【簡介:】一、算盤仿生學?就是從計算數(shù)目的工具入手,研究生物系統(tǒng)工作原理以尋求靈感和解決工程技術中類似問題的方法。即是人們研究生物體的結構與功能工作的原理,并根據(jù)這些原理發(fā)明出
一、算盤仿生學?
就是從計算數(shù)目的工具入手,研究生物系統(tǒng)工作原理以尋求靈感和解決工程技術中類似問題的方法。即是人們研究生物體的結構與功能工作的原理,并根據(jù)這些原理發(fā)明出新的設備、工具和科技,創(chuàng)造出適用于生產,學習和生活的先進技術。
二、仿生學(植物)?
王蓮托起大跨度建筑 在亞馬遜河的小河灣和支流里,生長著有“蓮花之王”盛譽的王蓮,東一簇,西一片。
盛夏時節(jié),從蓮葉之間探出直徑40厘米左右潔白的花朵,散發(fā)出淡淡的芳香。王蓮的葉子很大,直徑有2米多,四周向上反卷,像一個大平底鍋。蓮葉向陽的一面淡綠色,非常光滑;背陰的一面土紅色,密布粗壯的葉脈和很長的刺毛。雖然只是一片巨大的葉子,但它的支撐和承重能力卻極不一般。在一片王蓮葉上,站一名35公斤的少年,它仍能像小船一樣穩(wěn)穩(wěn)地浮在水面上;即使是在葉面上均勻地平鋪一層75厘米厚的細沙,這個“大平底鍋”依然紋絲不動,決不會沉入水中。人們通過仔細研究發(fā)現(xiàn),這異常強大的力量來自縱橫交錯、粗細不等的葉脈。蓮葉背面有許許多多粗大的呈放射狀的葉脈,之間還有鐮刀形的橫筋緊密聯(lián)結,構成了一種非常穩(wěn)定的網(wǎng)狀骨架。蓮葉較強的承重能力由此而來。自從1801年歐洲人發(fā)現(xiàn)王蓮以來,蓮葉的結構與功能便一直成為建筑學家研究的課題,并試圖將其用于建筑設計。經過努力,如今,這一美好的愿望終于變?yōu)楝F(xiàn)實。我們時常見到的大跨度宏偉樓房建筑工程,在房頂結構上都還能或多或少地看出王蓮葉片結構的輪廓。近年來,意大利工程學家以此還設計建造了一座跨度達95米的展覽大廳,既輕巧堅固,又造型大方,可謂仿生建筑的杰作。荷葉與自潔涂料:在顯微鏡下,科學家們發(fā)現(xiàn)原來荷葉面上有許多非常微小的絨毛和蠟質凸起物,雨水落在上面,鋪不開、滲不進,只化作粒粒水珠滾落下來,順道兒帶走了荷葉表面的灰塵,從而使葉面始終一塵不染。靈光一閃,科研人員模仿荷葉的自凈原理,開展防污產品的研究。這項技術將應用于生產建筑涂料、服裝面料、廚具面板等需要耐臟的產品。美國已經開始研究如何將這種自凈原理用于汽車制造,使駕車族不必再日日洗車。上海也已研制出具有自潔效應的納米涂料,其干燥成膜過程中,涂層表面會形成類似茶葉的凹凸形貌,構筑一層疏水層。這樣一來,灰塵顆粒只好在涂層表面“懸空而立”,并最終在風雨沖刷中流走了?!安x耳”試紙:波義耳是17世紀英國著名的化學家、物理學家。一次試驗時,波義耳不小心把鹽酸濺到紫羅蘭花上,頓時,花色由紫色變成了紅色。之后,他饒有興趣地取來各種酸做試驗,結果發(fā)現(xiàn),各種酸類都能使紫羅蘭變成紅色。但是,紫羅蘭并不是一年四季都開花的,波義耳想了一個辦法,他在紫羅蘭開花的季節(jié)里收集了大量的紫羅蘭花瓣,將花瓣泡出浸液來。需要使用的時候,就往被試的溶液里滴進一滴紫羅蘭浸液。這就是他發(fā)明的“試劑”。之后,他又取來了各種植物進行酸堿試驗。其中最有趣的是用石蕊泡出的浸液:酸和堿本來像水一樣,是無色透明的,可是,如果在石蕊浸液里滴進酸性溶液,就顯出紅色;滴進堿性溶液就能變成藍色。后來,他發(fā)明了一個更簡便的方法,即用石蕊浸液把紙浸透,再把紙烘干。要用時只需將一小塊紙片放進被檢驗的溶液里,根據(jù)紙的顏色變化就能知道這種溶液是呈酸性還是呈堿性的了。波義耳把種石蕊紙叫做“指示劑”,也就是后來人們所說的“酸堿試紙”。水草與不粘鍋:魚缸里有些水草會長青苔,有些不會,原來有些水草具有自潔功能,其表面呈現(xiàn)非光滑形態(tài)?!吧锓枪饣A理論”是國家重大基礎研究項目,科研人員通過對大量生物體表所具有的減粘、自潔功能研究,發(fā)現(xiàn)了生物體表防粘功能的重要原因,即:體表均呈非光滑形態(tài)。這種形態(tài)一方面能減少體表與粘性物質接觸面積;另一方面破壞了水膜的連續(xù)性,使體表與粘性物質表面間存在空氣膜,從而達到不粘的效果。吉林大學曾承擔“新型綠色仿生不粘鍋”研究開發(fā)。該成果是通過對自潔植物體表形態(tài)、結構及其不粘行為長期系統(tǒng)地研究提出來的仿生新思想,構建非光滑復合界面,從而實現(xiàn)仿生鍋不粘的性能。近些年來,市面上銷售的基本是“化學”不粘鍋,諸如美國聯(lián)邦公司生產的“特富龍”。它的不粘原理是在鍋表面涂上一層化學物質。而“新型綠色仿生不粘鍋”與傳統(tǒng)不粘鍋相比較,具有綠色環(huán)保、耐高溫、耐磨耐用、易清潔等優(yōu)點,對于倡導綠色環(huán)保、健康的生活帶動廚房革命和創(chuàng)建節(jié)約型社會必將起到積極的推動作用。仿生農藥:物競天擇,適者生存。草木面對病蟲害的侵襲,并非束手就擒的無能之輩。新生的嫩芽是害蟲的美餐,但有些害蟲一經取食即自取滅亡,因為草木中潛藏著種種“秘密武器”,這被叫做“防衛(wèi)素”;在業(yè)已長大的枝葉中,大量積存單寧,被叫做“拒食素”;在遭受病蟲攻擊后,樹木可生產種種抗生素,使病蟲喪失生育和生存能力;有些植物還能分泌“光敏素”,害蟲吃下這種含有光敏感素的枝葉會變得十分怕光,無法找到安身棲息的場所。和化學農藥比較,植物分泌的殺蟲物質不僅具有高效的殺蟲功能,而且不危及人畜,不損傷害蟲的天敵,不污染環(huán)境??梢姡7轮参餁⑾x物質,開發(fā)仿生農藥,是有無可估量的效益和前景的。使用化學合成的方法,模擬植物殺蟲物質合成和分泌的基因切割出來,置入能高速增殖的單細胞生物體內,大量生產生物殺蟲物質,提煉仿生農藥,供應農業(yè)需求。飛蓬草和車輪:飛蓬草屬于菊科,是二年生的草本植物,它的莖直立,可以高達60厘米。每逢夏季開花,花色呈淡紫色,頭狀花序排列,有的像傘房,有的像圓錐。它生長在山坡、草地、牧場或林帶邊緣,是野外常見的植物。它的莖、葉可以提煉芳香油,在我國古代許多著名的草藥書中都有記載。飛蓬草的學名是蓬,并不會飛,之所以得名飛蓬草,是由于在花枯萎之后,它的根便斷開,從而遇風便在空中飛旋,其形貌仿佛是哪吒的風火輪,傳說,四千多年前,我們聰明的祖先正是受到了飛蓬草的啟發(fā),發(fā)明輪子的。有史為證,“見飛蓬轉而知為車”,即見到隨風旋轉的飛蓬草而發(fā)明輪子,從而做成裝有輪子的車。三、仿生學起源?
作為一門獨立的學科,仿生學正式誕生于1960年9月。由美國空軍航空局在俄亥俄州的空軍基地戴通召開了第一次仿生學會議。
會議討論的中心議題是“分析生物系統(tǒng)所得到的概念能夠用到人工制造的信息加工系統(tǒng)的設計上去嗎?”斯蒂爾為新興的科學命名為“Bionics”,希臘文的意思代表著研究生命系統(tǒng)功能的科學,1963年我國將“Bionics”譯為“仿生學”。
斯蒂爾把仿生學定義為“模仿生物原理來建造技術系統(tǒng),或者使人造技術系統(tǒng)具有或類似于生物特征的科學”。簡言之,仿生學就是模仿生物的科學。
確切地說,仿生學是研究生物系統(tǒng)的結構、特質、功能、能量轉換、信息控制等各種優(yōu)異的特征,并把它們應用到技術系統(tǒng),改善已有的技術工程設備,并創(chuàng)造出新的工藝過程、建筑構型、自動化裝置等技術系統(tǒng)的綜合性科學。從生物學的角度來說,仿生學屬于“應用生物學”的一個分支;從工程技術方面來看,仿生學根據(jù)對生物系統(tǒng)的研究,為設計和建造新的技術設備提供了新原理、新方法和新途徑。仿生學的光榮使命就是為人類提供最可靠、最靈活、最高效、最經濟的接近于生物系統(tǒng)的技術系統(tǒng),為人類造福。
仿生學是獨立的一門學科人類仿生的行為雖然早有雛型,但是在20世紀40年代以前,人們并沒有自覺地把生物作為設計思想和創(chuàng)造發(fā)明的源泉??茖W家對于生物學的研究也只停留在描述生物體精巧的結構和功能上。
而工程技術人員更多的依賴于他們的智慧,辛辛苦苦的努力,進行著人工發(fā)明。他們很少有意識的向生物界學習。但是,以下幾個事實可以說明:人們在技術上遇到的某些難題,生物界早在千百萬年前就曾出現(xiàn),而且在進化過程中就已解決了,然而人類卻沒有從生物界得到應有的啟示。
人類仿生的做法在第一次世界大戰(zhàn)時期,出于軍事上的需要,為使艦艇在水下隱蔽航行而制造出潛水艇。當工程技術人員在設計原始的潛艇時,是先用石塊或鉛塊裝在潛艇上使它下沉,如果需要升至水面,就將攜帶的石塊或鉛塊扔掉,使艇身回到水面來。
以后經過改進,在潛艇上采用浮箱交替充水和排水的方法來改變潛艇的重量。以后又改成壓載水艙,在水艙的上部設放氣閥,下面設注水閥,當水艙灌滿海水時,艇身重量增加使它潛入水中。需要緊急下潛時,還有速潛水艙,待艇身潛入水中后,再把速潛水艙內的海水排出。如果一部分壓載水艙充水,另一部分空著,潛水艇可處于半潛狀態(tài)。潛艇要起浮時,將壓縮空氣通入水艙排出海水,艇內海水重量減輕后潛艇就可以上浮。
如此優(yōu)越的機械裝置實現(xiàn)了潛艇的自由沉浮。但是后來發(fā)現(xiàn)魚類的沉浮系統(tǒng)比人們的發(fā)明要簡單得多,魚的沉浮系統(tǒng)僅僅是充氣的魚鰾。鰾內不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧氣進入鰾內或是重新吸收鰾內一部分氧氣來調節(jié)魚鰾中氣體含量,促使魚體自由沉浮。
然而魚類如此巧妙的沉浮系統(tǒng),對于潛艇設計師的啟發(fā)和幫助已經為時過遲了。聲音是人們生活中不可缺少的要素。通過語言,人們交流思想和感情,優(yōu)美的音樂使人們獲得藝術的享受,工程技術人員還把聲學系統(tǒng)應用在工業(yè)生產和軍事技術中,成為頗為重要的信息之一。
自從潛水艇問世以來,隨之而來的就是水面的艦船如何發(fā)現(xiàn)潛艇的位置以防偷襲;而潛艇沉入水中后,也須準確測定敵船方位和距離以利攻擊。因此,在第一次世界大戰(zhàn)期間,在海洋上,水面與水中敵對雙方的斗爭采用了各種手段。海軍工程師們也利用聲學系統(tǒng)作為一個重要的偵察手段。
首先采用的是水聽器,也稱噪聲測向儀,通過聽測敵艦航行中所發(fā)出的噪聲來發(fā)現(xiàn)敵艦。只要周圍水域中有敵艦在航行,機器與螺旋槳推進器便發(fā)出噪聲,通過水聽器就能聽到,能及時發(fā)現(xiàn)敵人。但那時的水聽器很不完善,一般只能收到本身艦只的噪聲,要偵聽敵艦,必須減慢艦只航行速度甚至完全停車才能分辨潛艇的噪音,這樣很不利于戰(zhàn)斗行動。
不久,法國科學家郎之萬(1872~1946)研究成功利用超聲波反射的性質來探測水下艦艇。用一個超聲波發(fā)生器,向水中發(fā)出超聲波后,如果遇到目標便反射回來,由接收器收到。根據(jù)接收回波的時間間隔和方位,便可測出目標的方位和距離,這就是所謂的聲納系統(tǒng)。人造聲納系統(tǒng)的發(fā)明及在偵察敵方潛水艇方面獲得的突出成果,曾使人們?yōu)橹@嘆不已。
豈不知遠在地球上出現(xiàn)人類之前,蝙蝠、海豚早已對“回聲定位”聲納系統(tǒng)應用自如了。生物在漫長的年代里就是生活在被聲音包圍的自然界中,它們利用聲音尋食,逃避敵害和求偶繁殖。因此,聲音是生物賴以生存的一種重要信息。意大利科學家斯帕拉捷很早以前就發(fā)現(xiàn)蝙蝠能在完全黑暗中任意飛行,既能躲避障礙物也能捕食在飛行中的昆蟲,但是塞住蝙蝠的雙耳、封住它的嘴后,它們在黑暗中就寸步難行了。面對這些事實,斯帕拉捷提出了一個使人們難以接受的結論:蝙蝠能用耳朵與嘴“看東西”。
它們能夠用嘴發(fā)出超聲波后,在超聲波接觸到障礙物反射回來時,用雙耳接收到。第一次世界大戰(zhàn)結束后,1920年,哈臺認為蝙蝠發(fā)出聲音信號的頻率超出人耳的聽覺范圍。并提出蝙蝠對目標的定位方法與第一次世界大戰(zhàn)時郎之萬發(fā)明的用超聲波回波定位的方法相同。遺憾的是,哈臺的提示并未引起人們的重視,而工程師們對于蝙蝠具有“回聲定位”的技術是難以相信的。直到1983年采用了電子測量器,才完完全全證實蝙蝠就是以發(fā)出超聲波來定位的。但是這對于早期雷達和聲納的發(fā)明已經不能有所幫助了。
蝙蝠能用耳朵與嘴“看東西”另一個事例是人們對于昆蟲行為為時過晚的研究。在利奧那多·達·芬奇研究鳥類飛行造出第一個飛行器400年之后,人們經過長期反復的實踐,終于在1903年發(fā)明了飛機,使人類實現(xiàn)了飛上天空的夢想。由于不斷改進,30年后人們的飛機不論在速度、高度和飛行距離上都超過了鳥類,顯示了人類的智慧和才能。
但是在繼續(xù)研制飛行更快更高的飛機時,設計師又碰到了一個難題,就是氣體動力學中的顫振現(xiàn)象。當飛機飛行時,機翼發(fā)生有害的振動,飛行越快,機翼的顫振越強烈,甚至使機翼折斷,造成飛機墜落,許多試飛的飛行員因而喪生。飛機設計師們?yōu)榇嘶ㄙM了巨大的精力研究消除有害的顫振現(xiàn)象,經過長時間的努力才找到解決這一難題的方法。就在機翼前緣的遠端上安放一個加重裝置,這樣就把有害的振動消除了。
可是,昆蟲早在三億年以前就飛翔在空中了,它們也毫不例外地受到顫振的危害,經過長期的進化,昆蟲早已成功地獲得防止顫振的方法。生物學家在研究蜻蜓翅膀時,發(fā)現(xiàn)在每個翅膀前緣的上方都有一塊深色的角質加厚區(qū)——翼眼或稱翅痣。如果把翼眼去掉,飛行就變得蕩來蕩去。實驗證明正是翼眼的角質組織使蜻蜓飛行的翅膀消除了顫振的危害,這與設計師高超的發(fā)明何等相似。假如設計師們先向昆蟲學習翼眼的功用,獲得有益于解決顫振的設計思想,就可以避免長期的探索和人員的犧牲了。面對蜻蜓翅膀的翼眼,飛機設計師大有相見恨晚之感!
蜻蜓的翅膀對造飛機的啟示以上這四個事例發(fā)人深省,也使人們受到了很大啟發(fā)。早在地球上出現(xiàn)人類之前,各種生物已在大自然中生活了億萬年,在它們?yōu)樯娑窢幍拈L期進化中,獲得了與大自然相適應的能力。生物學的研究可以說明,生物在進化過程中形成的極其精確和完善的機制,使它們具備了適應內外環(huán)境變化的能力。生物界具有許多卓有成效的本領。
如體內的生物合成、能量轉換、信息的接受和傳遞、對外界的識別、導航、定向計算和綜合等,顯示出許多機器所不可比擬的優(yōu)越之處。生物的小巧、靈敏、快速、高效、可靠和抗干擾性實在令人驚嘆不已。歷史沿革仿生學是連接生物與技術的橋梁。自從瓦特(James Watt,1736~1819)在1782年發(fā)明蒸汽機以后,人們在生產斗爭中獲得了強大的動力。在工業(yè)技術方面基本上解決了能量的轉換、控制和利用等問題,從而引起了第一次工業(yè)革命,各式各樣的機器如雨后春筍般的出現(xiàn),工業(yè)技術的發(fā)展極大地擴大和增強了人的體能,使人們從繁重的體力勞動解脫出來。
隨著技術的發(fā)展,人們在蒸汽機以后又經歷了電氣時代并向自動化時代邁進。20世紀40年代電子計算機的問世,更是給人類科學技術的寶庫增添了可貴的財富,它以可靠和高效的本領處理著人們手頭上數(shù)以萬計的各種信息,使人們從汪洋大海般的數(shù)字、信息中解放出來,使用計算機和自動裝置可以使人們在繁雜的生產工序面前變得輕松省力,它們準確地調整、控制著生產程序,使產品規(guī)格精確。
但是,自動控制裝置是按人們制定的固定程序進行工作的,這就使它的控制能力具有很大的局限性。自動裝置對外界缺乏分析和進行靈活反應的能力,如果發(fā)生任何意外的情況,自動裝置就要停止工作,甚至發(fā)生意外事故,這就是自動裝置本身所具有的嚴重缺點。
要克服這種缺點,無非是使機器各部件之間,機器與環(huán)境之間能夠“通訊”,也就是使自動控制裝置具有適應內外環(huán)境變化的能力。要解決這一難題,在工程技術中就要解決如何接受、轉換。利用和控制信息的問題。因此,信息的利用和控制就成為工業(yè)技術發(fā)展的一個主要矛盾。如何解決這個矛盾呢?生物界給人類提供了有益的啟示。人類要從生物系統(tǒng)中獲得啟示,首先需要研究生物和技術裝置是否存在著共同的特性。1940年出現(xiàn)的調節(jié)理論,將生物與機器在一般意義上進行對比。到1944年,一些科學家已經明確了機器和生物體內的通訊、自動控制與統(tǒng)計力學等一系列的問題上都是一致的。
四、仿生學材料?
仿生材料是指模仿生物的各種特點或特性而研制開發(fā)的材料。通常把仿照生命系統(tǒng)的運行模式和生物材料的結構規(guī)律而設計制造的人工材料稱為仿生材料。
仿生學在材料科學中的分支稱為仿生材料學(biomimetic materials science),它是指從分子水平上研究生物材料的結構特點、構效關系,進而研發(fā)出類似或優(yōu)于原生物材料的一門新興學科,是化學、材料學、生物學、物理學等學科的交叉。
仿生設計不僅要模擬生物對象的結構,更要模擬其功能。將材料科學、生命科學、仿生學相結合,對于推動材料科學的發(fā)展具有重大意義。自然進化使得生物材料具有最合理、最優(yōu)化的宏觀、細觀、微觀結構,并且具有自適應性和自愈合能力。在比強度、比剛度與韌性等綜合性能上都是最佳的。
五、仿生學,我要4個比如,模仿蜻蜓,制造了飛機?
例子振動陀螺儀 蒼蠅與宇宙飛船 蒼蠅為人類做出了的偉大的貢獻。
令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業(yè)似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯(lián)系起來了。蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅并沒有“鼻子”,它靠什么來充當嗅覺的呢? 原來,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,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入“鼻孔”,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據(jù)不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區(qū)別出不同氣味的物質。因此,蒼蠅的觸角像是一臺靈敏的氣體分析儀。仿生學家由此得到啟發(fā),根據(jù)蒼蠅嗅覺器官的結構和功能,仿制成一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬,而是活的蒼蠅。就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上,將引導出來的神經電信號經電子線路放大后,送給分析器;分析器一經發(fā)現(xiàn)氣味物質的信號,便能發(fā)出警報。這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。這種小型氣體分析儀,也可測量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理,還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。另外蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是個“天然導航儀”,人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。這種儀器已經應用在火箭和高速飛機上,實現(xiàn)了自動駕駛。仿生學蝙蝠與雷達 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。雷達就是根據(jù)蝙蝠的這種特性發(fā)明出來的。在各種地方都會用到雷達,例如:飛機、航空等。六、仿生學家的精神?
仿生學家是模仿生物功能,來發(fā)明創(chuàng)造的科學。(Scientist)這個職業(yè)給它下的定義是:對真實自然及未知生命、環(huán)境、現(xiàn)象及其相關現(xiàn)象統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)與認識、探索、實踐、定義的專業(yè)類別貢獻者??茖W家包括仿生學家,但是仿生學家不包括科學家。
七、什么是仿生學家?
仿生學家是模仿生物功能,來發(fā)明創(chuàng)造的科學。
科學家(Scientist)這個職業(yè)給它下的定義是:對真實自然及未知生命、環(huán)境、現(xiàn)象及其相關現(xiàn)象統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)與認識、探索、實踐、定義的專業(yè)類別貢獻者??茖W家包括仿生學家,但是仿生學家不包括科學家。
八、仿生學的句子?
1. 自然界中的生物可以為我們提供無限的靈感和啟示,仿生學正是通過模仿自然界中的生物來創(chuàng)造出更加智能和高效的技術和設計。
2. 仿生學是一門跨學科的科學,它結合了生物學、工程學、物理學和化學等多個領域的知識,旨在從自然界中汲取靈感,創(chuàng)造出更加智能和高效的技術和設計。
3. 仿生學的研究對象不僅僅是生物體本身,更是生物體與環(huán)境之間的相互作用和適應性,通過研究這些相互作用和適應性,我們可以從中學習到很多有益的知識和經驗。
4. 仿生學的研究范圍非常廣泛,從仿生材料、仿生機器人、仿生建筑、仿生醫(yī)學等多個領域都有涉及,這些研究都旨在創(chuàng)造出更加智能、高效、環(huán)保和可持續(xù)的技術和設計。
5. 仿生學的核心思想是學習自然,創(chuàng)新科技,通過模仿自然界中的生物和生態(tài)系統(tǒng),我們可以創(chuàng)造出更加智能和高效的技術和設計,為人類的生活和發(fā)展帶來更多的便利和福利。
九、仿生學家是什么?
仿生學領域主要涉及到化學家、工程師和材料學家。在過去3個月里發(fā)表且被收錄在湯森路透“科學網(wǎng)”中關于仿生學的近300項研究中,只有不到8%擁有在生物系工作的作者——可將他們粗略視為“生物學家”。同時,在大多數(shù)關于仿生學的論文中,相關的生物多樣性受到冷遇。
例如,在過去一年間發(fā)表的超過80%的仿生學論文中,研究人員只考慮了一個物種,或者僅通過一種寬泛的方式提到了諸如“細胞”或“酶”等某種生物學要素。
更重要的是,在探尋多元化過程和系統(tǒng)的所有研究中,有很多相同的“選手”出現(xiàn):壁虎、蜘蛛和蝴蝶。
十、仿生學飛行原理?
在宇宙中,因為缺少定位標,有時候航天器會偏離航向,走上錯誤的軌道。
科學家注意到蒼蠅不用跑道“就能直接起飛”,經過研究發(fā)現(xiàn),蒼蠅的后一對翅膀已退化,并形成了啞鈴狀的一對小棒,叫做楫翅。
楫翅是蒼蠅飛行時的天然導航儀,當蒼蠅在飛行時,楫翅迅速振動,頻率為330次每秒。
一旦蒼蠅的身體發(fā)生傾斜或偏離航向,楫翅就會扭轉振動,并向蒼蠅的大腦發(fā)出信號,大腦會即刻調整有關肌肉,糾正偏離的航向,保持身體的平衡。
科學家利用蒼蠅楫翅的導航原理,成功研制出一種音叉式振動的陀螺儀,把它安裝在高速飛行的火箭、飛機或其它一些航天器上,就可以自動糾正偏轉的航向,保持正確的軌道運行。