动物仿生学,仿生学的例子有哪些

2023-07-26 23:30:03 85阅读

动物仿生学,仿生学的例子有哪些?

第一个例子是蝴蝶的翅膀结构。科学家们发现,蝴蝶的翅膀表面有微小的鳞片排列,这些鳞片有助于蝴蝶在飞行时减少空气阻力和提高机动性。基于此,研究人员设计出了一种新型的飞机涂层,让其表面布满微小的凸起,从而模拟蝴蝶的翅膀结构,使得飞机在飞行时能够更加省油和稳定。

第二个例子是鲨鱼皮肤的结构。鲨鱼皮肤有着特殊的纹理和鳞片结构,使其在游泳时能够更加流畅和快速。研究人员通过仿生学的方法,设计出了一种新型的水下摄像机,其表面布满了鲨鱼皮肤类似的纹理和鳞片结构,从而使得摄像机能够更加灵活和高效地在水下进行拍摄。

动物仿生学,仿生学的例子有哪些

第三个例子是蚂蚁的行为策略。蚂蚁能够通过化学物质和视觉信号来进行群体行为,例如寻找食物和建造巢穴。研究人员通过仿生学的方法,设计出了一种新型的智能机器人,其系统内置了仿蚂蚁行为的算法和传感器,能够自主地在未知环境中探索和搜索。

人类的科技是不是向动物学习的?

这个问题有点绝对化了,人类科技的范围很广,涉及到社会 人文 生物 化学,物理等诸多领域,甚至于存在宏观与微观领域之间的区别。

但有些确实借鉴动物的一些自然属性及技能,比如,有仿生学这门科学,它涉及到了建筑,航空,深海技术就是模仿一些动物的技能,但不能绝对的说人类科学技术是向动物学习的。

写出仿生眼睛的动物名称和产地还有眼睛奇妙之处?

青蛙的眼睛对动的东西非常敏感,且准确性很高。人类研究青蛙眼睛的构造后,发明了电子蛙眼,雷达。并且广泛用于军事上。属于仿生学的一个典型例子。

人类根据动物发电创造过什么?

鸟在天空飞翔:制造了各种飞行器。

蜜蜂造巢窝:各种正六边形的蜂巢结构板材。

每只蜻蜓的翅膀末端,都有一块比周围略重一些的厚斑点,这就是防止翅膀颤抖的关键。飞机设计师研究苍蝇、蚊子、蜜蜂等的飞行方法,造出了许多具有各种优良性能的新式飞机。

鲸:外形是一种极为理想的“流线体”,而“流线体”在水中受到的阻力是最小的。后来工程师模仿(fǎng)鲸的形体,改进了船体的设计,大大提高了轮船舴的速度。

蛋壳:能够把受到的压力均匀(yún)地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”的特点,设计出许多既轻便又省料的建筑物。

袋鼠:会跳跃的越野汽车,

贝壳:外壳坚固的坦克……

鱼儿在水中游荡:学会了游泳,发明潜艇。

连体鲨鱼装:第一代鲨鱼装模仿了鲨鱼的皮肤,在泳衣上设计了一些粗糙的齿状突起,以有效地引导水流,并收紧身体,避免皮肤和肌肉的颤动。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点,加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料,可使人在水中受到的阻力减少4%。

大乌龟背小乌龟:转动炮塔的坦克。

让盲者见到光明:在植入了微小的仿生视网膜之后,3位失明患者不仅看到了明灭或者移动的光点,甚至还成功地用眼睛区别出杯子和盘子。

人工合成蛛丝:蛛丝含有一种纤维蛋白,这种蛋白质和存在于毛发和羊角中的角质蛋白相似。这种蛋白分泌出来后开始变得坚韧。通过精细的平衡水的含量,蜘蛛和蚕可以防止纤维蛋白过快固化。

蜻蜓-飞机;

青蛙—快速扫描系统

苍蝇-气味探测器

螳螂—镰刀

电鱼与伏特电池。经过对电鱼的解剖研究,发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。

水母耳朵:水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。

动物仿生学

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。

响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”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。

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喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。

美国空军通过毒蛇的“热眼”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KEG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0.001℃的温度变化的原理,人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。

人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。

人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。

科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。

科学家根据动物发明了哪些仪器?

科学家们研究动物仿生学,从中找到发明灵感,进而研制新器械,造福人类,下面仅列举几例,管中窥豹。

【生物光源用处更广泛】

我们通常用的白炽灯,通过电流对电阻丝加热进而发光,属于热光源,这类光源的转化效率比较低,大部分电能变成了热能消耗掉了。在能源匮乏的今天,节能环保是国家科技发展的战略方向,寻找只发光不发热的光源是科学家们的研究领域之一,此时,小小的昆虫便帮上了大忙。

那么何种光源只发光不发热呢?当然是生物光源,也叫“冷光源”,那些漫天打着灯笼的萤火虫就是无声的老师。科学家们研究发现,萤火虫腹部的发光器具有奇特的结构,分为发光层、透明层和反射层三部分。发光层产生发光细胞,发光细胞里含有荧光素和荧光酶两种物质,通过与萤火虫体内的水分发生氧化反应而产生荧光,光能的转化率达到100%。受此启发,科学家们人工合成了荧光素和荧光酶,进而制造出生物灯具,广泛应用在不能利用电源的危险环境中。

【蝴蝶的翅膀结构激发灵感】

我们买一件颜色靓丽的新衣服,穿上没几年就会褪色,那么为何五颜六色的蝴蝶、野鸡、孔雀就能让羽毛保持艳丽如初呢?即使风吹雨打也奈何不了它们。这是因为,我们穿的衣服是通过化学手段上色的,经过不断地磨损和颜料的氧化反应,衣服便褪色了。而昆虫和鸟类毛发上面具有晶体状微细胞结构,可以将阳光散射成多种颜色的单色光,再投射到我们的眼睛里,看上去就变得色彩斑斓了。

昆虫和鸟类的羽毛上并没有颜色,它们只是通过散射太阳光把自己变得漂亮起来,是通过物理手段梳妆打扮罢了。科学家们仔细研究了蝴蝶的翅膀结构,发现了这些秘密,进而将这项技术用在了手机上面。著名的电子通讯商高通公司将手机的显示屏表面做成了蝴蝶翅膀的微观晶体状结构,通过散射太阳光让显示屏 “发光”,即使在太阳高照之下,也不影响手机阅读,并且,本来没有颜色的显示屏,竟然变得流光溢彩起来,同时,还比普通手机节电九成以上。

【拯救小鸟生命的蜘蛛网】

自然界里有很多动植物,天生就会“守株待兔”,不管是猪笼草,还是会织网的蜘蛛,它们以逸待劳的捕食本领让人印象深刻。就拿蜘蛛而言,虽然它们以静制动,但是花在织网上的功夫可不小。等费了九牛二虎之力,终于将大网织好了,这时候猎物来了。一只小鸟俯冲下去,粘在了蜘蛛网上,马上就成了八脚节肢动物的美餐了。请问,现实中这种情况会发生吗?当然不会!为什么?因为蜘蛛和鸟都不傻,鸟撞蜘蛛网,只会给自己带来麻烦,蜘蛛网被鸟撞破,饿着肚子的主人必须要对网进行修补,得不偿失啊。

那么,蜘蛛是如何告诉小鸟要躲开牢笼的呢?答案让人惊奇不已,因为蜘蛛网会反射紫外线,远远地就警告靠近的鸟类:这里危险,别过来!蜘蛛的这项本领让科学家们大开眼界,很快就获得了实用。德国专门生产玻璃的格拉斯维克·阿诺德公司,在自己的产品里加入了类似蜘蛛网的反射紫外线的结构,在摩天大楼的装潢中得到应用。这项技术拯救了成千上万只小鸟避免被摩天大楼的玻璃幕墙杀死的厄运。自从采用这种玻璃之后,撞死在大楼上的小鸟数量降低了75%以上。

【高能有效仿生蚂蚁团队】

我们都知道,蚂蚁不但是世界上最勤劳的物种之一,它们还是群居的社会性昆虫。蚂蚁力气很大,可以举起或者搬运比自己身体重50倍的物体,蚂蚁成员之间分工合作,配合默契,工作效率很高。因此,研究和制造仿生蚂蚁,替代人类去做一些很艰难和危险的事情,是科学家们一直努力研究的课题。

德国菲斯特公司制造成功了仿生机械蚂蚁,个头只有135 mm x 150 mm,这些小蚂蚁通过压电陶瓷弯曲传感器去控制腿和长螯,利用3D立体照相机进行自我定位和检测目标,通过特定的通讯方式彼此交流。仿生蚂蚁团队可以担任生产线的组装工人,为通讯商组装手机,比采用人工操作更加快速高效。而美国斯坦福大学的科学家们则研制成功更小的仿生蚂蚁,可以水平和垂直拖曳比自身重量大几倍的物体,这些小家伙可以替代我们进入一些危险区域完成任务。

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