人類透過從動物身上得到的啟發發明了很多東西
由螢火蟲發明了人工冷光
由蒼蠅發明了宇宙飛船
由蝙蝠發明了聲納和雷達
由動物的巢穴發明了房屋
由螳螂發明了鐮刀
由蜻蜓發明了飛機
這些發明對人類來說都是相當大的突破.
還有:
大烏龜背小烏龜:轉動炮塔的坦克。
鳥在天空飛翔:製造了各種飛行器。
蜜蜂造巢窩:各種正六邊形的蜂巢結構板材。
每隻蜻蜓的翅膀末端,都有一塊比周圍略重一些的厚斑點,這就是防止翅膀顫抖的關鍵。飛機設計師研究蒼蠅、蚊子、蜜蜂等的飛行方法,造出了許多具有各種優良效能的新式飛機。
鯨:外形是一種極為理想的“流線體”,而“流線體”在水中受到的阻力是最小的。後來工程師模仿(fǎng)鯨的形體,改進了船體的設計,大大提高了輪船舴的速度。
蛋殼:能夠把受到的壓力均勻(yún)地分散到蛋殼的各個部分。建築師根據這種“薄殼結構”的特點,設計出許多既輕便又省料的建築物。
袋鼠:會跳躍的越野汽車,
貝殼:外殼堅固的坦克……
魚兒在水中游蕩:學會了游泳,發明潛艇。
連體鯊魚裝:第一代鯊魚裝模仿了鯊魚的面板,在泳衣上設計了一些粗糙的齒狀突起,以有效地引導水流,並收緊身體,避免面板和肌肉的顫動。第二代鯊魚裝又增加了一些新的亮點,加入了一種叫做“彈性面板”的材料,可使人在水中受到的阻力減少4%。此外,還增加了兩個附件,附在前臂上由鈦矽樹脂做成的緩衝器能使運動員遊起來更加輕鬆;附在胸前和肩後的振動控制系統能幫助引導水流。
讓盲者見到光明:在植入了微小的仿生視網膜之後,3位失明患者不僅看到了明滅或者移動的光點,甚至還成功地用眼睛區別出杯子和盤子。
人工合成蛛絲:蛛絲含有一種纖維蛋白,這種蛋白質和存在於毛髮和羊角中的角質蛋白相似。這種蛋白分泌出來後開始變得堅韌。透過精細的平衡水的含量,蜘蛛和蠶可以防止纖維蛋白過快固化。
運動方向識別的神經元功能模擬裝置
自動報靶機
平板型複眼透鏡
側抑制微光電視
蜻蜓-飛機;
順風耳-電話;
青蛙—快速掃描系統
蒼蠅-氣味探測器
螳螂—鐮刀
蒼蠅與宇宙飛船
蒼蠅嗅覺器:小型氣體分析儀。
從螢火蟲到人工冷光。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。
電魚與伏特電池。經過對電魚的解剖研究,發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。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。
水母耳朵:水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬
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裡,用來檢測艙內氣體的成分。
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。
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,準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準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。
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杆、臺階、橋上的人等。如今,有類似作用的“超聲眼鏡”也已製成。
屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
船槳模仿的是魚的鰭。
魯班上山,攀爬時手被草葉的邊緣的齒劃傷了,於是受此啟發,發明了鋸子。雷達就是由蝙蝠的功能發明的.還有探路儀也是由蝙蝠的功能發明的!還有飛機是由蜻蜓的功能發明的.船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。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。火箭升空利用的是水母、墨魚反衝原理.科研人員透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。美國空軍透過毒蛇的“熱眼”功能,研究開發出了微型熱感測器。人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯(hang)。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的“電子警犬”。
船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。
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。
火箭升空利用的是水母、墨魚反衝原理。
科研人員透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。
美國空軍透過毒蛇的“熱眼”功能,研究開發出了微型熱感測器。
人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯(hang)。
人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的“電子警犬”。
昆蟲個體小,種類和數量龐大,佔現存動物的75%以上,遍佈全世界。它們有各自的生存絕技,有些技能連人類也自嘆不如。人們對自然資源的利用範圍越來越廣泛,特別是仿生學方面的任何成就,都來自生物的某種特性。
蝴蝶與仿生
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,其後翅在Sunny下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍。科學家透過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防禦帶來了極大的裨益。在二戰期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防禦設施。蘇聯昆蟲學家施萬維奇根據當時人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發現的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,儘管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍安然無惹,為贏得最後的勝利奠定了堅實的基礎。根據同樣的原理,後來人們還生產出了迷彩服,大大減少了戰鬥中的傷亡。
人造衛星在太空中由於位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三百度,嚴重影響許多儀器的正常工作。科學家們受蝴蝶身上的鱗片會隨Sunny的照射方向自動變換角度而調節體溫的啟發,將人造衛星的控溫系統製成了葉片正反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調節窗的開合,從而保持了人造衛星內部溫度的恆定,解決了航天事業中的一大難題。
甲蟲與仿生
屁步甲炮蟲自衛時,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。科學家將其解剖後發現甲蟲體內有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生化學反應,瞬間就成為100℃的毒液,並迅速射出。這種原理目前已應用於軍事技術中。二戰期間,德國納粹為了戰爭的需要,據此機理製造出了一種功率極大且效能安全可靠的新型發動機,安裝在飛航式導彈上,使之飛行速度加快,安全穩定,命中率提高,英國倫敦在受其轟炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發研製出了先進的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產生毒劑的化學物質分裝在兩個隔開的容器中,炮彈發射後隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內混合併發生反應,在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易於生產、儲存、運輸,安全且不易失效。螢火蟲可將化學能直接轉變成光能,且轉化效率達100%,而普通電燈的發光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發光原理製成的冷光源可將發光效率提高十幾倍,大大節約了能量。另外,根據甲蟲的視動反應機制研製成功的空對地速度計已成功地應用於航空事業中。
蜻蜓與仿生
蜻蜒透過翅膀振動可產生不同於周圍大氣的區域性不穩定氣流,並利用氣流產生的渦流來使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向後和左右兩側飛行,其向前飛行速度可達72km/小時。此外,蜻蜒的飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打。科學家據此結構基礎研製成功了直升飛機。飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時安然無恙,於是人們仿效蜻蜒在飛機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棘手的問題。
為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動力學以及其飛行的效率,一個四葉驅動,用遠端水平儀控制的機動機翼(翅膀)模型被研製,並第一次在風洞內測試了各項飛行引數。
第二個模型試圖安裝一個以更快頻率飛行的翅膀,達到每秒18次震動的速度。有特色的是,這個模型採用了可變可調節前後兩對機翼之間相差的裝置。
研究的中心和長遠目標,是要研究使用“翅膀”驅動的飛機表現,以及與傳統的螺旋推動器驅動的飛機效率的比較等等。
蒼蠅與仿生
家蠅的特別之處在於它的快速的飛行技術,這使得它很難被人類抓住。即使在它的後面也很難接近它。它設想到了每一種情況,非常小心,並能快速移動。那麼,它是怎麼做到的呢?
昆蟲學家研究發現,蒼蠅的後翅退化成一對平衡棒。當它飛行時,平衡棒以一定的頻率進行機械振動,可以調節翅膀的運動方向,是保持蒼蠅身體平衡的導航儀。科學家據此原理研製成一代新型導航儀——振動陀螺儀,大大改進了飛機的飛行效能,可使飛機自動停止危險的滾翻飛行,在機體強烈傾斜時還能自動恢復平衡,即使是飛機在最複雜的急轉彎時也萬無一失。蒼蠅的複眼包含4000個可獨立成像的單眼,能看清幾乎360。範圍內的物體。在蠅眼的啟示下,人們製成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高解析度照片的蠅眼照像機,在軍事、醫學、航空、航天上被廣泛應用。蒼蠅的嗅覺特別靈敏並能對數十種氣味進行快速分析且可立即作出反應。科學家根據蒼蠅嗅覺器官的結構,把各種化學反應轉變成電脈衝的方式,製成了十分靈敏的小型氣體分析儀,目前已廣泛應用於宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體成分,使科研、生產的安全係數更為準確、可靠。
蜂類與仿生
蜂巢由一個個排列整齊的六稜柱形小蜂房組成,每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成,這些結構與近代數學家精確計算出來的——菱形鈍角109°28’,銳角70°32’完全相同,是最節省材料的結構,且容量大、極堅固,令許多專家讚歎不止。人們仿其構造用各種材料製成蜂巢式夾層結構板,強度大、重量輕、不易傳導聲和熱,是建築及製造太空梭、宇宙飛船、人造衛星等的理想材料。蜜蜂複眼的每個單眼中相鄰地排列著對偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太陽準確定位。科學家據此原理研製成功了偏振光導航儀,早已廣泛用於航海事業中。
其它昆蟲與仿生
跳蚤的跳躍本領十分高強,航空專家對此進行了大量研究,英國一飛機制造公司從其垂直起跳的方式受到啟發,成功製造出了一種幾乎能垂直起落的鷂式飛機。現代電視技術根據昆蟲單複眼的構造特點,造出了大螢幕彩電,又可將一臺臺小彩電熒光屏組成一個大畫面,且可在同一螢幕上任意位置框出某幾個特定的小畫面,既可播映相同的畫面,又可播映不同的畫面。科學家根據昆蟲複眼的結構特點研製成功的多孔徑光學系統裝置,更易於搜尋到目標,已在國外一些重要武器系統中應用。根據某些水生昆蟲的組成複眼的單眼之間相互抑制的原理,製成的側抑制電子模型,用於各類攝影系統,拍出的照片可增強影象邊緣反差和突出輪廓,還可用來提高雷達的顯示靈敏度,也可用於文字和圖片識別系統的預處理工作。美國利用昆蟲複眼加工資訊及定向導航原理,研製了具有很大實用價值的仿昆蟲複眼尋的末制導導引頭的工程模型。日本利用昆蟲形態及特性開發研製了六足機器人等工學機器和建築物的新構造方式。
未來展望
昆蟲在億萬年的進化過程中,隨著環境的變遷而逐漸進化,都在不同程度地發展著各自的生存本領。隨著社會的發展,人們對昆蟲的各種生命活動掌握得越來越多,越來越意識到昆蟲對人類的重要性,再加上資訊科技特別是計算機新一代生物電子技術在昆蟲學上的應用,模擬昆蟲的感應能力而研製的檢測物質種類和濃度的生物感測器,參照昆蟲神經結構開發的能夠模仿大腦活動的計算機等等一系列的生物技術工程,將會由科學家的設想變為現實,並進入各個領域,昆蟲將會為人類做出更大的貢獻
魯班從帶鋸齒的草發明了鋸子;
從鳥類的飛行,萊特兄弟發明了飛機。人類的發明——來自動物的靈感
從蘋果的下落,牛頓發現了萬有引力;
根據螞蟻的生活習性,和群居特點,程式設計領域出現了蟻群演算法;
從生物的神經元分佈和聯絡中,我們有了人工智慧系統,出現人工神經網路;
仿生與高科技
現代的雷達——一種無線電定位和測距裝置:科學家研究發現蝙蝠不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵組成的回聲定位系統。因為蝙蝠在飛行時發出超聲波,又能覺察出障礙物反射回來的超聲波。科學家據此設計出了現代的雷達——一種無線電定位和測距裝置
科學家透過對海豚游泳阻力小的研究發明了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。
前蘇聯科學院動物研究所的科學家在企鵝的啟示下,他們設計了一種新型汽車--“企鵝”牌極地越野汽車。這種汽車的寬闊的底部,直接貼在雪面上,用輪勺撐動著前進,行駛速度可達50公里/小時。
科學家模仿昆蟲製造了太空機器人。
澳洲國立大學的一個科研小組透過對幾種昆蟲的研究,已經研製出一個小型的導航和飛行控制裝置。這種裝置可以用來裝備用於火星考察的小型飛行器。
英國科學家在仿生學啟發下,正在研製一種可以靠尾鰭擺動以s形“游水”的潛艇新式潛艇的主要創新之處是使用了被稱為“象鼻致動器”的裝置。“象鼻”由一組用薄而柔軟的材料做成的軟管組成,模仿肌肉活動,推動鰭的運動。這種新式潛艇可以充當水底掃雷潛艇,用來對付最輕微的聲響或干擾便會引爆的水雷。(《中國國防報》)
魚兒在水中有自由來去的本領,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,中國古代勞動人民觀察魚在水中用尾巴的搖擺而遊動、轉彎,他們就在船尾上架置木槳。透過反覆的觀察、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。
蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是“天然導航儀”,人們模仿它製成了“振動陀螺儀”。這種儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。
蒼蠅的眼睛是一種“複眼”,由30o0多隻小眼組成,人們模仿它製成了“蠅眼透鏡”。“蠅眼透鏡”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以製成“蠅眼照相機”,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用於印刷製版和大量複製電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量。“蠅眼透鏡”是一種新型光學元件,它的用途很多。
鳥類的翅膀具有許多特殊功能和結構,使得它們不僅善於飛行,而且會表演許多“特技”,這些特技還是目前人類的技術難以達到的。小小的蜂鳥是鳥中的“直升機”,它既可以垂直起落,又可以退著飛。在吮吸花蜜時,它不像蜜蜂那樣停落在花上,而是懸停於空中。這是多麼巧妙的飛行啊。製造具有蜂鳥飛行特性的垂直起落飛機,已經成為許多飛機設計師夢寐以求的願望。
在企鵝的啟示下,人們設計了一種新型汽車“企鵝牌極地越野汽車”。這種汽車用寬闊的底部貼在雪面上,用輪勺推動前進,這樣不僅解決了極地運輸問題,而且也可以在泥濘地帶行駛
鷹的滑翔技巧,發明了滑翔機。
鳥類的骨頭,改進了飛行器的骨架結構,更輕,強度更高。
蝙蝠和海豚的聲波探測,發明了超聲波雷達。
仙人掌生活在沙漠地區,那裡酷熱無比,還有許多惡毒的猛獸,處境十分危險。但是仙人掌生活在那裡許久,卻不見它絕種,這是因為它為了適應險惡的環境,長出了尖銳的刺,使動物們無可奈何。這似乎告訴我們,必須克服困難,外在艱苦的環境,要靠自己堅強的毅力去解決。俗語說:「天下無難事,只怕有心人。」就是這個道理。
有圓圓頭的鯨和有尖尖頭的輪船比起來,我們都會說船要快,但實際比起來———是鯨要快許許多多,因為工程師們發現:鯨的形狀是極為理想的——流線型!
五彩的蝴蝶顏色粲然,如重月紋鳳蝶、褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其後翊在Sunny下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍。科學家透過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防禦帶來了極大的稗益。在二戰期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防禦設施。蘇聯昆蟲學家施萬維奇根據當時人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發現的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,儘管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍然無恙,為贏得最後的勝利奠定了堅實的基礎。根據同樣的原理,後來人們還生產出了迷彩服,大大減少了戰鬥中的傷亡。
人類透過從動物身上得到的啟發發明了很多東西
由螢火蟲發明了人工冷光
由蒼蠅發明了宇宙飛船
由蝙蝠發明了聲納和雷達
由動物的巢穴發明了房屋
由螳螂發明了鐮刀
由蜻蜓發明了飛機
這些發明對人類來說都是相當大的突破.
還有:
大烏龜背小烏龜:轉動炮塔的坦克。
鳥在天空飛翔:製造了各種飛行器。
蜜蜂造巢窩:各種正六邊形的蜂巢結構板材。
每隻蜻蜓的翅膀末端,都有一塊比周圍略重一些的厚斑點,這就是防止翅膀顫抖的關鍵。飛機設計師研究蒼蠅、蚊子、蜜蜂等的飛行方法,造出了許多具有各種優良效能的新式飛機。
鯨:外形是一種極為理想的“流線體”,而“流線體”在水中受到的阻力是最小的。後來工程師模仿(fǎng)鯨的形體,改進了船體的設計,大大提高了輪船舴的速度。
蛋殼:能夠把受到的壓力均勻(yún)地分散到蛋殼的各個部分。建築師根據這種“薄殼結構”的特點,設計出許多既輕便又省料的建築物。
袋鼠:會跳躍的越野汽車,
貝殼:外殼堅固的坦克……
魚兒在水中游蕩:學會了游泳,發明潛艇。
連體鯊魚裝:第一代鯊魚裝模仿了鯊魚的面板,在泳衣上設計了一些粗糙的齒狀突起,以有效地引導水流,並收緊身體,避免面板和肌肉的顫動。第二代鯊魚裝又增加了一些新的亮點,加入了一種叫做“彈性面板”的材料,可使人在水中受到的阻力減少4%。此外,還增加了兩個附件,附在前臂上由鈦矽樹脂做成的緩衝器能使運動員遊起來更加輕鬆;附在胸前和肩後的振動控制系統能幫助引導水流。
讓盲者見到光明:在植入了微小的仿生視網膜之後,3位失明患者不僅看到了明滅或者移動的光點,甚至還成功地用眼睛區別出杯子和盤子。
人工合成蛛絲:蛛絲含有一種纖維蛋白,這種蛋白質和存在於毛髮和羊角中的角質蛋白相似。這種蛋白分泌出來後開始變得堅韌。透過精細的平衡水的含量,蜘蛛和蠶可以防止纖維蛋白過快固化。
運動方向識別的神經元功能模擬裝置
自動報靶機
平板型複眼透鏡
側抑制微光電視
蜻蜓-飛機;
順風耳-電話;
青蛙—快速掃描系統
蒼蠅-氣味探測器
螳螂—鐮刀
蒼蠅與宇宙飛船
蒼蠅嗅覺器:小型氣體分析儀。
從螢火蟲到人工冷光。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。
電魚與伏特電池。經過對電魚的解剖研究,發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。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。
水母耳朵:水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬
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裡,用來檢測艙內氣體的成分。
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。
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,準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準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。
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杆、臺階、橋上的人等。如今,有類似作用的“超聲眼鏡”也已製成。
屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
船槳模仿的是魚的鰭。
魯班上山,攀爬時手被草葉的邊緣的齒劃傷了,於是受此啟發,發明了鋸子。雷達就是由蝙蝠的功能發明的.還有探路儀也是由蝙蝠的功能發明的!還有飛機是由蜻蜓的功能發明的.船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。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。火箭升空利用的是水母、墨魚反衝原理.科研人員透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。美國空軍透過毒蛇的“熱眼”功能,研究開發出了微型熱感測器。人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯(hang)。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的“電子警犬”。
船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。
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。
火箭升空利用的是水母、墨魚反衝原理。
科研人員透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。
美國空軍透過毒蛇的“熱眼”功能,研究開發出了微型熱感測器。
人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯(hang)。
人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的“電子警犬”。
昆蟲個體小,種類和數量龐大,佔現存動物的75%以上,遍佈全世界。它們有各自的生存絕技,有些技能連人類也自嘆不如。人們對自然資源的利用範圍越來越廣泛,特別是仿生學方面的任何成就,都來自生物的某種特性。
蝴蝶與仿生
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,其後翅在Sunny下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍。科學家透過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防禦帶來了極大的裨益。在二戰期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防禦設施。蘇聯昆蟲學家施萬維奇根據當時人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發現的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,儘管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍安然無惹,為贏得最後的勝利奠定了堅實的基礎。根據同樣的原理,後來人們還生產出了迷彩服,大大減少了戰鬥中的傷亡。
人造衛星在太空中由於位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三百度,嚴重影響許多儀器的正常工作。科學家們受蝴蝶身上的鱗片會隨Sunny的照射方向自動變換角度而調節體溫的啟發,將人造衛星的控溫系統製成了葉片正反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調節窗的開合,從而保持了人造衛星內部溫度的恆定,解決了航天事業中的一大難題。
甲蟲與仿生
屁步甲炮蟲自衛時,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。科學家將其解剖後發現甲蟲體內有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生化學反應,瞬間就成為100℃的毒液,並迅速射出。這種原理目前已應用於軍事技術中。二戰期間,德國納粹為了戰爭的需要,據此機理製造出了一種功率極大且效能安全可靠的新型發動機,安裝在飛航式導彈上,使之飛行速度加快,安全穩定,命中率提高,英國倫敦在受其轟炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發研製出了先進的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產生毒劑的化學物質分裝在兩個隔開的容器中,炮彈發射後隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內混合併發生反應,在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易於生產、儲存、運輸,安全且不易失效。螢火蟲可將化學能直接轉變成光能,且轉化效率達100%,而普通電燈的發光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發光原理製成的冷光源可將發光效率提高十幾倍,大大節約了能量。另外,根據甲蟲的視動反應機制研製成功的空對地速度計已成功地應用於航空事業中。
蜻蜓與仿生
蜻蜒透過翅膀振動可產生不同於周圍大氣的區域性不穩定氣流,並利用氣流產生的渦流來使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向後和左右兩側飛行,其向前飛行速度可達72km/小時。此外,蜻蜒的飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打。科學家據此結構基礎研製成功了直升飛機。飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時安然無恙,於是人們仿效蜻蜒在飛機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棘手的問題。
為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動力學以及其飛行的效率,一個四葉驅動,用遠端水平儀控制的機動機翼(翅膀)模型被研製,並第一次在風洞內測試了各項飛行引數。
第二個模型試圖安裝一個以更快頻率飛行的翅膀,達到每秒18次震動的速度。有特色的是,這個模型採用了可變可調節前後兩對機翼之間相差的裝置。
研究的中心和長遠目標,是要研究使用“翅膀”驅動的飛機表現,以及與傳統的螺旋推動器驅動的飛機效率的比較等等。
蒼蠅與仿生
家蠅的特別之處在於它的快速的飛行技術,這使得它很難被人類抓住。即使在它的後面也很難接近它。它設想到了每一種情況,非常小心,並能快速移動。那麼,它是怎麼做到的呢?
昆蟲學家研究發現,蒼蠅的後翅退化成一對平衡棒。當它飛行時,平衡棒以一定的頻率進行機械振動,可以調節翅膀的運動方向,是保持蒼蠅身體平衡的導航儀。科學家據此原理研製成一代新型導航儀——振動陀螺儀,大大改進了飛機的飛行效能,可使飛機自動停止危險的滾翻飛行,在機體強烈傾斜時還能自動恢復平衡,即使是飛機在最複雜的急轉彎時也萬無一失。蒼蠅的複眼包含4000個可獨立成像的單眼,能看清幾乎360。範圍內的物體。在蠅眼的啟示下,人們製成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高解析度照片的蠅眼照像機,在軍事、醫學、航空、航天上被廣泛應用。蒼蠅的嗅覺特別靈敏並能對數十種氣味進行快速分析且可立即作出反應。科學家根據蒼蠅嗅覺器官的結構,把各種化學反應轉變成電脈衝的方式,製成了十分靈敏的小型氣體分析儀,目前已廣泛應用於宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體成分,使科研、生產的安全係數更為準確、可靠。
蜂類與仿生
蜂巢由一個個排列整齊的六稜柱形小蜂房組成,每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成,這些結構與近代數學家精確計算出來的——菱形鈍角109°28’,銳角70°32’完全相同,是最節省材料的結構,且容量大、極堅固,令許多專家讚歎不止。人們仿其構造用各種材料製成蜂巢式夾層結構板,強度大、重量輕、不易傳導聲和熱,是建築及製造太空梭、宇宙飛船、人造衛星等的理想材料。蜜蜂複眼的每個單眼中相鄰地排列著對偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太陽準確定位。科學家據此原理研製成功了偏振光導航儀,早已廣泛用於航海事業中。
其它昆蟲與仿生
跳蚤的跳躍本領十分高強,航空專家對此進行了大量研究,英國一飛機制造公司從其垂直起跳的方式受到啟發,成功製造出了一種幾乎能垂直起落的鷂式飛機。現代電視技術根據昆蟲單複眼的構造特點,造出了大螢幕彩電,又可將一臺臺小彩電熒光屏組成一個大畫面,且可在同一螢幕上任意位置框出某幾個特定的小畫面,既可播映相同的畫面,又可播映不同的畫面。科學家根據昆蟲複眼的結構特點研製成功的多孔徑光學系統裝置,更易於搜尋到目標,已在國外一些重要武器系統中應用。根據某些水生昆蟲的組成複眼的單眼之間相互抑制的原理,製成的側抑制電子模型,用於各類攝影系統,拍出的照片可增強影象邊緣反差和突出輪廓,還可用來提高雷達的顯示靈敏度,也可用於文字和圖片識別系統的預處理工作。美國利用昆蟲複眼加工資訊及定向導航原理,研製了具有很大實用價值的仿昆蟲複眼尋的末制導導引頭的工程模型。日本利用昆蟲形態及特性開發研製了六足機器人等工學機器和建築物的新構造方式。
未來展望
昆蟲在億萬年的進化過程中,隨著環境的變遷而逐漸進化,都在不同程度地發展著各自的生存本領。隨著社會的發展,人們對昆蟲的各種生命活動掌握得越來越多,越來越意識到昆蟲對人類的重要性,再加上資訊科技特別是計算機新一代生物電子技術在昆蟲學上的應用,模擬昆蟲的感應能力而研製的檢測物質種類和濃度的生物感測器,參照昆蟲神經結構開發的能夠模仿大腦活動的計算機等等一系列的生物技術工程,將會由科學家的設想變為現實,並進入各個領域,昆蟲將會為人類做出更大的貢獻
魯班從帶鋸齒的草發明了鋸子;
從鳥類的飛行,萊特兄弟發明了飛機。人類的發明——來自動物的靈感
從蘋果的下落,牛頓發現了萬有引力;
船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。
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。
火箭升空利用的是水母、墨魚反衝原理。
科研人員透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。
美國空軍透過毒蛇的“熱眼”功能,研究開發出了微型熱感測器。
人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯(hang)。
人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的“電子警犬”。
根據螞蟻的生活習性,和群居特點,程式設計領域出現了蟻群演算法;
從生物的神經元分佈和聯絡中,我們有了人工智慧系統,出現人工神經網路;
仿生與高科技
現代的雷達——一種無線電定位和測距裝置:科學家研究發現蝙蝠不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵組成的回聲定位系統。因為蝙蝠在飛行時發出超聲波,又能覺察出障礙物反射回來的超聲波。科學家據此設計出了現代的雷達——一種無線電定位和測距裝置
科學家透過對海豚游泳阻力小的研究發明了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。
前蘇聯科學院動物研究所的科學家在企鵝的啟示下,他們設計了一種新型汽車--“企鵝”牌極地越野汽車。這種汽車的寬闊的底部,直接貼在雪面上,用輪勺撐動著前進,行駛速度可達50公里/小時。
科學家模仿昆蟲製造了太空機器人。
澳洲國立大學的一個科研小組透過對幾種昆蟲的研究,已經研製出一個小型的導航和飛行控制裝置。這種裝置可以用來裝備用於火星考察的小型飛行器。
英國科學家在仿生學啟發下,正在研製一種可以靠尾鰭擺動以s形“游水”的潛艇新式潛艇的主要創新之處是使用了被稱為“象鼻致動器”的裝置。“象鼻”由一組用薄而柔軟的材料做成的軟管組成,模仿肌肉活動,推動鰭的運動。這種新式潛艇可以充當水底掃雷潛艇,用來對付最輕微的聲響或干擾便會引爆的水雷。(《中國國防報》)
魚兒在水中有自由來去的本領,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,中國古代勞動人民觀察魚在水中用尾巴的搖擺而遊動、轉彎,他們就在船尾上架置木槳。透過反覆的觀察、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。
蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是“天然導航儀”,人們模仿它製成了“振動陀螺儀”。這種儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。
蒼蠅的眼睛是一種“複眼”,由30o0多隻小眼組成,人們模仿它製成了“蠅眼透鏡”。“蠅眼透鏡”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以製成“蠅眼照相機”,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用於印刷製版和大量複製電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量。“蠅眼透鏡”是一種新型光學元件,它的用途很多。
鳥類的翅膀具有許多特殊功能和結構,使得它們不僅善於飛行,而且會表演許多“特技”,這些特技還是目前人類的技術難以達到的。小小的蜂鳥是鳥中的“直升機”,它既可以垂直起落,又可以退著飛。在吮吸花蜜時,它不像蜜蜂那樣停落在花上,而是懸停於空中。這是多麼巧妙的飛行啊。製造具有蜂鳥飛行特性的垂直起落飛機,已經成為許多飛機設計師夢寐以求的願望。
在企鵝的啟示下,人們設計了一種新型汽車“企鵝牌極地越野汽車”。這種汽車用寬闊的底部貼在雪面上,用輪勺推動前進,這樣不僅解決了極地運輸問題,而且也可以在泥濘地帶行駛
鷹的滑翔技巧,發明了滑翔機。
鳥類的骨頭,改進了飛行器的骨架結構,更輕,強度更高。
蝙蝠和海豚的聲波探測,發明了超聲波雷達。
仙人掌生活在沙漠地區,那裡酷熱無比,還有許多惡毒的猛獸,處境十分危險。但是仙人掌生活在那裡許久,卻不見它絕種,這是因為它為了適應險惡的環境,長出了尖銳的刺,使動物們無可奈何。這似乎告訴我們,必須克服困難,外在艱苦的環境,要靠自己堅強的毅力去解決。俗語說:「天下無難事,只怕有心人。」就是這個道理。
有圓圓頭的鯨和有尖尖頭的輪船比起來,我們都會說船要快,但實際比起來———是鯨要快許許多多,因為工程師們發現:鯨的形狀是極為理想的——流線型!
五彩的蝴蝶顏色粲然,如重月紋鳳蝶、褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其後翊在Sunny下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍。科學家透過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防禦帶來了極大的稗益。在二戰期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防禦設施。蘇聯昆蟲學家施萬維奇根據當時人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發現的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,儘管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍然無恙,為贏得最後的勝利奠定了堅實的基礎。根據同樣的原理,後來人們還生產出了迷彩服,大大減少了戰鬥中的傷亡。