神奇的仿生学知识,你知道多少呢

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从古至今,自然界一直都是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。生物界中繁多的动物和植物们,在进化的过程中,为了求得生存与发展,逐渐学会了各种各样的本领。这些奇特的本领,吸引着人们去想象和模仿。人类开始去观察生物的这些本领,对这些生物的本领进行模仿,并通过创造性的劳动,制造出简单的工具,增强了自己与自然界斗争的本领和能力。

人类最初使用的工具——木棒和石斧,都是使用天然的树木和石头;骨针的使用,无疑是鱼刺的模仿……这些创造性的工具都不是凭空出现的,是人类对自然中存在的物质及某种构成方式的模仿,是人类的初级创造阶段,也可以说是仿生设计的起源和雏形,它们虽然是比较粗糙的、表面的,但却是现代科技得以发展的基础。

仿生学是模仿生物特殊本领的一门学科。仿生学即了解生物的结构和功能原理,来研制新的机械和新技术,或解决机械技术的难题。我们身边的很多发明创造,其实都离不开仿生学知识。

今天,跟着柠檬老师一起来看看科学家通过仿生学创造的那些物品吧!

01

防*面具

当野猪闻到强烈的刺激性气味后,就用嘴拱地,以逃避气味的刺激,泥土被野猪拱动后其颗粒就变得较为松软,对*气起到了过滤和吸附的作用。科学家从中得到启示,根据泥土能滤*的原理,选出了既能吸附有*物质,又能使空气畅通的木炭,仿照野猪嘴的形状制造出防*面具。

02

电子蛙眼

人们发现青蛙能看见活动的物体,却看不清不动的物体。原来,蛙眼视网膜的神经细胞分成五类,一类只对颜色起反应,另外四类只对运动目标的某个特征起反应,并能把分解出的特征信号输送到大脑视觉中枢——视顶盖。因此,在迅速飞动的各种形状的小动物里,青蛙可以立即识别出它最喜欢吃的苍蝇和飞蛾,而对其他飞动着的东西和静止不动的景物都毫无反应。

于是,仿生学家根据蛙眼的结构和原理发明了电子蛙眼。在现代战争中,电子蛙眼和雷达相配合,便于区别真假导弹。

03

振动陀螺仪

众所周知,苍蝇,一种会传播很多的细菌的昆虫,但它的飞行本领十分高超,能一直不停地飞好几个小时,还可以垂直上升、下降、急速掉头飞行、定悬空中。这都归功于苍蝇的楫(jí)翅,它的楫(jí)翅是“天然导航仪”。

因此,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”,它的主要部件像只音叉,是通过一个中柱固定在基座上的。

装在音叉两臂四周的电磁铁使音叉产生固定振幅和频率的振动,就像苍蝇振翅的振动那样。当飞机、舰艇或火箭偏离正确航向时,音叉基座和中柱会发生旋转,中柱上的弹性杆就会将这一振动转变成一定的电信号,传给转向舵,于是,航向便被纠正了。

04

伏特电池

在神秘的大海中,有很多可以放电的鱼,人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。不同种类的电鱼,放电本领也各不相同,其中放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。

电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究,终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器官是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成。

科学家以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏特电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。

05

水母耳风暴预测仪

海上风暴来临之前,海浪与空气摩擦产生8HZ-13HZ的次声波,人耳无法听到,而水母特殊的听觉系统可以听到这种声音。

科学家通过研究,仿照水母的听觉系统,发明了水母耳风暴预测仪。把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都具有重要意义。

根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,科学家们仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。另外苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是个“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。蝙蝠会释放出一种超声波,这种声波遇见物体时就会反弹回来,而人类听不见。雷达就是根据蝙蝠的这种特性发明出来的。在各种地方都会用到雷达,例如:飞机、航空等。在宇宙飞船升空时,科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理,研制了飞行服——“抗荷服”。萤火虫可将化学能直接转变成光能,且转化效率达%,而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍,大大节约了能量。另外,根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理,研制开发出来的现代化武器。火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。科研人员通过研究变色龙的变色本领,为部队研制出了不少*事伪装装备。

怎么样?仿生学是不是很神奇呢?今天我们了解的这些都是科学家们通过动物仿生学完成的科技发明,而仿生学并不仅止于动物这一方面,仿生学的研究内容,从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。

当今世界的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代,仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来,同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。仿生学的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。

好了,这次我们就先了解到这里,下次柠檬老师再带着你们了解更多的其他类型仿生学知识。不想错过的话,记得



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