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生物仿生製造的應用有哪些

發布時間:2023-02-03 14:14:35

❶ 根據仿生學發明的東西有哪些

根據仿生學發明的東西有:

青蛙-電子蛙眼

魚-潛水艇

響尾蛇-探熱器

企鵝-雪地汽車

袋鼠-跳躍機

蒼蠅-平衡竿

蒼蠅-振動陀螺儀

長頸鹿-「抗荷服」

響尾蛇-紅外線感受器

鱷魚「流淚」-仿生海水淡化器

拓展資料

仿生學是一門既古老又年輕的學科。人們研究生物體的結構與功能工作的原理,並根據這些原理發明出新的設備、工具和科技,創造出適用於生產,學習和生活的先進技術。

仿生學一詞是1960年由美國斯蒂爾根據拉丁文「bios(生命方式的意思)」和字尾「nlc(『具有……的性質』的意思)」構成的。這個詞語大約從1961年才開始使用。某些生物具有的功能迄今比任何人工製造的機械都優越得多,仿生學就是要在工程上實現並有效地應用生物功能的一門學科。

例如關於信息接受(感覺功能)、信息傳遞(神經功能)、自動控制系統等,這種生物體的結構與功能在機械設計方面給了很大啟發。可舉出的仿生學例子,如將海豚的體形或皮膚結構(游泳時能使身體表面不產生紊流)應用到潛艇設計原理上。

又比如,蒼蠅是細菌的傳播者,一般歸類為害蟲,可是蒼蠅的楫翅是天然導航儀。而且,它的眼睛是一種「復眼」,由3000多隻小眼組成,人們模仿它製成了「蠅眼透鏡」。「蠅眼透鏡」是一種新型光學元件,它的用途很多。「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,用它作鏡頭可以製成「蠅眼照相機」,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用於印刷製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。

仿生學也被認為是與控制論有密切關系的一門學科,而控制論主要是將生命現象和機械原理加以比較,進行研究和解釋的一門學科。

❷ 仿生學的應用

模仿海豚厚皮的船體;聲納、雷達和醫學超聲成像模擬動物回聲定位等等。

仿生學的研究往往強調實現自然界中發現的功能,而不是模仿生物結構。例如,在計算機科學中,控制論試圖對智能行為中固有的反饋和控制機制進行建模,而人工智慧則試圖對智能功能進行建模,而不管它可以通過何種特定方式實現。

有意識地復制來自自然有機體和生態系統的例子和機制是一種基於案例推理的應用形式,將自然本身視為已經有效的解決方案資料庫。支持者認為,對所有自然生命形式施加的選擇壓力可以最大限度地減少和消除失敗。

雖然幾乎所有的工程可以說是一種形式仿生學,這一領域的現代起源通常被認為是富勒和其後來編纂一所房子或研究領域的珍妮·班娜斯。

在動物群或植物群中通常存在三個生物學水平,在此之後可以對技術進行建模:

1、模仿自然的製造方法

2、模仿自然界中發現的機制(魔術貼)

3、研究從組織原則生物的社會行為,如植絨行為鳥類,優化螞蟻覓食和蜜蜂覓食和群體智能(SI)的一個基於行為的魚群。

例子

1、在機器人學中,仿生學和仿生學被用來將動物移動的方式應用到機器人的設計中。BionicKangaroo基於袋鼠的運動和生理學。

2、魔術貼是最著名的仿生學例子。1948年,瑞士工程師喬治·德·梅斯特拉爾(GeorgedeMestral)正在清理他的狗散步時撿到的毛刺時,他意識到毛刺的鉤子是如何粘在毛皮上的。

3、19世紀之交,伐木工刀片的角形鋸齒設計用於砍伐樹木,當時它仍然是手工完成的,它是根據對木穴甲蟲的觀察建模的。它徹底改變了這個行業,因為刀片在砍伐樹木時工作得更快。

4、貓眼反射器是珀西·肖在研究貓眼機理後於1935年發明的。他發現貓有一個反射細胞系統,稱為絨氈層lucim,它能夠反射最微小的光。

❸ 人類運用仿生學都製造過一些什麼東西

人類運用仿生學製造的東西好多現列舉如下幾例:

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。雷達就是根據蝙蝠的這種特性發明出來的。在各種地方都會用到雷達,例如:飛機、航空等。 蒼蠅的觸角像是一台靈敏的氣體分析儀。仿生學家由此得到啟發,根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能,仿製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後,送給分析器;分析器一經發現氣味物質的信號,便能發出警報。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裡的有害氣體。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」,人們模仿它製成了「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。蛋殼與薄殼建築 蛋殼呈拱形,跨度大,包括許多力學原理。雖然它只有2 mm的厚度,但使用鐵錘敲砸也很難破壞它。建築學家模仿它進行了薄殼建築設計。這類建築有許多優點:用料少,跨度大,堅固耐用。薄殼建築也並非都是拱形,舉世聞名的悉尼歌劇院則像一組泊港的群帆。 對於構件,在截面面積相同的情況下,把材料盡可能放到遠離中和軸的位置上,是有效的截面形狀。有趣的是,在自然界許多動植物的組織中也體現了這個結論。例如:「疾風知勁草」,許多能承受狂風的植物的莖部是維管狀結構,其截面是空心的。支持人承重和運動的骨骼,其截面上密實的骨質分布在四周,而柔軟的骨髓充滿內腔。在建築結構中常被採用的空心樓板、箱形大梁、工形截面鈑梁以及折板結構、空間薄壁結構等都是根據這條結論得來的。昆蟲與仿生 昆蟲個體小,種類和數量龐大,占現存動物的75%以上,遍布全世界。它們有各自的生存絕技,有些技能連人類也自嘆不如。人們對自然資源的利用范圍越來越廣泛,特別是仿生學方面的任何成就,都來自生物的某種特性。

❹ 仿生技術都有哪些應用

生物自身具有的功能比迄今為止任何人工製造的機械都優越得多,而仿生技術,就是要在工程上實現並有效地應用生物的功能。在信息接受(感覺功能)、信息傳遞(神經功能)、自動控制系統等方面,生物體的結構與功能在機械設計方面都給予了人們很大啟發。

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,生物所具有的許多卓有成效的本領是人造機器所不可比擬的。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,而且在進化過程中就已解決了。在20世紀40年代以前,人們並沒有自覺地對生物的功能進行模仿,而走了不少彎路。從20世紀50年代以來,人們已經認識到生物系統是開辟新技術的主要途徑之一,開始自覺地把生物界作為各種技術思想、設計原理和創造發明的源泉。

❺ 仿生在生活中的應用有哪些

動物在億萬年的漫長進化過程中,逐步形成了各種奇異的構造,特殊的功能和有趣的習性。人們通過長期的觀察和研究,從動物身上得到許許多多極其寶貴的啟示。人類按照動物的體型結構和特殊功能,創造發明了性能優異的新型機械繫統、儀器設備、建築結構和工藝流程,這就是仿生學。古人看到魚兒在水中自由地游來游去,是多麼羨慕魚的本領啊!後來模仿魚的體形做成船體,仿照魚的胸鰭和尾鰭,製成雙槳和單櫓,從此人類就能在水上自由行動了。從鳥的飛行原理,製造了飛機,在蔚藍色的天空中飛翔,實現了人類夢寐以求的飛上天空的願望。通過研究狗的鼻子,人類模仿製成了小型、快速、靈敏的自動分析儀——「電子鼻」,可以用於化學、食品工業,也可以用於分析礦井、倉庫、潛艇和宇宙飛船座艙里的氣體成分,還可以用於探礦和作輸氣管道的檢漏。現在還研究成功了「電子警犬」,可以用來測定毒氣,檢測染料、漆、酸、氨、苯、瓦斯及新鮮蘋果和香蕉的氣味,可以測定氣體一千萬分之一的濃度,其靈敏度已達到了狗鼻的水平,還可以用作偵緝工作。通過研究魚的呼吸器官——鰓,人類模仿魚鰓的結構,用兩層硅橡膠薄膜做成了具有鰓的功能的半透明膜,可以作為人在水中呼吸使用的「人工鰓」。人類還根據鱷魚排鹽的機理,製成了高效的「淡化器」,可以用於提取或濃集某些分散狀態的元素……蒼蠅的眼睛是六千至八千隻小眼組成的,叫復眼。人類模仿蒼蠅的眼睛,製成了「復眼照相機」。在人造衛星上裝上這種照相機,一次能拍下一千三百二十九張不同的照片,可用於復制電子計算機的特別精細的顯微線路。如果用這種照相機進行郵票印刷的製版工作,在一塊板上印二十五張郵票,一次拍照就可以製成一塊版。而用普通照相機,則要一張一張地拍二十五次。人類研究了卵生動物的卵殼,薄而堅固,耐壓力強。模仿卵殼的外形特點,創造了「薄殼結構」,省料耐壓,廣泛應用在建築工程上。人類通過研究螢火蟲等生物發光,正在進一步造出新型的高效人工冷光源。如果能創造出一種象生物放光的物質一樣,塗在室內牆壁上,白天能接受光照,貯存能量,夜晚就自然地發出光亮來,那該是多好啊!可見,研究動物的特點,有助於開闊眼界,解放思想,大膽想像,勇於實踐,從而設計出各種各樣的工程機械藍圖,創制出更加精緻、更加完善的現代技術裝置。

❻ 仿生學的應用有哪些

(1)受蝙蝠的啟示發明了雷達
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。雷達就是根據蝙蝠的這種特性發明出來的。在各種地方都會用到雷達,例如:飛機、航空等。
(2)受蒼蠅的啟示發明了振動陀螺儀
蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是「天然導航儀」,人們模仿它製成了「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。
(3)受電魚的啟示發明了伏特電池
電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器官是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。
(4)受白蟻的啟示發明了干膠炮彈
白蟻不僅使用膠粘劑建築它們的土堆,還可以通過頭部的小管向敵人噴射膠粘劑。於是人們按照同樣的原理製造了工作的武器——干膠炮彈。
(5)受長頸鹿的啟示發明了抗荷服
在宇宙飛船升空時,科學家根據長頸鹿利用緊綳的皮膚可控制血管壓力的原理,研製了飛行服——「抗荷服」。
(6)生物仿生製造的應用有哪些擴展閱讀:
雷達的優點是白天黑夜均能探測遠距離的目標,且不受霧、雲和雨的阻擋,具有全天候、全天時的特點,並有一定的穿透能力。因此,它不僅成為軍事上必不可少的電子裝備,而且廣泛應用於社會經濟發展(如氣象預報、資源探測、環境監測等)和科學研究(天體研究、大氣物理、電離層結構研究等)。星載和機載合成孔徑雷達已經成為當今遙感中十分重要的感測器。以地面為目標的雷達可以探測地面的精確形狀。其空間分辨力可達幾米到幾十米,且與距離無關。雷達在洪水監測、海冰監測、土壤濕度調查、森林資源清查、地質調查等方面也顯示出了很好的應用潛力。
參考資料:網路-仿生學

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