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生活中有哪些仿生物品

發布時間:2022-01-25 12:54:21

⑴ 生活中的仿生學有哪些

仿生學現象簡表 1.從令人討厭的蒼蠅身上,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。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。 2.從螢火蟲到人工冷光; 3.從電魚到伏特電池; 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,已研製成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣,准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,雷達抗干擾能力大大提高。這種雷達系統能快速而准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,人們還仿製了盲人用的「探路儀」。這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。 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,已仿製了人力增強器——步行機。 9.現代起重機的掛鉤起源於許多動物的爪子。 10.屋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製造氣味探測儀提供了思路。 15.壁虎腳趾對製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,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。 17.樹葉的排列和悉尼大劇院的建設。 18.潛水艇和魚的沉浮。 19.響尾蛇能感知附近動物的體溫而准確捕獲獵物和紅外製導空對空響尾蛇導彈。 20.人們根據章魚發明煙霧彈。 21.根據蛋殼發現拱形的承受力量。 22.飛機飛行時產生的劇烈抖動是根據蜻蜓改善的。 23.變色衣服是學習蝴蝶上的鱗片。 24.防水衣服是仿荷葉造的。 25.滑鼠是仿老鼠的。 26.從長頸鹿將血液通過長長的頸從到頭部中得到啟示,設計出特殊的器械,使宇航員在失重狀態下,體內的血液也能正常輸送到離心臟較遠的下肢。 27.從鯨特殊的形體「流線體」得到啟示,改進了船體設計,提高了航行速度。 28.模仿袋鼠跳躍,發明越野車。 29.模仿某些貝殼製成外殼堅硬的坦克。 30.從魚類在水中自由升降得到啟示,發明了潛水艇。 31.模仿袋鼠的育兒袋,發明了育兒箱。 32.根據蝴蝶發明了迷彩服 來自網路

⑵ 仿生材料有什麼,在生產生活中的用途有哪些

例1 最早開始研究並取得成功的仿生材料之一就是模仿天然纖維和人的皮膚的接觸感而製造的人造纖維。對蠶或者蜘蛛吐出的絲,人類自古就有很大的興趣,這些絲純粹是由蛋白質構成,特別是蠶絲,具有溫暖的觸感和美麗的光澤。二十世紀以來,人們模仿蠶吐絲的過程研製了各種化學纖維的紡絲方法,此後又模仿生物纖維的吸濕性、透氣性等服用性能研製了許多新型纖維,例如,牛奶蛋白質與丙烯晴共聚纖維(東洋紡) ,商品名為稀苤的高吸濕性纖維(旭化成) 等等。這些產品的出現顯示了人類仿造生物纖維表面細微形態與內部構造取得了成功 。另外人們還對蠶的產絲體進行了卓有成效的研究(日本農業生物資源研究所) ,並且對蜘蛛絲也進行了研究(日本島根大學) ,研究者們期待著有朝一日能夠製造出與蠶絲完全一樣的人造絲。
例2 在陸地上生活的動物有肺,能夠分離空氣中的氧氣,水裡的魚有鰓,能夠分離溶解在水中的氧氣,供給身體使用。人們仿造這種特性,製作了薄膜材料,用於製造高濃度氧氣、分離超純水等,以達到節省能源以及高分離率的目的 。目前人們正在研製具有動物肺和魚鰓那樣功能的材料,如果研製成功的話,人類在水底世界的活動將發生一場新的革命。
例3 生物為了維持生命,能夠非常高效地進行各種能量之間的相互轉換,這是在廣闊的生物界都能看到的現象。例如,人們對螢火蟲的發光機製作了研究,其發光原因是由於化學能高效率地轉化為光能。雖然人類在化學領域中已體驗了遺傳信息的鑰匙- 核酸的魅力,在試管中實現其功能的研究也取得了很大的進步,但是像螢火蟲的這種能量變換方法目前人類還做不到。隨著地球上現在所使用的能源逐漸枯竭,人類尋求新能源的任務已迫在眉睫,如果能夠找到象某些生物那樣能夠高效率地進行能量變換或者能量重組的材料與方法,將為人類的未來帶來希望和光明。
例4 卵是鳥類和爬蟲類生育在體外的動物的最大細胞。它的殼,是石灰質構成的,內部有卵白和卵黃。美國學者Finks 對此發表了非常有趣的假說,認為卵的結構無論從力學或者工學的觀點來思考,都有許多值得學習的地方,人類現在的包裝技術與之相比相形見絀。卵殼的形成過程與牙齒和骨頭的發育過程相同,被稱之為鈣化過程,與無機和有機的界面化學相關,據有關報道,人們正在研究一種人造骨。相信在不遠的將來,通過對有機和無機復合材料形成技術的研究,不僅在包裝技術方面人們會學習和採用生物卵殼的形成方式,同時在醫學科學中也會開創新的領域。
例5 植物也為我們提供了許多有趣的現象,例如我們常見的西瓜是一種含水量極高的水果,在它的啟發下,人們研製了一種與西瓜纖維素構造相似的超吸水性樹脂,它是用特殊設計的高分子材料製造的,能夠吸收超越自身重量數百倍到數千倍的水份,現在已用於廢油的回收,既經濟又高效。這種材料如果進一步得到完善的話,將來液體的包裝和輸送就可能用一種全新的技術來代替。比如,將來的飲料就不再是用現在的杯子來裝,而是只要用一片薄膜即可。
例6 植物在復合材料力學性能方面,也有許多獨特的魅力。例如,從竹子的斷面來看,一種稱之為纖維束的組織密布在竹子的表皮,竹子的內部卻很稀少,這樣的結構形成了一種高強度的復合材料。但是當竹子還是竹筍的時候,這種纖維束在竹筍的斷面上是均勻分布的,隨著竹筍的生長,纖維束逐漸向外側移動,最終形成最佳構造。再例如,樹的年輪是由在冬天和夏天的生長不同而形成。這些能夠方向性生長,形成高強度復合材料的過程,使人們受到了啟示,最近,高分子世界已出現了研製這種方向型復合材料的動向,當然這並不是件易事。但這種成長型復合材料,也將是復合材料未來的研究方向之一。
例7 最後再舉一例,用手觸摸含羞草的葉片,它就會像動物那樣收縮。在這一種啟發下,日本奧林巴斯公司的植田康弘研製了一種可以伸到小腸里的內視鏡,他在內視鏡的筒狀部分使用了一種與含羞草葉片表面結構相似的彈性膜材料,它在腸道流體的壓力下,會沿著軸向自動伸長或彎曲,從而使內視鏡的筒狀部分與腸道保持同一形狀。
抱歉,樓主,從網上抄的,有點長

⑶ 生活中有哪些仿生學

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。他認為「仿生學是研究以模仿生物系統的方式、或是以具有生物系統特徵的方式、或是以類似於生物系統方式工作的系統的科學」。盡管人類在文明進化中不斷從生物界受到新的啟示,但仿生學的誕生,一般以1960年全美第一屆仿生學討論會的召開為標志。

仿生學的研究范圍主要包括: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,合成了一種類似有機化合物,在田間捕蟲籠中用千萬分之一微克,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、神經元與神經網路、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。例如根據象鼻蟲視動反應製成的「自相關測速儀」可測定飛機著陸速度。根據鱟復眼視網膜側抑制網路的工作原理,研製成功可增強圖像輪廓、提高反差、從而有助於模糊目標檢測的—些裝置。已建立的神經元模型達100種以上,並在此基礎上構造出新型計算機。

模仿人類學習過程,製造出一種稱為「感知機」的機器,它可以通過訓練,改變元件之間聯系的權重來進行學習,從而能實現模式識別。此外,它還研究與模擬體內穩態,運動控制、動物的定向與導航等生物系統中的控制機制,以及人-機系統的仿生學方面。

某些文獻中,把分子仿生與能量仿生的部分內容稱為化學仿生,而把信息和控制仿生的部分內容稱為神經仿生。

仿生學的范圍很廣,信息與控制仿生是一個主要領域。一方面由於自動化向智能控制發展的需要,另一方面是由於生物科學已發展到這樣一個階段,使研究大腦已成為對神經科學最大的挑戰。人工智慧和智能機器人研究的仿生學方面——生物模式識別的研究,大腦學習記憶和思維過程的研究與模擬,生物體中控制的可靠性和協調問題等——是仿生學研究的主攻方面。

控制與信息仿生和生物控制論關系密切。兩者都研究生物系統中的控制和信息過程,都運用生物系統的模型。但前者的目的主要是構造實用人造硬體系統;而生物控制論則從控制論的一般原理,從技術科學的理論出發,為生物行為尋求解釋。

最廣泛地運用類比、模擬和模型方法是仿生學研究方法的突出特點。其目的不在於直接復制每一個細節,而是要理解生物系統的工作原理,以實現特定功能為中心目的。—般認為,在仿生學研究中存在下列三個相關的方面:生物原型、數學模型和硬體模型。前者是基礎,後者是目的,而數學模型則是兩者之間必不可少的橋梁。

由於生物系統的復雜性,搞清某種生物系統的機制需要相當長的研究周期,而且解決實際問題需要多學科長時間的密切協作,這是限制仿生學發展速度的主要原因。

其他生物學分支學科

生物學概述、植物學、孢粉學、動物學、微生物學、細胞生物學、分子生物學、生物分類學、習性學、生理學、細菌學、微生物生理學、微生物遺傳學、土壤微生物學、細胞學、細胞化學、細胞遺傳學、免疫學、胚胎學、優生學、悉生生物學、遺傳學、分子遺傳學、生態學、仿生學、生物物理學、生物力學、生物力能學、生物聲學、生物化學、生物數學

附:部分「仿生學」實例
蒼蠅與宇宙飛船

令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。

蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。

每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,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,根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能,仿製成功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。

從螢火蟲到人工冷光

自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。

在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」。

在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。

科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。

早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。

電魚與伏特電池

自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」。

各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。

電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。

電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。

水母的順風耳

「燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴。」生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海,就預示著風暴即將來臨。

水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就游向大海避難去了。

原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次),總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到,小小的水母卻很敏感。仿生學家發現,水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石,當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時,聽石就剌激球壁上的神經感受器,於是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲。

仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。把這種儀器安裝在艦船的前甲板上,當接受到風暴的次聲波時,可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向,就是風暴前進的方向;指示器上的讀數即可告知風暴的強度。這種預測儀能提前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。

⑷ 生活中有哪些仿生的物品

1樓生物學家通過對蛛絲的研究製造出高級絲線,抗撕斷裂降落傘與臨時吊橋用的高強度纜索。船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。
響尾蛇導彈等就是科學家模仿蛇的「熱眼」功能和其舌上排列著一種似照相機裝置的天然紅外線感知能力的原理,研製開發出來的現代化武器。
火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理。
科研人員通過研究變色龍的變色本領,為部隊研製出了不少軍事偽裝裝備。
科學家研究青蛙的眼睛,發明了電子蛙眼。
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—一塊干膠炮彈。
美國空軍通過毒蛇的「熱眼」功能,研究開發出了微型熱感測器。
我國紡織科技人員利用仿生學原理,借鑒陸地動物的皮毛結構,設計出一種KEG保溫面料,並具有防風和導濕的功能。
根據響尾蛇的頰窩能感覺到0.001℃的溫度變化的原理,人類發明了跟蹤追擊的響尾蛇導彈。人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的「電子警犬」。科學家根據野豬的鼻子測毒的奇特本領製成了世界上第一批防毒面具。
1、球型宮殿:非洲文鳥用喙和腳巧妙編織而成的圓巢,它從一個圓支架做起,形成一個圓球最後再將其懸掛在樹枝上。
2、穩定的輕質結構:田蜂築造的紙盒型巢十分精緻,它雖然是一種輕質結構,但有令人難以置信的穩定性。
3、完美的膠合:織網蟻的巢是用樹葉粘合而成。它們的幼蟲能夠吐出粘合劑,是理想的"膠水瓶"。
4、樹上圓塔住宅:樓群居雀的居所看起來就像架在樹上的一個搖搖欲墜的柴草堆,但其結構十分牢固,能夠維持幾十年,經常是到樹不堪重負被壓斷為止。
5、樹杈上的"灶"灶:鳥的巢是用粘土砌成的,一般選在較為安穩的樹杈上。一個巢大約需要2500粒粘土,都是灶鳥用喙銜來的。
6、平台建築群:熱帶無刺蜂用蜂蠟建築蜂巢,層層疊疊結合在一起,通常有40層,外表看起來就像是電影《星球大戰》中的航天飛船,能夠安置10萬戶"居民"。
7、帶空調的古堡:白蟻能夠通過一種匪夷所思的管道系統改善巢內的溫度狀況,白天製冷,夜裡供暖。
水母幾乎全部由水構成,它身體中的水分實際上佔到了百分之九十八,組成它身體的分子之間,有著大量的液體,經過提煉就能從中獲得日常用的聚合膠

⑸ 我們的生活中有哪些仿生物品名稱是什麼應用有哪些仿生原型呢

我們的生活中有哪些仿生物品?名稱是什麼?應用有哪些?仿生原型呢?
2010-0

⑹ 有哪些東西是仿生學

仿生學科技有:

一、烏賊與側壁氣墊船

魷魚是一種神奇的海洋動物,被稱為海洋火箭。它的最高時速可達150公里,這主要取決於它的結構簡單和安全可靠的高速水射流推進器。它被模仿成一個側壁氣墊船,帶有噴水推進器,每秒可達40米,能夠在低於一米深的淺水中加速。

二、魚兒與船

魚有在水中自由移動的能力。人們模仿魚的形狀造船,用槳模仿魚鰭。傳說早在大禹時代,中國古代勞動人民就看到魚用尾巴在水裡盪來盪去,把木槳放在船尾。

經過反復的觀察、模仿和實踐,船舶逐漸變為櫓和舵,提高了船舶的動力,掌握了船舶的轉向手段。這樣,即使在翻滾的河流中,人們也能使船隻自由航行。

三、蝴蝶與衛星控溫系統

當人造地球衛星在太空中受到強烈的陽光照射時,衛星上的各種精密儀器儀表很容易「烘烤」或「凍結」。蝴蝶的體表上長出一層薄薄的鱗片,用來調節體溫。科學家們仿照蝴蝶翅膀的結構,為人造衛星的太陽能表面設計載入了一種和蝴蝶鱗片相仿的控溫系統。

四、蒼蠅與照相機

美國斯坦福大學電腦科學系華人博士生吳義仁,與幾名研究員創制出手提「光場相機」又稱蠅眼照相機。蒼蠅的每隻小眼能獨立成像,並能迅速地分辨物體的形狀和大小。

科學家模仿蒼蠅的復眼,製成了「蠅眼」照相機。
這種照相機的鏡頭由1329塊小透鏡組成。它還可以拍攝電影的特技畫面,使電影產生神奇的效果。昆蟲的復眼是由千萬個小眼組成的,由於小眼之間的相互抑制,使眼具有突出影像的邊框、增大清晰度的功能。

五、長頸鹿與宇航員

長頸鹿之所以能將血液通過長長的頸輸送到頭部,是由於長頸鹿的血壓很高。據測定,長頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍。這樣高的血壓為什麼不會導致長頸鹿患腦溢血而死亡呢?這和長頸鹿身體的結構有關。長頸鹿血管周圍的肌肉非常發達,能壓縮血管,控制血流量。

科學家由此受到啟示,在訓練宇航員對,設置特殊器械,讓宇航員利用這種器械每天鍛煉,以防止宇航員血管周圍肌肉退化;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」。抗荷服上安有充氣裝置,隨著飛船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的氣體。

⑺ 還有哪些仿生物品

薄殼建築也是,模仿的雞蛋殼,
還有鳥巢

⑻ 仿生學在生活中的運用有哪些

蒼蠅與宇宙飛船

令人討厭的蒼蠅,與宏偉的航天事業似乎風馬牛不相及,但仿生學卻把它們緊密地聯系起來了。

蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭污穢的地方,都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏,遠在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅並沒有「鼻子」,它靠什麼來充當嗅覺的呢? 原來,蒼蠅的「鼻子」——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。

每個「鼻子」只有一個「鼻孔」與外界相通,內含上百個嗅覺神經細胞。若有氣味進入「鼻孔」,這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同,就可區別出不同氣味的物質。因此,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,根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能,仿製成功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。

從螢火蟲到人工冷光

自從人類發明了電燈,生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光,其餘大部分都以熱能的形式浪費掉了,而且電燈的熱射線有害於人眼。那麼,有沒有隻發光不發熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。

在自然界中,有許多生物都能發光,如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等,而且這些動物發出的光都不產生熱,所以又被稱為「冷光」。

在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。

科學家研究發現,螢火蟲的發光器位於腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。

早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,後來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由於這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

現在,人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光,作為安全照明用。

電魚與伏特電池

自然界中有許多生物都能產生電,僅僅是魚類就有500餘種 。人們將這些能放電的魚,統稱為「電魚」。

各種電魚放電的本領各不相同。放電能力最強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏;非洲電鯰能產生350伏的電壓;電鰻能產生500伏的電壓,有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓,稱得上電擊冠軍,據說它能擊斃像馬那樣的大動物。

電魚放電的奧秘究竟在哪裡?經過對電魚的解剖研究, 終於發現在電魚體內有一種奇特的發電器官。這些發電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由於電魚的種類不同,所以發電器的形狀、位置、電板數都不一樣。電鰻的發電器呈棱形,位於尾部脊椎兩側的肌肉中;電鰩的發電器形似扁平的腎臟,排列在身體中線兩側,共有200萬塊電板;電鯰的發電器起源於某種腺體,位於皮膚與肌肉之間,約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱,但由於電板很多,產生的電壓就很大了。

電魚這種非凡的本領,引起了人們極大的興趣。19世紀初,義大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做「人造電器官」。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那麼,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。

水母的順風耳

「燕子低飛行將雨,蟬鳴雨中天放晴。」生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海,就預示著風暴即將來臨。

水母,又叫海蜇,是一種古老的腔腸動物,早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能,每當風暴來臨前,它就游向大海避難去了。

原來,在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次),總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到,小小的水母卻很敏感。仿生學家發現,水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄,柄上有個小球,球內有塊小小的聽石,當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時,聽石就剌激球壁上的神經感受器,於是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲。

仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。把這種儀器安裝在艦船的前甲板上,當接受到風暴的次聲波時,可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向,就是風暴前進的方向;指示器上的讀數即可告知風暴的強度。這種預測儀能提前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。

⑼ 生活中有哪些仿生學

1、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。在生活中各種地方都會用到雷達,例如:飛機、航空等。

2、原來在藍色的海洋上,由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波,是風暴來臨之前的預告。這種次聲波,人耳是聽不到的,而對水母來說卻是易如反掌。科學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。

3、蛋殼呈拱形,跨度大,包括許多力學原理。雖然它只有2mm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。

4、蒼蠅的後翅退化成一對平衡棒。當它飛行時,平衡棒以一定的頻率進行機械振動,可以調節翅膀的運動方向,是保持蒼蠅身體平衡的導航儀。

科學家據此原理研製成一代新型導航儀——振動陀螺儀,大大改進了飛機的飛行性能,可使飛機自動停止危險的滾翻飛行,在機體強烈傾斜時還 能自動恢復平衡,即使是飛機在最復雜的急轉彎時也萬無一失。

(9)生活中有哪些仿生物品擴展閱讀:

生活中仿生學的相關研究:

1、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;

2、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,合成了一種類似有機化合物,在田間捕蟲籠中用千萬分之一微克,便可誘殺雄蟲。

參考資料來源:網路-仿生學

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與生活中有哪些仿生物品相關的資料

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