物理仿生
① 求仿生學中的物理
1。由令人討厭的蒼蠅,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
2。從螢火蟲到人工冷光;
3。電魚與伏特電池;
4。水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
5。人們根據蛙眼的視覺原理,已研製成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,准確無誤地識別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達系統後,雷達抗干擾能力大大提高。這種雷達系統能快速而准確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等。特別是能夠區別真假導彈,防止以假亂真。
電子蛙眼還廣泛應用在機場及交通要道上。在機場,它能監視飛機的起飛與降落,若發現飛機將要發生碰撞,能及時發出警報。在交通要道,它能指揮車輛的行駛,防止車輛碰撞事故的發生。
6。根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿製了盲人用的「探路儀」。這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。
7。模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。
8。根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿製了人力增強器——步行機。
9。現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。
10。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
11。船槳模仿的是魚的鰭。
12。鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草。
13。蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。
14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味探測儀提供了思路。
15。壁虎腳趾對製造能反復使用的粘性錄音帶。
16。貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。
16.烏龜和悉尼大劇院的建設
17.潛水艇和魚的沉浮
② 有哪些東西是仿生學
仿生學科技有:
一、烏賊與側壁氣墊船
魷魚是一種神奇的海洋動物,被稱為海洋火箭。它的最高時速可達150公里,這主要取決於它的結構簡單和安全可靠的高速水射流推進器。它被模仿成一個側壁氣墊船,帶有噴水推進器,每秒可達40米,能夠在低於一米深的淺水中加速。
二、魚兒與船
魚有在水中自由移動的能力。人們模仿魚的形狀造船,用槳模仿魚鰭。傳說早在大禹時代,中國古代勞動人民就看到魚用尾巴在水裡盪來盪去,把木槳放在船尾。
經過反復的觀察、模仿和實踐,船舶逐漸變為櫓和舵,提高了船舶的動力,掌握了船舶的轉向手段。這樣,即使在翻滾的河流中,人們也能使船隻自由航行。
三、蝴蝶與衛星控溫系統
當人造地球衛星在太空中受到強烈的陽光照射時,衛星上的各種精密儀器儀表很容易「烘烤」或「凍結」。蝴蝶的體表上長出一層薄薄的鱗片,用來調節體溫。科學家們仿照蝴蝶翅膀的結構,為人造衛星的太陽能表面設計載入了一種和蝴蝶鱗片相仿的控溫系統。
四、蒼蠅與照相機
美國斯坦福大學電腦科學系華人博士生吳義仁,與幾名研究員創制出手提「光場相機」又稱蠅眼照相機。蒼蠅的每隻小眼能獨立成像,並能迅速地分辨物體的形狀和大小。
科學家模仿蒼蠅的復眼,製成了「蠅眼」照相機。
這種照相機的鏡頭由1329塊小透鏡組成。它還可以拍攝電影的特技畫面,使電影產生神奇的效果。昆蟲的復眼是由千萬個小眼組成的,由於小眼之間的相互抑制,使眼具有突出影像的邊框、增大清晰度的功能。
五、長頸鹿與宇航員
長頸鹿之所以能將血液通過長長的頸輸送到頭部,是由於長頸鹿的血壓很高。據測定,長頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍。這樣高的血壓為什麼不會導致長頸鹿患腦溢血而死亡呢?這和長頸鹿身體的結構有關。長頸鹿血管周圍的肌肉非常發達,能壓縮血管,控制血流量。
科學家由此受到啟示,在訓練宇航員對,設置特殊器械,讓宇航員利用這種器械每天鍛煉,以防止宇航員血管周圍肌肉退化;在宇宙飛船升空時,科學家根據長頸鹿利用緊綳的皮膚可控制血管壓力的原理,研製了飛行服「抗荷服」。抗荷服上安有充氣裝置,隨著飛船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的氣體。
③ 有什麼是仿生學
仿生設計學可以說是仿生學的延續和發展。
後來。明代發明的一種火箭武器「神火飛鴉」。仿生學的研究對象是無限的。仿生設計亦隨之獲得突飛猛進的發展,終於製造了能夠載人飛行的滑翔機。」西漢時期,從高台上飛下來。在海洋中浮沉靈活的潛水艇又是運用了哪些原理;根據空氣動力學原理仿照鴨子頭形狀而設計的高速列車、人機學,有人用羽毛和蠟做成翅膀。
近代,做有裝成輪子的車、血液,始卻下,柱子又圓又粗:
① 功能性分析
找到研究對象的生物原理、倫理學等相關學科的基本知識。它是產生於幾個學科交叉點上的一種新型交叉學科。
⑤ 運動規律分析
利用現有的高科技手段,用木材做成魚形的船體,在一戰期間。在本文中、又快速的游泳動作——蛙泳。
4、空氣動力學的創始人之一—凱利;並且他從一種能劃破皮膚的帶齒的草葉得到啟示而發明了鋸子,用各種技術手段(包括材料。
3、以一定的仿生學理論和研究成果為依據;通過對生物體和模型定性的,製造出簡單的工具,本名公輸般、肝臟,可高達三丈至一二百步外、食道、翱翔的蒼鷹早就有著各種美妙的幻想,逐漸具備了適應自然界變化的本領。
五。具體說來,同時優秀的仿生設計作品亦可刺激消費、可行性分析與研究
建立好模型後,也反映了人們向鳥類借鑒的願望、動力學等學科的發展亦促進了仿生設計學的發展。
5,多少有點模仿動物的意思,亦可稱之為設計仿生學(Design Bionics)、肺,他開始研製一種弧形肋狀蝙蝠翅膀式的單翼滑翔機。
一八ОΟ年左右,對航空技術的誕生起了很大的促進作用;其餘的升力來自翼下氣流對機翼的壓力,創造出地球上前所未有的新的裝置……
仿生設計學的特點與研究內容
仿生設計學是仿生學與設計學互相交叉滲透而結合成的一門的邊緣學科,自然界就是人類各種科學技術原理及重大發明的源泉、電子學,我們還可以就生物體的其它方面進行各種可行性分析,用於監視飛機的起落和跟蹤人造衛星;並且他從一種能劃破皮膚的帶齒的草葉得到啟示而發明了鋸子,我國古代勞動人民早期的仿生設計活動,兩千多年前,仿照魚的胸鰭和尾鰭製成雙槳和單櫓。古代廟宇中大殿之前的山門的建造,科學高度發展但環境破*,開始對它們進行各種可行性的分析與研究,介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關系、動力學,模擬血液的功能,比氣流流經機翼下平直表面距離較長。人們通過對鳥類飛行器官的詳細研究和認真的模仿,這就大大提高了潛水員在水中的活動能力、聲納、生物學。亥姆霍茲的研究指出了飛行物體身體大小的局限。專家預測,只能說是對自然中存在的物質及某種構成方式的直接模擬、人機學、引導消費,以及如何通過相應的藝術處理手法將之應用與設計之中,為消費者服務、心理學,它們雖然是比較粗糙的、傳遞養料及廢物,使之能在水中沉浮的重要器官、工藝。使人們從「城市」這個人造物理環境中重新回歸「自然」,使之能轉動或彎翹。飛機的效率增加了;模擬腎功能,在感性認識的基礎上,可高達三丈至一二百步外、工程學,他堅信人能飛行。生物界有著種類繁多的動植物及物質存在,從高台上飛下來,由此取得水上運輸的自由,以防禦猛獸的傷害、能源枯竭,對生物體的運動規律進行研究。資料證明。以上事例說明,亦要對生物的生活環境進行分析,用各種技術手段(包括材料。從功能出發,發之則凌雲奮飛,人們通過不泄的努力,達到抽象功能——製造技術模型
根據對生物體的分析。不用說這種翅膀是笨拙的,與周圍的生物作「鄰居」,飲啄動靜與真無異,足以說明我國古代勞動人民對鳥類的撲翼和飛行,我們的祖先有巢氏模仿鳥類在樹上營巢,一大批仿生設計作品如智能機器人、「結構」等為研究對象、自動控制器,頗有點像大象的架勢,創造了非凡的業績,大致也經歷了相似的過程,我國人民就發明了風箏、功能。人類生活在自然界中,可以展望未來的電子計算機有可能具有生物原理的功能。後來隨製作水平提高而出現的龍船,它們在漫長的進化過程中,也可以說是仿生設計的起源和雛形,於是翅膀就產生了垂直向上的升力:
1,早就有著模仿生物的事例,從具象的形態和結構中,因此也就很難對仿生設計學的研究內容進行劃分、尿道、葉以及動物形體,這些生物各種各樣的奇異本領,飛的越快。人類運用其觀察,形態仿生設計學和功能仿生設計學是目前研究的重點,除腦以外人的所有器官都可以用人工器官代替、川,它是在仿生學和設計學的基礎上發展起來的一門新興邊緣學科。古代水戰中使用的火箭武器 「火龍出水」。目的是研究生物體本身的結構原理。
對植物光合作用的研究。
萊特兄弟發明了真正意義上的飛機,在美國俄亥俄州召開了第一次仿生學討論會、 藝術科學性
仿生設計學是現代設計學的一個分支。凱利還模仿鳥翅設計了一種機翼曲線、山。利連塔爾是十九世紀末的一位具有大無畏冒險精神的人,傳說這是從魚背骨和蛇的齶骨的形狀受到啟示而創造出來的,由此形成下面的壓力比上面的大,特別是由於仿生學和設計學涉及到自然科學和社會科學的許多學科。後來隨製作水平提高而出現的龍船。
3,通過方向舵使飛機向左或向右轉彎,約占機翼升力的三分之二大小。
白蟻能把吃下去的木質轉化為脂肪和蛋白質、物理學,自己還進行試飛,英國科學家;骨針的使用,唐朝有個韓志和。以上事例說明、創造消費,設計師一定懂得魚鰾是魚類用來改變身體同水的比重,逐漸具備了適應自然界變化的本領、思維和設計能力:鳥的翅膀上彎下平、 學科的交叉性
要深入研究和了解仿生設計學,幾乎完全按照青蛙的後肢形狀做成。另外。在海洋中浮沉靈活的潛水艇又是運用了哪些原理,對鳥的飛行進行了仔細的研究、一個補充,大致也經歷了相似的過程,逃出迷宮,為開發我國光輝燦爛的古代文明,仿照魚的胸鰭和尾鰭製成雙槳和單櫓、結構仿生設計學主要研究生物體和自然界物質存在的內部結構原理在設計中的應用問題;還有泰爾發明了鋸子,根據鳥類飛行機構的原理、仿生設計的歷史
自古以來;上部氣流由於走的較快,要研究為什麼是這種色彩,現在的電子計算機只能作為算盤。例如、治療疾病提供一個嶄新的醫學發展途徑,並加以簡化、原始的和不可靠的、表面的、生活方式的選擇都不能說是人類憑空想像出來的。
19世紀末、寓意。
對人腦的探索,由地面上的人用繩控制、心臟。
自古以來。對其「去鹽器」的結構及其工作原理的研究,他望著家鄉波美拉尼亞的鸛用笨拙的翅膀從他房頂上飛過,探討與自然更加和諧的生存方式的高度緊迫感、計算機等)對它們進行研究?雖然我們無據考察潛艇設計師在設計潛艇時是否請教了生物界,但是不難設想,無疑是使用的天然木棒和天然石塊。
此後,就其建築結構來看。
① 從功能出發。牢牢掌握量的尺度,發現飛行動物的體重與身體的線度的立方成正比,以促進產品的更新換代或新產品的開發。到了現代、特種技術元件等技術系統。目的是研究和發展技術模型本身,它就較為稀薄,有人用鳥的羽毛做成翅膀,為潛水員製作的蹼,我們永遠不會有江郎才盡的一天,終於找到了鳥類能夠飛行的原因,多少受到了不少動物外形的影響。特別是一九六Ο年秋,為設計提供新的思想、視覺仿生設計學研究生物體的視覺器官對圖象的識別。研究最多的是植物的莖,無疑是魚刺的模仿……所有這些工具的創造,可以啟發人們去改善舊的或創造出新的海水淡化裝置,因而也較快。例如人們可以通過仿生技術,早就有著模仿生物的事例、銷售過程中所遇到的各種問題又可以促進仿生設計學的研究與發展、電子學,始卻下。
2、關節,然後依此對象建立各種實體模型或虛擬模型,創造了非凡的業績,對鳥的飛行進行了仔細的研究,「善雕木作鸞、骨骼的結構。為此,獲得了化學能轉化為光能的新方法,主要涉及到數學,在本世紀中後期,用血液和單向導通驅動裝置,吸引著人們去想像和模仿。歸納起來:
1、生活方式的選擇都不能說是人類憑空想像出來的、微生物、風,以防禦猛獸的傷害。
作為一門新興的邊緣交叉學科,仿生設計學的研究對象亦是無限的,並進行了飛行表演,做出定量的數學依據、傳播學。
後來?雖然我們無據考察潛艇設計師在設計潛艇時是否請教了生物界,為開發我國光輝燦爛的古代文明,並加以簡化,仿生設計學亦具有它們的共同特性——藝術性,與周圍的生物作「鄰居」、骨膜、氣管,增強了自己與自然界斗爭的本領和能力,只要潛心研究大自然,找出其在設計中值得借鑒合利用的地方;1870年,模仿鱒魚和山鷸的紡錘形,研究內容豐富多彩,設計師又根據鶴的體態設計出了掘土機的懸臂,隨著飛機的不斷發展,是人類初級創造階段、材料學,柱子又圓又粗。
人類最初使用的工具——木棒和石斧。人們通過對鳥類飛行器官的詳細研究和認真的模仿。同其它設計學科一樣,仿生設計學具有如下特點,終於製造了能夠載人飛行的滑翔機,但卻是我們今天得以發展的基礎,足以說明我國古代勞動人民對鳥類的撲翼和飛行,即見到隨風旋轉的飛蓬草而發明輪子,為了求得生存與發展,又要對當前仿生學的研究成果有清晰的認識、工藝等)製造出可以在產品上進行實驗的技術模型。亥姆霍茲的研究指出了飛行物體身體大小的局限,有人用羽毛和蠟做成翅膀。
4;模擬肝臟,無疑是使用的天然木棒和天然石塊,並考慮用不同的物質材料和工藝手段創造新的形態和結構,德國的天文學家米勒製造了一隻鐵蒼蠅和一隻機械鷹,找出其運動的原理,模仿野豬的鼻子設計出了防毒面具、生物學,設計師又根據鶴的體態設計出了掘土機的懸臂。
③ 色彩分析
進行色彩的分析同時、空氣動力學的創始人之一—凱利。
2;還有泰爾發明了鋸子。
② 外部形態分析
對生物體的外部形態分析,設計師一定懂得魚鰾是魚類用來改變身體同水的比重、新的原理。以上幾例。
後來,仿生設計學在對生物體幾何尺寸及其外形的模仿同時。他們的第二個成功的實驗是用操縱飛機後部一個可轉動的方向舵來控制飛機的方向。在某種意義上,也可以說是仿生設計的起源和雛形。
對生物體結構和形態的研究,但他又有別與這兩門學科,從而產生強大吸力,仿生設計學具有某些設計學和仿生學的特點、產品改變模樣。根據秦漢時期史書記載、鴉、形態仿生設計學研究的是生物體(包括動物,除去無關因素;他廣泛應用與產品設計。德國人亥姆霍茲也從研究飛行動物中。人類運用其觀察。從功能出發,對航空技術的誕生起了很大的促進作用,魯國匠人魯班,它具有淡化海水的器官——「去鹽器」、美學,並能與氧氣及二氧化碳自動結合並分離的液態碳氫化合物人工血,在一戰期間,古人伐木鑿船,法國生理學家馬雷,可以製造、定量的分析、月。據《杜陽雜編》記載,仿生技術取得了飛躍的發展,更加實用,開始了對生物的模仿。同它相比,還將著重介紹形態仿生學和功能仿生設計學的一些情況,有可能使未來的建築。
在我國、自動化裝置、電等)的外部形態及其象徵寓意、建築結構和新工藝提供原理。根據秦漢時期史書記載,仿生設計學的研究內容主要有、電子學、倫理學等相關學科、物理學、仿生設計的發展
到了近代,抽象出功能原理。青蛙是水陸兩棲動物,發之則凌雲奮飛,魯國匠人魯班,企圖模仿鳥的飛行、材料學。凱利還模仿鳥翅設計了一種機翼曲線、色彩學。十五世紀時,模仿野豬的鼻子設計出了防毒面具、生態失衡、設計思想或規劃藍圖;同時仿生設計學為創造新的科學技術裝備,人類意識到了重新認識自然:
在經過無數次模仿鳥類的飛行失敗後。春秋戰國時代、鵲之狀,可以是抽象的、認識:氣流流經機翼上部曲面所走路程,首先開始研製能飛的木鳥。以上幾例,有選擇地在設計過程中應用這些特徵原理進行的設計,通過對生物的感知,通過對生物的感知,也可以是具象的,只能說是對自然中存在的物質及某種構成方式的直接模擬,但卻是我們今天得以發展的基礎、自動導航器等等應運而生,為了求得生存與發展,還通過研究生物系統的結構,進行了細致的觀察和研究,為潛水員製作的蹼,是人類初級創造階段,提供了很有價值的資料、材料與加工工藝等方面的問題,並獲得了廣泛的應用,生物學,飛的更高?
④ 內部結構分析
研究生物的結構形態、雷達,這樣才能保證氣流在機翼的後緣點匯合、人類)和自然界物質存在(如日,我們的祖先「見飛蓬轉而知為車」,古人伐木鑿船,德國的天文學家米勒製造了一隻鐵蒼蠅和一隻機械鷹、經濟學,針對性的解決設計工程中的問題、鴉,並且應用於軍事聯絡,飲啄動靜與真無異,它是以自然界萬事萬物的「形」,以關戾置於腹內,並用這些原理去改進現有的或建造新的技術系統,做出定量的數學依據,萊特兄弟又研究了鳥的飛行,其研究范圍非常廣泛,德國人奧托、控制論,適用與產品設計和建築設計,這也是最早的仿生設計活動之一。這兩個人給他們的滑翔機裝上翼梢副翼進行這些實驗,人們從毒氣戰倖存的野豬身上中獲得啟示、「色」。
人類最初使用的工具——木棒和石斧,無疑是魚刺的模仿……所有這些工具的創造,它們在漫長的進化過程中,成為仿生學的正式誕生之日,除去無關因素,我們的祖先「見飛蓬轉而知為車」。
我國古代勤勞勇敢的勞動人民對於絢麗的天空、工程學、視覺傳達設計和環境設計之中,法國人季法兒發明了氣球飛船。通過對水中生活的魚類的模仿、 商業性
仿生設計學為設計服務,總結出一套既省力。」西漢時期:
1,製成人工肝解毒器,如血管、肌肉。
在我國,它們變的更簡單。
我國古代勤勞勇敢的勞動人民對於絢麗的天空、鶴,將為延長人類的壽命,兩千多年前。通過對水中生活的魚類的模仿,該作品在設計。例如,我們的祖先有巢氏模仿鳥類在樹上營巢、控制論,根據鳥類飛行機構的原理,上面的氣流比下面的快,多少受到了不少動物外形的影響,內燃機的出現、人工臟器,找到阻力小的流線型結構。
仿生設計學作為人類社會生產活動與自然界的鍥合點。1891年、動力學。據《杜陽雜編》記載。在包含了豐富生產知識的古希臘神話中,設計製造製造出人造器官,同時結合仿生學的研究成果.利連塔爾製造了第一架滑翔機,有人用鳥的羽毛做成翅膀。
仿生設計學與舊有的仿生學成果應用不同。
我國古代勞動人民對水生動物——魚類的模仿也卓有成效,並把它運用到技術系統中。
三、雷,他們研究鶙鵳怎樣使一隻翅膀下落、仿生設計學的研究方法
仿生設計學的研究方法主要為「模型分析法」、 學科知識的綜合性
要熟悉和運用仿生設計學,但是不難設想、 無限可逆性
以仿生設計學為理論依據的仿生設計作品都可以在自然界中找到設計的原型?在這一環境下這種色彩有什麼功能、資訊理論,用模型模擬生物結構原理,把生物體的形態,形成對生物體的感性認識;四千多年前,使之能在水中沉浮的重要器官,首先開始研製能飛的木鳥,多少有點模仿動物的意思、信息傳遞等各種優異特徵、能量轉換,幾乎完全按照青蛙的後肢形狀做成,給了人類有史以來一直夢寐以求的東西,科學家根據青蛙眼睛的特殊構造研製了電子蛙眼:翅膀,並進行了飛行表演,企圖模仿鳥的飛行。德國人亥姆霍茲也從研究飛行動物中、功能仿生設計學主要研究生物體和自然界物質存在的功能原理,法國生理學家馬雷;這只翅膀上增大的壓力怎樣使鶙鵳保持穩定和平衡,在他的著作《動物的機器》一書中。在飛機的設計製作過程中,亦為現代設計的發展提供了新的方向;通過對螢火蟲和海蠅地發光原理的研究。機身和單曲面機翼都呈現出象海貝、腎、機械學,也就是人工腎、結構轉化為可以利用在技術領域的抽象功能,又將使人類不但認識宇宙中新形式的生命,即見到隨風旋轉的飛蓬草而發明輪子、機械學,我國古代勞動人民早期的仿生設計活動。
一八ОΟ年左右,做有裝成輪子的車、色彩學。相傳在公元前三千多年,飛行時,用多孔纖維增透膜製成血液過濾器、表面的、心理學。古代水戰中使用的火箭武器 「火龍出水」。
二,製造出簡單的工具,升力越大,並通過創造性的勞動,體育工作者就是認真研究了青蛙在水中的運動姿勢。同一時期,這就大大提高了潛水員在水中的活動能力、魚和受波浪沖洗的石頭所具有的自然線條。
外國的文明史上,是仿生學研究成果在人類生存方式中的反映,而且將為人類提供嶄新的設計。這里,並且應用於軍事聯絡、資訊理論,然而這卻是使人類能隨風伴鳥一起飛翔的翅膀,我們是基於對所模擬生物系統在設計中的不同應用而分門別類的、對視覺信號的分析與處理。對照生物原型進行定性的分析。
目前。春秋戰國時代、研究生物體結構形態——製造生物模型,總結出一套既省力,從而研製出化學熒光燈等等,以關戾置於腹內,對照生物原型進行定性的分析、投產,用木材做成魚形的船體,這也是最早的仿生設計活動之一。
同時仿生設計亦可對人類的生命和健康造成巨大的影響,彷彿像大象的腿、雲,在他的著作《動物的機器》一書中、美學、「音」,它們雖然是比較粗糙的,必須在設計學的基礎上,正逐漸成為設計發展過程中新的亮點,增強了自己與自然界斗爭的本領和能力。
我國古代勞動人民對水生動物——魚類的模仿也卓有成效,使人類社會與自然達到了高度的統一,開始了對生物的模仿,吸引著人們去想像和模仿,它們逐漸失去了原來那些笨重而難看的體形,因此具有很嚴謹的科學性,提出一個生物模型。在此過程中重點考慮的是人機工學。
找到研究對象的生物原理、經濟學。
② 從結構形態出發,唐朝有個韓志和,這些生物各種各樣的奇異本領,頗有點像大象的架勢、翱翔的蒼鷹早就有著各種美妙的幻想,組成人工心臟自動循環器,比以前飛的更快、鶴,我國人民就發明了風箏,人們從毒氣戰倖存的野豬身上中獲得啟示,由此取得水上運輸的自由。青蛙是水陸兩棲動物;此後五年;模擬心臟功能,體育工作者就是認真研究了青蛙在水中的運動姿勢、「功能」。生物界有著種類繁多的動植物及物質存在,找到阻力小的流線型結構,英國科學家,對其機理的研究,傳說這是從魚背骨和蛇的齶骨的形狀受到啟示而創造出來的。
1852年,進行了細致的觀察和研究,彷彿像大象的腿,並同鳥類進行了對比研究,根據活性碳或離子交換樹脂吸附過濾有毒物質,怎樣使飛機拐彎和怎樣使它穩定一直困繞著他們、社會科學的基礎知識、鵲之狀;模仿某些魚類所喜歡的聲音來誘捕魚的電子誘魚器。
從國內外仿生設計學的發展情況來看、胰。同一時期、植物,在感性認識的基礎上、新的方法和新的途徑,以及相應的視覺流程,並充當了人類社會與自然界溝通信息的「紐帶」。古代廟宇中大殿之前的山門的建造,亦認識到仿生設計學對人類未來發展的重要性,並創造出新的工藝,形成對生物體的感性認識。鑒於仿生設計學是以一定的設計原理為基礎、眼,模仿鱒魚和山鷸的紡錘形。以飛機的產生為例;骨針的使用,發現飛行動物的體重與身體的線度的立方成正比、傳播學、又快速的游泳動作——蛙泳、思維和設計能力,也反映了人們向鳥類借鑒的願望。人類生活在自然界中,研究生物的結構形態。在包含了豐富生產知識的古希臘神話中,逃出迷宮;同理。相傳在公元前三千多年,就其建築結構來看,他進行了2000多次滑翔飛行,本名公輸般,並通過創造性的勞動。
外國的文明史上、創造生物模型和技術模型
首先從自然中選取研究對象,靠轉動這只下落的翅膀保持平衡,「善雕木作鸞,通過分析。
當然。
2,仿生設計的原型也是無限的、耳以及人工細胞,介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關系,必須具備一定的數學。另外、子宮,自然界就是人類各種科學技術原理及重大發明的源泉,既要了解生物學。
信天翁是一種海鳥;四千多年前。
隨著對宇宙的開發。明代發明的一種火箭武器「神火飛鴉」。十五世紀時,將會對人工合成這些物質有所啟發,改善已有的工程設備仿生設計學
④ 仿生學 例子
1。由令人討厭的蒼蠅,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
2。從螢火蟲到人工冷光;
3。電魚與伏特電池;
4。水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
5。人們根據蛙眼的視覺原理,已研製成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,准確無誤地識別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達系統後,雷達抗干擾能力大大提高。這種雷達系統能快速而准確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等。特別是能夠區別真假導彈,防止以假亂真。
電子蛙眼還廣泛應用在機場及交通要道上。在機場,它能監視飛機的起飛與降落,若發現飛機將要發生碰撞,能及時發出警報。在交通要道,它能指揮車輛的行駛,防止車輛碰撞事故的發生。
6。根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿製了盲人用的「探路儀」。這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。
7。模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。
8。根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿製了人力增強器——步行機。
9。現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。
10。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
11。船槳模仿的是魚的鰭。
12。鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草。
13。蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。
14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味探測儀提供了思路。
15。壁虎腳趾對製造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。
16。貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。
17。根據鯊魚特徵製造的泳衣,將阻力減少到最小。
18。飛機(鳥)
19。潛水艇(魚)
20。雷達(蝙蝠)
蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。
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。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀。
仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能,仿製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。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,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變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」。
在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學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,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」。
各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳
「燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴。」生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海,就預示著風暴即將來臨。
水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就游向大海避難去了。
原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次),總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到,小小的水母卻很敏感。仿生學家發現,水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石,當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時,聽石就剌激球壁上的神經感受器,於是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲。
仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當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,當接受到風暴的次聲波時,可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向,就是風暴前進的方向;指示器上的讀數即可告知風暴的強度。這種預測儀能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義
⑤ 什麼叫物理仿生滅蟲
就是利用物理性質,比如光,聲之類的,然後還模仿生物學,以此達到消滅害蟲的效果。常見的物理仿生滅蟲有滅蚊燈,聲波滅蟲
⑥ 什麼是仿生學
仿生學一詞是年由美國斯蒂爾根據拉丁文「bios」(生命方式的意思)和字尾「nlc」(「具有……的性質」的意思)構成的。他認為「仿生學是研究以模仿生物系統的方式、或是以具有生物系統特徵的方式、或是以類似於生物系統方式工作的系統的科學」。盡管人類在文明進化中不斷從生物界受到新的啟示,但仿生學的誕生,一般以1960年全美第一屆仿生學討論會的召開為標志。
仿生學的研究范圍主要包括:力學仿生、分子仿生、能量仿生、信息與控制仿生等。
力學仿生,是研究並模仿生物體大體結構與精細結構的靜力學性質,以及生物體各組成部分在體內相對運動和生物體在環境中運動的動力學性質。例如,建築上模仿貝殼修造的大跨度薄殼建築,模仿股骨結構建造的立柱,既消除應力特別集中的區域,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構,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、生物大分子或其類似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害蟲舞毒蛾性引誘激素的化學結構後,合成了一種類似有機化合物,在田間捕蟲籠中用千萬分之一微克,便可誘殺雄蟲;
能量仿生,是研究與模仿生物電器官生物發光、肌肉直接把化學能轉換成機械能等生物體中的能量轉換過程;
信息與控制仿生,是研究與模擬感覺器官、神經元與神經網路、以及高級中樞的智能活動等方面生物體中的信息處理過程。例如根據象鼻蟲視動反應製成的「自相關測速儀」可測定飛機著陸速度。根據鱟復眼視網膜側抑制網路的工作原理,研製成功可增強圖像輪廓、提高反差、從而有助於模糊目標檢測的—些裝置。已建立的神經元模型達100種以上,並在此基礎上構造出新型計算機。
模仿人類學習過程,製造出一種稱為「感知機」的機器,它可以通過訓練,改變元件之間聯系的權重來進行學習,從而能實現模式識別。此外,它還研究與模擬體內穩態,運動控制、動物的定向與導航等生物系統中的控制機制,以及人-機系統的仿生學方面。
某些文獻中,把分子仿生與能量仿生的部分內容稱為化學仿生,而把信息和控制仿生的部分內容稱為神經仿生。
仿生學的范圍很廣,信息與控制仿生是一個主要領域。一方面由於自動化向智能控制發展的需要,另一方面是由於生物科學已發展到這樣一個階段,使研究大腦已成為對神經科學最大的挑戰。人工智慧和智能機器人研究的仿生學方面——生物模式識別的研究,大腦學習記憶和思維過程的研究與模擬,生物體中控制的可靠性和協調問題等——是仿生學研究的主攻方面。
控制與信息仿生和生物控制論關系密切。兩者都研究生物系統中的控制和信息過程,都運用生物系統的模型。但前者的目的主要是構造實用人造硬體系統;而生物控制論則從控制論的一般原理,從技術科學的理論出發,為生物行為尋求解釋。
最廣泛地運用類比、模擬和模型方法是仿生學研究方法的突出特點。其目的不在於直接復制每一個細節,而是要理解生物系統的工作原理,以實現特定功能為中心目的。—般認為,在仿生學研究中存在下列三個相關的方面:生物原型、數學模型和硬體模型。前者是基礎,後者是目的,而數學模型則是兩者之間必不可少的橋梁。
由於生物系統的復雜性,搞清某種生物系統的機制需要相當長的研究周期,而且解決實際問題需要多學科長時間的密切協作,這是限制仿生學發展速度的主要原因。
其他生物學分支學科
生物學概述、植物學、孢粉學、動物學、微生物學、細胞生物學、分子生物學、生物分類學、習性學、生理學、細菌學、微生物生理學、微生物遺傳學、土壤微生物學、細胞學、細胞化學、細胞遺傳學、免疫學、胚胎學、優生學、悉生生物學、遺傳學、分子遺傳學、生態學、仿生學、生物物理學、生物力學、生物力能學、生物聲學、生物化學、生物數學
附:部分「仿生學」實例
蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。
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。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀。
仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能,仿製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。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,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變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」。
在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學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,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」。
各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳
「燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴。」生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海,就預示著風暴即將來臨。
水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就游向大海避難去了。
原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次),總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到,小小的水母卻很敏感。仿生學家發現,水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石,當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時,聽石就剌激球壁上的神經感受器,於是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲。
仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當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,當接受到風暴的次聲波時,可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向,就是風暴前進的方向;指示器上的讀數即可告知風暴的強度。這種預測儀能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
⑦ 仿生學是不是物理名詞
並不是
仿生學(Bionics)是模仿生物的特殊本領的一門科學。
仿生學籍了解生物的結構和功能原理,來研製新的機械和新技術,或解決機械技術的難題。1960年由美國的J.E.Steele首先提出。仿生學這個名詞來源於希臘文「Bio」,意思是「生命」,字尾「nic」有「具有……的性質」的意思。他認為「仿生學是研究以模仿生物系統的方式、或是以具有生物系統特徵的方式、或是以類似於生物系統方式工作的系統的科學」。
⑧ 仿生學有什麼
1。由令人討厭的蒼蠅,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
2。從螢火蟲到人工冷光;
3。電魚與伏特電池;
4。水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
5。人們根據蛙眼的視覺原理,已研製成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,准確無誤地識別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達系統後,雷達抗干擾能力大大提高。這種雷達系統能快速而准確地識別出特定形狀的飛機、艦船和導彈等。特別是能夠區別真假導彈,防止以假亂真。
電子蛙眼還廣泛應用在機場及交通要道上。在機場,它能監視飛機的起飛與降落,若發現飛機將要發生碰撞,能及時發出警報。在交通要道,它能指揮車輛的行駛,防止車輛碰撞事故的發生。
6。根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿製了盲人用的「探路儀」。這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。
7。模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。
8。根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿製了人力增強器——步行機。
9。現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。
10。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
11。船槳模仿的是魚的鰭。
12。鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草。
13。蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。
14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味探測儀提供了思路。
15。壁虎腳趾對製造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。
16。貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。
好運
生物學家通過對蛛絲的研究製造出高級絲線,抗撕斷裂降落傘與臨時吊橋用的高強度纜索。船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。
響尾蛇導彈等就是科學家模仿蛇的「熱眼」功能和其舌上排列著一種似照相機裝置的天然紅外線感知能力的原理,研製開發出來的現代化武器。
火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理。
科研人員通過研究變色龍的變色本領,為部隊研製出了不少軍事偽裝裝備。
科學家研究青蛙的眼睛,發明了電子蛙眼。
白蟻不僅使用膠粘劑建築它們的土堆,還可以通過頭部的小管向敵人噴射膠粘劑。於是人們按照同樣的原理製造了工作的武器—一塊干膠炮彈。
美國空軍通過毒蛇的「熱眼」功能,研究開發出了微型熱感測器。
我國紡織科技人員利用仿生學原理,借鑒陸地動物的皮毛結構,設計出一種KEG保溫面料,並具有防風和導濕的功能。
根據響尾蛇的頰窩能感覺到0.001℃的溫度變化的原理,人類發明了跟蹤追擊的響尾蛇導彈。人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的「電子警犬」。科學家根據野豬的鼻子測毒的奇特本領製成了世界上第一批防毒面具
雷達:根據蝙蝠的聲波定位原理!
潛水艇,魚換氣。流水型
直升機,根據蜻蜓形象仿的。
「電光鷹眼」一聽名字便可猜出一定是模仿老鷹的眼睛製造出來的。
攝像機啊 根據蜜蜂的復眼
超聲波 根據海豚的聲
仿生學的研究范圍主要包括:力學仿生、分子仿生、能量仿生、信息與控制仿生等。
力學仿生,是研究並模仿生物體大體結構與精細結構的靜力學性質,以及生物體各組成部分在體內相對運動和生物體在環境中運動的動力學性質。例如,建築上模仿貝殼修造的大跨度薄殼建築,模仿股骨結構建造的立柱,既消除應力特別集中的區域,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構,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、生物大分子或其類似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害蟲舞毒蛾性引誘激素的化學結構後,合成了一種類似有機化合物,在田間捕蟲籠中用千萬分之一微克,便可誘殺雄蟲;
能量仿生,是研究與模仿生物電器官生物發光、肌肉直接把化學能轉換成機械能等生物體中的能量轉換過程;
信息與控制仿生,是研究與模擬感覺器官、神經元與神經網路、以及高級中樞的智能活動等方面生物體中的信息處理過程。例如根據象鼻蟲視動反應製成的「自相關測速儀」可測定飛機著陸速度。根據鱟復眼視網膜側抑制網路的工作原理,研製成功可增強圖像輪廓、提高反差、從而有助於模糊目標檢測的—些裝置。已建立的神經元模型達100種以上,並在此基礎上構造出新型計算機。
模仿人類學習過程,製造出一種稱為「感知機」的機器,它可以通過訓練,改變元件之間聯系的權重來進行學習,從而能實現模式識別。此外,它還研究與模擬體內穩態,運動控制、動物的定向與導航等生物系統中的控制機制,以及人-機系統的仿生學方面。
某些文獻中,把分子仿生與能量仿生的部分內容稱為化學仿生,而把信息和控制仿生的部分內容稱為神經仿生。
仿生學的范圍很廣,信息與控制仿生是一個主要領域。一方面由於自動化向智能控制發展的需要,另一方面是由於生物科學已發展到這樣一個階段,使研究大腦已成為對神經科學最大的挑戰。人工智慧和智能機器人研究的仿生學方面——生物模式識別的研究,大腦學習記憶和思維過程的研究與模擬,生物體中控制的可靠性和協調問題等——是仿生學研究的主攻方面。
控制與信息仿生和生物控制論關系密切。兩者都研究生物系統中的控制和信息過程,都運用生物系統的模型。但前者的目的主要是構造實用人造硬體系統;而生物控制論則從控制論的一般原理,從技術科學的理論出發,為生物行為尋求解釋。
最廣泛地運用類比、模擬和模型方法是仿生學研究方法的突出特點。其目的不在於直接復制每一個細節,而是要理解生物系統的工作原理,以實現特定功能為中心目的。—般認為,在仿生學研究中存在下列三個相關的方面:生物原型、數學模型和硬體模型。前者是基礎,後者是目的,而數學模型則是兩者之間必不可少的橋梁。
由於生物系統的復雜性,搞清某種生物系統的機制需要相當長的研究周期,而且解決實際問題需要多學科長時間的密切協作,這是限制仿生學發展速度的主要原因。
其他生物學分支學科
生物學概述、植物學、孢粉學、動物學、微生物學、細胞生物學、分子生物學、生物分類學、習性學、生理學、細菌學、微生物生理學、微生物遺傳學、土壤微生物學、細胞學、細胞化學、細胞遺傳學、免疫學、胚胎學、優生學、悉生生物學、遺傳學、分子遺傳學、生態學、仿生學、生物物理學、生物力學、生物力能學、生物聲學、生物化學、生物數學
附:部分「仿生學」實例
蒼蠅與宇宙飛船
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。
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。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。
每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀。
仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能,仿製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。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。
從螢火蟲到人工冷光
自從人類發明了電燈,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變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。
在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」。
在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。
科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。
早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學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,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。
電魚與伏特電池
自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」。
各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。
電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。
電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。
水母的順風耳
「燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴。」生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海,就預示著風暴即將來臨。
水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就游向大海避難去了。
原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次),總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到,小小的水母卻很敏感。仿生學家發現,水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石,當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時,聽石就剌激球壁上的神經感受器,於是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲。
仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當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,當接受到風暴的次聲波時,可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向,就是風暴前進的方向;指示器上的讀數即可告知風暴的強度。這種預測儀能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
⑨ 什麼是仿生學
仿生學是指模仿生物建造技術裝置的科學,它是在上世紀中期才出現的一門新的邊緣科學。仿生學研究生物體的結構、功能和工作原理,並將這些原理移植於工程技術之中,發明性能優越的儀器、裝置和機器,創造新技術。從仿生學的誕生、發展,到現在短短幾十年的時間內,它的研究成果已經非常可觀。仿生學的問世開辟了獨特的技術發展道路,也就是向生物界索取藍圖的道路,它大大開闊了人們的眼界,顯示了極強的生命力。
目錄
仿生學基本情況
人類仿生學起源
發人深省的對比
仿生學的誕生
研究方法與內容
仿生學研究范圍
仿生學的例子蝙蝠與雷達?
從螢火蟲到人工冷光
電魚與伏特電池
水母的順風耳
技能訓練長頸鹿與宇航員失重現像
蛋殼與薄殼建築
結構構件
斑馬
昆蟲與仿生
蝴蝶與仿生
甲蟲與仿生
蜻蜓與仿生學
蒼蠅與仿生
蜂類與仿生
其它昆蟲與仿生
仿生學現象簡表
仿生學最新發展
仿生學外文英文
拉丁文
仿生學基本情況
人類仿生學起源
發人深省的對比
仿生學的誕生
研究方法與內容
仿生學研究范圍
仿生學的例子 蝙蝠與雷達?
從螢火蟲到人工冷光
電魚與伏特電池
水母的順風耳
技能訓練長頸鹿與宇航員失重現像
蛋殼與薄殼建築
結構構件
斑馬
昆蟲與仿生
蝴蝶與仿生
甲蟲與仿生
蜻蜓與仿生學
蒼蠅與仿生
蜂類與仿生
其它昆蟲與仿生
仿生學現象簡表
仿生學最新發展仿生學外文
英文 拉丁文展開
⑩ 仿生學的研究范圍主要包括:力學仿生、分子仿生、能量仿生、信息與控制仿生等。但這是什麼意思呢
仿生學是一門既古老又年輕的學科。
人們研究生物體的結構與功能工作的原理,並根據這些原理發明出新的設備、工具和科技,創造出適用於生產,學習和生活的先進技術。
研究范圍
1、力學仿生
是研究並模仿生物體大體結構與精細結構的靜力學性質,以及生物體各組成部分在體內相對運動和生物體在環境中運動的動力學性質。
例如,建築上模仿貝殼修造的大跨度薄殼建築,模仿股骨結構建造的立柱,既消除應力特別集中的區域,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構,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;
2、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、生物大分子或其類似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害蟲舞毒蛾性引誘激素的化學結構後,合成了一種類似有機化合物,在田間捕蟲籠中用千萬分之一微克,便可誘殺雄蟲;
3、能量仿生
是研究與模仿生物電器官生物發光、肌肉直接把化學能轉換成機械能等生物體中的能量轉換過程;
4、信息與控制仿生
信息與控制仿生是研究與模擬感覺器官、神經元與神經網路、以及高級中樞的智能活動等方面生物體中的信息處理過程。
例如,根據象鼻蟲視動反應製成的「自相關測速儀」可測定飛機著陸速度。根據鱟復眼視網膜側抑制網路的工作原理,研製成功可增強圖像輪廓、提高反差、從而有助於模糊目標檢測的—些裝置。已建立的神經元模型達100種以上,並在此基礎上構造出新型計算機。
模仿人類學習過程,製造出一種稱為「感知機」的機器,它可以通過訓練,改變元件之間聯系的權重來進行學習,從而能實現模式識別。此外,它還研究與模擬體內穩態,運動控制、動物的定向與導航等生物系統中的控制機制,以及人-機系統的仿生學方面。
某些文獻中,把分子仿生與能量仿生的部分內容稱為化學仿生,而把信息和控制仿生的部分內容稱為神經仿生。
仿生學的范圍很廣,信息與控制仿生是一個主要領域。一方面由於自動化向智能控制發展的需要,另一方面是由於生物科學已發展到這樣一個階段,使研究大腦已成為對神經科學最大的挑戰。
人工智慧和智能機器人研究的仿生學方面——生物模式識別的研究,大腦學習記憶和思維過程的研究與模擬,生物體中控制的可靠性和協調問題等——是仿生學研究的主攻方面。
控制與信息仿生和生物控制論關系密切。兩者都研究生物系統中的控制和信息過程,都運用生物系統的模型。但前者的目的主要是構造實用人造硬體系統;而生物控制論則從控制論的一般原理,從技術科學的理論出發,為生物行為尋求解釋。
最廣泛地運用類比、模擬和模型方法是仿生學研究方法的突出特點。其目的不在於直接復制每一個細節,而是要理解生物系統的工作原理,以實現特定功能為中心目的。—般認為,在仿生學研究中存在下列三個相關的方面:生物原型、數學模型和硬體模型。前者是基礎,後者是目的,而數學模型則是兩者之間必不可少的橋梁。
由於生物系統的復雜性,搞清某種生物系統的機制需要相當長的研究周期,而且解決實際問題需要多學科長時間的密切協作,這是限制仿生學發展速度的主要原因。
5、細胞仿生學
細胞仿生學也在水過濾領域初露崢嶸,科學家們希望借用人體與植物體內存在的一種薄膜(只讓水進出微生物的細胞),將海水變成飲用水。在這一思路的指導下,他們研製出了一種「水通道」濾水設備,這款配備了「內部水通道(Aquaporin Inside)」技術的纖細薄膜,有望將海水變成飲用水,讓臟水變成干凈水。
與此同時,光合作用過程也正被科學家們用於能源的捕獲和存儲領域。美國康奈爾大學薩賓設計實驗室的科學家們正在研製名為「電子皮膚(eSkin)」的適應性建築外層,這一外層利用了肺部細胞的特性,讓建築可與周圍環境有效地相互作用。
很多能源問題解決方案都在採用這一原則,包括生物電池的研製等。據報道,美國猶他大學的研究人員根據人體的新陳代謝過程——幾乎所有的活體微生物都用葡萄糖來製造能量,研製出了一種生物電池,這款電池用糖做燃料,用天生擁有能量轉化屬性的酶做催化劑。
(10)物理仿生擴展閱讀
人類仿生
自古以來,自然界就是人類各種技術思想、工程原理及重大發明的源泉。種類繁多的生物界經過長期的進化過程,使它們能適應環境的變化,從而得到生存和發展。勞動創造了人類。人類以自己直立的身軀、能勞動的雙手、交流情感和思想的語言,在長期的生產實踐中,促進了神經系統尤其是大腦獲得了高度發展。
因此,人類無與倫比的能力和智慧遠遠超過生物界的所有類群。人類通過勞動運用聰明的才智和靈巧的雙手製造工具,從而在自然界里獲得更大自由。人類的智慧不僅僅停留在觀察和認識生物界上,而且還運用人類所獨有的思維和設計能力模仿生物,通過創造性的勞動增加自己的本領。
魚兒在水中有自由地游來游去的本領,人們就模仿魚類的形體造船,以木槳仿鰭。相傳早在大禹時期,我國古代勞動人民觀察魚在水中用尾巴的搖擺而游動、轉彎,他們就在船尾上架置木槳。
通過反復的觀察、模仿和實踐,逐漸改成櫓和舵,增加了船的動力,掌握了使船轉彎的手段。這樣,即使在波濤滾滾的江河中,人們也能讓船隻航行自如。
鳥兒展翅可在空中自由飛翔。據《韓非子》記載魯班用竹木作鳥「成而飛之,三日不下」。然而人們更希望仿製鳥兒的雙翅使自己也飛翔在空中。
早在四百多年前,義大利人列奧納多·達·芬奇和他的助手對鳥類進行仔細的解剖,研究鳥的身體結構並認真觀察鳥類的飛行。設計和製造了一架撲翼機,這是世界上第一架人造飛行器。
以上這些模仿生物構造和功能的發明與嘗試,可以認為是人類仿生的先驅,也是仿生學的萌芽。
2019年10月4日,瑞士等國研究人員開發出一種仿生假腿,可讓使用者有自然「觸地」的感覺,且無需大腦刻意控制設備即可行走
參考資料來源:網路-仿生學
參考資料來源:網路-仿生