你不知道的事照相机的发明,居然是从苍蝇眼

自古以来自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。在年仿生学应运而生,人们通过研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换、信息控制等各种优异的特征,把它们应用到技术系统,改善已有的技术工程设备,创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统。

下面就让小编带大家一起去看看神奇的生物世界!

01

野猪的鼻子——世界 防*面具

在 次世界大战期间,德*曾与英法联*为争夺比利时伊泊尔地区展开激战,双方对峙半年之久。年,德*为了打破欧洲战场长期僵持的局面, 次使用了化学*剂。他们在阵地前沿设置了个盛有氯气的 ,朝着英法联*阵地的顺风方向打开瓶盖,把吨氯气释放出去。顿时,一片绿色烟雾腾起,并以每秒三米的速度向对方的阵地飘移,一直扩散到联*阵地纵身达25公里处,结果致使5万英法联*士兵中*死亡,战场上的大量野生动物也相继中*丧命。可是奇怪的是,这一地区的野猪竟意外的生存下来。这件事引起了科学家的极大兴趣。

经过实地考察,仔细研究后,终于发现是野猪喜欢用嘴拱地的习性,是它们免于一死。当野猪闻到强烈的刺激性气味后,就用嘴拱地,一搪避气味的刺激。而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。由于野猪巧妙地利用了大自然赐予它的防*面具,所以它们能在这场氯气的浩劫中幸免于难。

根据这一发现,科学家们很快就设计、制造出了 批防*面具。但这种防*面具没有直接采用泥土作为吸附剂,而是使用吸附能力很强的活性炭,猪嘴的形状能装入较多的活性炭。如今尽管吸附剂的性能越来越优良,但它酷似猪嘴的基本样式却一直没有改变。

防*面具可以说是模仿猪嘴的一件杰作。

02

海豚——潜水艇

由于最初潜艇的结构不够科学,因此,潜艇受水的阻力很大,速度慢、功率低。科学家们把目光转向了海洋中的动物,试图从它们身上找到改进潜艇的方法。

人们发现海豚在受到惊扰或追捕其他动物时速度可以高达公里/小时,在人造潜艇要耗去90%的推力来克服大海的阻力前进时,海豚只需要凭借流线型的身体就能以13米/秒的速度冲刺。为了研究海豚高速前进的奥秘,有人做了一只钢质的海豚模型,用无线电控制它的活动,各种动作都像极了真海豚,可是海豚模型的游泳速度只能游36公里/小时。人们从这个试验中认识到,海豚之所以游得快,一是它有很好的流线体形,二是它的皮肤有着特殊的结构。海豚身体上滑溜溜的皮肤并不是紧绷绷的,而是富有弹性。在游动时海豚收缩皮肤,使上面形成很多小坑,把水存进来,这样在身体的周围就形成了一层“水罩”。当海豚快速游动时,“水罩”包住了它的身体,和它的身体同时移动。借助这个水的保护层海豚游动时几乎没有摩擦力,也不造成漩涡。

海豚皮肤的秘密揭开后,美国海*研究部门根据海豚皮肤的结构特点,找到一种接近海豚皮肤的人造材料,模仿海豚 层功能,仿制的“人工海豚皮”用于潜艇表面,还模仿鲇鱼表面分泌的粘液,制成高分子化合物,用来涂在舰艇、船壳上,可减少阻力50%,使潜艇的航速成倍提高。

从某种角度来说,是海豚和鲸成就了潜艇今天的辉煌。尽管现在 式的核动力潜艇能够在它99。5%的时间中在水下潜行,并可以连续潜在海底长达数月,对地球上任何目标进行攻击。但是,潜艇在许多结构和航行上,仍然不如海洋动物那样高明。在未来的发展中,潜艇依然需要在海洋中的动物身上找寻其继续前进的奥秘。

03

响尾蛇——红外线

在南美洲的土地上,有些地区生活着一种*性极强的响尾蛇,它的尾巴能剧烈摇动发出流水的声音,引诱炎热天气下口渴如命的小动物上钩,然后美餐一顿。但是,响尾蛇最值得研究的不是它的尾巴,而是它的“热眼”,一种上天赐予的“红外线遥感器”。

在伸手不见五指的黑夜,响尾蛇能够准确无误地捕捉到小动物,不是它的眼睛具有夜视功能,而在于它,位于眼睛和鼻孔之间的呈漏斗状的颊窝。颊窝被分隔成内室和外室,外室直接开口于外界,是热收集器;内室以一细管通向眼前角,上面分布着脑神经末梢。颊窝就是响尾蛇的“热眼”,或者我们也可以称它为“红外线遥感器”。

自然界中的一切物体只要它的温度高于 零度,都能向外辐射热,它是一种红外线。不同的物体辐射红外线的波长和强度不同。响尾蛇的“热眼”非常灵敏,能感受到千分之一度的温度升高,并在35毫秒内作出反应,而且具有极高的抗干扰能力和分辨能力。因此,小动物虽发出与地面、草丛略有不同的红外线,响尾蛇依然可以通过自己那灵敏的“红外线探测器”准确无误地确定它的位置,捕食之。

科学家们根据响尾蛇“热眼”的原理,用对热极其敏感的半导体元件制成了“人造热眼”,把它安装在导弹上,这就是大名鼎鼎的“响尾蛇导弹”。当导弹从飞机上发射以后,“人造热眼”紧盯着高温目标──敌机的喷火口,直朝敌机冲去,跟踪追击,准确无误地击中目标,使敌机“粉身碎骨”。除“响尾蛇导弹”以外,人们还设计出许多红外线探测器,我们常见的防止小偷的红外线报警器就是其中的一种。

04

电鱼——伏特电池

自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有余种。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。

电鲶

各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达伏;非洲电鲶能产生伏的电压;电鳗能产生伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达伏的电压,称得上电击 ,据说它能击毙像马那样的大动物。

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。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。

电鳐

由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。

电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。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”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。

05

苍蝇——宇宙飞船上的气体分析仪

我在新闻里经常看到宇宙飞船飞上浩瀚的太空。而令人讨厌的苍蝇,似乎与航天事业毫不相干,但它却对航天事业有着很大的帮助。

苍蝇是远近闻名的“逐臭之夫“,凡是又臭又脏的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几公里之外的气味也能嗅到。但是它没有鼻子,那它靠什么来充当嗅觉的呢?原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。

每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界沟通,内含上百个嗅觉神经细胞,若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角就像一台气体分析仪。

科学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪,这种仪器的探头不是金属,而是活的苍蝇,就是把纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经信号经电子线路放大后,送给分析器,分析器一旦发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。

看,原来我们这宏伟的航天事业,其实也有苍蝇的一份功劳呢!是的,生活中若没有动物,人类将失去很多发明机的机会,可以说动物对人类生活也有很大帮助。

苍蝇——蝇眼照相机

苍蝇的眼睛是昆虫眼,又叫复眼。复眼(Compoundeye)由多数小眼组成。复眼中的小眼面一般呈六角形。家蝇的复眼由个小眼组成,蝶、蛾类的复眼有个小眼。小眼面的大小,不但在不同种的昆虫中不同,而且同一个复眼中不同部位的小眼面也可不同,如雄性牛虻,复眼背面的小眼面较大;有些毛蚊(Biblio),其前后部的小眼面的大小也不同,可划分为两个区域。

这些变化与它们的生活习性等有关。可别小看苍蝇的复眼,它们观察物体比我们人类还要仔细和全面。每秒钟闪烁60次的日光灯,你也许根本无法察觉,可是苍蝇却能够不费吹灰之力地看出来。

人类对苍蝇眼睛的研究至今,收藏非常丰富。美国人根据苍蝇复眼的原理发明了蝇眼航空照相机,这种照相机一次能拍摄0多张高清晰照片。因此,每只小眼都单独看东西。科学家曾做过实验:把蝇眼的角膜剥离下来作照相镜头,放在显微镜下照相,一下子就可以照出几百个相同的像。蝇眼还是一个天然测速仪,能随时测出自己的飞行速度,因此能够在快速飞行中追踪目标。

06

水母——水母耳风暴预测仪

水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。水母漂浮在水面上,有的是青蓝色,有的是乳白色,还有的透明无色,看上去很象是一把撑开来的伞。在它的伞缘上,有很多触手,还有一个细柄,上面长有小球,它就是水母的耳朵。

在水母耳的内部,有一个极小的听石。你可别小看这个小小的听石,次声波正是震动了小听石,听石再次把次声波的振动传给水母耳壁内的神经感受器,水母才能听到风暴声。在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波(频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。水母凭借听石收到信息便游离岸边,去寻找安全之地,使自己免受风浪的袭击。

由于次声波的传播速度要比风暴和波浪快的多,所以,水母才能提前收到风暴的“预告”,迅速采取躲避措施。

仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。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有重要意义。

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