蜒在飞机得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得问题。仿生学得例子(16):人工冷光自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能得很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能得形式浪费掉了,而且电灯得热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热得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、昆虫与鱼类等,而且这些动物发出得光都不产生热,所以又被称为“冷光、”在众多得发光动物中,萤火虫就是其中得一类。萤火虫约有1500种，它们发出得冷光得颜色有黄绿色、橙色光得亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅仅具有很高得发光效率,而且发出得冷光一般都很柔与,很适合人类得眼睛,光得强度也比较高。因此,生物光就是一种人类理想得光。科学家研究发现,萤火虫得发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层与反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都内含荧光素与荧光酶两种物质。在荧光酶得作用下,荧光素在细胞内水分得参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫得发光,实质上就是把化学能转变成光能得过程。早在40年代,人们根据对萤火虫得研究,创造了日光灯,使人类得照明光源发生了很大变化。科学家先就是从萤火虫得发光器中分离出了纯荧光素,之后又分离出了荧光酶,之后,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)与水混合而成得生物光源,可在充满爆炸性瓦斯得矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而能够在生物光源得照明下,做清除磁性水雷等工作。人们已能用掺与某些化学物质得方法得到类似生物光得冷光,作为安全照明用、仿生学得例子(17):电鱼与伏特电池自然界中有许多生物都能产生电,仅仅就是鱼类就有500余种、人们将这些能放电得鱼,统称为“电鱼”。各种电鱼放电得本领各不相同。放电潜力最强得就是电鳐、电鲶与电鳗、中等大小得电鳐能产生70伏左右得电压,而非洲电鳐能产生得电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏得电压;电鳗能产生500伏得电压，有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏得电压，称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样得大动物。电鱼放电得奥秘究竟在哪里经过对电鱼得解剖研究,最后发此刻电鱼体内有一种奇特得发电器官、这些发电器官就是由许多叫电板或电盘得半透明得盘形细胞构成得、由于电鱼得种类不同,所以发电器得形状、位置、电板数都不一样。电鳗得发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧得肌肉中;电鳐得发电器形似扁平得肾脏，排列在身体中线两侧共有200万块电板;电鲶得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、单个电板产生得电压很微弱,但由于电板很多,产生得电压就很大了。电鱼这种非凡得本领,引起了人们极大得兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早得伏特电池、因为这种电池就是根据电鱼得天然发电器设计得,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼得研究,还给人们这样得启示:如果能成功地模仿电鱼得发电器官,那么,船舶与潜水艇等得动力问题便能得到很好得解决。仿生学得例子(18):水母得顺风耳在自然界中,水母,早在5亿多年前,它们就已经在海水里生活了“、但就是,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、但就是,这又与“顺风耳”有什么关系呢？原先,在蓝色得海洋上,由空气与波浪摩擦而产生得次声波(频率为8~13赫兹),就是风暴来临之前得预告。这种次声波,人耳就是听不到得,而对水母来说却就是易如反掌。科学家经过研究发现,水母得耳朵里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小得听石、科学家仿照水母耳朵得结构与功能,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得器官。仿生学得例子(19):失重现象长颈鹿之所以能将血液透过长长得颈输送到头部,就是由于长颈鹿得血压很高。据测定,长颈鹿得血压比人得正常血压高出2倍、这样高得血压为什么不会导致长颈鹿患脑溢血而死亡呢？这与长颈鹿身体得结构有关。首先,长颈鹿血管周围得肌肉十分发达,能压缩血管,控制血流量;同时长颈鹿腿部及全身得皮肤与筋膜绷得很紧,利于下肢得血液向上回流、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一天锻炼几小时,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得皮肤可控制血管压力得原理,研制了飞行服——“抗荷服”。抗荷服上安有充气装置,随着飞船速度得增高,抗荷服能够充入必须量得气体,从而对血管产生必须得压力,使宇航员得血压持续正常。同时,宇航员腹部以下部位就是套入抽去空气得密封装置中得,这样能够减小宇航员腿部得血压,利于身体上部得血液向下肢输送。仿生学得例子(20):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2mm得厚度，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。薄壳建筑也并非都就是拱形,举世闻名得悉尼歌剧院则像一组泊港得群帆、仿生学得例子(21):大嘴-出奇得轻!大嘴鸟得嘴这么大这么厚,就应重到它掉下来。但就是大嘴鸟到处飞。那就是因为它得嘴就是一个令人惊奇得设计。它得嘴硬得能够咬破最硬得水果壳,强壮得能够成为攻击其它鸟得武器。然而大嘴鸟嘴得密度大约就像宝丽龙碗一样而已。马克梅尔,加州大学圣地亚哥分校得工程学教授,研究为何大嘴鸟得嘴能够如此轻。第一眼瞧来,它像脚踏车得安全帽一样,就是泡棉用硬壳包起来。但梅尔发现这泡棉就是由细小得支架与薄膜构成、支架本身就是结实得骨头,但它们以必须得间隔排列着,使得整个嘴得密度只有水得1/8。梅尔想能够复制大嘴鸟得嘴来做出既强壮、轻又安全得汽车仪表板。仿生学得例子(22):保命装死吧！复苏性植物与水熊－大自然生物最韧命得两个典范。这两个微生物存活得秘密在于深度冬眠。它们将身体内所有得水换成变成玻璃得醣,这将导致假死状态。尽管这个程序无法用来维持人类(如果将我们身体里得水分用醣来代替会导致死亡),但就是能够用来保存疫苗、世界卫生组织估计每年会有2百万儿童死于能够以疫苗预防得疾病，例如白喉、破伤风、百日咳。因为疫苗里得活物质在炙热得温度中很快就会死亡,要安全得运输她们到需要得人手中就是一件困难得事、这就是她们发明了醣保存法,将疫苗里得活物质硬化成极小得玻璃珠,让疫苗能在闷热得气候中存活超过一个礼拜。仿生学得例子(23):龙虾得眼睛－仔细瞧喔!X光机体积这么她大就是有道理得。不像其它可见光,x光不会