人類以生物為“老師”即為仿生。
1、蒼蠅與“振動陀螺儀
蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它。可是蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是“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,實現了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是壹種“復眼”,由3000多只小眼組成,人們模仿它制成了“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,用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機”,壹次就能照出千百張仿生相同的相片。這種照相機已經用於印刷制版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量。“蠅眼透鏡”是壹種新型光學元件,它的用途很多。
2.從螢火蟲到人工冷光;
3.電魚與伏特電池;
4.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。
5.人們根據蛙眼的視覺原理,已研制成功壹種電子蛙眼。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,雷達抗幹擾能力大大提高。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。
6.根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿制了盲人用的“探路儀”。這種探路儀內裝壹個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、臺階、橋上的人等。如今,有類似作用的“超聲眼鏡”也已制成。
7.模擬藍藻的不完全光合器,將設計出仿生光解水的裝置,從而可獲得大量的氫氣。
8.根據對人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,已仿制了人力增強器——步行機。
9.現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。
10.頂瓦楞模仿動物的鱗甲。
11.船槳模仿的是鴨的蹼。
12.鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草。
13.蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣。
14.嗅覺靈敏的龍蝦為人們制造氣味探測儀提供了思路。
15.壁虎腳趾對制造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。
16.貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣壹種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等壹切事情上。
17.樹葉的排列和悉尼大劇院的建設。
資料拓展:
壹、人類以生物為“老師”即為仿生。
仿生是模仿生物系統的功能和行為,來建造技術系統的壹種科學方法。它打破了生物和機器的界限,將各種不同的系統溝通起來。
運用仿生方法可創制新的機械,發明現代化識辨儀器,改進通信系統,設計新穎的工藝和研制人工臟器等。如現代的飛機、極地越野汽車、雷達系統的電子蛙眼、航海的聲納系統、航空建造工程的蜂窩結構、人工腎及人工心臟等,都是仿生的結晶。
二、仿生學的研究範圍
仿生學的研究範圍主要包括:力學仿生、分子仿生、能量仿生、信息與控制仿生等。
◇力學仿生,是研究並模仿生物體大體結構與精細結構的靜力學性質,以及生物體各組成部分在體內相對運動和生物體在環境中運動的動力學性質。
例如,建築上模仿貝殼修造的大跨度薄殼建築,模仿股骨結構建造的立柱,既消除應力特別集中的區域,又可用最少的建材承受最大的載荷。軍事上模仿海豚皮膚的溝槽結構,把人工海豚皮包敷在船艦外殼上,可減少航行揣流,提高航速;
◇分子仿生,是研究與模擬生物體中酶的催化作用、生物膜的選擇性、通透性、生物大分子或其類似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害蟲舞毒蛾性引誘激素的化學結構後,合成了壹種類似有機化合物,在田間捕蟲籠中用千萬分之壹微克,便可誘殺雄蟲;
◇能量仿生,是研究與模仿生物電器官生物發光、肌肉直接把化學能轉換成機械能等生物體中的能量轉換過程;
◇信息與控制仿生,是研究與模擬感覺器官、神經元與神經網絡、以及高級中樞的智能活動等方面生物體中的信息處理過程。