四年級科學(xué)有趣的仿生學(xué)

1、有趣的仿生學(xué) 仿生學(xué)作為一門獨立的學(xué)科，形成于20世紀(jì)60年代，它是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、能量轉(zhuǎn)換和信息加工的處理過程，用來改善現(xiàn)有的或創(chuàng)造出嶄新的機械、儀器、建筑結(jié)構(gòu)和工藝過程的邊緣學(xué)科。仿生技術(shù)是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)的重要途徑之一。1.我國最早的仿生師魯班 我國古代杰出的工匠魯班，我國古代杰出的工匠魯班，在一次上山砍樹時，不小在一次上山砍樹時，不小心被一棵小草劃破了手，心被一棵小草劃破了手，他好奇地摘下草葉觀察，他好奇地摘下草葉觀察，發(fā)現(xiàn)葉子的邊緣有許多鋒發(fā)現(xiàn)葉子的邊緣有許多鋒利的小齒，于是突發(fā)奇想，利的小齒，于是突發(fā)奇想，把鐵片磨上細齒用來割斷把鐵片磨上細齒用來割斷木頭，從而發(fā)明了常用的木

2、頭，從而發(fā)明了常用的伐木工具伐木工具鋸。鋸的發(fā)鋸。鋸的發(fā)明是魯班從帶齒的葉片得明是魯班從帶齒的葉片得到的啟發(fā)。到的啟發(fā)。2.高速運轉(zhuǎn)的恐龍鉆頭 鴨嘴龍是史前巨型爬鴨嘴龍是史前巨型爬行動物，它的牙床上行動物，它的牙床上重重疊疊地長了約重重疊疊地長了約600顆牙齒，它們的牙齒顆牙齒，它們的牙齒是雙層的，如果上面是雙層的，如果上面的牙齒磨掉了，下面的牙齒磨掉了，下面的牙齒會補上去。外的牙齒會補上去。外層的牙不能用了，內(nèi)層的牙不能用了，內(nèi)層的牙齒會自動補上層的牙齒會自動補上去，繼續(xù)使用。去，繼續(xù)使用。 機械師模仿鴨嘴龍牙齒的機械師模仿鴨嘴龍牙齒的排列形狀，設(shè)計制成了一排列形狀，設(shè)計制成了一種恐龍鉆頭。

3、這種新鉆頭種恐龍鉆頭。這種新鉆頭模仿鴨嘴龍的牙齒，裝了模仿鴨嘴龍的牙齒，裝了兩層，內(nèi)層的齒嵌在較軟兩層，內(nèi)層的齒嵌在較軟的材料上，當(dāng)外層的齒磨的材料上，當(dāng)外層的齒磨壞了不能使用時，鉆頭繼壞了不能使用時，鉆頭繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，就會將這層軟材續(xù)旋轉(zhuǎn)，就會將這層軟材料磨掉，露出內(nèi)層的齒，料磨掉，露出內(nèi)層的齒，于是鉆頭又可以繼續(xù)鉆進于是鉆頭又可以繼續(xù)鉆進了。這種鉆頭減少了調(diào)換了。這種鉆頭減少了調(diào)換鉆頭的麻煩，其鉆進速度鉆頭的麻煩，其鉆進速度是一般鉆頭的是一般鉆頭的2倍。倍。4.導(dǎo)彈命名“響尾蛇” 響尾蛇是一種毒性很響尾蛇是一種毒性很強的蛇，它有一種能強的蛇，它有一種能探測周圍環(huán)境中溫度探測周圍環(huán)境中溫度變化的

4、紅外線感受器，變化的紅外線感受器，長在眼睛與鼻孔之間長在眼睛與鼻孔之間的頰窩里。由于響尾的頰窩里。由于響尾蛇具備了這種紅外線蛇具備了這種紅外線感受器，在黑暗中也感受器，在黑暗中也能準(zhǔn)確無誤地捕獲獵能準(zhǔn)確無誤地捕獲獵物。物。 美國的海軍武器研究美國的海軍武器研究中心，利用這一原理，中心，利用這一原理，研制出一種空對空導(dǎo)研制出一種空對空導(dǎo)彈的敏感器件，能夠彈的敏感器件，能夠探測來自目標(biāo)的紅外探測來自目標(biāo)的紅外輻射，從而緊緊盯住輻射，從而緊緊盯住目標(biāo)不放，直至把目目標(biāo)不放，直至把目標(biāo)摧毀。這種導(dǎo)彈被標(biāo)摧毀。這種導(dǎo)彈被命名為命名為“響尾蛇導(dǎo)響尾蛇導(dǎo)彈彈”。5.偽裝之王變色龍 變色龍學(xué)名叫變色龍學(xué)名叫“

5、避避役役”，它行動遲緩，它行動遲緩，面目可憎，渾身灰黑面目可憎，渾身灰黑色，布滿了疙瘩，可色，布滿了疙瘩，可是它在一晝夜中能變是它在一晝夜中能變換六七種顏色。原來，換六七種顏色。原來，變色龍的表皮上有一變色龍的表皮上有一個變幻無窮的個變幻無窮的“色彩色彩倉庫倉庫”，貯藏著黃、，貯藏著黃、綠、藍、黑等各種色綠、藍、黑等各種色素細胞，一旦周圍的素細胞，一旦周圍的光線、溫度和濕度發(fā)光線、溫度和濕度發(fā)生了變化，變色龍就生了變化，變色龍就隨之改變體色。隨之改變體色。軍裝 科學(xué)家仿照變色龍，制成科學(xué)家仿照變色龍，制成了一種既能自動改變顏色，了一種既能自動改變顏色，又始終與環(huán)境保持一致的又始終與環(huán)境保持一致

6、的軍裝。這種軍裝用一種對軍裝。這種軍裝用一種對光線變化很敏感的化學(xué)纖光線變化很敏感的化學(xué)纖維織成的布料制成，士兵維織成的布料制成，士兵穿上這種軍裝，可以放心穿上這種軍裝，可以放心地從白色的沙灘上登陸，地從白色的沙灘上登陸，在森林里軍裝是深綠色，在森林里軍裝是深綠色，在草地時又變成麻黃色的在草地時又變成麻黃色的了。了。6.鱷魚“流淚”的啟示 兇殘的鱷魚在吞食獵物時，兇殘的鱷魚在吞食獵物時，總是流著總是流著“悲傷悲傷”的眼淚，的眼淚，其實它們是在排泄體內(nèi)多余其實它們是在排泄體內(nèi)多余的鹽分。生活在咸水或海水的鹽分。生活在咸水或海水中的動物，體內(nèi)都有一種特中的動物，體內(nèi)都有一種特殊的結(jié)構(gòu)殊的結(jié)構(gòu)鹽腺，

7、各種鹽鹽腺，各種鹽腺的構(gòu)造基本一樣：中間是腺的構(gòu)造基本一樣：中間是一根導(dǎo)管，并向四周輻射出一根導(dǎo)管，并向四周輻射出幾千根細管，跟血管交織在幾千根細管，跟血管交織在一起，把血液中多余的鹽分一起，把血液中多余的鹽分離析出來，再通過中央的導(dǎo)離析出來，再通過中央的導(dǎo)管排泄到體外。管排泄到體外。 鹽腺是動物天然的鹽腺是動物天然的“咸水淡化器咸水淡化器”。科?？茖W(xué)家從鱷魚的流淚中學(xué)家從鱷魚的流淚中得到啟示，模仿鹽腺得到啟示，模仿鹽腺的構(gòu)造原理，研制出的構(gòu)造原理，研制出一種體積小、重量輕、一種體積小、重量輕、效率高、價格低的效率高、價格低的“仿生海水淡化器仿生海水淡化器”，從根本上解決了海水從根本上解決了海

8、水淡化的難題。淡化的難題。7.啄木鳥與新型安全帽 啄木鳥一天可發(fā)出約啄木鳥一天可發(fā)出約600次的啄木聲，每啄一次的次的啄木聲，每啄一次的速度可達每秒速度可達每秒55，比，比空氣中的音速還快空氣中的音速還快1.6倍，倍，而它的頭部搖動的速度更而它的頭部搖動的速度更快，約每小時快，約每小時2 080，比射出的子彈還要快比射出的子彈還要快1倍倍多。此時，它頭部所受到多。此時，它頭部所受到的沖擊力約為所受重力的的沖擊力約為所受重力的1000倍，而一輛時速為倍，而一輛時速為56的汽車撞在一堵墻上，的汽車撞在一堵墻上，受到的沖擊力僅為所受重受到的沖擊力僅為所受重力的力的10倍。為什么啄木鳥倍。為什么啄木鳥

9、頭部可以受到那么大的力頭部可以受到那么大的力卻不會得腦震蕩卻不會得腦震蕩? 原來啄木鳥頭部的構(gòu)造與眾原來啄木鳥頭部的構(gòu)造與眾不同，它的腦殼非常堅硬，不同，它的腦殼非常堅硬，周圍還有一層海綿狀的骨骼，周圍還有一層海綿狀的骨骼，里面吸附著很多液體，能起里面吸附著很多液體，能起消震作用，頭部兩側(cè)還有強消震作用，頭部兩側(cè)還有強有力的肌肉系統(tǒng)，也能起到有力的肌肉系統(tǒng)，也能起到防震作用?？茖W(xué)家由此得到防震作用?？茖W(xué)家由此得到啟示，設(shè)計了一種新型安全啟示，設(shè)計了一種新型安全帽：外殼堅固，里層松軟，帽：外殼堅固，里層松軟，帽子下部有一個保護領(lǐng)圈，帽子下部有一個保護領(lǐng)圈，避免因突然而來的旋轉(zhuǎn)運動避免因突然而來的旋轉(zhuǎn)運動所造成的腦損傷。經(jīng)過實驗，所造成的腦損傷。經(jīng)過實驗，比一般防護帽效果好得多。比一般防護帽效果好得多。蝙蝠是一門仿生學(xué)，蝙蝠是一門仿生學(xué)，那么，雷達就是它來那么，雷達就是它來制造的制造的蝙蝠也是一門仿生學(xué)，蝙蝠也是一門仿生學(xué)，那么雷達就是用蝙蝠的那么雷達就是用蝙蝠的仿生學(xué)制造的仿生學(xué)制造的。雞蛋也是一門仿生學(xué)雞蛋也是一門仿生學(xué)因為雞蛋怎樣用手捏怎樣捏都捏不破因為雞蛋怎樣用手捏怎樣捏都捏不破，所以用雞蛋式圓頂房來制造，可更，所以用雞蛋式圓頂房來制造，可更加堅固。加堅固。人人工工冷冷光光就就是是螢火蟲也是一門仿生學(xué)螢火蟲也是一門仿生學(xué)Glo