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物理仿生

发布时间: 2021-08-01 21:48:33

① 求仿生学中的物理

1。由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光;
3。电鱼与伏特电池;
4。水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鱼的鳍。
12。锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
16.乌龟和悉尼大剧院的建设
17.潜水艇和鱼的沉浮

② 有哪些东西是仿生学

仿生学科技有:

一、乌贼与侧壁气垫船

鱿鱼是一种神奇的海洋动物,被称为海洋火箭。它的最高时速可达150公里,这主要取决于它的结构简单和安全可靠的高速水射流推进器。它被模仿成一个侧壁气垫船,带有喷水推进器,每秒可达40米,能够在低于一米深的浅水中加速。

二、鱼儿与船

鱼有在水中自由移动的能力。人们模仿鱼的形状造船,用桨模仿鱼鳍。传说早在大禹时代,中国古代劳动人民就看到鱼用尾巴在水里荡来荡去,把木桨放在船尾。

经过反复的观察、模仿和实践,船舶逐渐变为橹和舵,提高了船舶的动力,掌握了船舶的转向手段。这样,即使在翻滚的河流中,人们也能使船只自由航行。

三、蝴蝶与卫星控温系统

当人造地球卫星在太空中受到强烈的阳光照射时,卫星上的各种精密仪器仪表很容易“烘烤”或“冻结”。蝴蝶的体表上长出一层薄薄的鳞片,用来调节体温。科学家们仿照蝴蝶翅膀的结构,为人造卫星的太阳能表面设计加载了一种和蝴蝶鳞片相仿的控温系统。

四、苍蝇与照相机

美国斯坦福大学电脑科学系华人博士生吴义仁,与几名研究员创制出手提“光场相机”又称蝇眼照相机。苍蝇的每只小眼能独立成像,并能迅速地分辨物体的形状和大小。

科学家模仿苍蝇的复眼,制成了“蝇眼”照相机。
这种照相机的镜头由1329块小透镜组成。它还可以拍摄电影的特技画面,使电影产生神奇的效果。昆虫的复眼是由千万个小眼组成的,由于小眼之间的相互抑制,使眼具有突出影像的边框、增大清晰度的功能。

五、长颈鹿与宇航员

长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部,是由于长颈鹿的血压很高。据测定,长颈鹿的血压比人的正常血压高出2倍。这样高的血压为什么不会导致长颈鹿患脑溢血而死亡呢?这和长颈鹿身体的结构有关。长颈鹿血管周围的肌肉非常发达,能压缩血管,控制血流量。

科学家由此受到启示,在训练宇航员对,设置特殊器械,让宇航员利用这种器械每天锻炼,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的皮肤可控制血管压力的原理,研制了飞行服“抗荷服”。抗荷服上安有充气装置,随着飞船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的气体。

③ 有什么是仿生学

仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展。
后来。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”。仿生学的研究对象是无限的。仿生设计亦随之获得突飞猛进的发展,终于制造了能够载人飞行的滑翔机。”西汉时期,从高台上飞下来。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理;根据空气动力学原理仿照鸭子头形状而设计的高速列车、人机学,有人用羽毛和蜡做成翅膀。
近代,做有装成轮子的车、血液,始却下,柱子又圆又粗:
① 功能性分析
找到研究对象的生物原理、伦理学等相关学科的基本知识。它是产生于几个学科交叉点上的一种新型交叉学科。
⑤ 运动规律分析
利用现有的高科技手段,用木材做成鱼形的船体,在一战期间。在本文中、又快速的游泳动作——蛙泳。
4、空气动力学的创始人之一—凯利;并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子,用各种技术手段(包括材料。
3、以一定的仿生学理论和研究成果为依据;通过对生物体和模型定性的,制造出简单的工具,本名公输般、肝脏,可高达三丈至一二百步外、食道、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想,逐渐具备了适应自然界变化的本领。

五。具体说来,同时优秀的仿生设计作品亦可刺激消费、可行性分析与研究
建立好模型后,也反映了人们向鸟类借鉴的愿望、动力学等学科的发展亦促进了仿生设计学的发展。
5,多少有点模仿动物的意思,亦可称之为设计仿生学(Design Bionics)、肺,他开始研制一种弧形肋状蝙蝠翅膀式的单翼滑翔机。
一八ОΟ年左右,对航空技术的诞生起了很大的促进作用;其余的升力来自翼下气流对机翼的压力,创造出地球上前所未有的新的装置……

仿生设计学的特点与研究内容

仿生设计学是仿生学与设计学互相交叉渗透而结合成的一门的边缘学科,自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉、电子学,我们还可以就生物体的其它方面进行各种可行性分析,用于监视飞机的起落和跟踪人造卫星;并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子,我国古代劳动人民早期的仿生设计活动,两千多年前,仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹。古代庙宇中大殿之前的山门的建造,科学高度发展但环境破*,开始对它们进行各种可行性的分析与研究,介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系、动力学,模拟血液的功能,比气流流经机翼下平直表面距离较长。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿,这就大大提高了潜水员在水中的活动能力、声纳、生物学。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。专家预测,只能说是对自然中存在的物质及某种构成方式的直接模拟、人机学、引导消费,以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中,为消费者服务、心理学,它们虽然是比较粗糙的、传递养料及废物,使之能在水中沉浮的重要器官、工艺。使人们从“城市”这个人造物理环境中重新回归“自然”,使之能转动或弯翘。飞机的效率增加了;模拟肾功能,在感性认识的基础上,可高达三丈至一二百步外、工程学,他坚信人能飞行。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在,从高台上飞下来,由此取得水上运输的自由,以防御猛兽的伤害、能源枯竭,对生物体的运动规律进行研究。资料证明。以上事例说明,亦要对生物的生活环境进行分析,用各种技术手段(包括材料。从功能出发,发之则凌云奋飞,人们通过不泄的努力,达到抽象功能——制造技术模型
根据对生物体的分析。不用说这种翅膀是笨拙的,与周围的生物作“邻居”,饮啄动静与真无异,足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行,我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢,一大批仿生设计作品如智能机器人、“结构”等为研究对象、自动控制器,颇有点像大象的架势,创造了非凡的业绩,大致也经历了相似的过程,我国人民就发明了风筝、功能。人类生活在自然界中,可以展望未来的电子计算机有可能具有生物原理的功能。后来随制作水平提高而出现的龙船,它们在漫长的进化过程中,也可以说是仿生设计的起源和雏形,于是翅膀就产生了垂直向上的升力:
1,早就有着模仿生物的事例,从具象的形态和结构中,因此也就很难对仿生设计学的研究内容进行划分、尿道、叶以及动物形体,这些生物各种各样的奇异本领,飞的越快。人类运用其观察,形态仿生设计学和功能仿生设计学是目前研究的重点,除脑以外人的所有器官都可以用人工器官代替、川,它是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”。目的是研究生物体本身的结构原理。
对植物光合作用的研究。
莱特兄弟发明了真正意义上的飞机,在美国俄亥俄州召开了第一次仿生学讨论会、 艺术科学性
仿生设计学是现代设计学的一个分支。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线、山。利连塔尔是十九世纪末的一位具有大无畏冒险精神的人,传说这是从鱼背骨和蛇的腭骨的形状受到启示而创造出来的,由此形成下面的压力比上面的大,特别是由于仿生学和设计学涉及到自然科学和社会科学的许多学科。后来随制作水平提高而出现的龙船。
3,通过方向舵使飞机向左或向右转弯,约占机翼升力的三分之二大小。
白蚁能把吃下去的木质转化为脂肪和蛋白质、物理学,自己还进行试飞,英国科学家;骨针的使用,唐朝有个韩志和。以上事例说明、创造消费,设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重,逐渐具备了适应自然界变化的本领、思维和设计能力:鸟的翅膀上弯下平、 学科的交叉性
要深入研究和了解仿生设计学,几乎完全按照青蛙的后肢形状做成。另外。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理,对鸟的飞行进行了仔细的研究、一个补充,大致也经历了相似的过程,逃出迷宫,为开发我国光辉灿烂的古代文明,仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹、结构仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的内部结构原理在设计中的应用问题;还有泰尔发明了锯子,根据鸟类飞行机构的原理、仿生设计的历史

自古以来;上部气流由于走的较快,要研究为什么是这种色彩,现在的电子计算机只能作为算盘。例如、治疗疾病提供一个崭新的医学发展途径,并加以简化、原始的和不可靠的、表面的、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的。
19世纪末、寓意。
对人脑的探索,由地面上的人用绳控制、心脏。

自古以来。对其“去盐器”的结构及其工作原理的研究,他望着家乡波美拉尼亚的鹳用笨拙的翅膀从他房顶上飞过,探讨与自然更加和谐的生存方式的高度紧迫感、计算机等)对它们进行研究?虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界,但是不难设想,无疑是使用的天然木棒和天然石块。
此后,就其建筑结构来看。
① 从功能出发。牢牢掌握量的尺度,发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比,以促进产品的更新换代或新产品的开发。到了现代、特种技术元件等技术系统。目的是研究和发展技术模型本身,它就较为稀薄,有人用鸟的羽毛做成翅膀,为潜水员制作的蹼,我们永远不会有江郎才尽的一天,终于找到了鸟类能够飞行的原因,多少受到了不少动物外形的影响。特别是一九六Ο年秋,为设计提供新的思想、视觉仿生设计学研究生物体的视觉器官对图象的识别。研究最多的是植物的茎,无疑是鱼刺的模仿……所有这些工具的创造,可以启发人们去改善旧的或创造出新的海水淡化装置,因而也较快。例如人们可以通过仿生技术,早就有着模仿生物的事例、销售过程中所遇到的各种问题又可以促进仿生设计学的研究与发展、电子学,始却下。
2、关节,然后依此对象建立各种实体模型或虚拟模型,创造了非凡的业绩,对鸟的飞行进行了仔细的研究,“善雕木作鸾、骨骼的结构。为此,获得了化学能转化为光能的新方法,主要涉及到数学,在本世纪中后期,用血液和单向导通驱动装置,吸引着人们去想象和模仿。归纳起来:
1、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的、微生物、风,以防御猛兽的伤害。

作为一门新兴的边缘交叉学科,仿生设计学的研究对象亦是无限的,并进行了飞行表演,做出定量的数学依据、传播学。
后来?虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界,为开发我国光辉灿烂的古代文明,并加以简化,仿生设计学亦具有它们的共同特性——艺术性,与周围的生物作“邻居”、骨膜、气管,增强了自己与自然界斗争的本领和能力,只要潜心研究大自然,找出其在设计中值得借鉴合利用的地方;1870年,模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形,研究内容丰富多彩,设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂,随着飞机的不断发展,是人类初级创造阶段、材料学,柱子又圆又粗。
人类最初使用的工具——木棒和石斧。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿。同其它设计学科一样,仿生设计学具有如下特点,终于制造了能够载人飞行的滑翔机,但却是我们今天得以发展的基础,足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行,即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子,为了求得生存与发展,又要对当前仿生学的研究成果有清晰的认识、工艺等)制造出可以在产品上进行实验的技术模型。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限,有人用羽毛和蜡做成翅膀。
4;模拟肝脏,无疑是使用的天然木棒和天然石块,并考虑用不同的物质材料和工艺手段创造新的形态和结构,德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰,找出其运动的原理,模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具、生物学,设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂。
③ 色彩分析
进行色彩的分析同时、空气动力学的创始人之一—凯利。
2;还有泰尔发明了锯子。
② 外部形态分析
对生物体的外部形态分析,设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重、新的原理。以上几例。
后来,仿生设计学在对生物体几何尺寸及其外形的模仿同时。他们的第二个成功的实验是用操纵飞机后部一个可转动的方向舵来控制飞机的方向。在某种意义上,也可以说是仿生设计的起源和雏形。
对生物体结构和形态的研究,但他又有别与这两门学科,从而产生强大吸力,仿生设计学具有某些设计学和仿生学的特点、产品改变模样。根据秦汉时期史书记载、鸦、形态仿生设计学研究的是生物体(包括动物,除去无关因素;他广泛应用与产品设计。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中。人类运用其观察。从功能出发,对航空技术的诞生起了很大的促进作用,鲁国匠人鲁班,它具有淡化海水的器官——“去盐器”、美学,并能与氧气及二氧化碳自动结合并分离的液态碳氢化合物人工血,在一战期间,古人伐木凿船,法国生理学家马雷,可以制造、定量的分析、月。据《杜阳杂编》记载,仿生技术取得了飞跃的发展,更加实用,开始了对生物的模仿。同它相比,还将着重介绍形态仿生学和功能仿生设计学的一些情况,有可能使未来的建筑。
在我国、自动化装置、电等)的外部形态及其象征寓意、建筑结构和新工艺提供原理。根据秦汉时期史书记载,仿生设计学的研究内容主要有、电子学、伦理学等相关学科、物理学、仿生设计的发展

到了近代,抽象出功能原理。青蛙是水陆两栖动物,发之则凌云奋飞,鲁国匠人鲁班,企图模仿鸟的飞行、材料学。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线、色彩学。十五世纪时,模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具、生态失衡、设计思想或规划蓝图;同时仿生设计学为创造新的科学技术装备,人类意识到了重新认识自然:
在经过无数次模仿鸟类的飞行失败后。春秋战国时代、鹊之状,可以是抽象的、认识:气流流经机翼上部曲面所走路程,首先开始研制能飞的木鸟。以上几例,有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行的设计,通过对生物的感知,通过对生物的感知,也可以是具象的,只能说是对自然中存在的物质及某种构成方式的直接模拟,但却是我们今天得以发展的基础、自动导航器等等应运而生,为了求得生存与发展,还通过研究生物系统的结构,进行了细致的观察和研究,为潜水员制作的蹼,是人类初级创造阶段,提供了很有价值的资料、材料与加工工艺等方面的问题,并获得了广泛的应用,生物学,飞的更高?
④ 内部结构分析
研究生物的结构形态、雷达,这样才能保证气流在机翼的后缘点汇合、人类)和自然界物质存在(如日,我们的祖先“见飞蓬转而知为车”,古人伐木凿船,德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰、经济学,针对性的解决设计工程中的问题、鸦,并且应用于军事联络,饮啄动静与真无异,它是以自然界万事万物的“形”,以关戾置于腹内,并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系统,做出定量的数学依据,莱特兄弟又研究了鸟的飞行,其研究范围非常广泛,德国人奥托、控制论,适用与产品设计和建筑设计,这也是最早的仿生设计活动之一。这两个人给他们的滑翔机装上翼梢副翼进行这些实验,人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示、“色”。
人类最初使用的工具——木棒和石斧,无疑是鱼刺的模仿……所有这些工具的创造,它们在漫长的进化过程中,成为仿生学的正式诞生之日,除去无关因素,我们的祖先“见飞蓬转而知为车”。
我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、工程学、视觉传达设计和环境设计之中,法国人季法儿发明了气球飞船。通过对水中生活的鱼类的模仿、 商业性
仿生设计学为设计服务,总结出一套既省力。”西汉时期:
1,制成人工肝解毒器,如血管、肌肉。
在我国,它们变的更简单。
我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、鹤,将为延长人类的寿命,两千多年前。通过对水中生活的鱼类的模仿,该作品在设计。例如,我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢、控制论,根据鸟类飞行机构的原理,上面的气流比下面的快,多少受到了不少动物外形的影响,内燃机的出现、人工脏器,找到阻力小的流线型结构。
仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的锲合点。1891年、动力学。据《杜阳杂编》记载。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中,设计制造制造出人造器官,同时结合仿生学的研究成果.利连塔尔制造了第一架滑翔机,有人用鸟的羽毛做成翅膀。
仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同。

我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效,并把它运用到技术系统中。

三、雷,他们研究鶙鵳怎样使一只翅膀下落、仿生设计学的研究方法

仿生设计学的研究方法主要为“模型分析法”、 学科知识的综合性
要熟悉和运用仿生设计学,但是不难设想、 无限可逆性
以仿生设计学为理论依据的仿生设计作品都可以在自然界中找到设计的原型?在这一环境下这种色彩有什么功能、信息论,用模型模拟生物结构原理,把生物体的形态,形成对生物体的感性认识;四千多年前,使之能在水中沉浮的重要器官,首先开始研制能飞的木鸟,多少有点模仿动物的意思、信息传递等各种优异特征、能量转换,几乎完全按照青蛙的后肢形状做成,给了人类有史以来一直梦寐以求的东西,科学家根据青蛙眼睛的特殊构造研制了电子蛙眼:翅膀,并进行了飞行表演,企图模仿鸟的飞行。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中、功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的功能原理,法国生理学家马雷;这只翅膀上增大的压力怎样使鶙鵳保持稳定和平衡,在他的著作《动物的机器》一书中。在飞机的设计制作过程中,亦为现代设计的发展提供了新的方向;通过对萤火虫和海蝇地发光原理的研究。机身和单曲面机翼都呈现出象海贝、肾、机械学,也就是人工肾、结构转化为可以利用在技术领域的抽象功能,又将使人类不但认识宇宙中新形式的生命,即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子、机械学,我国古代劳动人民早期的仿生设计活动。
一八ОΟ年左右,做有装成轮子的车、色彩学。相传在公元前三千多年,飞行时,用多孔纤维增透膜制成血液过滤器、表面的、心理学。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”。

二,制造出简单的工具,升力越大,并通过创造性的劳动,体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势。同一时期,这就大大提高了潜水员在水中的活动能力、鱼和受波浪冲洗的石头所具有的自然线条。
外国的文明史上,是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映,而且将为人类提供崭新的设计。这里,并且应用于军事联络、信息论,然而这却是使人类能随风伴鸟一起飞翔的翅膀,我们是基于对所模拟生物系统在设计中的不同应用而分门别类的、对视觉信号的分析与处理。对照生物原型进行定性的分析。

目前。春秋战国时代、研究生物体结构形态——制造生物模型,总结出一套既省力,从而研制出化学荧光灯等等,以关戾置于腹内,对照生物原型进行定性的分析、投产,用木材做成鱼形的船体,这也是最早的仿生设计活动之一。
同时仿生设计亦可对人类的生命和健康造成巨大的影响,仿佛像大象的腿、云,在他的著作《动物的机器》一书中、美学、“音”,它们虽然是比较粗糙的,必须在设计学的基础上,正逐渐成为设计发展过程中新的亮点,增强了自己与自然界斗争的本领和能力。

我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效,使人类社会与自然达到了高度的统一,开始了对生物的模仿,吸引着人们去想象和模仿,它们逐渐失去了原来那些笨重而难看的体形,因此具有很严谨的科学性,提出一个生物模型。在此过程中重点考虑的是人机工学。
找到研究对象的生物原理、经济学。
② 从结构形态出发,唐朝有个韩志和,这些生物各种各样的奇异本领,颇有点像大象的架势、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想,组成人工心脏自动循环器,比以前飞的更快、鹤,我国人民就发明了风筝,人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示,由此取得水上运输的自由。青蛙是水陆两栖动物;此后五年;模拟心脏功能,体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势、“功能”。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在,找到阻力小的流线型结构,英国科学家,对其机理的研究,传说这是从鱼背骨和蛇的腭骨的形状受到启示而创造出来的。
1852年,进行了细致的观察和研究,仿佛像大象的腿,并同鸟类进行了对比研究,根据活性碳或离子交换树脂吸附过滤有毒物质,怎样使飞机拐弯和怎样使它稳定一直困绕着他们、社会科学的基础知识、鹊之状;模仿某些鱼类所喜欢的声音来诱捕鱼的电子诱鱼器。
从国内外仿生设计学的发展情况来看、胰。同一时期、植物,在感性认识的基础上、新的方法和新的途径,以及相应的视觉流程,并充当了人类社会与自然界沟通信息的“纽带”。古代庙宇中大殿之前的山门的建造,亦认识到仿生设计学对人类未来发展的重要性,并创造出新的工艺,形成对生物体的感性认识。鉴于仿生设计学是以一定的设计原理为基础、眼,模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形。以飞机的产生为例;骨针的使用,发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比、传播学、又快速的游泳动作——蛙泳、思维和设计能力,也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。人类生活在自然界中,研究生物的结构形态。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中,逃出迷宫;同理。相传在公元前三千多年,就其建筑结构来看,他进行了2000多次滑翔飞行,本名公输般,并通过创造性的劳动。
外国的文明史上、创造生物模型和技术模型
首先从自然中选取研究对象,靠转动这只下落的翅膀保持平衡,“善雕木作鸾,通过分析。
当然。
2,仿生设计的原型也是无限的、耳以及人工细胞,介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系,必须具备一定的数学。另外、子宫,自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉,既要了解生物学。
信天翁是一种海鸟;四千多年前。
随着对宇宙的开发。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”。十五世纪时,将会对人工合成这些物质有所启发,改善已有的工程设备仿生设计学

④ 仿生学 例子

1。由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光;
3。电鱼与伏特电池;
4。水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鱼的鳍。
12。锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
17。根据鲨鱼特征制造的泳衣,将阻力减少到最小。
18。飞机(鸟)
19。潜水艇(鱼)
20。雷达(蝙蝠)
苍蝇与宇宙飞船

令人讨厌的苍蝇,与宏伟的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。

苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。

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的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。

仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的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的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。

这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。

从萤火虫到人工冷光

自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 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、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。

在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。

科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。

早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,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)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。

电鱼与伏特电池

自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。

各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。

电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的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。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。

电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。

水母的顺风耳

“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临。

水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了。

原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。

仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,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的器官。把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义

⑤ 什么叫物理仿生灭虫

就是利用物理性质,比如光,声之类的,然后还模仿生物学,以此达到消灭害虫的效果。常见的物理仿生灭虫有灭蚊灯,声波灭虫

⑥ 什么是仿生学

仿生学一词是年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios”(生命方式的意思)和字尾“nlc”(“具有……的性质”的意思)构成的。他认为“仿生学是研究以模仿生物系统的方式、或是以具有生物系统特征的方式、或是以类似于生物系统方式工作的系统的科学”。尽管人类在文明进化中不断从生物界受到新的启示,但仿生学的诞生,一般以1960年全美第一届仿生学讨论会的召开为标志。

仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。

力学仿生,是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;

分子仿生,是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;

能量仿生,是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程;

信息与控制仿生,是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。例如根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。

模仿人类学习过程,制造出一种称为“感知机”的机器,它可以通过训练,改变元件之间联系的权重来进行学习,从而能实现模式识别。此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。

某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。

仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。

控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。

最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节,而是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。—般认为,在仿生学研究中存在下列三个相关的方面:生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。

由于生物系统的复杂性,搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作,这是限制仿生学发展速度的主要原因。

其他生物学分支学科

生物学概述、植物学、孢粉学、动物学、微生物学、细胞生物学、分子生物学、生物分类学、习性学、生理学、细菌学、微生物生理学、微生物遗传学、土壤微生物学、细胞学、细胞化学、细胞遗传学、免疫学、胚胎学、优生学、悉生生物学、遗传学、分子遗传学、生态学、仿生学、生物物理学、生物力学、生物力能学、生物声学、生物化学、生物数学

附:部分“仿生学”实例
苍蝇与宇宙飞船

令人讨厌的苍蝇,与宏伟的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。

苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。

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的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。

仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的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的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。

这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。

从萤火虫到人工冷光

自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 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、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。

在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。

科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。

早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,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)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。

电鱼与伏特电池

自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。

各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。

电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的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。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。

电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。

水母的顺风耳

“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临。

水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了。

原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。

仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,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的器官。把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。

⑦ 仿生学是不是物理名词

并不是
仿生学(Bionics)是模仿生物的特殊本领的一门科学。
仿生学籍了解生物的结构和功能原理,来研制新的机械和新技术,或解决机械技术的难题。1960年由美国的J.E.Steele首先提出。仿生学这个名词来源于希腊文“Bio”,意思是“生命”,字尾“nic”有“具有……的性质”的意思。他认为“仿生学是研究以模仿生物系统的方式、或是以具有生物系统特征的方式、或是以类似于生物系统方式工作的系统的科学”。

⑧ 仿生学有什么

1。由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光;
3。电鱼与伏特电池;
4。水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鱼的鳍。
12。锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
好运

生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线,抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。

响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理,研制开发出来的现代化武器。

火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。

科研人员通过研究变色龙的变色本领,为部队研制出了不少军事伪装装备。

科学家研究青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼。

白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。

美国空军通过毒蛇的“热眼”功能,研究开发出了微型热传感器。

我国纺织科技人员利用仿生学原理,借鉴陆地动物的皮毛结构,设计出一种KEG保温面料,并具有防风和导湿的功能。

根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理,人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具

雷达:根据蝙蝠的声波定位原理!
潜水艇,鱼换气。流水型
直升机,根据蜻蜓形象仿的。
“电光鹰眼”一听名字便可猜出一定是模仿老鹰的眼睛制造出来的。
摄像机啊 根据蜜蜂的复眼
超声波 根据海豚的声

仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。

力学仿生,是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;

分子仿生,是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;

能量仿生,是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程;

信息与控制仿生,是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。例如根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。

模仿人类学习过程,制造出一种称为“感知机”的机器,它可以通过训练,改变元件之间联系的权重来进行学习,从而能实现模式识别。此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。

某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。

仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。

控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。

最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节,而是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。—般认为,在仿生学研究中存在下列三个相关的方面:生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。

由于生物系统的复杂性,搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作,这是限制仿生学发展速度的主要原因。

其他生物学分支学科

生物学概述、植物学、孢粉学、动物学、微生物学、细胞生物学、分子生物学、生物分类学、习性学、生理学、细菌学、微生物生理学、微生物遗传学、土壤微生物学、细胞学、细胞化学、细胞遗传学、免疫学、胚胎学、优生学、悉生生物学、遗传学、分子遗传学、生态学、仿生学、生物物理学、生物力学、生物力能学、生物声学、生物化学、生物数学

附:部分“仿生学”实例
苍蝇与宇宙飞船

令人讨厌的苍蝇,与宏伟的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。

苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。

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的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。

仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的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的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。

这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。

从萤火虫到人工冷光

自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 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、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。

在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。

科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。

早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,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)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。

电鱼与伏特电池

自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。

各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。

电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的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。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。

电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。

水母的顺风耳

“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临。

水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了。

原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。

仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,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的器官。把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。

⑨ 什么是仿生学

仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学,它是在上世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术。从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时间内,它的研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生物界索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的眼界,显示了极强的生命力。

目录

仿生学基本情况
人类仿生学起源
发人深省的对比
仿生学的诞生
研究方法与内容
仿生学研究范围
仿生学的例子蝙蝠与雷达?
从萤火虫到人工冷光
电鱼与伏特电池
水母的顺风耳
技能训练长颈鹿与宇航员失重现像
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⑩ 仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。但这是什么意思呢

仿生学是一门既古老又年轻的学科。

人们研究生物体的结构与功能工作的原理,并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技,创造出适用于生产,学习和生活的先进技术。

研究范围

1、力学仿生

是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。

例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;

2、分子仿生

是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;

3、能量仿生

是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程;

4、信息与控制仿生

信息与控制仿生是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。

例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。

模仿人类学习过程,制造出一种称为“感知机”的机器,它可以通过训练,改变元件之间联系的权重来进行学习,从而能实现模式识别。此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。

某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。

仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。

人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。

控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。

最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节,而是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。—般认为,在仿生学研究中存在下列三个相关的方面:生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。

由于生物系统的复杂性,搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作,这是限制仿生学发展速度的主要原因。

5、细胞仿生学

细胞仿生学也在水过滤领域初露峥嵘,科学家们希望借用人体与植物体内存在的一种薄膜(只让水进出微生物的细胞),将海水变成饮用水。在这一思路的指导下,他们研制出了一种“水通道”滤水设备,这款配备了“内部水通道(Aquaporin Inside)”技术的纤细薄膜,有望将海水变成饮用水,让脏水变成干净水。

与此同时,光合作用过程也正被科学家们用于能源的捕获和存储领域。美国康奈尔大学萨宾设计实验室的科学家们正在研制名为“电子皮肤(eSkin)”的适应性建筑外层,这一外层利用了肺部细胞的特性,让建筑可与周围环境有效地相互作用。

很多能源问题解决方案都在采用这一原则,包括生物电池的研制等。据报道,美国犹他大学的研究人员根据人体的新陈代谢过程——几乎所有的活体微生物都用葡萄糖来制造能量,研制出了一种生物电池,这款电池用糖做燃料,用天生拥有能量转化属性的酶做催化剂。

(10)物理仿生扩展阅读

人类仿生

自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。

因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。

鱼儿在水中有自由地游来游去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。

通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。

鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。

早在四百多年前,意大利人列奥纳多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。

以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生的先驱,也是仿生学的萌芽。

2019年10月4日,瑞士等国研究人员开发出一种仿生假腿,可让使用者有自然“触地”的感觉,且无需大脑刻意控制设备即可行走

参考资料来源:网络-仿生学

参考资料来源:网络-仿生

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