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生物仿生制造的应用有哪些

发布时间:2023-02-03 14:14:35

❶ 根据仿生学发明的东西有哪些

根据仿生学发明的东西有:

青蛙-电子蛙眼

鱼-潜水艇

响尾蛇-探热器

企鹅-雪地汽车

袋鼠-跳跃机

苍蝇-平衡竿

苍蝇-振动陀螺仪

长颈鹿-“抗荷服”

响尾蛇-红外线感受器

鳄鱼“流泪”-仿生海水淡化器

拓展资料

仿生学是一门既古老又年轻的学科。人们研究生物体的结构与功能工作的原理,并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技,创造出适用于生产,学习和生活的先进技术。

仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios(生命方式的意思)”和字尾“nlc(‘具有……的性质’的意思)”构成的。这个词语大约从1961年才开始使用。某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。

例如关于信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上。

又比如,苍蝇是细菌的传播者,一般归类为害虫,可是苍蝇的楫翅是天然导航仪。而且,它的眼睛是一种“复眼”,由3000多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。

仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科。

❷ 仿生学的应用

模仿海豚厚皮的船体;声纳、雷达和医学超声成像模拟动物回声定位等等。

仿生学的研究往往强调实现自然界中发现的功能,而不是模仿生物结构。例如,在计算机科学中,控制论试图对智能行为中固有的反馈和控制机制进行建模,而人工智能则试图对智能功能进行建模,而不管它可以通过何种特定方式实现。

有意识地复制来自自然有机体和生态系统的例子和机制是一种基于案例推理的应用形式,将自然本身视为已经有效的解决方案数据库。支持者认为,对所有自然生命形式施加的选择压力可以最大限度地减少和消除失败。

虽然几乎所有的工程可以说是一种形式仿生学,这一领域的现代起源通常被认为是富勒和其后来编纂一所房子或研究领域的珍妮·班娜斯。

在动物群或植物群中通常存在三个生物学水平,在此之后可以对技术进行建模:

1、模仿自然的制造方法

2、模仿自然界中发现的机制(魔术贴)

3、研究从组织原则生物的社会行为,如植绒行为鸟类,优化蚂蚁觅食和蜜蜂觅食和群体智能(SI)的一个基于行为的鱼群。

例子

1、在机器人学中,仿生学和仿生学被用来将动物移动的方式应用到机器人的设计中。BionicKangaroo基于袋鼠的运动和生理学。

2、魔术贴是最着名的仿生学例子。1948年,瑞士工程师乔治·德·梅斯特拉尔(GeorgedeMestral)正在清理他的狗散步时捡到的毛刺时,他意识到毛刺的钩子是如何粘在毛皮上的。

3、19世纪之交,伐木工刀片的角形锯齿设计用于砍伐树木,当时它仍然是手工完成的,它是根据对木穴甲虫的观察建模的。它彻底改变了这个行业,因为刀片在砍伐树木时工作得更快。

4、猫眼反射器是珀西·肖在研究猫眼机理后于1935年发明的。他发现猫有一个反射细胞系统,称为绒毡层lucim,它能够反射最微小的光。

❸ 人类运用仿生学都制造过一些什么东西

人类运用仿生学制造的东西好多现列举如下几例:

蝙蝠会释放出一种超声波,这种声波遇见物体时就会反弹回来,而人类听不见。雷达就是根据蝙蝠的这种特性发明出来的。在各种地方都会用到雷达,例如:飞机、航空等。 苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,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。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经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。这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。另外苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是个“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。蛋壳与薄壳建筑 蛋壳呈拱形,跨度大,包括许多力学原理。虽然它只有2 mm的厚度,但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点:用料少,跨度大,坚固耐用。薄壳建筑也并非都是拱形,举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。 对于构件,在截面面积相同的情况下,把材料尽可能放到远离中和轴的位置上,是有效的截面形状。有趣的是,在自然界许多动植物的组织中也体现了这个结论。例如:“疾风知劲草”,许多能承受狂风的植物的茎部是维管状结构,其截面是空心的。支持人承重和运动的骨骼,其截面上密实的骨质分布在四周,而柔软的骨髓充满内腔。在建筑结构中常被采用的空心楼板、箱形大梁、工形截面钣梁以及折板结构、空间薄壁结构等都是根据这条结论得来的。昆虫与仿生 昆虫个体小,种类和数量庞大,占现存动物的75%以上,遍布全世界。它们有各自的生存绝技,有些技能连人类也自叹不如。人们对自然资源的利用范围越来越广泛,特别是仿生学方面的任何成就,都来自生物的某种特性。

❹ 仿生技术都有哪些应用

生物自身具有的功能比迄今为止任何人工制造的机械都优越得多,而仿生技术,就是要在工程上实现并有效地应用生物的功能。在信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等方面,生物体的结构与功能在机械设计方面都给予了人们很大启发。

生物学的研究可以说明,生物在进化过程中形成的极其精确和完善的机制,生物所具有的许多卓有成效的本领是人造机器所不可比拟的。人们在技术上遇到的某些难题,生物界早在千百万年前就曾出现,而且在进化过程中就已解决了。在20世纪40年代以前,人们并没有自觉地对生物的功能进行模仿,而走了不少弯路。从20世纪50年代以来,人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一,开始自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。

❺ 仿生在生活中的应用有哪些

动物在亿万年的漫长进化过程中,逐步形成了各种奇异的构造,特殊的功能和有趣的习性。人们通过长期的观察和研究,从动物身上得到许许多多极其宝贵的启示。人类按照动物的体型结构和特殊功能,创造发明了性能优异的新型机械系统、仪器设备、建筑结构和工艺流程,这就是仿生学。古人看到鱼儿在水中自由地游来游去,是多么羡慕鱼的本领啊!后来模仿鱼的体形做成船体,仿照鱼的胸鳍和尾鳍,制成双桨和单橹,从此人类就能在水上自由行动了。从鸟的飞行原理,制造了飞机,在蔚蓝色的天空中飞翔,实现了人类梦寐以求的飞上天空的愿望。通过研究狗的鼻子,人类模仿制成了小型、快速、灵敏的自动分析仪——“电子鼻”,可以用于化学、食品工业,也可以用于分析矿井、仓库、潜艇和宇宙飞船座舱里的气体成分,还可以用于探矿和作输气管道的检漏。现在还研究成功了“电子警犬”,可以用来测定毒气,检测染料、漆、酸、氨、苯、瓦斯及新鲜苹果和香蕉的气味,可以测定气体一千万分之一的浓度,其灵敏度已达到了狗鼻的水平,还可以用作侦缉工作。通过研究鱼的呼吸器官——鳃,人类模仿鱼鳃的结构,用两层硅橡胶薄膜做成了具有鳃的功能的半透明膜,可以作为人在水中呼吸使用的“人工鳃”。人类还根据鳄鱼排盐的机理,制成了高效的“淡化器”,可以用于提取或浓集某些分散状态的元素……苍蝇的眼睛是六千至八千只小眼组成的,叫复眼。人类模仿苍蝇的眼睛,制成了“复眼照相机”。在人造卫星上装上这种照相机,一次能拍下一千三百二十九张不同的照片,可用于复制电子计算机的特别精细的显微线路。如果用这种照相机进行邮票印刷的制版工作,在一块板上印二十五张邮票,一次拍照就可以制成一块版。而用普通照相机,则要一张一张地拍二十五次。人类研究了卵生动物的卵壳,薄而坚固,耐压力强。模仿卵壳的外形特点,创造了“薄壳结构”,省料耐压,广泛应用在建筑工程上。人类通过研究萤火虫等生物发光,正在进一步造出新型的高效人工冷光源。如果能创造出一种象生物放光的物质一样,涂在室内墙壁上,白天能接受光照,贮存能量,夜晚就自然地发出光亮来,那该是多好啊!可见,研究动物的特点,有助于开阔眼界,解放思想,大胆想象,勇于实践,从而设计出各种各样的工程机械蓝图,创制出更加精致、更加完善的现代技术装置。

❻ 仿生学的应用有哪些

(1)受蝙蝠的启示发明了雷达
蝙蝠会释放出一种超声波,这种声波遇见物体时就会反弹回来,而人类听不见。雷达就是根据蝙蝠的这种特性发明出来的。在各种地方都会用到雷达,例如:飞机、航空等。
(2)受苍蝇的启示发明了振动陀螺仪
苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。
(3)受电鱼的启示发明了伏特电池
电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器官是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。
(4)受白蚁的启示发明了干胶炮弹
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——干胶炮弹。
(5)受长颈鹿的启示发明了抗荷服
在宇宙飞船升空时,科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理,研制了飞行服——“抗荷服”。
(6)生物仿生制造的应用有哪些扩展阅读:
雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。因此,它不仅成为军事上必不可少的电子装备,而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。以地面为目标的雷达可以探测地面的精确形状。其空间分辨力可达几米到几十米,且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面也显示出了很好的应用潜力。
参考资料:网络-仿生学

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