最新現(xiàn)代仿生學(xué)的例子(五篇)

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最新現(xiàn)代仿生學(xué)的例子(五篇)
時(shí)間:2022-12-12 13:34:28     小編:zdfb

每個(gè)人都曾試圖在平淡的學(xué)習(xí)、工作和生活中寫(xiě)一篇文章。寫(xiě)作是培養(yǎng)人的觀(guān)察、聯(lián)想、想象、思維和記憶的重要手段。大家想知道怎么樣才能寫(xiě)一篇比較優(yōu)質(zhì)的范文嗎?下面是小編幫大家整理的優(yōu)質(zhì)范文,僅供參考,大家一起來(lái)看看吧。

現(xiàn)代仿生學(xué)的例子篇一

魚(yú)漂與潛水艇

潛水艇是怎能樣發(fā)明的呢?為了讓一種船既能在水面劃,又能在海底游,科學(xué)家觀(guān)察到了魚(yú)這種動(dòng)物。

魚(yú)肚中有一種東西叫魚(yú)鰾,里面裝滿(mǎn)了空氣。在魚(yú)想潛到水底時(shí),將魚(yú)鰾中的空氣排出,浮力就立刻變小了,魚(yú)可自由地沉下水面。而潛水艇中也有一種機(jī)器,里面也裝滿(mǎn)了空氣,將空氣一排出,潛水艇便能沉下水底??茖W(xué)家是按這個(gè)原理制造的潛水艇。

看,我們?nèi)缃褚呀?jīng)很高級(jí)的潛水艇,原先它們是利用魚(yú)鰾原理而做的。是的,生活中若沒(méi)有動(dòng)物,人類(lèi)將會(huì)失去很多發(fā)明的機(jī)會(huì)。能夠說(shuō),動(dòng)物對(duì)人類(lèi)生活也有很大的幫忙。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(二):

蝙蝠與雷達(dá)

蝙蝠會(huì)釋放出一種超聲波,這種聲波遇見(jiàn)物體時(shí)就會(huì)反彈回來(lái),而人類(lèi)聽(tīng)不見(jiàn)。雷達(dá)就是根據(jù)蝙蝠的這種特性發(fā)明出來(lái)的。在各種地方都會(huì)用到雷達(dá),例如:飛機(jī)、航空等。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(三):

烏賊和魚(yú)雷誘餌

烏賊體內(nèi)的囊狀物能分泌黑色液體,遇到危險(xiǎn)時(shí)它便釋放出這種黑色液體,誘騙攻擊者上當(dāng)。潛艇設(shè)計(jì)者們仿效烏賊的這一功能讀者設(shè)計(jì)出了魚(yú)雷誘餌。魚(yú)雷誘醋似袖珍潛艇,可按潛艇的原航向航行,航速不變,也可模擬噪音、螺旋節(jié)拍、聲信號(hào)和多普勒音調(diào)變化等。正是它這種惟妙惟肖的表演,令敵潛艇或攻擊中的魚(yú)雷真假難辯,最終使?jié)撏У靡蕴用摗?/p>

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(四):

青蛙與電子娃眼

我從《小愛(ài)迪生》這本書(shū)中讀到了“青蛙的眼睛”,《小愛(ài)迪生》上頭說(shuō)的是“青蛙的眼睛只能夠看見(jiàn)動(dòng)的東西”。我將信將疑,問(wèn)了一下爸爸。爸爸說(shuō):“你還是做一個(gè)試驗(yàn)比較好。”我點(diǎn)點(diǎn)頭。

首先,我先找來(lái)一只青蛙,這只青蛙蹲坐在報(bào)紙上,用它警惕的大眼睛

盯著我的一舉一動(dòng),好像警察監(jiān)視罪犯一樣。它身穿美麗的綠皮襖,好像一個(gè)貴婦人,儀態(tài)端莊。

我先把事先拍死的蒼蠅放到它面前。那只蒼蠅好像在青蛙的眼里消失了,對(duì)這“嗟來(lái)之食”無(wú)動(dòng)于衷。我拿出了小細(xì)線(xiàn),將蒼蠅細(xì)心翼翼地扎好,然后在它的眼前不停地?fù)u晃。突然,青蛙的注意力不在我身上了,它目不轉(zhuǎn)睛地盯著那只“會(huì)飛”的蒼蠅。沒(méi)過(guò)一會(huì)兒,只聽(tīng)“撲”的一聲,青蛙伸出了它長(zhǎng)長(zhǎng)的、粉紅色的舌頭,輕輕一卷,便把蒼蠅卷進(jìn)了肚子里。

這次實(shí)驗(yàn)證明了:青蛙的眼睛只能夠看見(jiàn)動(dòng)的東西,看不見(jiàn)不會(huì)動(dòng)的東西。于是,科學(xué)家們便經(jīng)過(guò)青蛙的眼睛發(fā)明了“電子蛙眼”!

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(五):

人工冷光

自從人類(lèi)發(fā)明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光,其余大部分都以熱能的形式浪費(fèi)掉了,并且電燈的熱射線(xiàn)有害于人眼。那么,有沒(méi)有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢人類(lèi)又把目光投向了大自然。

在自然界中,有許多生物都能發(fā)光,如細(xì)菌、真菌、蠕蟲(chóng)、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、昆蟲(chóng)和魚(yú)類(lèi)等,并且這些動(dòng)物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱,所以又被稱(chēng)為“冷光?!痹诒姸嗟陌l(fā)光動(dòng)物中,螢火蟲(chóng)是其中的一類(lèi)。螢火蟲(chóng)約有1500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲(chóng)發(fā)出冷光不僅僅具有很高的發(fā)光效率,并且發(fā)出的冷光一般都很柔和,很適合人類(lèi)的眼睛,光的強(qiáng)度也比較高。所以,生物光是一種人類(lèi)夢(mèng)想的光。

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),螢火蟲(chóng)的發(fā)光器位于腹部。這個(gè)發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。發(fā)光層擁有幾千個(gè)發(fā)光細(xì)胞,它們都包含熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下,熒光素在細(xì)胞內(nèi)水分的參與下,與氧化合便發(fā)出熒光。螢火蟲(chóng)的發(fā)光,實(shí)質(zhì)上是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程。

早在40年代,人們根據(jù)對(duì)螢火蟲(chóng)的研究,創(chuàng)造了日光燈,使人類(lèi)的照明光源發(fā)生了很大變化??茖W(xué)家先是從螢火蟲(chóng)的發(fā)光器中分離出了純熒光素,之后又分離出了熒光酶,之后,又用化學(xué)方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿(mǎn)爆炸性瓦斯的礦井中當(dāng)閃光燈。由于這種光沒(méi)有電源,不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),因而能夠在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

人們已能用摻和某些化學(xué)物質(zhì)的方法得到類(lèi)似生物光的冷光,作為安全照明用。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(六):

蜘蛛和裝甲

生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)蜘蛛絲的強(qiáng)度相當(dāng)于同等體積的鋼絲的5倍。受此啟發(fā),英國(guó)劍橋一所技術(shù)公司試制成猶如蜘蛛絲一樣的高強(qiáng)度纖維。用這種纖維做成的復(fù)合材料能夠用來(lái)做防彈衣、防彈車(chē)、坦克裝甲車(chē)等結(jié)構(gòu)材料。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(七):[整理]

電魚(yú)與伏特電池

自然界中有許多生物都能產(chǎn)生電,僅僅是魚(yú)類(lèi)就有500余種。人們將這些能放電的魚(yú),統(tǒng)稱(chēng)為“電魚(yú)”。

各種電魚(yú)放電的本領(lǐng)各不相同。放電本事最強(qiáng)的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產(chǎn)生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產(chǎn)生的電壓高達(dá)220伏;非洲電鯰能產(chǎn)生350伏的電壓;電鰻能產(chǎn)生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產(chǎn)生高達(dá)880伏的電壓,稱(chēng)得上電擊冠軍,據(jù)說(shuō)它能擊斃像馬那樣的大動(dòng)物。

電魚(yú)放電的奧秘究竟在哪里經(jīng)過(guò)對(duì)電魚(yú)的解剖研究,最終發(fā)此刻電魚(yú)體內(nèi)有一種奇特的發(fā)電器官。這些發(fā)電器官是由許多叫電板或電盤(pán)的半透明的盤(pán)形細(xì)胞構(gòu)成的。由于電魚(yú)的種類(lèi)不一樣,所以發(fā)電器的形狀、位置、電板數(shù)都不一樣。電鰻的發(fā)電器呈棱形,位于尾部脊椎兩側(cè)的肌肉中;電鰩的發(fā)電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線(xiàn)兩側(cè),共有200萬(wàn)塊電板;電鯰的發(fā)電器起源于某種腺體,位于皮膚與肌肉之間,約有500萬(wàn)塊電板。單個(gè)電板產(chǎn)生的電壓很微弱,但由于電板很多,產(chǎn)生的電壓就很大了。

電魚(yú)這種非凡的本領(lǐng),引起了人們極大的興趣。19世紀(jì)初,意大利物理學(xué)家伏特,以電魚(yú)發(fā)電器官為模型,設(shè)計(jì)出世界上最早的伏特電池。因?yàn)檫@種電池是根據(jù)電魚(yú)的天然發(fā)電器設(shè)計(jì)的,所以把它叫做“人造電器官”。對(duì)電魚(yú)的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚(yú)的發(fā)電器官,那么,船舶和潛水艇等的動(dòng)力問(wèn)題便能得到很好的解決。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(八):

水母的順風(fēng)耳

在自然界中,水母,早在5億多年前,它們就已經(jīng)在海水里生活了。“可是,水母跟順風(fēng)耳又有什么關(guān)系呢?”人們肯定會(huì)問(wèn)這樣一個(gè)問(wèn)題。因?yàn)?,水母在風(fēng)暴來(lái)臨之前,就會(huì)成群結(jié)隊(duì)地游向大海,就預(yù)示風(fēng)暴即將來(lái)臨。可是,這又與“順風(fēng)耳”有什么關(guān)系呢?原先,在藍(lán)色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產(chǎn)生的次聲波(頻率為8~13赫茲),是風(fēng)暴來(lái)臨之前的預(yù)告。這種次聲波,人耳是聽(tīng)不到的,而對(duì)水母來(lái)說(shuō)卻是易如反掌。科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),水母的耳朵里長(zhǎng)著一個(gè)細(xì)柄,柄上有個(gè)小球,球內(nèi)有塊小小的聽(tīng)石??茖W(xué)家仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能,設(shè)計(jì)了水母耳風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀,相當(dāng)精確地模擬了水母感受次聲波的器官。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(九):

失重現(xiàn)象

長(zhǎng)頸鹿之所以能將血液經(jīng)過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)的頸輸送到頭部,是由于長(zhǎng)頸鹿的血壓很高。據(jù)測(cè)定,長(zhǎng)頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍。這樣高的血壓為什么不會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)頸鹿患腦溢血而死亡呢?這和長(zhǎng)頸鹿身體的結(jié)構(gòu)有關(guān)。首先,長(zhǎng)頸鹿血管周?chē)募∪馐职l(fā)達(dá),能壓縮血管,控制血流量;同時(shí)長(zhǎng)頸鹿腿部及全身的皮膚和筋膜繃得很緊,利于下肢的血液向上回流??茖W(xué)家由此受到啟示,在訓(xùn)練宇航員對(duì),設(shè)置一種特殊器械,讓宇航員利用這種器械每一天鍛煉幾小時(shí),以防止宇航員血管周?chē)∪馔嘶辉谟钪骘w船升空時(shí),科學(xué)家根據(jù)長(zhǎng)頸鹿利用緊繃的皮膚可控制血管壓力的原理,研制了飛行服——“抗荷服”。抗荷服上安有充氣裝置,隨著飛船速度的增高,抗荷服能夠充入必須量的氣體,從而對(duì)血管產(chǎn)生必須的壓力,使宇航員的血壓堅(jiān)持正常。同時(shí),宇航員腹部以下部位是套入抽去空氣的密封裝置中的,這樣能夠減小宇航員腿部的血壓,利于身體上部的血液向下肢輸送。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(十):

蛋殼與薄殼建筑

蛋殼呈拱形,跨度大,包括許多力學(xué)原理。雖然它僅有2mm的厚度,但使用鐵錘敲砸也很難破壞它。建筑學(xué)家模仿它進(jìn)行了薄殼建筑設(shè)計(jì)。這類(lèi)建筑有許多優(yōu)點(diǎn):用料少,跨度大,堅(jiān)固耐用。薄殼建筑也并非都是拱形,舉世聞名的悉尼歌劇院則像一組泊港的群帆。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(十一):

斑馬與斑馬線(xiàn)

斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒(méi)有什么兩樣,它們身上的條紋是為適應(yīng)生存環(huán)境而衍化出來(lái)的保護(hù)色。在所有斑馬中,細(xì)斑馬長(zhǎng)得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圓又大,條紋細(xì)密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥(niǎo)等共處,以抵御天敵。人類(lèi)將斑馬條紋應(yīng)用到軍事上是一個(gè)是很成功仿生學(xué)例子。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(十二):

蝴蝶與人造衛(wèi)星

五彩的蝴蝶錦色粲然,如重月紋鳳蝶,褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其后翅在陽(yáng)光下時(shí)而金黃,時(shí)而翠綠,有時(shí)還由紫變藍(lán)。科學(xué)家經(jīng)過(guò)對(duì)蝴蝶色彩的研究,為軍事防御帶來(lái)了極大的裨益。在二戰(zhàn)期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機(jī)摧毀其軍事目標(biāo)和其他防御設(shè)施。蘇聯(lián)昆蟲(chóng)學(xué)家施萬(wàn)維奇根據(jù)當(dāng)時(shí)人們對(duì)偽裝缺乏認(rèn)識(shí)的情景,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發(fā)現(xiàn)的道理,在軍事設(shè)施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。所以,盡管德軍費(fèi)盡心機(jī),但列寧格勒的軍事基地仍安然無(wú)恙,為贏(yíng)得最終的勝利奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)同樣的原理,之后人們還生產(chǎn)出了迷彩服,大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。

人造衛(wèi)星在太空中由于位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時(shí)溫差可高達(dá)兩、三百度,嚴(yán)重影響許多儀器的正常工作??茖W(xué)家們受蝴蝶身上的鱗片會(huì)隨陽(yáng)光的照射方向自動(dòng)變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā),將人造衛(wèi)星的控溫系統(tǒng)制成了葉片正反兩面輻射、散熱本事相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉(zhuǎn)動(dòng)位置安裝有對(duì)溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開(kāi)合,從而堅(jiān)持了人造衛(wèi)星內(nèi)部溫度的恒定,解決了航天事業(yè)中的一大難題。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(十三):

兀鷲是世界上最大的食腐鳥(niǎo)類(lèi),專(zhuān)門(mén)吃死去的動(dòng)物的尸體。

兀鷲能夠在空中飛行數(shù)小時(shí)尋找動(dòng)物的尸體而不會(huì)疲憊。其他種類(lèi)的鳥(niǎo)類(lèi)要想做到這一點(diǎn)就必須消耗很多的能量,而兀鷲飛行同樣的時(shí)間所消耗的能量卻很少??茖W(xué)家們經(jīng)過(guò)觀(guān)察發(fā)現(xiàn),兀鷲在飛行時(shí)翅膀幾乎是不動(dòng)的,它們主要是靠上升氣流為其飛行供給足夠的升力。與其說(shuō)兀鷲是在空中飛行,還不如說(shuō)兀鷲是在空中滑翔。兀鷲能夠做到這一點(diǎn),除了兀鷲的翅膀十分寬大外,翅膀的形狀也起到了很大的作用??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),兀鷲在空中飛行時(shí)幾乎不需要振動(dòng)翅膀,這就意味著這種飛行方式幾乎不用消耗能量。這就解釋了兀鷲在空中長(zhǎng)時(shí)間飛行而不會(huì)疲憊的原因。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)??茖W(xué)家們制造了一艘仿生小型載人潛艇。這艘潛艇與傳統(tǒng)潛艇的區(qū)別是加裝了仿兀鷲翅膀的結(jié)構(gòu),類(lèi)似于飛機(jī)的機(jī)翼。這一看似簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)卻給這艘潛艇供給了相當(dāng)大額外的動(dòng)力,能夠使這艘潛艇借助于洋流在海水中“滑翔”。也就是說(shuō),在加裝相等的燃料的情景下,仿生潛艇的續(xù)航里程是傳統(tǒng)潛艇的幾倍。這就為科學(xué)家進(jìn)行海洋科研供給了便利。

以前,科學(xué)家們對(duì)某一海域的海底進(jìn)行研究時(shí),必須先到達(dá)指定海域,然后釋放科研潛艇,并且,必須受時(shí)間的限制。因?yàn)閭鹘y(tǒng)潛艇的續(xù)航里程實(shí)在是有限。為此,科學(xué)家們不得不放棄很多立刻就要觀(guān)察到的現(xiàn)象,這對(duì)科研是很大的影響。而新型仿生科研潛艇就完美的解決這一難題。利用這種潛艇進(jìn)行科研不必非要到達(dá)預(yù)定海域,在水下潛行也幾乎不受時(shí)間的限制。這就為某些特殊的海洋科研的開(kāi)展供給了便利。

比如,利用這種潛艇能夠長(zhǎng)時(shí)間地觀(guān)察珊瑚礁周邊的生物活動(dòng)情景;能夠潛入更深的海里觀(guān)察深海生物的活動(dòng)規(guī)律等。這對(duì)人類(lèi)認(rèn)識(shí)海洋,保護(hù)海洋,開(kāi)發(fā)利用海洋都有著不可估量的意義。造物主的神奇給人類(lèi)以巨大的啟迪,仿生學(xué)的研究也才剛剛開(kāi)始。向動(dòng)物學(xué)習(xí),我們還有很長(zhǎng)的路要走。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(十四):

甲蟲(chóng)與炮彈

氣步甲炮蟲(chóng)自衛(wèi)時(shí),可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”,以迷惑、刺激和驚嚇敵害。科學(xué)家將其解剖后發(fā)現(xiàn)甲蟲(chóng)體內(nèi)有3個(gè)小室,分別儲(chǔ)有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng),瞬間就成為100℃的毒液,并迅速射出。這種原理已應(yīng)用于軍事技術(shù)中。二戰(zhàn)期間,德國(guó)納粹為了戰(zhàn)爭(zhēng)的需要,據(jù)此機(jī)理制造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發(fā)動(dòng)機(jī),安裝在飛航式導(dǎo)彈上,使之飛行速度加快,安全穩(wěn)定,命中率提高,英國(guó)倫敦在受其轟炸時(shí)損失慘重。美國(guó)軍事專(zhuān)家受甲蟲(chóng)噴射原理的啟發(fā)研制出了先進(jìn)的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產(chǎn)生毒劑的化學(xué)物質(zhì)分裝在兩個(gè)隔開(kāi)的容器中,炮彈發(fā)射后隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內(nèi)混合并發(fā)生反應(yīng),在到達(dá)目標(biāo)的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易于生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸,安全且不易失效。螢火蟲(chóng)可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成光能,且轉(zhuǎn)化效率達(dá)100%,而普通電燈的發(fā)光效率僅有6%。人們模仿螢火蟲(chóng)的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍,大大節(jié)儉了能量。另外,根據(jù)甲蟲(chóng)的視動(dòng)反應(yīng)機(jī)制研制成功的空對(duì)地速度計(jì)已成功地應(yīng)用于航空事業(yè)中。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(十五):

蜻蜓與平衡重錘

蜻蜒經(jīng)過(guò)翅膀振動(dòng)可產(chǎn)生不一樣于周?chē)髿獾木植坎环€(wěn)定氣流,井利用氣流產(chǎn)生的渦流來(lái)使自我上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向后和左右兩側(cè)飛行,其向前飛行速度可達(dá)72km小時(shí)。此外,蜻蜒的飛行行為簡(jiǎn)單,僅靠?jī)蓪?duì)翅膀不停地拍打??茖W(xué)家據(jù)此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研制成功了直升飛機(jī)。飛機(jī)在高速飛行時(shí),常會(huì)引起劇烈振動(dòng),甚至有時(shí)會(huì)折斷機(jī)翼而引起飛機(jī)失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時(shí)安然無(wú)恙,于是人們仿效蜻蜒在飛機(jī)的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動(dòng)這個(gè)令人棘手的問(wèn)題。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(十六):

蒼蠅與平衡棒

昆蟲(chóng)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),蒼蠅的后翅退化成一對(duì)平衡棒。當(dāng)它飛行時(shí),平衡棒以必須的頻率進(jìn)行機(jī)械振動(dòng),能夠調(diào)節(jié)翅膀的運(yùn)動(dòng)方向,是堅(jiān)持蒼蠅身體平衡的導(dǎo)航儀??茖W(xué)家據(jù)此原理研制成一代新型導(dǎo)航儀——振動(dòng)陀螺儀,大大改善了飛機(jī)的飛行性能llj,可使飛機(jī)自動(dòng)停止危險(xiǎn)的滾翻飛行,在機(jī)體強(qiáng)烈傾斜時(shí)還能自動(dòng)恢復(fù)平衡,即使是飛機(jī)在最復(fù)雜的急轉(zhuǎn)彎時(shí)也萬(wàn)無(wú)一失。蒼蠅的復(fù)眼包含4000個(gè)可獨(dú)立成像的單眼,能看清幾乎360。范圍內(nèi)的物體。在蠅眼的啟示下,人們制成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高分辨率照片的蠅眼照相機(jī),在軍事、醫(yī)學(xué)、航空、航天上被廣泛應(yīng)用。蒼蠅的嗅覺(jué)異常靈敏并能對(duì)數(shù)十種氣味進(jìn)行快速分析且可立即作出反應(yīng)??茖W(xué)家根據(jù)蒼蠅嗅覺(jué)器官的結(jié)構(gòu),把各種化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成電脈沖的方式,制成了十分靈敏的小型氣體分析儀,已廣泛應(yīng)用于宇宙飛船、潛艇和礦井等場(chǎng)所來(lái)檢測(cè)氣體成分,使科研、生產(chǎn)的安全系數(shù)更為準(zhǔn)確、可靠。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(十七):

蜂巢與偏振光導(dǎo)航儀

蜂巢由一個(gè)個(gè)排列整齊的六棱柱形小蜂房組成,每個(gè)小蜂房的底部由3個(gè)相同的菱形組成,這些結(jié)構(gòu)與近代數(shù)學(xué)家精確計(jì)算出來(lái)的——菱形鈍角109。28’,銳角70。32’完全相同,是最節(jié)省材料的結(jié)構(gòu),且容量大、極堅(jiān)固,令許多專(zhuān)家贊嘆不止。人們仿其構(gòu)造用各種材料制成蜂巢式夾層結(jié)構(gòu)板,強(qiáng)度大、重量輕、不易傳導(dǎo)聲和熱,是建筑及制造航天飛機(jī)、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等的夢(mèng)想材料。蜜蜂復(fù)眼的每個(gè)單眼中相鄰地排列著對(duì)偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太陽(yáng)準(zhǔn)確定位??茖W(xué)家據(jù)此原理研制成功了偏振光導(dǎo)航儀,早已廣泛用于航海事業(yè)中。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(十八):

翠鳥(niǎo)是一種可愛(ài)的小型鳥(niǎo)類(lèi),以捕食水中的小魚(yú)為生。

但我們都明白,水面會(huì)反射太陽(yáng)的光線(xiàn)。當(dāng)我們俯瞰水面時(shí)會(huì)受到反射光的影響,看不清水下的情景。如果水是流動(dòng)的或水面受風(fēng)的影響而產(chǎn)生波浪,就更加看不清水下的情景。那么翠鳥(niǎo)是如何對(duì)水下的情景“一目了然”的呢?答案就藏在翠鳥(niǎo)的眼睛里。翠鳥(niǎo)的眼睛與人類(lèi)相比除了大小差別很大外,結(jié)構(gòu)也存在著巨大差異。翠鳥(niǎo)的眼睛里有一種特殊的細(xì)胞,能夠?yàn)V除太陽(yáng)光中的藍(lán)色光。而太陽(yáng)光中的藍(lán)光是導(dǎo)致我們看不清水面的主要光線(xiàn),所以,翠鳥(niǎo)能夠輕而易舉的看清水下的情景。而人類(lèi)的眼睛中沒(méi)有這種特殊的細(xì)胞,所以我們看不清水下的情景。

翠鳥(niǎo)眼睛的特殊功能對(duì)我們?nèi)祟?lèi)有什么啟示呢?科學(xué)家仿照翠鳥(niǎo)的眼睛制造了一臺(tái)仿生學(xué)攝像機(jī),這臺(tái)攝像機(jī)除了具有傳統(tǒng)攝像機(jī)的攝像功能外,還有一個(gè)特殊功能,那就是能夠?yàn)V除太陽(yáng)光中的任何一種光線(xiàn)。顯然,這臺(tái)仿生攝像機(jī)的功能比翠鳥(niǎo)的眼睛還要強(qiáng)大。為了驗(yàn)證這臺(tái)攝像機(jī)的功能,科學(xué)家們做了比較試驗(yàn)。將傳統(tǒng)攝像機(jī)安放在直升機(jī)上對(duì)波濤洶涌的大海進(jìn)行航拍,得到的圖像很單一,監(jiān)視器上僅僅出現(xiàn)了藍(lán)色的海浪。而將仿翠鳥(niǎo)眼睛攝像機(jī)安放在直升機(jī)上對(duì)同一海域進(jìn)行航拍時(shí),監(jiān)視器上出現(xiàn)了不一樣的情景:這片海域有兩頭海豚和三頭座頭鯨,其中有一頭是幼鯨。這樣的結(jié)果令科學(xué)家喜出望外。有了這樣的攝像機(jī),科學(xué)家們就有可能對(duì)鯨類(lèi)的覓食、遷徙、繁殖等習(xí)性進(jìn)行跟蹤研究,從而保護(hù)這類(lèi)瀕危物種。這對(duì)維護(hù)海洋的生態(tài)平衡、保護(hù)物種多樣性具有巨大的意義。當(dāng)然,筆者不期望這種高端產(chǎn)品落入日本的捕鯨者手里,否則,后果不堪設(shè)想!

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(十九):

蒼蠅與小型氣體分析儀

令人厭惡的蒼蠅,與宏偉的航天事業(yè)似乎風(fēng)馬牛不相及,但仿生學(xué)卻把它們緊密地聯(lián)系起來(lái)了。

蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺(jué)異常靈敏,遠(yuǎn)在幾千米外的氣味也能嗅到。可是蒼蠅并沒(méi)有“鼻子”,它靠什么來(lái)充當(dāng)嗅覺(jué)的呢原先,蒼蠅的“鼻子”——嗅覺(jué)感受器分布在頭部的一對(duì)觸角上。

每個(gè)“鼻子”僅有一個(gè)“鼻孔”與外界相通,內(nèi)含上百個(gè)嗅覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞。若有氣味進(jìn)入“鼻孔”,這些神經(jīng)立即把氣味刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)電脈沖,送往大腦。大腦根據(jù)不一樣氣味物質(zhì)所產(chǎn)生的神經(jīng)電脈沖的不一樣,就可區(qū)別出不一樣氣味的物質(zhì)。所以,蒼蠅的觸角像是一臺(tái)靈敏的氣體分析儀。

仿生學(xué)家由此得到啟發(fā),根據(jù)蒼蠅嗅覺(jué)器的結(jié)構(gòu)和功能,仿制成一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把十分纖細(xì)的微電極插到蒼蠅的嗅覺(jué)神經(jīng)上,將引導(dǎo)出來(lái)的神經(jīng)電信號(hào)經(jīng)電子線(xiàn)路放大后,送給分析器;分析器一經(jīng)發(fā)現(xiàn)氣味物質(zhì)的信號(hào),便能發(fā)出警報(bào)。這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來(lái)檢測(cè)艙內(nèi)氣體的成分。

這種小型氣體分析儀,也可測(cè)量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理,還可用來(lái)改善計(jì)算機(jī)的輸入裝置和有關(guān)氣體色層分析儀的結(jié)構(gòu)原理中。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(二十):

貓頭鷹是完美的夜間捕獵者,是鼠類(lèi)等小型哺乳動(dòng)物的天敵。

它們能夠悄無(wú)聲息地飛向獵物發(fā)起致命一擊。要明白,老鼠的聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)等感官及其靈敏,貓頭鷹是如何做到悄無(wú)聲息靠近獵物的呢?科學(xué)家對(duì)貓頭鷹的翅膀做了深入的研究。他們發(fā)現(xiàn)貓頭鷹的翅膀及其柔軟,好像天鵝絨一般。這種材質(zhì)的翅膀?yàn)槭裁茨艽蠓冉档驮胍裟??科學(xué)家們把貓頭鷹翅膀模型放在風(fēng)洞中進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)空氣基本上是貼著翅膀表面流動(dòng)的,這就減小了空氣的振動(dòng)。這種材質(zhì)的翅膀在飛行時(shí)能大幅度減少翅膀后面的空氣擾流,從而大幅度降低噪音。而形狀相同、材質(zhì)不一樣的翅膀模型放入風(fēng)洞中進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)空氣流經(jīng)翅膀時(shí)不會(huì)緊貼翅膀表面,擾流比較嚴(yán)重,噪音也大。

難道我們要把飛機(jī)的翅膀粘上天鵝絨嗎?顯然不行。飛機(jī)的翅膀和貓頭鷹的翅膀有很多區(qū)別,照抄照搬顯然是不科學(xué)的。那么貓頭鷹的翅膀還有什么值得模仿的呢?

科學(xué)家又做了一個(gè)比較試驗(yàn),讓貓頭鷹和家鴿近距離飛過(guò)一層羽毛。家鴿的體型與貓頭鷹相仿,是很好的比較對(duì)象。試驗(yàn)的結(jié)果是:當(dāng)貓頭鷹飛過(guò)這些羽毛時(shí),羽毛基本是不動(dòng)的;而當(dāng)鴿子飛過(guò)這些羽毛時(shí),羽毛被大幅度的攪動(dòng)。為什么會(huì)有這么大的差別呢?科學(xué)家對(duì)貓頭鷹和鴿子的翅膀形狀進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)貓頭鷹的翅膀邊緣呈鋸齒狀。正是這種特殊的形狀降低了空氣的波動(dòng),加上特殊的材質(zhì),從而降低了噪音?;谶@一發(fā)現(xiàn),科學(xué)家制造了一臺(tái)有著鋸齒狀邊緣的仿生風(fēng)機(jī)。與傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)相比,這臺(tái)仿生風(fēng)機(jī)的噪音降低了80%,并且節(jié)儉了能源。要明白,從電腦的散熱風(fēng)扇到大型客機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī),從家用電風(fēng)扇到大型中央空調(diào)的散熱器,風(fēng)扇幾乎無(wú)處不在。如果這些風(fēng)扇都能換成仿生風(fēng)扇,將大幅度降低噪音和能源消耗,對(duì)節(jié)儉資源、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)人與自然和諧相處都有著不可估量的現(xiàn)實(shí)意義。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(二十一):

蝴蝶和衛(wèi)星控溫系統(tǒng)

遨游太空的人造衛(wèi)星,當(dāng)受到陽(yáng)光強(qiáng)烈輻射時(shí),衛(wèi)星溫度會(huì)高達(dá)200攝氏度;而在陰影區(qū)域,衛(wèi)星溫度會(huì)下降至零下200攝氏度左右,這很容易烤壞或凍壞衛(wèi)星上的精密儀器儀表,它一度曾使航天科學(xué)家傷透了腦筋。之后,人們從蝴蝶身上受到啟迪。原先,蝴蝶身體表面生長(zhǎng)著一層細(xì)小的鱗片,這些鱗片有調(diào)節(jié)體溫的作用。每當(dāng)氣溫上升、陽(yáng)光直射時(shí),鱗片自動(dòng)張開(kāi),以減少陽(yáng)光的輻射角度,從而減少對(duì)陽(yáng)光熱能的吸收;當(dāng)外界氣溫下降時(shí),鱗片自動(dòng)閉合,緊貼體表,讓陽(yáng)光直射鱗片,從而把體溫控制在正常范圍之內(nèi)??茖W(xué)家經(jīng)過(guò)研究,為人造地球衛(wèi)星設(shè)計(jì)了一種猶如蝴蝶鱗片般的控溫系統(tǒng)。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(二十二):

壁虎腳趾對(duì)制造能反復(fù)使用的粘性錄音帶供給了令人鼓舞的前景。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(二十三):

長(zhǎng)頸鹿和“抗荷服”

長(zhǎng)頸鹿是目前世界上最高的動(dòng)物,其大腦和心臟的距離約3米,完全是靠高達(dá)160~260毫米汞柱的血壓把血液送到大腦的。按一般分析,當(dāng)長(zhǎng)頸鹿低頭飲水時(shí),大腦的位置低于心臟,很多的血液會(huì)涌入大腦,使血壓更加增高,那么長(zhǎng)頸鹿會(huì)在飲水時(shí)得腦充血或血管破烈等疾病而死??墒枪陂L(zhǎng)頸鹿身上的一層、厚皮緊緊箍住了血管,限制了血壓,飛機(jī)設(shè)計(jì)師和航空生物學(xué)家依照長(zhǎng)頸鹿皮膚原理,設(shè)計(jì)出一種新穎的“抗荷服”,從而解決了超高速殲擊機(jī)駕駛員在突然加速爬升時(shí)因腦部缺血而引起的痛苦。這種“抗荷服”內(nèi)有一裝置,當(dāng)飛機(jī)加速時(shí)可壓縮空氣,也能對(duì)血管產(chǎn)生相應(yīng)的壓力,這比長(zhǎng)頸鹿的厚皮更高明了。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(二十四):

模擬藍(lán)藻的不完全光合器,將設(shè)計(jì)出仿生光解水的裝置,從而可獲得很多的氫氣。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子(二十五):

貝用它的蛋白質(zhì)生成的膠體十分牢固,這樣一種膠體可應(yīng)用在從外科手術(shù)的縫合到補(bǔ)船等一切事情上。

現(xiàn)代仿生學(xué)的例子篇二

振動(dòng)陀螺儀

蒼蠅為人類(lèi)做出了的偉大的貢獻(xiàn)。

令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業(yè)似乎風(fēng)馬牛不相及,但仿生學(xué)卻把它們緊密地聯(lián)系起來(lái)了。蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺(jué)特別靈敏,遠(yuǎn)在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅并沒(méi)有“鼻子”,它靠什么來(lái)充當(dāng)嗅覺(jué)的呢?原來(lái),蒼蠅的“鼻子”——嗅覺(jué)感受器分布在頭部的一對(duì)觸角上。每個(gè)“鼻子”只有一個(gè)“鼻孔”與外界相通,內(nèi)含上百個(gè)嗅覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞。若有氣味進(jìn)入“鼻孔”,這些神經(jīng)立即把氣味刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)電脈沖,送往大腦。大腦根據(jù)不同氣味物質(zhì)所產(chǎn)生的神經(jīng)電脈沖的不同,就可區(qū)別出不同氣味的物質(zhì)。因此,蒼蠅的觸角像是一臺(tái)靈敏的氣體分析儀。仿生學(xué)家由此得到啟發(fā),根據(jù)蒼蠅嗅覺(jué)器官的結(jié)構(gòu)和功能,仿制成一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細(xì)的微電極插到蒼蠅的嗅覺(jué)神經(jīng)上,將引導(dǎo)出來(lái)的神經(jīng)電信號(hào)經(jīng)電子線(xiàn)路放大后,送給分析器;分析器一經(jīng)發(fā)現(xiàn)氣味物質(zhì)的信號(hào),便能發(fā)出警報(bào)。這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來(lái)檢測(cè)艙內(nèi)氣體的成分。這種小型氣體分析儀,也可測(cè)量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理,還可用來(lái)改進(jìn)計(jì)算機(jī)的輸入裝置和有關(guān)氣體色層分析儀的結(jié)構(gòu)原理中。另外蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是個(gè)“天然導(dǎo)航儀”,人們模仿它制成了“振動(dòng)陀螺儀”。這種儀器已經(jīng)應(yīng)用在火箭和高速飛機(jī)上,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛。

蝙蝠與雷達(dá)

蝙蝠會(huì)釋放出一種超聲波,這種聲波遇見(jiàn)物體時(shí)就會(huì)反彈回來(lái),而人類(lèi)聽(tīng)不見(jiàn)。雷達(dá)就是根據(jù)蝙蝠的這種特性發(fā)明出來(lái)的。在各種地方都會(huì)用到雷達(dá),例如:飛機(jī)、航空等。

人工冷光

自從人類(lèi)發(fā)明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光,其余大部分都以熱能的形式浪費(fèi)掉了,而且電燈的熱射線(xiàn)有害于人眼。那么,有沒(méi)有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢?人類(lèi)又把目光投向了大自然。

在自然界中,有許多生物都能發(fā)光,如細(xì)菌、真菌、蠕蟲(chóng)、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、昆蟲(chóng)和魚(yú)類(lèi)等,而且這些動(dòng)物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱,所以又被稱(chēng)為“冷光?!痹诒姸嗟陌l(fā)光動(dòng)物中,螢火蟲(chóng)是其中的一類(lèi)。螢火蟲(chóng)約有1500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲(chóng)發(fā)出冷光不僅具有很高的發(fā)光效率,而且發(fā)出的冷光一般都很柔和,很適合人類(lèi)的眼睛,光的強(qiáng)度也比較高。因此,生物光是一種人類(lèi)理想的光。

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),螢火蟲(chóng)的發(fā)光器位于腹部。這個(gè)發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。發(fā)光層擁有幾千個(gè)發(fā)光細(xì)胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下,熒光素在細(xì)胞內(nèi)水分的參與下,與氧化合便發(fā)出熒光。螢火蟲(chóng)的發(fā)光,實(shí)質(zhì)上是把?化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程。

早在40年代,人們根據(jù)對(duì)螢火蟲(chóng)的研究,創(chuàng)造了日光燈,使人類(lèi)的照明光源發(fā)生了很大變化??茖W(xué)家先是從螢火蟲(chóng)的發(fā)光器中分離出了純熒光素,后來(lái)又分離出了熒光酶,接著,又用化學(xué)方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿(mǎn)爆炸性瓦斯的礦井中當(dāng)閃光燈。由于這種光沒(méi)有電源,不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

人們已能用摻和某些化學(xué)物質(zhì)的方法得到類(lèi)似生物光的冷光,作為安全照明用。

電魚(yú)與伏特電池

自然界中有許多生物都能產(chǎn)生電,僅僅是魚(yú)類(lèi)就有500余種。人們將這些能放電的魚(yú),統(tǒng)稱(chēng)為“電魚(yú)”。

各種電魚(yú)放電的本領(lǐng)各不相同。放電能力最強(qiáng)的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產(chǎn)生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產(chǎn)生的電壓高達(dá)220伏;非洲電鯰能產(chǎn)生350伏的電壓;電鰻能產(chǎn)生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產(chǎn)生高達(dá)880伏的電壓,稱(chēng)得上電擊冠軍,據(jù)說(shuō)它能擊斃像馬那樣的大動(dòng)物。

電魚(yú)放電的奧秘究竟在哪里?經(jīng)過(guò)對(duì)電魚(yú)的解剖研究,終于發(fā)現(xiàn)在電魚(yú)體內(nèi)有一種奇特的發(fā)電器官。這些發(fā)電器官是由許多叫電板或電盤(pán)的半透明的盤(pán)形細(xì)胞構(gòu)成的。由于電魚(yú)的種類(lèi)不同,所以發(fā)電器的形狀、位置、電板數(shù)都不一樣。電鰻的發(fā)電器呈棱形,位于尾部脊椎兩側(cè)的肌肉中;電鰩的發(fā)電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線(xiàn)兩側(cè),共有200萬(wàn)塊電板;電鯰的發(fā)電器起源于某種腺體,位于皮膚與肌肉之間,約有500萬(wàn)塊電板。單個(gè)電板產(chǎn)生的電壓很微弱,但由于電板很多,產(chǎn)生的電壓就很大了。

電魚(yú)這種非凡的本領(lǐng),引起了人們極大的興趣。19世紀(jì)初,意大利物理學(xué)家伏特,以電魚(yú)發(fā)電器官為模型,設(shè)計(jì)出世界上最早的伏特電池。因?yàn)檫@種電池是根據(jù)電魚(yú)的天然發(fā)電器設(shè)計(jì)的,所以把它叫做“人造電器官”。對(duì)電魚(yú)的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚(yú)的發(fā)電器官,那么,船舶和潛水艇等的動(dòng)力問(wèn)題便能得到很好的解決。

水母的順風(fēng)耳

在自然界中,水母,早在5億多年前,它們就已經(jīng)在海水里生活了?!暗?,水母跟順風(fēng)耳又有什么關(guān)系呢?”人們肯定會(huì)問(wèn)這樣一個(gè)問(wèn)題。因?yàn)椋冈陲L(fēng)暴來(lái)臨之前,就會(huì)成群結(jié)隊(duì)地游向大海,就預(yù)示風(fēng)暴即將來(lái)臨。但是,這又與“順風(fēng)耳”有什么關(guān)系呢?原來(lái),在藍(lán)色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產(chǎn)生的次聲波(頻率為8~13赫茲),是風(fēng)暴來(lái)臨之前的預(yù)告。這種次聲波,人耳是聽(tīng)不到的,而對(duì)水母來(lái)說(shuō)卻是易如反掌??茖W(xué)家經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),水母的耳朵里長(zhǎng)著一個(gè)細(xì)柄,柄上有個(gè)小球,球內(nèi)有塊小小的聽(tīng)石??茖W(xué)家仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能,設(shè)計(jì)了水母耳風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀,相當(dāng)精確地模擬了水母感受次聲波的器官。

失重現(xiàn)象

長(zhǎng)頸鹿之所以能將血液通過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)的頸輸送到頭部,是由于長(zhǎng)頸鹿的血壓很高。據(jù)測(cè)定,長(zhǎng)頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍。這樣高的血壓為什么不會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)頸鹿患腦溢血而死亡呢?這和長(zhǎng)頸鹿身體的結(jié)構(gòu)有關(guān)。首先,長(zhǎng)頸鹿血管周?chē)募∪夥浅0l(fā)達(dá),能壓縮血管,控制血流量;同時(shí)長(zhǎng)頸鹿腿部及全身的皮膚和筋膜繃得很緊,利于下肢的血液向上回流??茖W(xué)家由此受到啟示,在訓(xùn)練宇航員對(duì),設(shè)置一種特殊器械,讓宇航員利用這種器械每天鍛煉幾小時(shí),以防止宇航員血管周?chē)∪馔嘶?在宇宙飛船升空時(shí),科學(xué)家根據(jù)長(zhǎng)頸鹿利用緊繃的皮膚可控制血管壓力的原理,研制了飛行服——“抗荷服”??购煞习灿谐錃庋b置,隨著飛船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的氣體,從而對(duì)血管產(chǎn)生一定的壓力,使宇航員的血壓保持正常。同時(shí),宇航員腹部以下部位是套入抽去空氣的密封裝置中的,這樣可以減小宇航員腿部的血壓,利于身體上部的血液向下肢輸送。

蛋殼與薄殼建筑

蛋殼呈拱形,跨度大,包括許多力學(xué)原理。雖然它只有2mm的厚度,但使用鐵錘敲砸也很難破壞它。建筑學(xué)家模仿它進(jìn)行了薄殼建筑設(shè)計(jì)。這類(lèi)建筑有許多優(yōu)點(diǎn):用料少,跨度大,堅(jiān)固耐用。薄殼建筑也并非都是拱形,舉世聞名的悉尼歌劇院則像一組泊港的群帆。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件

對(duì)于構(gòu)件,在截面面積相同的情況下,把材料盡可能放到遠(yuǎn)離中和軸的位置上,是有效的截面形狀。有趣的是,在自然界許多動(dòng)植物的組織中也體現(xiàn)了這個(gè)結(jié)論。例如:“疾風(fēng)知?jiǎng)挪荨保S多能承受狂風(fēng)的植物的莖部是維管狀結(jié)構(gòu),其截面是空心的。支持人承重和運(yùn)動(dòng)的骨骼,其截面上密實(shí)的骨質(zhì)分布在四周,而柔軟的骨髓充滿(mǎn)內(nèi)腔。在建筑結(jié)構(gòu)中常被采用的空心樓板、箱形大梁、工形截面鈑梁以及折板結(jié)構(gòu)、空間薄壁結(jié)構(gòu)等都是根據(jù)這條結(jié)論得來(lái)的。

斑馬

斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒(méi)有什么兩樣,它們身上的條紋是為適應(yīng)生存環(huán)境而衍化出來(lái)的保護(hù)色。在所有斑馬中,細(xì)斑馬長(zhǎng)得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圓又大,條紋細(xì)密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥(niǎo)等共處,以抵御天敵。人類(lèi)將斑馬條紋應(yīng)用到軍事上是一個(gè)是很成功仿生學(xué)例子。

昆蟲(chóng)與仿生

昆蟲(chóng)個(gè)體小,種類(lèi)和數(shù)量龐大,占現(xiàn)存動(dòng)物的75%以上,遍布全世界。它們有各自的生存絕技,有些技能連人類(lèi)也自嘆不如。人們對(duì)自然資源的利用范圍越來(lái)越廣泛,特別是仿生學(xué)方面的任何成就,都來(lái)自生物的某種特性。

蝴蝶與仿生

五彩的蝴蝶錦色粲然,如重月紋鳳蝶,褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其后翅在陽(yáng)光下時(shí)而金黃,時(shí)而翠綠,有時(shí)還由紫變藍(lán)??茖W(xué)家通過(guò)對(duì)蝴蝶色彩的研究,為軍事防御帶來(lái)了極大的裨益。在二戰(zhàn)期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機(jī)摧毀其軍事目標(biāo)和其他防御設(shè)施。蘇聯(lián)昆蟲(chóng)學(xué)家施萬(wàn)維奇根據(jù)當(dāng)時(shí)人們對(duì)偽裝缺乏認(rèn)識(shí)的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發(fā)現(xiàn)的道理,在軍事設(shè)施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,盡管德軍費(fèi)盡心機(jī),但列寧格勒的軍事基地仍安然無(wú)恙,為贏(yíng)得最后的勝利奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)同樣的原理,后來(lái)人們還生產(chǎn)出了迷彩服,大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。

人造衛(wèi)星在太空中由于位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時(shí)溫差可高達(dá)兩、三百度,嚴(yán)重影響許多儀器的正常工作??茖W(xué)家們受蝴蝶身上的鱗片會(huì)隨陽(yáng)光的照射方向自動(dòng)變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā),將人造衛(wèi)星的控溫系統(tǒng)制成了葉片正反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉(zhuǎn)動(dòng)位置安裝有對(duì)溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開(kāi)合,從而保持了人造衛(wèi)星內(nèi)部溫度的恒定,解決了航天事業(yè)中的一大難題。

甲蟲(chóng)與仿生

氣步甲炮蟲(chóng)自衛(wèi)時(shí),可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”,以迷惑、刺激和驚嚇敵害??茖W(xué)家將其解剖后發(fā)現(xiàn)甲蟲(chóng)體內(nèi)有3個(gè)小室,分別儲(chǔ)有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng),瞬間就成為100℃的毒液,并迅速射出。這種原理已應(yīng)用于軍事技術(shù)中。二戰(zhàn)期間,德國(guó)納粹為了戰(zhàn)爭(zhēng)的需要,據(jù)此機(jī)理制造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發(fā)動(dòng)機(jī),安裝在飛航式導(dǎo)彈上,使之飛行速度加快,安全穩(wěn)定,命中率提高,英國(guó)倫敦在受其轟炸時(shí)損失慘重。美國(guó)軍事專(zhuān)家受甲蟲(chóng)噴射原理的啟發(fā)研制出了先進(jìn)的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產(chǎn)生毒劑的化學(xué)物質(zhì)分裝在兩個(gè)隔開(kāi)的容器中,炮彈發(fā)射后隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內(nèi)混合并發(fā)生反應(yīng),在到達(dá)目標(biāo)的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易于生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸,安全且不易失效。螢火蟲(chóng)可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成光能,且轉(zhuǎn)化效率達(dá)100%,而普通電燈的發(fā)光效率只有6%。人們模仿螢火蟲(chóng)的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍,大大節(jié)約了能量。另外,根據(jù)甲蟲(chóng)的視動(dòng)反應(yīng)機(jī)制研制成功的空對(duì)地速度計(jì)已成功地應(yīng)用于航空事業(yè)中。

蜻蜓與仿生學(xué)

蜻蜒通過(guò)翅膀振動(dòng)可產(chǎn)生不同于周?chē)髿獾木植坎环€(wěn)定氣流,井利用氣流產(chǎn)生的渦流來(lái)使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向后和左右兩側(cè)飛行,其向前飛行速度可達(dá)72km/小時(shí)。此外,蜻蜒的飛行行為簡(jiǎn)單,僅靠?jī)蓪?duì)翅膀不停地拍打。科學(xué)家據(jù)此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研制成功了直升飛機(jī)。飛機(jī)在高速飛行時(shí),常會(huì)引起劇烈振動(dòng),甚至有時(shí)會(huì)折斷機(jī)翼而引起飛機(jī)失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時(shí)安然無(wú)恙,于是人們仿效蜻蜒在飛機(jī)的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動(dòng)這個(gè)令人棘手的問(wèn)題。

蒼蠅與仿生

昆蟲(chóng)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),蒼蠅的后翅退化成一對(duì)平衡棒。當(dāng)它飛行時(shí),平衡棒以一定的頻率進(jìn)行機(jī)械振動(dòng),可以調(diào)節(jié)翅膀的運(yùn)動(dòng)方向,是保持蒼蠅身體平衡的導(dǎo)航儀??茖W(xué)家據(jù)此原理研制成一代新型導(dǎo)航儀——振動(dòng)陀螺儀,大大改進(jìn)了飛機(jī)的飛行性能llj,可使飛機(jī)自動(dòng)停止危險(xiǎn)的滾翻飛行,在機(jī)體強(qiáng)烈傾斜時(shí)還能自動(dòng)恢復(fù)平衡,即使是飛機(jī)在最復(fù)雜的急轉(zhuǎn)彎時(shí)也萬(wàn)無(wú)一失。蒼蠅的復(fù)眼包含4000個(gè)可獨(dú)立成像的單眼,能看清幾乎360。范圍內(nèi)的物體。在蠅眼的啟示下,人們制成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高分辨率照片的蠅眼照相機(jī),在軍事、醫(yī)學(xué)、航空、航天上被廣泛應(yīng)用。蒼蠅的嗅覺(jué)特別靈敏并能對(duì)數(shù)十種氣味進(jìn)行快速分析且可立即作出反應(yīng)??茖W(xué)家根據(jù)蒼蠅嗅覺(jué)器官的結(jié)構(gòu),把各種化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成電脈沖的方式,制成了十分靈敏的小型氣體分析儀,已廣泛應(yīng)用于宇宙飛船、潛艇和礦井等場(chǎng)所來(lái)檢測(cè)氣體成分,使科研、生產(chǎn)的安全系數(shù)更為準(zhǔn)確、可靠。

蜂類(lèi)與仿生

蜂巢由一個(gè)個(gè)排列整齊的六棱柱形小蜂房組成,每個(gè)小蜂房的底部由3個(gè)相同的菱形組成,這些結(jié)構(gòu)與近代數(shù)學(xué)家精確計(jì)算出來(lái)的——菱形鈍角109。28’,銳角70。32’完全相同,是最節(jié)省材料的結(jié)構(gòu),且容量大、極堅(jiān)固,令許多專(zhuān)家贊嘆不止。人們仿其構(gòu)造用各種材料制成蜂巢式夾層結(jié)構(gòu)板,強(qiáng)度大、重量輕、不易傳導(dǎo)聲和熱,是建筑及制造航天飛機(jī)、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等的理想材料。蜜蜂復(fù)眼的每個(gè)單眼中相鄰地排列著對(duì)偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太陽(yáng)準(zhǔn)確定位??茖W(xué)家據(jù)此原理研制成功了偏振光導(dǎo)航儀,早已廣泛用于航海事業(yè)中。

其它仿生

跳蚤的跳躍本領(lǐng)十分高強(qiáng),航空專(zhuān)家對(duì)此進(jìn)行了研究。

生物學(xué)家通過(guò)對(duì)蛛絲的研究制造出高級(jí)絲線(xiàn),抗撕斷裂降落傘與臨時(shí)吊橋用的高強(qiáng)度纜索。船和潛艇來(lái)自人們對(duì)魚(yú)類(lèi)和海豚的模仿。

響尾蛇導(dǎo)彈等就是科學(xué)家模仿蛇的“熱眼”功能和其舌上排列著一種似照相機(jī)裝置的天然紅外線(xiàn)感知能力的原理,研制開(kāi)發(fā)出來(lái)的現(xiàn)代化武器。

火箭升空利用的是水母、墨魚(yú)反沖原理。

科研人員通過(guò)研究變色龍的變色本領(lǐng),為部隊(duì)研制出了不少軍事偽裝裝備。

科學(xué)家研究青蛙的眼睛,發(fā)明了電子蛙眼。

白蟻不僅使用膠粘劑建筑它們的土堆,還可以通過(guò)頭部的小管向敵人噴射膠粘劑。于是人們按照同樣的原理制造了工作的武器——干膠炮彈。

美國(guó)空軍通過(guò)毒蛇的“熱眼”功能,研究開(kāi)發(fā)出了微型熱傳感器。

我國(guó)紡織科技人員利用仿生學(xué)原理,借鑒陸地動(dòng)物的皮毛結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)出一種keg保溫面料,并具有防風(fēng)和導(dǎo)濕的功能。

根據(jù)響尾蛇的頰窩能感覺(jué)到0.001℃的溫度變化的原理,人類(lèi)發(fā)明了跟蹤追擊的響尾蛇導(dǎo)彈。人類(lèi)還利用蛙跳的原理設(shè)計(jì)了蛤蟆夯。人類(lèi)模仿警犬的高靈敏嗅覺(jué)制成了用于偵緝的“電子警犬”??茖W(xué)家根據(jù)野豬的鼻子測(cè)毒的奇特本領(lǐng)制成了世界上第一批防毒面具。

仿生學(xué)是人類(lèi)一直使用的方法,如模仿海豚皮而構(gòu)造的“海豚皮游泳衣”、科學(xué)家研究鯨魚(yú)的皮膚時(shí),發(fā)現(xiàn)其上有溝漕的結(jié)構(gòu),于是有個(gè)科學(xué)家就依照鯨魚(yú)皮構(gòu)造,造成一個(gè)薄膜蒙在飛機(jī)的表面,據(jù)實(shí)驗(yàn)可節(jié)約能源3%,若全國(guó)的飛機(jī)都蒙上這樣的表面,每年可節(jié)約幾十億。又如有科學(xué)家研究蜘蛛,發(fā)現(xiàn)蜘蛛的腿上沒(méi)有肌肉,有腳的動(dòng)物會(huì)走,主要是靠肌肉的收縮,蜘蛛沒(méi)有肌肉為什么會(huì)走路?經(jīng)研究蜘蛛不是靠肌肉的收縮進(jìn)行走路的,而是靠其中的“液壓”的結(jié)構(gòu)進(jìn)行走路,據(jù)此人們發(fā)明了液壓步行機(jī)……總之,從自然界得到啟迪,模仿其結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造.這就是仿生學(xué).這是我們向自然界學(xué)習(xí)的一個(gè)方面。

現(xiàn)代仿生學(xué)的例子篇三

1。由令人討厭的蒼蠅,仿制成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來(lái)檢測(cè)艙內(nèi)氣體的成分。

2。從螢火蟲(chóng)到人工冷光;

3。電魚(yú)與伏特電池;

4。水母的順風(fēng)耳,仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能,設(shè)計(jì)了水母耳風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀,能提前15小時(shí)對(duì)風(fēng)暴作出預(yù)報(bào),對(duì)航海和漁業(yè)的安全都有重要意義。

5。人們根據(jù)蛙眼的視覺(jué)原理,已研制成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,準(zhǔn)確無(wú)誤地識(shí)別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達(dá)系統(tǒng)后,雷達(dá)抗干擾能力大大提高。這種雷達(dá)系統(tǒng)能快速而準(zhǔn)確地識(shí)別出特定形狀的飛機(jī)、艦船和導(dǎo)彈等。特別是能夠區(qū)別真假導(dǎo)彈,防止以假亂真。

電子蛙眼還廣泛應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)及交通要道上。在機(jī)場(chǎng),它能監(jiān)視飛機(jī)的起飛與降落,若發(fā)現(xiàn)飛機(jī)將要發(fā)生碰撞,能及時(shí)發(fā)出警報(bào)。在交通要道,它能指揮車(chē)輛的行駛,防止車(chē)輛碰撞事故的發(fā)生。

6。根據(jù)蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿制了盲人用的“探路儀”。這種探路儀內(nèi)裝一個(gè)超聲波發(fā)射器,盲人帶著它可以發(fā)現(xiàn)電桿、臺(tái)階、橋上的人等。如今,有類(lèi)似作用的“超聲眼鏡”也已制成。

7。模擬藍(lán)藻的不完全光合器,將設(shè)計(jì)出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。

8。根據(jù)對(duì)人體骨胳肌肉系統(tǒng)和生物電控制的研究,已仿制了人力增強(qiáng)器——步行機(jī)。

9?,F(xiàn)代起重機(jī)的掛鉤起源于許多動(dòng)物的爪子。10。屋頂瓦楞模仿動(dòng)物的鱗甲。11。船槳模仿的是魚(yú)的鰭。12。鋸子學(xué)的是螳螂臂,或鋸齒草。

13。蒼耳屬植物獲取靈感發(fā)明了尼龍搭扣。

14。嗅覺(jué)靈敏的龍蝦為人們制造氣味探測(cè)儀提供了思路。

15。壁虎腳趾對(duì)制造能反復(fù)使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。

16。貝用它的蛋白質(zhì)生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應(yīng)用在從外科手術(shù)的縫合到補(bǔ)船等一切事情上。

好運(yùn)

生物學(xué)家通過(guò)對(duì)蛛絲的研究制造出高級(jí)絲線(xiàn),抗撕斷裂降落傘與臨時(shí)吊橋用的高強(qiáng)度纜索。船和潛艇來(lái)自人們對(duì)魚(yú)類(lèi)和海豚的模仿。

響尾蛇導(dǎo)彈等就是科學(xué)家模仿蛇的“熱眼”功能和其舌上排列著一種似照相機(jī)裝置的天然紅外線(xiàn)感知能力的原理,研制開(kāi)發(fā)出來(lái)的現(xiàn)代化武器。

火箭升空利用的是水母、墨魚(yú)反沖原理。

科研人員通過(guò)研究變色龍的變色本領(lǐng),為部隊(duì)研制出了不少軍事偽裝裝備。

科學(xué)家研究青蛙的眼睛,發(fā)明了電子蛙眼。

白蟻不僅使用膠粘劑建筑它們的土堆,還可以通過(guò)頭部的小管向敵人噴射膠粘劑。于是人們按照同樣的原理制造了工作的武器—一塊干膠炮彈。

美國(guó)空軍通過(guò)毒蛇的“熱眼”功能,研究開(kāi)發(fā)出了微型熱傳感器。

我國(guó)紡織科技人員利用仿生學(xué)原理,借鑒陸地動(dòng)物的皮毛結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)出一種keg保溫面料,并具有防風(fēng)和導(dǎo)濕的功能。

根據(jù)響尾蛇的頰窩能感覺(jué)到0.001℃的溫度變化的原理,人類(lèi)發(fā)明了跟蹤追擊的響尾蛇導(dǎo)彈。人類(lèi)還利用蛙跳的原理設(shè)計(jì)了蛤蟆夯。人類(lèi)模仿警犬的高靈敏嗅覺(jué)制成了用于偵緝的“電子警犬”??茖W(xué)家根據(jù)野豬的鼻子測(cè)毒的奇特本領(lǐng)制成了世界上第一批防毒面具

雷達(dá):根據(jù)蝙蝠的聲波定位原理!

潛水艇,魚(yú)換氣。流水型

直升機(jī),根據(jù)蜻蜓形象仿的。

“電光鷹眼”一聽(tīng)名字便可猜出一定是模仿老鷹的眼睛制造出來(lái)的。

攝像機(jī)啊根據(jù)蜜蜂的復(fù)眼

超聲波根據(jù)海豚的聲

參考資料:別人說(shuō)的

回答者:cjd6383-初學(xué)弟子一級(jí)3-2411:21

仿生學(xué)的研究范圍主要包括:力學(xué)仿生、分子仿生、能量仿生、信息與控制仿生等。

力學(xué)仿生,是研究并模仿生物體大體結(jié)構(gòu)與精細(xì)結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)性質(zhì),以及生物體各組成部分在體內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)和生物體在環(huán)境中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。例如,建筑上模仿貝殼修造的大跨度薄殼建筑,模仿股骨結(jié)構(gòu)建造的立柱,既消除應(yīng)力特別集中的區(qū)域,又可用最少的建材承受最大的載荷。軍事上模仿海豚皮膚的溝槽結(jié)構(gòu),把人工海豚皮包敷在船艦外殼上,可減少航行揣流,提高航速;

分子仿生,是研究與模擬生物體中酶的催化作用、生物膜的選擇性、通透性、生物大分子或其類(lèi)似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害蟲(chóng)舞毒蛾性引誘激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)后,合成了一種類(lèi)似有機(jī)化合物,在田間捕蟲(chóng)籠中用千萬(wàn)分之一微克,便可誘殺雄蟲(chóng);

能量仿生,是研究與模仿生物電器官生物發(fā)光、肌肉直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能等生物體中的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程;

信息與控制仿生,是研究與模擬感覺(jué)器官、神經(jīng)元與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、以及高級(jí)中樞的智能活動(dòng)等方面生物體中的信息處理過(guò)程。例如根據(jù)象鼻蟲(chóng)視動(dòng)反應(yīng)制成的“自相關(guān)測(cè)速儀”可測(cè)定飛機(jī)著陸速度。根據(jù)鱟復(fù)眼視網(wǎng)膜側(cè)抑制網(wǎng)絡(luò)的工作原理,研制成功可增強(qiáng)圖像輪廓、提高反差、從而有助于模糊目標(biāo)檢測(cè)的—些裝置。已建立的神經(jīng)元模型達(dá)100種以上,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造出新型計(jì)算機(jī)。

模仿人類(lèi)學(xué)習(xí)過(guò)程,制造出一種稱(chēng)為“感知機(jī)”的機(jī)器,它可以通過(guò)訓(xùn)練,改變?cè)g

聯(lián)系的權(quán)重來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí),從而能實(shí)現(xiàn)模式識(shí)別。此外,它還研究與模擬體內(nèi)穩(wěn)態(tài),運(yùn)動(dòng)控制、動(dòng)物的定向與導(dǎo)航等生物系統(tǒng)中的控制機(jī)制,以及人-機(jī)系統(tǒng)的仿生學(xué)方面。

某些文獻(xiàn)中,把分子仿生與能量仿生的部分內(nèi)容稱(chēng)為化學(xué)仿生,而把信息和控制仿生的部分內(nèi)容稱(chēng)為神經(jīng)仿生。

仿生學(xué)的范圍很廣,信息與控制仿生是一個(gè)主要領(lǐng)域。一方面由于自動(dòng)化向智能控制發(fā)展的需要,另一方面是由于生物科學(xué)已發(fā)展到這樣一個(gè)階段,使研究大腦已成為對(duì)神經(jīng)科學(xué)最大的挑戰(zhàn)。人工智能和智能機(jī)器人研究的仿生學(xué)方面——生物模式識(shí)別的研究,大腦學(xué)習(xí)記憶和思維過(guò)程的研究與模擬,生物體中控制的可靠性和協(xié)調(diào)問(wèn)題等——是仿生學(xué)研究的主攻方面。

控制與信息仿生和生物控制論關(guān)系密切。兩者都研究生物系統(tǒng)中的控制和信息過(guò)程,都運(yùn)用生物系統(tǒng)的模型。但前者的目的主要是構(gòu)造實(shí)用人造硬件系統(tǒng);而生物控制論則從控制論的一般原理,從技術(shù)科學(xué)的理論出發(fā),為生物行為尋求解釋。

最廣泛地運(yùn)用類(lèi)比、模擬和模型方法是仿生學(xué)研究方法的突出特點(diǎn)。其目的不在于直接復(fù)制每一個(gè)細(xì)節(jié),而是要理解生物系統(tǒng)的工作原理,以實(shí)現(xiàn)特定功能為中心目的。—般認(rèn)為,在仿生學(xué)研究中存在下列三個(gè)相關(guān)的方面:生物原型、數(shù)學(xué)模型和硬件模型。前者是基礎(chǔ),后者是目的,而數(shù)學(xué)模型則是兩者之間必不可少的橋梁。

由于生物系統(tǒng)的復(fù)雜性,搞清某種生物系統(tǒng)的機(jī)制需要相當(dāng)長(zhǎng)的研究周期,而且解決實(shí)際問(wèn)題需要多學(xué)科長(zhǎng)時(shí)間的密切協(xié)作,這是限制仿生學(xué)發(fā)展速度的主要原因。

其他生物學(xué)分支學(xué)科

生物學(xué)概述、植物學(xué)、孢粉學(xué)、動(dòng)物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物分類(lèi)學(xué)、習(xí)性學(xué)、生理學(xué)、細(xì)菌學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物遺傳學(xué)、土壤微生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)、細(xì)胞化學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、免疫學(xué)、胚胎學(xué)、優(yōu)生學(xué)、悉生生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、仿生學(xué)、生物物理學(xué)、生物力學(xué)、生物力能學(xué)、生物聲學(xué)、生物化學(xué)、生物數(shù)學(xué)

附:部分“仿生學(xué)”實(shí)例

蒼蠅與宇宙飛船

令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業(yè)似乎風(fēng)馬牛不相及,但仿生學(xué)卻把它們緊密地聯(lián)系起來(lái)了。

蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺(jué)特別靈敏,遠(yuǎn)在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅并沒(méi)有“鼻子”,它靠什么來(lái)充當(dāng)嗅覺(jué)的呢?原來(lái),蒼蠅的“鼻子”——嗅覺(jué)感受器分布在頭部的一對(duì)觸角上。

每個(gè)“鼻子”只有一個(gè)“鼻孔”與外界相通,內(nèi)含上百個(gè)嗅覺(jué)神經(jīng)細(xì)胞。若有氣味進(jìn)入“鼻

孔”,這些神經(jīng)立即把氣味刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)電脈沖,送往大腦。大腦根據(jù)不同氣味物質(zhì)所產(chǎn)生的神經(jīng)電脈沖的不同,就可區(qū)別出不同氣味的物質(zhì)。因此,蒼蠅的觸角像是一臺(tái)靈敏的氣體分析儀。

仿生學(xué)家由此得到啟發(fā),根據(jù)蒼蠅嗅覺(jué)器的結(jié)構(gòu)和功能,仿制成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細(xì)的微電極插到蒼蠅的嗅覺(jué)神經(jīng)上,將引導(dǎo)出來(lái)的神經(jīng)電信號(hào)經(jīng)電子線(xiàn)路放大后,送給分析器;分析器一經(jīng)發(fā)現(xiàn)氣味物質(zhì)的信號(hào),便能發(fā)出警報(bào)。這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來(lái)檢測(cè)艙內(nèi)氣體的成分。

這種小型氣體分析儀,也可測(cè)量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理,還可用來(lái)改進(jìn)計(jì)算機(jī)的輸入裝置和有關(guān)氣體色層分析儀的結(jié)構(gòu)原理中。

從螢火蟲(chóng)到人工冷光

自從人類(lèi)發(fā)明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光,其余大部分都以熱能的形式浪費(fèi)掉了,而且電燈的熱射線(xiàn)有害于人眼。那么,有沒(méi)有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢?人類(lèi)又把目光投向了大自然。

在自然界中,有許多生物都能發(fā)光,如細(xì)菌、真菌、蠕蟲(chóng)、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、昆蟲(chóng)和魚(yú)類(lèi)等,而且這些動(dòng)物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱,所以又被稱(chēng)為“冷光”。

在眾多的發(fā)光動(dòng)物中,螢火蟲(chóng)是其中的一類(lèi)。螢火蟲(chóng)約有1500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲(chóng)發(fā)出冷光不僅具有很高的發(fā)光效率,而且發(fā)出的冷光一般都很柔和,很適合人類(lèi)的眼睛,光的強(qiáng)度也比較高。因此,生物光是一種人類(lèi)理想的光。

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),螢火蟲(chóng)的發(fā)光器位于腹部。這個(gè)發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。發(fā)光層擁有幾千個(gè)發(fā)光細(xì)胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下,熒光素在細(xì)胞內(nèi)水分的參與下,與氧化合便發(fā)出熒光。螢火蟲(chóng)的發(fā)光,實(shí)質(zhì)上是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程。

早在40年代,人們根據(jù)對(duì)螢火蟲(chóng)的研究,創(chuàng)造了日光燈,使人類(lèi)的照明光源發(fā)生了很大變化。近年來(lái),科學(xué)家先是從螢火蟲(chóng)的發(fā)光器中分離出了純熒光素,后來(lái)又分離出了熒光酶,接著,又用化學(xué)方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿(mǎn)爆炸性瓦斯的礦井中當(dāng)閃光燈。由于這種光沒(méi)有電源,不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

現(xiàn)在,人們已能用摻和某些化學(xué)物質(zhì)的方法得到類(lèi)似生物光的冷光,作為安全照明用。

電魚(yú)與伏特電池

自然界中有許多生物都能產(chǎn)生電,僅僅是魚(yú)類(lèi)就有500余種。人們將這些能放電的魚(yú),統(tǒng)稱(chēng)為“電魚(yú)”。

各種電魚(yú)放電的本領(lǐng)各不相同。放電能力最強(qiáng)的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產(chǎn)生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產(chǎn)生的電壓高達(dá)220伏;非洲電鯰能產(chǎn)生350伏的電壓;電鰻能產(chǎn)生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產(chǎn)生高達(dá)880伏的電壓,稱(chēng)得上電擊冠軍,據(jù)說(shuō)它能擊斃像馬那樣的大動(dòng)物。

電魚(yú)放電的奧秘究竟在哪里?經(jīng)過(guò)對(duì)電魚(yú)的解剖研究,終于發(fā)現(xiàn)在電魚(yú)體內(nèi)有一種奇特的發(fā)電器官。這些發(fā)電器是由許多叫電板或電盤(pán)的半透明的盤(pán)形細(xì)胞構(gòu)成的。由于電魚(yú)的種類(lèi)不同,所以發(fā)電器的形狀、位置、電板數(shù)都不一樣。電鰻的發(fā)電器呈棱形,位于尾部脊椎兩側(cè)的肌肉中;電鰩的發(fā)電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線(xiàn)兩側(cè),共有200萬(wàn)塊電板;電鯰的發(fā)電器起源于某種腺體,位于皮膚與肌肉之間,約有500萬(wàn)塊電板。單個(gè)電板產(chǎn)生的電壓很微弱,但由于電板很多,產(chǎn)生的電壓就很大了。

電魚(yú)這種非凡的本領(lǐng),引起了人們極大的興趣。19世紀(jì)初,意大利物理學(xué)家伏特,以電魚(yú)發(fā)電器官為模型,設(shè)計(jì)出世界上最早的伏打電池。因?yàn)檫@種電池是根據(jù)電魚(yú)的天然發(fā)電器設(shè)計(jì)的,所以把它叫做“人造電器官”。對(duì)電魚(yú)的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚(yú)的發(fā)電器官,那么,船舶和潛水艇等的動(dòng)力問(wèn)題便能得到很好的解決。

水母的順風(fēng)耳

“燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴?!鄙锏男袨榕c天氣的變化有一定關(guān)系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚(yú)和水母成批地游向大海,就預(yù)示著風(fēng)暴即將來(lái)臨。

水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動(dòng)物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動(dòng)物有預(yù)測(cè)風(fēng)暴的本能,每當(dāng)風(fēng)暴來(lái)臨前,它就游向大海避難去了。

原來(lái),在藍(lán)色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產(chǎn)生的次聲波(頻率為每秒8—13次),總是風(fēng)暴來(lái)臨的前奏曲。這種次聲波人耳無(wú)法聽(tīng)到,小小的水母卻很敏感。仿生學(xué)家發(fā)現(xiàn),水母的耳朵的共振腔里長(zhǎng)著一個(gè)細(xì)柄,柄上有個(gè)小球,球內(nèi)有塊小小的聽(tīng)石,當(dāng)風(fēng)暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽(tīng)石時(shí),聽(tīng)石就剌激球壁上的神經(jīng)感受器,于是水母就聽(tīng)到了正在來(lái)臨的風(fēng)暴的隆隆聲。

仿生學(xué)家仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能,設(shè)計(jì)了水母耳風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀,相當(dāng)精確地模擬了水母感受次聲波的器官。把這種儀器安裝在艦船的前甲板上,當(dāng)接受到風(fēng)暴的次聲波時(shí),可令旋轉(zhuǎn)360°的喇叭自行停止旋轉(zhuǎn),它所指的方向,就是風(fēng)暴前進(jìn)的方向;指示器上的讀數(shù)即可告知風(fēng)暴的強(qiáng)度。這種預(yù)測(cè)儀能提前15小時(shí)對(duì)風(fēng)暴作出預(yù)報(bào),對(duì)航海和漁業(yè)的安全都有重要意義。

現(xiàn)代仿生學(xué)的例子篇四

斑馬與斑馬線(xiàn)

斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒(méi)有什么兩樣,它們身上的條紋是為適應(yīng)生存環(huán)境而衍化出來(lái)的保護(hù)色。在所有斑馬中,細(xì)斑馬長(zhǎng)得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圓又大,條紋細(xì)密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥(niǎo)等共處,以抵御天敵。人類(lèi)將斑馬條紋應(yīng)用到軍事上是一個(gè)是很成功仿生學(xué)例子。

蝴蝶與人造衛(wèi)星

五彩的蝴蝶錦色粲然,如重月紋鳳蝶,褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其后翅在陽(yáng)光下時(shí)而金黃,時(shí)而翠綠,有時(shí)還由紫變藍(lán)??茖W(xué)家經(jīng)過(guò)對(duì)蝴蝶色彩的研究,為軍事防御帶來(lái)了極大的裨益。在二戰(zhàn)期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機(jī)摧毀其軍事目標(biāo)和其他防御設(shè)施。蘇聯(lián)昆蟲(chóng)學(xué)家施萬(wàn)維奇根據(jù)當(dāng)時(shí)人們對(duì)偽裝缺乏認(rèn)識(shí)的情景,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發(fā)現(xiàn)的道理,在軍事設(shè)施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。所以,盡管德軍費(fèi)盡心機(jī),但列寧格勒的軍事基地仍安然無(wú)恙,為贏(yíng)得最終的勝利奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)同樣的原理,之后人們還生產(chǎn)出了迷彩服,大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。

人造衛(wèi)星在太空中由于位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時(shí)溫差可高達(dá)兩、三百度,嚴(yán)重影響許多儀器的正常工作??茖W(xué)家們受蝴蝶身上的鱗片會(huì)隨陽(yáng)光的照射方向自動(dòng)變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā),將人造衛(wèi)星的控溫系統(tǒng)制成了葉片正反兩面輻射、散熱本事相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉(zhuǎn)動(dòng)位置安裝有對(duì)溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開(kāi)合,從而堅(jiān)持了人造衛(wèi)星內(nèi)部溫度的恒定,解決了航天事業(yè)中的一大難題。

兀鷲是世界上最大的食腐鳥(niǎo)類(lèi),專(zhuān)門(mén)吃死去的動(dòng)物的尸體。

兀鷲能夠在空中飛行數(shù)小時(shí)尋找動(dòng)物的尸體而不會(huì)疲憊。其他種類(lèi)的鳥(niǎo)類(lèi)要想做到這一點(diǎn)就必須消耗很多的能量,而兀鷲飛行同樣的時(shí)間所消耗的能量卻很少??茖W(xué)家們經(jīng)過(guò)觀(guān)察發(fā)現(xiàn),兀鷲在飛行時(shí)翅膀幾乎是不動(dòng)的,它們主要是靠上升氣流為其飛行供給足夠的升力。與其說(shuō)兀鷲是在空中飛行,還不如說(shuō)兀鷲是在空中滑翔。兀鷲能夠做到這一點(diǎn),除了兀鷲的翅膀十分寬大外,翅膀的形狀也起到了很大的作用??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),兀鷲在空中飛行時(shí)幾乎不需要振動(dòng)翅膀,這就意味著這種飛行方式幾乎不用消耗能量。這就解釋了兀鷲在空中長(zhǎng)時(shí)間飛行而不會(huì)疲憊的原因。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)。科學(xué)家們制造了一艘仿生小型載人潛艇。這艘潛艇與傳統(tǒng)潛艇的區(qū)別是加裝了仿兀鷲翅膀的結(jié)構(gòu),類(lèi)似于飛機(jī)的機(jī)翼。這一看似簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)卻給這艘潛艇供給了相當(dāng)大額外的動(dòng)力,能夠使這艘潛艇借助于洋流在海水中“滑翔”。也就是說(shuō),在加裝相等的燃料的情景下,仿生潛艇的續(xù)航里程是傳統(tǒng)潛艇的幾倍。這就為科學(xué)家進(jìn)行海洋科研供給了便利。

以前,科學(xué)家們對(duì)某一海域的海底進(jìn)行研究時(shí),必須先到達(dá)指定海域,然后釋放科研潛艇,并且,必須受時(shí)間的限制。因?yàn)閭鹘y(tǒng)潛艇的續(xù)航里程實(shí)在是有限。為此,科學(xué)家們不得不放棄很多立刻就要觀(guān)察到的現(xiàn)象,這對(duì)科研是很大的影響。而新型仿生科研潛艇就完美的解決這一難題。利用這種潛艇進(jìn)行科研不必非要到達(dá)預(yù)定海域,在水下潛行也幾乎不受時(shí)間的限制。這就為某些特殊的海洋科研的開(kāi)展供給了便利。

比如,利用這種潛艇能夠長(zhǎng)時(shí)間地觀(guān)察珊瑚礁周邊的生物活動(dòng)情景;能夠潛入更深的海里觀(guān)察深海生物的活動(dòng)規(guī)律等。這對(duì)人類(lèi)認(rèn)識(shí)海洋,保護(hù)海洋,開(kāi)發(fā)利用海洋都有著不可估量的意義。造物主的神奇給人類(lèi)以巨大的啟迪,仿生學(xué)的研究也才剛剛開(kāi)始。向動(dòng)物學(xué)習(xí),我們還有很長(zhǎng)的路要走。

甲蟲(chóng)與炮彈

氣步甲炮蟲(chóng)自衛(wèi)時(shí),可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”,以迷惑、刺激和驚嚇敵害??茖W(xué)家將其解剖后發(fā)現(xiàn)甲蟲(chóng)體內(nèi)有3個(gè)小室,分別儲(chǔ)有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng),瞬間就成為100℃的毒液,并迅速射出。這種原理已應(yīng)用于軍事技術(shù)中。二戰(zhàn)期間,德國(guó)納粹為了戰(zhàn)爭(zhēng)的需要,據(jù)此機(jī)理制造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發(fā)動(dòng)機(jī),安裝在飛航式導(dǎo)彈上,使之飛行速度加快,安全穩(wěn)定,命中率提高,英國(guó)倫敦在受其轟炸時(shí)損失慘重。美國(guó)軍事專(zhuān)家受甲蟲(chóng)噴射原理的啟發(fā)研制出了先進(jìn)的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產(chǎn)生毒劑的化學(xué)物質(zhì)分裝在兩個(gè)隔開(kāi)的容器中,炮彈發(fā)射后隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內(nèi)混合并發(fā)生反應(yīng),在到達(dá)目標(biāo)的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易于生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸,安全且不易失效。螢火蟲(chóng)可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成光能,且轉(zhuǎn)化效率達(dá)100%,而普通電燈的發(fā)光效率僅有6%。人們模仿螢火蟲(chóng)的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍,大大節(jié)儉了能量。另外,根據(jù)甲蟲(chóng)的視動(dòng)反應(yīng)機(jī)制研制成功的空對(duì)地速度計(jì)已成功地應(yīng)用于航空事業(yè)中。

蜻蜓與平衡重錘

蜻蜒經(jīng)過(guò)翅膀振動(dòng)可產(chǎn)生不一樣于周?chē)髿獾木植坎环€(wěn)定氣流,井利用氣流產(chǎn)生的渦流來(lái)使自我上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向后和左右兩側(cè)飛行,其向前飛行速度可達(dá)72km小時(shí)。此外,蜻蜒的飛行行為簡(jiǎn)單,僅靠?jī)蓪?duì)翅膀不停地拍打。科學(xué)家據(jù)此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研制成功了直升飛機(jī)。飛機(jī)在高速飛行時(shí),常會(huì)引起劇烈振動(dòng),甚至有時(shí)會(huì)折斷機(jī)翼而引起飛機(jī)失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時(shí)安然無(wú)恙,于是人們仿效蜻蜒在飛機(jī)的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動(dòng)這個(gè)令人棘手的問(wèn)題。

現(xiàn)代仿生學(xué)的例子篇五

魚(yú)漂與潛水艇

潛水艇是怎能樣發(fā)明的呢?為了讓一種船既能在水面劃,又能在海底游,科學(xué)家觀(guān)察到了魚(yú)這種動(dòng)物。

魚(yú)肚中有一種東西叫魚(yú)鰾,里面裝滿(mǎn)了空氣。在魚(yú)想潛到水底時(shí),將魚(yú)鰾中的空氣排出,浮力就立刻變小了,魚(yú)可自由地沉下水面。而潛水艇中也有一種機(jī)器,里面也裝滿(mǎn)了空氣,將空氣一排出,潛水艇便能沉下水底。科學(xué)家是按這個(gè)原理制造的潛水艇。

看,我們?nèi)缃褚呀?jīng)很高級(jí)的潛水艇,原先它們是利用魚(yú)鰾原理而做的。是的,生活中若沒(méi)有動(dòng)物,人類(lèi)將會(huì)失去很多發(fā)明的機(jī)會(huì)。能夠說(shuō),動(dòng)物對(duì)人類(lèi)生活也有很大的幫忙。

蝙蝠與雷達(dá)

蝙蝠會(huì)釋放出一種超聲波,這種聲波遇見(jiàn)物體時(shí)就會(huì)反彈回來(lái),而人類(lèi)聽(tīng)不見(jiàn)。雷達(dá)就是根據(jù)蝙蝠的這種特性發(fā)明出來(lái)的。在各種地方都會(huì)用到雷達(dá),例如:飛機(jī)、航空等。

烏賊和魚(yú)雷誘餌

烏賊體內(nèi)的囊狀物能分泌黑色液體,遇到危險(xiǎn)時(shí)它便釋放出這種黑色液體,誘騙攻擊者上當(dāng)。潛艇設(shè)計(jì)者們仿效烏賊的這一功能讀者設(shè)計(jì)出了魚(yú)雷誘餌。魚(yú)雷誘醋似袖珍潛艇,可按潛艇的原航向航行,航速不變,也可模擬噪音、螺旋節(jié)拍、聲信號(hào)和多普勒音調(diào)變化等。正是它這種惟妙惟肖的表演,令敵潛艇或攻擊中的魚(yú)雷真假難辯,最終使?jié)撏У靡蕴用摗?/p>

青蛙與電子娃眼

我從《小愛(ài)迪生》這本書(shū)中讀到了“青蛙的眼睛”,《小愛(ài)迪生》上頭說(shuō)的是“青蛙的眼睛只能夠看見(jiàn)動(dòng)的東西”。我將信將疑,問(wèn)了一下爸爸。爸爸說(shuō):“你還是做一個(gè)試驗(yàn)比較好?!蔽尹c(diǎn)點(diǎn)頭。

首先,我先找來(lái)一只青蛙,這只青蛙蹲坐在報(bào)紙上,用它警惕的大眼睛

盯著我的一舉一動(dòng),好像警察監(jiān)視罪犯一樣。它身穿美麗的綠皮襖,好像一個(gè)貴婦人,儀態(tài)端莊。

我先把事先拍死的蒼蠅放到它面前。那只蒼蠅好像在青蛙的眼里消失了,對(duì)這“嗟來(lái)之食”無(wú)動(dòng)于衷。我拿出了小細(xì)線(xiàn),將蒼蠅細(xì)心翼翼地扎好,然后在它的眼前不停地?fù)u晃。突然,青蛙的注意力不在我身上了,它目不轉(zhuǎn)睛地盯著那只“會(huì)飛”的蒼蠅。沒(méi)過(guò)一會(huì)兒,只聽(tīng)“撲”的一聲,青蛙伸出了它長(zhǎng)長(zhǎng)的、粉紅色的舌頭,輕輕一卷,便把蒼蠅卷進(jìn)了肚子里。

這次實(shí)驗(yàn)證明了:青蛙的眼睛只能夠看見(jiàn)動(dòng)的東西,看不見(jiàn)不會(huì)動(dòng)的東西。于是,科學(xué)家們便經(jīng)過(guò)青蛙的眼睛發(fā)明了“電子蛙眼”!

人工冷光

自從人類(lèi)發(fā)明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光,其余大部分都以熱能的形式浪費(fèi)掉了,并且電燈的熱射線(xiàn)有害于人眼。那么,有沒(méi)有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢人類(lèi)又把目光投向了大自然。

在自然界中,有許多生物都能發(fā)光,如細(xì)菌、真菌、蠕蟲(chóng)、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、昆蟲(chóng)和魚(yú)類(lèi)等,并且這些動(dòng)物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱,所以又被稱(chēng)為“冷光。”在眾多的發(fā)光動(dòng)物中,螢火蟲(chóng)是其中的一類(lèi)。螢火蟲(chóng)約有1500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲(chóng)發(fā)出冷光不僅僅具有很高的發(fā)光效率,并且發(fā)出的冷光一般都很柔和,很適合人類(lèi)的眼睛,光的強(qiáng)度也比較高。所以,生物光是一種人類(lèi)夢(mèng)想的光。

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),螢火蟲(chóng)的發(fā)光器位于腹部。這個(gè)發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。發(fā)光層擁有幾千個(gè)發(fā)光細(xì)胞,它們都包含熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下,熒光素在細(xì)胞內(nèi)水分的參與下,與氧化合便發(fā)出熒光。螢火蟲(chóng)的發(fā)光,實(shí)質(zhì)上是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程。

早在40年代,人們根據(jù)對(duì)螢火蟲(chóng)的研究,創(chuàng)造了日光燈,使人類(lèi)的照明光源發(fā)生了很大變化。科學(xué)家先是從螢火蟲(chóng)的發(fā)光器中分離出了純熒光素,之后又分離出了熒光酶,之后,又用化學(xué)方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿(mǎn)爆炸性瓦斯的礦井中當(dāng)閃光燈。由于這種光沒(méi)有電源,不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),因而能夠在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

人們已能用摻和某些化學(xué)物質(zhì)的方法得到類(lèi)似生物光的冷光,作為安全照明用。

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