科学·技术·社会　动物与仿生 (3)

1、动物与仿生,教学目标,1、知道什么是仿生学，了解人们利用仿生学原理进行的发明创造。 2、了解几种利用动物的发明 3、激发学生热爱科学，用于探索的精神。,教学重点和难点,教学重点：对仿生学有初步的了解 教学难点：动物仿生的原理,什么是仿生？,仿生学是科学家通过对动物的认真观察和研究，模仿动物的某些结构和功能来发明创造各种仪器设备.,什么是仿生,仿生学需要生物学、生理学、神经学、神经病学、神经生理学、心理学、流行病学、电子学、物理学、生物物理学、生物化学、化学、医学、数学、空气动力学、计算技术、通讯、自动学、控制论、航空和航海工程等领域的工作者进行合作；仿生学的发展，反过来又推动上述科学的进一步发

2、展。,仿生学与其他科学的关系,医学,为延长人类的寿命和战胜衰老、疾病而重点研究的人工器官、人工调节器以及用优生学治疗疾病等，也已经开展了深入研究。动物定向和导航的仿生如海啄、蝙蝠等的超声定位；响尾蛇、铜头蛇的热定位；电鳗和某些昆虫的电磁定位以及研究鸟类的迁飞和鱼、龟、鲸等的洄游机理，从而在改进近程定位和导航及通讯技术等诸方面有的已经应用于生产、生活和军事上，有的还在研制中。在“人-机”关系的仿生学方面，如何使机器“生物化”，已引起了 人们的极大兴趣。,仿生举例,蝙蝠与仿生,蝙蝠,雷达,科学家们就利用蝙蝠的这种回声定位原理，发明了雷达。,雷达,雷达是模仿蝙蝠的这种天然回声定位原理，不过雷达是利用

3、无线电波来发现飞行物目标并自动测量其距离的一种定向和导航装置。它由定向天线、收发开关、发送机、脉冲发生器、接收机、指示器和电源等七个部分组成。雷达一般用于远程飞行物的监视、引导炮火瞄准等方面。20世纪60年代出现的激光雷达也是利用反射波测距和定位的。利用激光雷达可精确地测量月亮与地球的距离,生物力学,生物力学的仿生。科学工作者在研究鸟类、昆虫、鱼类等结构的 基础人已经创造了模拟各种生物在陆上、空中、水里的运动器官。如可供实用的扑冀机；模仿膝关节的液压系统；能提高鱼雷航速的人工海豚皮；以及模仿袋鼠在沙漠运动形式的无轮汽车(跳跃机)等。,生物力学,感觉器官仿生,感觉器官的仿生。根据生物的感觉器官，

4、来研制能够接受、记录和测定信号的装置。特别是各种有关视觉、听觉、嗅觉、触觉以及包括冷热、酸痛、振动和平衡等等感觉方面的新颖传感器。生物的各种感觉器官，经过千万年的锤练，无论在选择性、适应性、灵活性、灵敏度、抗干扰性、微型化等方面，和我们目前各种自动装置中的传感器相比较，都优越得多。,感觉器官与仿生,生物运动器官仿生,生物运动器官的仿生。例如肌肉是一个高效率的发动机，它把化学能变换为机械能，其效率在80%左右，而近代汽轮发电机系统的效率殿只在40%左右。据报道，一种用聚丙烯酸制成的“人造肌肉”已经问世，它的应用远景是广阔的，如用于宇航来控制宙飞船；通过人造肌肉，也可以利用河水与海水之间存在着的天然的化学能差，来获得大量的廉价的机械能。,生物运动器官的仿生,蝴蝶与飞行器,蜻蜓与飞机,总之，仿生学的研究范围相当广范，其内容也已涉及到各种类型 的科学领域。无论是宏观的还是微观的，是整体的还是局部的，是结构的还是功能的，只要生物有优异的