科學(xué)·技術(shù)·社會　動物與仿生

1、 動物與仿生什么是仿生？仿生學(xué)是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、能量轉(zhuǎn)換和信息過程，并將所獲得的知識用來改善現(xiàn)有的或創(chuàng)造嶄新的機械、儀器、建筑結(jié)構(gòu)和工藝過程一門綜合性科學(xué)。它不僅對技術(shù)的發(fā)展有重大影響。而且對生物科學(xué)本身的發(fā)展也產(chǎn)生巨大的推動作用。 仿生學(xué)需要生物學(xué)、生理學(xué)、神經(jīng)學(xué)、神經(jīng)病學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、流行病學(xué)、電子學(xué)、物理學(xué)、生物物理學(xué)、生物化學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、空氣動力學(xué)、計算技術(shù)、通訊、自動學(xué)、控制論、航空和航海工程等領(lǐng)域的工作者進行合作；仿生學(xué)的發(fā)展，反過來又推動上述科學(xué)的進一步發(fā)展。 仿生還分很多種類醫(yī)學(xué)為延長人類的壽命和戰(zhàn)勝衰老、疾病而重點研究的人工器官、人工調(diào)節(jié)器以及用優(yōu)生學(xué)

2、治療疾病等，也已經(jīng)開展了深入研究。動物定向和導(dǎo)航的仿生如海啄、蝙蝠等的超聲定位；響尾蛇、銅頭蛇的熱定位；電鰻和某些昆蟲的電磁定位以及研究鳥類的遷飛和魚、龜、鯨等的洄游機理，從而在改進近程定位和導(dǎo)航及通訊技術(shù)等諸方面有的已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活和軍事上，有的還在研制中。在“人-機”關(guān)系的仿生學(xué)方面，如何使機器“生物化”，已引起了 人們的極大興趣。For example利用電流驅(qū)動的人造手面世至今已有超過五十年的歷史它們都有一個共通點那就是全為完全沒有手的人士而設(shè)計忽略了手掌或部分手掌殘缺的病人的需要。 發(fā)明由簡單組件配合嶄新意念而成獨特之處在于靈活易用就連年僅幾歲的小孩子亦能夠駕馭符合輕便實用美化和

3、便宜四大設(shè)計原則。生物力學(xué)生物力學(xué)的仿生。科學(xué)工作者在研究鳥類、昆蟲、魚類等結(jié)構(gòu)的 基礎(chǔ)人已經(jīng)創(chuàng)造了模擬各種生物在陸上、空中、水里的運動器官。如可供實用的撲冀機；模仿膝關(guān)節(jié)的液壓系統(tǒng)；能提高魚雷航速的人工海豚皮；以及模仿袋鼠在沙漠運動形式的無輪汽車(跳躍機)等。 感覺器官仿生感覺器官的仿生。根據(jù)生物的感覺器官，來研制能夠接受、記錄和測定信號的裝置。特別是各種有關(guān)視覺、聽覺、嗅覺、觸覺以及包括冷熱、酸痛、振動和平衡等等感覺方面的新穎傳感器。生物的各種感覺器官，經(jīng)過千萬年的錘練，無論在選擇性、適應(yīng)性、靈活性、靈敏度、抗干擾性、微型化等方面，和我們目前各種自動裝置中的傳感器相比較，都優(yōu)越得多。 生物

4、運動器官仿生生物運動器官的仿生。例如肌肉是一個高效率的發(fā)動機，它把化學(xué)能變換為機械能，其效率在80%左右，而近代汽輪發(fā)電機系統(tǒng)的效率殿只在40%左右。據(jù)報道，一種用聚丙烯酸制成的“人造肌肉”已經(jīng)問世，它的應(yīng)用遠景是廣闊的，如用于宇航來控制宙飛船；通過人造肌肉，也可以利用河水與海水之間存在著的天然的化學(xué)能差，來獲得大量的廉價的機械能。 酶學(xué)也是人們研究的重點。已發(fā)現(xiàn)某些藍藻含有一種不完全的光合器，可以在一定條件下產(chǎn)生氫氣。模擬藍藻的不完全光合器，將設(shè)計出仿生光解水的裝置，從而可獲得大量的氫氣。氫是無污染的能源物質(zhì)，利用光合作用獲得氫能源，將引起動力工業(yè)的革命。 根據(jù)對人體骨胳肌肉系統(tǒng)和生物電控制的研究，已仿制了人力增強器步行機。步行機有兩條長腿和強有力的臂，“頭”部便是它的“腦”操縱者。它能越過復(fù)雜的地形，行進的速度每小時可達56公里；也能拿起比較重的物件。用步行機裝備部隊，可期望它抬擔架、運輸、作戰(zhàn)，或在崎嶇的山區(qū)搬運空投物資。也可代替人負重，或在人跡罕至的原始森林中代替人開辟道路、搬運木材等。 總之，仿生學(xué)的研究范圍相當廣范，其內(nèi)容也已涉及到各種類型 的科學(xué)領(lǐng)域。無論是宏觀的還是微觀的，是整體的還是局