仿生學(xué)的例子

25《仿生學(xué)的例子》仿生學(xué)的例子〔1〕：蝙蝠與雷達(dá)蝙蝠會釋放出一種超聲波，這種聲波遇見物體時就會反彈回來，而人類聽不見。雷達(dá)就是依據(jù)蝙蝠的這種特性制造出來的。在各種地方都會用到雷達(dá)，例如：飛機(jī)、航空等。仿生學(xué)的例子〔2〕：令人厭惡的蒼蠅，與雄偉的航天事業(yè)似乎風(fēng)馬牛不相及，但仿生學(xué)卻把它們嚴(yán)密地聯(lián)系起來了。蒼蠅是聲名狼藉的逐臭之夫，但凡腥臭污穢的地方，都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺共性靈敏，遠(yuǎn)在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅并沒有鼻子，它靠什么來充當(dāng)嗅覺的呢原先，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(nèi)含上百個嗅覺神經(jīng)細(xì)胞。假設(shè)有氣味進(jìn)入鼻孔，這些神經(jīng)馬上把氣味刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)電脈沖，送往大腦。大腦依據(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)分出不同氣味的物質(zhì)。因此，蒼蠅的觸角像是一臺靈敏的氣體。仿生學(xué)家由此得到啟發(fā)，依據(jù)蒼蠅嗅覺器的布局和功能，仿制成一種格外驚奇的小型氣體。這種儀器的探頭不是金屬，而是活的蒼蠅。就是把格外纖細(xì)的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經(jīng)上，將引導(dǎo)出來的神經(jīng)電信號經(jīng)電子線路放大后，送給分析器；分析器一經(jīng)覺察氣味物質(zhì)的信號，便能發(fā)出警報。這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來檢測艙內(nèi)氣體的身分。這種小型氣體，也可測量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理，還可用來改善計算機(jī)的輸入裝置和有關(guān)氣體色層的構(gòu)造原理中。仿生學(xué)的例子〔3〕：鯨的前鰭--奇特能量的隱秘！10--博聞網(wǎng)---XXX探究博客座頭鯨前側(cè)有壘球般大崛起的前鰭，能夠劃過水面，讓它悠游在海洋里。但依據(jù)流淌力學(xué)原理，這崛起就應(yīng)會阻礙前鰭的運(yùn)動。XXX為風(fēng)扇設(shè)計具突出邊緣的葉片，葉片劃過空氣的效率比一般標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)扇高百分20.他成立一家叫鯨魚能量的公司來生產(chǎn)他的產(chǎn)品，很快地會將這項(xiàng)節(jié)能的技術(shù)授權(quán)XXX心中的大魚是風(fēng)力能源。他信任只要加一些結(jié)節(jié)在渦輪機(jī)的葉片上將會改善整個產(chǎn)業(yè)，使得風(fēng)力的價值更勝以往。仿生學(xué)的例子〔4〕：斑馬與斑馬線斑馬糊口在非洲大陸，外形與通俗的馬沒有甚么兩樣，它們身上的條紋是為適應(yīng)生存環(huán)境而衍化出來的保護(hù)色。在全部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、瞪羚及鴕鳥等共處，以抵擋天敵。人類將斑馬條紋使用到軍事上是一個是很成功仿生學(xué)例子。仿生學(xué)的例子〔5〕：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，其后翅在陽光下時而金黃，時而翠綠，有時還由紫變藍(lán)。科學(xué)家透過對蝴蝶色采的研討，為軍事防范帶來了極大的裨益。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)和其他防范方法。蘇聯(lián)昆蟲學(xué)家XXX依據(jù)其時人們對偽裝缺少生疏的狀況，提出利用蝴蝶的色采在花叢中不簡潔被覺察的道理，在軍事方法上掩蓋蝴蝶斑紋般的偽裝。因此，盡管德軍費(fèi)盡心機(jī)，但列寧格勒的軍事基地仍平穩(wěn)無恙，為贏得最終的成功奠定了堅實(shí)的根底。依據(jù)同樣的原理，之后人們還出產(chǎn)出了迷彩服，削減了戰(zhàn)斗中的傷亡。仿生學(xué)的例子〔6〕：甲蟲與炮彈氣步甲炮蟲防衛(wèi)時，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)家將其解剖后覺察甲蟲體內(nèi)有3個小室，分別儲有二元酚溶液、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)反響，瞬間就成為100℃的毒液，并快速射出。這種原理已應(yīng)用于軍事技術(shù)中。二戰(zhàn)期間，德國納粹為了戰(zhàn)斗的需要，據(jù)此機(jī)理制造出了一種功率極大且性能安全牢靠的型發(fā)動機(jī)，安裝在飛航式上，使之飛行速度加快，安全穩(wěn)定，命中率提高，英國倫敦在受其轟炸時損失沉重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發(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)分裝在兩個隔開的中，炮彈放射后隔膜裂開，兩種毒劑中810秒內(nèi)混合并發(fā)生反響，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)、儲存、運(yùn)輸，安全且不易失效。螢火蟲可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成光能，且轉(zhuǎn)化效率達(dá)100%，而一般電燈的發(fā)光效率只有6%。人們仿照螢火蟲的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍，節(jié)約了能量。另外，依據(jù)甲蟲的視動反響機(jī)制研制成功的空對地速度計已成功地應(yīng)用于航空事業(yè)中。仿生學(xué)的例子〔7〕：蒼蠅與平衡棒昆蟲學(xué)家研討覺察，蒼蠅的后翅退化成一對平衡棒。當(dāng)它飛行時，平衡棒以必需的頻率進(jìn)展機(jī)械振動，能夠調(diào)整翅膀的運(yùn)動方向，是連續(xù)蒼蠅身體平衡的導(dǎo)航儀?？茖W(xué)家據(jù)此原理研制成一代型導(dǎo)航儀振動陀螺儀，改善了飛機(jī)的飛行機(jī)能llj，可使飛機(jī)自動停頓風(fēng)險的滾翻飛行，在機(jī)體猛烈傾斜時還能自動規(guī)復(fù)平衡，即使是飛機(jī)在最簡單的急轉(zhuǎn)彎時也十拿九穩(wěn)。蒼4000360.范圍內(nèi)的物體。在蠅眼的啟迪下，人們制成了由1329塊小透鏡1329張高區(qū)分率照片的蠅眼照相機(jī)，在軍事、醫(yī)學(xué)、航空、航天上被廣泛使用。蒼蠅的嗅覺共性靈敏并能對數(shù)十種氣味進(jìn)展快速分析且可馬上作出反響?？茖W(xué)家依據(jù)蒼蠅嗅覺器官的布局，把各種化學(xué)反響轉(zhuǎn)變成電脈沖的方式，制成了格外靈敏的小型氣體，已廣泛使用于宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體身分，使科研、出產(chǎn)的平安系數(shù)更為準(zhǔn)確、牢靠。仿生學(xué)的例子〔8〕：蜂巢與偏振光導(dǎo)航儀沙發(fā)回名目蜂巢由一個個排列干凈的六棱柱形小蜂房組成，每個小蜂房的底部由3個一樣的菱形組成，這些布局與近代數(shù)學(xué)家準(zhǔn)確計109.2870.32完全一樣，是最節(jié)流資料的布局，且容量大、極結(jié)實(shí)，令很多專家贊頌不止。人們仿其構(gòu)造用各種資料制成蜂巢式夾層布局板，強(qiáng)度大、重量輕、不簡潔傳導(dǎo)聲和熱，是建筑及制造航天飛機(jī)、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等的抱負(fù)資料。蜜蜂復(fù)眼的每個單眼中相鄰地排列著對偏振光方向格外敏感的偏振片，可利用太陽準(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，早已廣泛用于航海奇跡中。仿生學(xué)的例子〔9〕：10項(xiàng)鮮為人知的仿生學(xué)案例-博聞網(wǎng)明白就好-博聞網(wǎng)---網(wǎng)易探究博客蛇怪蜥蜴被稱為蜥蜴是有緣由的。它能在水上走，更正確地說是跑！比昆蟲大很多的蛇怪蜥蜴之所以能夠停留在水上靠的是它的腳以正確的角度像騎腳踏車般的踩動著。所以身體能夠高出水面，往前快跑。2003年，XXX的機(jī)械人學(xué)教授XXX用蛇怪蜥蜴做為不行思議的生物機(jī)械學(xué)的例子時，他突然想到是否能仿照一樣的技巧制造一個機(jī)械人呢？這并不是一件簡潔的事。不但馬達(dá)務(wù)必極端的輕，每次腳XXX和他的學(xué)生們最終能夠做出第一個能走在水面上的機(jī)械人了。仿生學(xué)的例子〔10〕：火車整了形-由于鳥！10--博聞網(wǎng)---XXX1964年日本建筑第一部日本干線子彈列車120公里快速行駛。但這么快有一個惱人的副作用：每當(dāng)列車高速行駛于隧道時，會產(chǎn)生轟隆隆的聲音。XXX參加后，他試驗(yàn)了不同的列車車頭外形，他覺察目前為止以像魚狗喙的外形的最好。今日日本的高速列車長長的，像鳥嘴一般的車頭的外形能夠幫助列車安靜地快速駛離隧道。事實(shí)上，這樣的設(shè)計讓列車相較于之前的設(shè)計速度上快了百分之十，也節(jié)約了百分之十五的燃料。仿生學(xué)的例子〔11〕：蝙蝠魔杖-奇特！10--博聞網(wǎng)---XXX探究博客這個手杖利用回波測試法，跟蝙蝠用來探測環(huán)境的知覺系統(tǒng)一樣。每秒它能夠釋放6萬個超音波，并感應(yīng)回彈的波長。當(dāng)某些回來快一點(diǎn)，那意味著有某個物體在四周，此時手杖的把手就會震驚。承受這個技術(shù)，不僅僅能夠觀察在地面上的物體，如空罐子或消防栓，還能夠偵測地面以上的物體，如低掛的號志和樹枝。手杖的輸入及回報系統(tǒng)是無聲的，因此使用者能夠同時聽到周遭的全部聲音。仿生學(xué)的例子〔12〕：鯊魚皮-最的導(dǎo)管熱10項(xiàng)鮮為人知的仿生學(xué)案例-博聞網(wǎng)明白就好-博聞網(wǎng)---網(wǎng)易探究博客沙魚皮，千萬年來一貫有方法連續(xù)干凈.此刻借用沙魚皮，熏染可能會絕跡.XXX出產(chǎn)一種由沙魚皮概念而發(fā)生的塑料掩蓋物。目前正試用在醫(yī)院里大多數(shù)人會摸到的物品表面，像是燈的開關(guān)、屏幕、把手。目前為止在防止細(xì)菌上似乎是成功的。XXX已經(jīng)有了進(jìn)一步的打算，他的下一個企劃是替常常造成熏染的導(dǎo)管做朔膠掩蓋物。仿生學(xué)的例子〔13〕：魚漂與潛水艇潛水艇潛水艇是怎能樣制造的呢？為了讓一種船既能在水面劃，又能在海底游，科學(xué)家觀看到了魚這種動物。魚肚中有一種東西叫魚鰾，里面裝滿了空氣。在魚想潛到水底時，將魚鰾中的空氣排出，浮力就馬上變小了，魚可自由地沉下水面。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)家是按這個原理制造的潛水艇。看，我們?nèi)缃褚呀?jīng)很高級的潛水艇，原先它們是利用魚鰾原理而做的。是的，生活中假設(shè)沒有動物，人類將會失去很多發(fā)明的時機(jī)。能夠說，動物對人類生活也有很大的幫助。仿生學(xué)的例子〔14〕：青蛙與電子娃眼我從《小愛迪生》這本書中讀到了青蛙的眼睛，《小愛迪生》上面說的是青蛙的眼睛只能夠觀察動的東西。我將信將疑，問了一下爸爸。爸爸說：你還是做一個試驗(yàn)比較好。我點(diǎn)點(diǎn)頭。第一，我先找來一只青蛙，這只青蛙蹲坐在報紙上，用它警覺的大眼睛盯著我的一舉一動，似乎差人監(jiān)視罪犯一樣。它身穿秀麗的綠皮襖，似乎一個貴婦人，儀態(tài)端莊。我先把事先拍死的蒼蠅放到它面前。那只蒼蠅似乎在青蛙的眼里消逝了，對這嗟來之食無動于衷。我拿出了小細(xì)線，將蒼蠅留意翼翼地扎好，然后在它的眼前不停地?fù)u擺。突然，青蛙的留意力不在我身上了，它目不轉(zhuǎn)睛地盯著那只會飛的蒼蠅。沒過一會兒，只聽撲的一聲，青蛙伸出了它長長的、粉紅色的舌頭，輕輕一卷，便把蒼蠅卷進(jìn)了肚子里。這次試驗(yàn)證明白：青蛙的眼睛只能夠觀察動的東西，看不見不會動的東西。于是，科學(xué)家們便透過青蛙的眼睛制造了電子蛙眼！仿生學(xué)的例子〔15〕：蜻蜓與平衡重錘蜻蜒透過翅膀振動可產(chǎn)生不同于四周大氣的局部不穩(wěn)定氣流，井利用氣流產(chǎn)生的渦流來使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下飛行，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。此外，蜻蜒的飛行行為簡潔，僅靠兩對翅膀不停地拍打?？茖W(xué)家據(jù)此構(gòu)造根底研制成功了直升飛機(jī)。飛機(jī)在高速飛行時，常會引起猛烈振動，甚至有時會折斷機(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安然無恙，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這個令人麻煩的問題。仿生學(xué)的例子〔16〕：人工寒光自從人類制造了電燈，糊口變得便利、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一局部轉(zhuǎn)變成可見光，其余大局部都以熱能的方式鋪張掉了，而且電燈的熱射線有害于人眼。那么，有沒有只發(fā)光不發(fā)燒的光源呢人類又把眼光投向了大自然。在自然界中，有很多生物都能發(fā)光，如細(xì)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(fā)出的光都不發(fā)生熱，所以又被稱為寒光。在眾多的發(fā)光動物中，螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1500種，它們發(fā)出的寒光的顏色有黃綠色、橙色，光的亮度也各不一樣。螢火蟲發(fā)出寒光不僅僅具有很高的發(fā)光效率，而且發(fā)出的寒光通俗都很嚴(yán)峻，很得當(dāng)人類的眼睛，光的強(qiáng)度也比力高。因此，生物光是一種人類抱負(fù)的光?？茖W(xué)家爭論覺察，螢火蟲的發(fā)光器位于腹部。這個發(fā)光器由發(fā)光層、透亮層和反射層三局部組成。發(fā)光層擁有幾千個發(fā)光細(xì)胞，它們都內(nèi)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。螢火蟲的發(fā)光，實(shí)質(zhì)上是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過程。早在40年月，人們依據(jù)對螢火蟲的爭論，制造了日光燈，使人類的照明光源發(fā)生了很大變化?？茖W(xué)家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分別出了純熒光素，之后又分別出了熒光酶，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，可在布滿爆炸性瓦斯的礦井中當(dāng)閃光燈。由于這種光沒有電源，不會產(chǎn)生磁場，因而能夠在生物光源的照明下，做去除磁性水雷等工作。人們已能用摻和某些化學(xué)物質(zhì)的方法得到相像生物光的寒光，作為平安照明用。仿生學(xué)的例子〔17〕：電魚與伏特電池500余種。人們將這些能放電的魚，統(tǒng)稱為電魚。各種電魚放電的本領(lǐng)各不一樣。放電潛力最強(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220350伏的電500伏的電壓，有一種南美洲電鰻竟能產(chǎn)生高880伏的電壓，稱得上電擊冠軍，據(jù)說它能擊斃像馬那樣的大動物。電魚放電的奇特到底在哪里經(jīng)過對電魚的解剖爭論，最終發(fā)此刻電魚體內(nèi)有一種驚奇的發(fā)電器官。這些發(fā)電器官是由許多叫電板或電盤的半透亮的盤形細(xì)胞構(gòu)成的。由于電魚的種類不同，所以發(fā)電器的外形、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，排列在身體中線兩側(cè)，共有200萬塊電板;電鯰500萬塊電板。單個電板產(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，以電魚發(fā)電器官為模型，設(shè)計出世界上最早的伏特電池。由于這種電池是依據(jù)電魚的自然發(fā)電器設(shè)計的，所以把它叫做人造電器官。對電魚的爭論，還給人們這樣的啟發(fā)：假設(shè)能成功地仿照電魚的發(fā)電器官，那么，船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。仿生學(xué)的例子〔18〕：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。但是，水母跟順風(fēng)耳又有什么關(guān)系呢？人們確定會問這樣一個問題。由于，水母在風(fēng)暴降臨之前，就會成群結(jié)隊地游向大海，就預(yù)示風(fēng)暴馬上降臨。但是，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〔8～13赫茲〕，是風(fēng)暴降臨之前的預(yù)報。這種次聲波，人耳是聽不到的，而對水母來說卻是易如反掌?？茖W(xué)家經(jīng)過爭論覺察，水母的耳朵里長著一個細(xì)柄，柄上有個小球，球內(nèi)有塊小小的聽石?？茖W(xué)家仿照水母耳朵的構(gòu)造和功能，設(shè)計了水母耳風(fēng)暴推測儀，相當(dāng)準(zhǔn)確地模擬了水母感受次聲波的器官。仿生學(xué)的例子〔19〕：失重現(xiàn)象長頸鹿之所以能將血液透過長長的頸輸送到頭部，是由于長頸鹿的血壓很高。據(jù)測定，長頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍。這樣高的血壓為甚么不會導(dǎo)致長頸鹿患腦溢血而死亡呢？這和長頸鹿身體的布局有關(guān)。第一，長頸鹿血管四周的肌肉格外發(fā)財，能壓縮血管，把握血流量；同時長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。科學(xué)家由此受到啟迪，在訓(xùn)練宇航員對，設(shè)置一種特別工具，讓宇航員利用這種工具每一天熬煉幾小時，以防止宇航員血管四周肌肉退化；在宇宙飛船升空時，科學(xué)家依據(jù)長頸鹿利用緊繃的皮膚可把握血管壓力的原理，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，抗荷服能夠充入必需量的氣體，從而對血管發(fā)生必需的壓力，使宇航員的血壓連續(xù)正常。同時，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。仿生學(xué)的例子〔20〕：蛋殼與薄殼建筑蛋殼呈拱形，跨度大，包括很多力學(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)家仿照它進(jìn)展了薄殼建筑設(shè)計。這類建筑有很多優(yōu)點(diǎn)：用料少，跨度大，結(jié)實(shí)耐用。薄殼建筑也并非都是拱形，舉世著名的XXX則像一組泊港的群帆。仿生學(xué)的例子〔21〕：大嘴-格外的輕！10項(xiàng)鮮為人知的仿生學(xué)案例-博聞網(wǎng)明白就好-博聞網(wǎng)---網(wǎng)易探究博客大嘴鳥的嘴這么大這么厚，就應(yīng)重到它掉下來。但是大嘴鳥Sam處處飛。那是由于它的嘴是一個令人驚異的設(shè)計。它的嘴硬的能夠咬破最硬的水果殼，強(qiáng)壯的能夠成為攻擊其它鳥的武器。然而大嘴鳥嘴的密度大約就像寶麗龍碗一樣而已。仿生學(xué)的例子〔22〕：保命裝死吧！10--博聞網(wǎng)---XXX探究博客復(fù)蘇性植物和水熊-大自然生物最韌命的兩個典范。這兩個微生物存活的隱秘在于深度蟄伏。它們將身體內(nèi)所有的水換成變成玻璃的醣，這將導(dǎo)致假死狀況。盡管這個程序無法用來維持人類〔假設(shè)將我們身體里的水分用醣來代替會導(dǎo)致死