生活中的仿生学.ppt

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1、那么什么是仿生学呢？仿生学是指人类模仿生物功能，来发明创造的科仿生学是指人类模仿生物功能，来发明创造的科学。它是学。它是2020世纪世纪6060年代出现的一门新型边缘学科。年代出现的一门新型边缘学科。研究对象是生物体的结构、功能和工作原理，并研究对象是生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于人造工程技术之中，用以发明、将这些原理移植于人造工程技术之中，用以发明、创造新技术。该学科的问世，为人类开辟了独特创造新技术。该学科的问世，为人类开辟了独特的制造技术发展道路的制造技术发展道路向生物界索取灵感的道向生物界索取灵感的道路，大大开阔了人类的技术眼界，显示了巨大的路，大大开阔了人类的技术眼

2、界，显示了巨大的发展潜力，是人类智慧的结晶。发展潜力，是人类智慧的结晶。仿生学的研究范围主要包括：力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。力学仿生：是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质，以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如，建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑，模仿股骨结构建造的立柱，既消除应力特别集中的区域，又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构，把人工海豚皮包敷在船舰外壳上，可减少航行揣流，提高航速；分子仿生：是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如，在搞清

3、森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后，合成了一种类似有机化合物，在田间捕虫笼中用千万分之一微克，便可诱杀雄虫；能量仿生:是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程；信息与控制仿生：是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理，研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的些装置。已建立的神经元模型达100种以上，并在此基础上构造出新型计算机。随着科技的发展，不断涌入我们生活的各种科技产品正在无

4、时无刻的改变我们的认知。那么我们生活中有哪些来自仿生学的科技产品呢？那这些科技产品究竟是来源于哪些生物的模仿呢？迷彩服 与 蝴蝶五彩的蝴蝶锦色粲然，如重月纹凤蝶、褐金斑蝶等，尤其是萤光翼凤蝶，其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况，提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事基地仍安然无惹，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同

5、样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。直升机 与 蜻蜓蜻蜓通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72公里/小时。此外，蜻蜓的飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈振动，甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飞行时安然无恙，于是人们效仿蜻蜓在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。吸盘 与 章鱼你知道章鱼吗？章鱼的每个触角上都有

6、一排吸盘。吸盘一般会吸附在移动的物体上，也吸附在岩石或石壁上。吸盘为什么能吸住东西呢？原来是因为吸盘靠近某个物体的时候，那个物体和吸盘之间的水就会被挤压出来，周围的水产生的压力就把吸盘牢牢地压在那个物体上了。在充满空气的陆地上呢？因为水和空气“流动”的性质是一样的。经过科学家的研究，发明了吸盘。在我们生活中的吸盘，经过挤压，吸盘和物体之间的空气被挤出去，周围的空气对吸盘产生了压力。使吸盘黏在物体上不掉下来。泳衣 与 鲨鱼鲨鱼皮泳衣是人们根据其外形特征起的绰号，其实它有着更加响亮的名字：快皮，它的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。生物学家发现，鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶可以大大减少水流的摩擦力，使身体

7、周围的水流更高效地流过，鲨鱼得以快速游 动。快皮的超伸展纤维表面便是完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的。此外，这款泳衣还充分融合了仿生学原理：在接缝处模仿人类的肌腱，为运动员向后划水时提供动力；在布料上模仿人类的皮肤，富有弹性。实验表明，快皮的纤维可以减少3%水的阻力，这在1%秒就能决定胜负的游泳比赛中有着非凡意义。尼龙搭扣 与 苍耳据说，瑞士发明家乔治喜欢带着狗外出散步。有一次，散步回据说，瑞士发明家乔治喜欢带着狗外出散步。有一次，散步回家，发现自己的裤腿上和狗身上都粘满了一种草籽家，发现自己的裤腿上和狗身上都粘满了一种草籽苍耳。苍耳。苍耳粘在狗毛上很牢，要花一定功夫才能把苍耳拉下来。乔治苍耳粘在狗

8、毛上很牢，要花一定功夫才能把苍耳拉下来。乔治感到很奇怪，他运用了敏锐的观察力，用放大镜仔细观察苍耳。感到很奇怪，他运用了敏锐的观察力，用放大镜仔细观察苍耳。原来，苍耳的纤维与狗毛是交叉在一起的，他想，如果采用这原来，苍耳的纤维与狗毛是交叉在一起的，他想，如果采用这两种形状结构的物体不就可以发明一个搭扣吗？从此，人们的两种形状结构的物体不就可以发明一个搭扣吗？从此，人们的生活中多了一个好帮手生活中多了一个好帮手乔治发明的尼龙搭扣。今天，我们乔治发明的尼龙搭扣。今天，我们穿的鞋有的就是用尼龙搭扣，背的书包有的也是用尼龙搭扣扣穿的鞋有的就是用尼龙搭扣，背的书包有的也是用尼龙搭扣扣上的。上的。子弹头列

9、车 与 翠鸟翠鸟从空中一头扎入水中，不会溅起任何水花，这主要归功于它那特殊形状的喙。日本工程师们意识到，同样的形状可以解决日本超高速子弹头列车所面临的一个烦人问题。此前，这种列车在驶离隧道时会产生音爆现象。列车在高速行驶中，前部“鼻子”形成的风墙不仅仅会产生巨大的噪音，而且还会减慢列车的速度。而根据翠鸟喙部形状设计的新型列车“鼻子”可以消除这些问题，可以帮助列车能效提高20%。生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线，抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线，抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和

10、海豚的模仿。响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机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。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。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军事伪装装备。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军事伪装装备。科学家研究青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼。科学家研究青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼。白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆，还可以通过头部的小管向敌人

11、喷射胶粘白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆，还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器一快干胶炮弹。一快干胶炮弹。美国空军通过毒蛇的美国空军通过毒蛇的“热眼热眼”功能，研究开发出了微型热传感器。功能，研究开发出了微型热传感器。我国纺织科技人员利用仿生学原理，借鉴陆地动物的皮毛结构，设计出一种我国纺织科技人员利用仿生学原理，借鉴陆地动物的皮毛结构，设计出一种KEG保温面料，并具有防风和导湿的功能。保温面料，并具有防风和导湿的功能。根据响尾蛇的颊窝能感觉到根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001的温度变化的原理，人类发明了跟踪追击的温度变化的原理，人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。的响尾蛇导弹。