仿生学(共59张课件)

第六章仿生学仿生学简介信息仿生控制仿生拟态仿生力学仿生化学仿生整体仿生主要内容中国古汉文中的仿生思想

一、仿生学简介1、仿生学之起源

凤蓬草轮子鱼尾船橹人眼晶状体透镜生物电电池鸟飞机生活中的仿生学

2、仿生学的概念

仿生学(Bionics)

—模仿生物系统的原理以建造技术系统，或者使人造技术系统具有生物系统特征或类似特征的科学。

3、仿生学研究的相关领域

仿生学是一门建立在多学科边缘上的综合性学科，包括生理学、神经学、医学、化学、数学、电子学、信息学等学科。

生物体生物模型数学模型技术模型技术装置4、仿生学的研究方法数学生物电烙铁

5、仿生学符号.青蛙与电子蛙眼.水母与电子耳二、信息仿生

1、青蛙与电子蛙眼4种神经节细胞边缘侦查器昆虫侦察器事件侦察器光强减弱感受器青蛙的视觉系统

由透镜(晶状体)在视网膜上形成光学图像后，经过视细胞、双极细胞、输出细胞(神经节细胞)而送往大脑中枢。

“水母耳”风暴预测仪2、水母耳与电子耳.蛇的红外探测.蝙蝠与超声波.蛾的反雷达技术.动物的天然导航三、控制仿生

颊窝

颊窝是一个红外感受器，对周围温度变化极为敏感，能感受0.001℃的温度变化。这类蛇能在夜间准确判断周围恒温动物的位置。1、蛇的红外探测

蛇田鼠热血动物身体向外散热蛇通过感受器探测到热源

红外探测器

蝙蝠的捕食2、蝙蝠与超声波

飞行中的蝙蝠超声波声音反射波蛾

蝙蝠的回声定位超声信号被反射脑

蝙蝠的声纳处理参考波刺激接受器载有信息的超声波发出的超声波

3、夜蛾的反雷达技术反雷达技术使夜蛾死里逃生

夜蛾的反雷达技术鼓膜器鼓膜器振动器胸神经节神经纤维气囊听觉细胞感受器鼓膜角质皱折非听觉细胞听觉系统

千里迁徙万里洄游4、动物的天然导航

动物的天然导航

一些动物利用日月星辰导航，也有些动物利用海流、海水成分、地磁场、重力场等进行导航，为研制通讯设备和新型导航仪器提供启迪。

生物界中普遍存在着拟态，将拟态用于工程技术中去就叫拟态仿生。四、拟态仿生

动物的拟态与保护色

章鱼的伪装术

坦克的迷彩着装三色迷彩的德国“豹”I坦克在电视成像下的效果

坦克的迷彩着装.生物与造船.生物与飞机.生物与建筑五、力学仿生

1、生物与造船“复仇号”帆船①体形的模仿

鱼雷

俄罗斯海军新型核潜艇

模仿鱼胸鳍制作的船鳍②结构的模仿

模仿鱼、鲸的体表粘液合成

了几种人工粘液，减小湍流

潜水艇在航行时会造成巨大的湍流海豚游动时身边的水流很小人造海豚皮构造图

海豚皮肤构造模式图

鹰击长空啸傲云天2.生物与飞机

达·芬奇设计的扑翼飞机①飞鸟与飞机生物界中普遍存在着拟态，将拟态用于工程技术中去就叫拟态仿生。自然语言\语音\图形\图像信息人工合成物质：普罗美多具有结构和化学两侧不对称性，易于操作，能用来研究膜的向量功能(如传递等)。内核软件（智能操作系统、天然物质：吗啡、奎宁、利血平鸟飞机反雷达技术使夜蛾死里逃生生物界中普遍存在着拟态，将拟态用于工程技术中去就叫拟态仿生。鸟飞机生物界中普遍存在着拟态，将拟态用于工程技术中去就叫拟态仿生。反雷达技术使夜蛾死里逃生潜水艇在航行时会造成巨大的湍流

飞鸟的体形和翅膀在滑进飞行时与飞机的飞行极为相似人工膜的特点化学组成和厚度与天然膜相似：能有效地分开两种不同的水相；中国古汉文中的仿生思想内核软件（智能操作系统、生物界中普遍存在着拟态，将拟态用于工程技术中去就叫拟态仿生。人工膜的特点化学组成和厚度与天然膜相似：能有效地分开两种不同的水相；反雷达技术使夜蛾死里逃生一些动物利用日月星辰导航，也有些动物利用海流、海水成分、地磁场、重力场等进行导航，为研制通讯设备和新型导航仪器提供启迪。三色迷彩的德国“豹”I坦克在电视成像下的效果自然语言\语音\图形\图像信息人工合成物质：普罗美多天然物质：吗啡、奎宁、利血平嗅敏电阻是一类以SnO2为主体的金属半导体，它是一种表面效应很强的材料动物的拟态与保护色自然语言\语音\图形\图像信息蝙蝠的回声定位鱼尾船橹机器人从月球土壤中提取气体

各种现代先进的飞机能够模仿昆虫在空中花样演习。②昆虫与飞机

昆虫与飞机昆虫翅膀的运动

昆虫飞行时翅膀的运动很复杂，其角度的变化控制比目前的飞行自动驾驶仪还好。

飞机仿造蜻蜓的翅膀配重防止振颤

3、生物与建筑埃菲尔铁塔

埃菲尔铁塔澳大利亚悉尼歌剧院①薄壳结构模仿鱼、鲸的体表粘液合成

了几种人工粘液，减小湍流鸟飞机凤蓬草轮子鱼尾船橹3、仿生学研究的相关领域海豚游动时身边的水流很小一些动物利用日月星辰导航，也有些动物利用海流、海水成分、地磁场、重力场等进行导航，为研制通讯设备和新型导航仪器提供启迪。•能制成超高密度的线路；狗的嗅觉狗的鼻子里的雾受一种蛋白质的控制，将气味分子浓缩后传送给鼻子里的气味感受器上的气味辨别蛋白，当气味辨别蛋白将不同的气味辨别后，被辨别出的特定的气味信号，立即被嗅觉细胞传递给大脑，大脑便知道了所闻到的是一种什么气味。内核软件（智能操作系统、坦克的迷彩着装潜水艇在航行时会造成巨大的湍流生物界中普遍存在着拟态，将拟态用于工程技术中去就叫拟态仿生。达·芬奇设计的扑翼飞机机器人从月球土壤中提取气体内核软件（智能操作系统、东京中银舱体楼

②舱体结构

③圆顶屋佛罗里达的未来世界博物馆.人工合成物质.人工嗅觉.仿生物膜六、化学仿生

１.人工合成物质天然物质：吗啡、奎宁、利血平人工合成物质：普罗美多

狗的嗅觉

狗的鼻子里的雾受一种蛋白质的控制，将气味分子浓缩后传送给鼻子里的气味感受器上的气味辨别蛋白，当气味辨别蛋白将不同的气味辨别后，被辨别出的特定的气味信号，立即被嗅觉细胞传递给大脑，大脑便知道了所闻到的是一种什么气味。２、人工嗅觉

人工嗅觉嗅敏检测仪采集系统嗅敏元件放大系统报警系统报警系统电源嗅敏电阻是一类以SnO2为主体的金属半导体，它是一种表面效应很强的材料

①细胞膜的结构特点３、仿生物膜蛋白分子磷脂分子镶嵌蛋白跨膜蛋白(形成通道)跨膜蛋白

②人工膜

人工膜的特点化学组成和厚度与天然膜相似：能有效地分开两种不同的水相；具有结构和化学两侧不对称性，易于操作，能用来研究膜的向量功能(如传递等)。机器人检修宇宙飞船七、整体仿生智能机器人

1、机器人机器人从月球土壤中提取气体

自然语言\语音\图形\图像信息知识库管理软件求解问题推理软件智能接口软件内核软件（智能操作系统、

编译系统等）

并行处理体系结构知识库硬件