鞭毛在仿生學有什麼重要的意義,仿生學的作用和意義

2021-03-20 03:28:22 字數 6029 閱讀 1631

1樓:不能操作的

應用: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裡,用來檢測艙內氣體的成分.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**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,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杆、臺階、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瞭尼龍搭扣.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覆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準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。

仿生學是指人類模仿生物功能,來發明創造的科學。它是一門新型邊緣學科。研究物件是生物體的結構、功能和工作原理,並將這些原理移植於人造工程技術之中。

該學科的問世,大大開闊了人類的技術眼界,顯示了巨大的發展潛力,是人類智慧的結晶。仿生學是一門模仿生物的特殊本領,利用生物的結構和功能原理來研製機械或各種新技術的科學技術。仿生學(模仿鳥類)仿生學一詞是2023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2023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。例如關於資訊接受(感覺功能)、資訊傳遞(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**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「複眼」,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複製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係的一門學科,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。

仿生學的作用和意義

2樓:匿名使用者

仿生學(bionics)在具有生命之意的希臘語bion上,加上有工程技術涵義的ics而組成的詞。大約從2023年才開始使用。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。

例如關於資訊接受(感覺功能)、資訊傳遞(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**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。仿生學也被認為是與控制論有密切關係的一門學科,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。

3樓:載福堂

仿生學

仿生學有什麼作用

4樓:臘玥

仿生學一詞是2023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」。儘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2023年全美第一屆仿生學討論會的召開為標誌。

仿生學的研究範圍主要包括:力學仿生、分子仿生、能量仿生、資訊與控制仿生等。

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**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;

資訊與控制仿生,是研究與模擬感覺器官、神經元與神經網路、以及高階中樞的智慧活動等方面生物體中的資訊處理過程。例如根據象鼻蟲視動反應制成的「自相關測速儀」可測定飛機著陸速度。根據鱟複眼視網膜側抑制網路的工作原理,研製成功可增強影象輪廓、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,改變元件之間聯絡的權重來進行學習,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,而把資訊和控制仿生的部分內容稱為神經仿生。

附:部分「仿生學」例項

蒼蠅與宇宙飛船

令人討厭的蒼蠅,與巨集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絡起來了。

蒼蠅是聲名狼藉的「逐臭之夫」,凡是腥臭汙穢的地方,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」——嗅覺感受器分佈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衝,送往大腦。大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈衝的不同,就可區別出不同氣味的物質。

因此,蒼蠅的觸角像是一臺靈敏的氣體分析儀。

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,將引匯出來的神經電訊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訊號,便能發出警報。

這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙裡,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**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。

電魚放電的奧祕究竟在**?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。電鰻的發電器呈稜形,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**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係。沿海漁民都知道,生活在沿岸的魚和水母成批地遊向大海,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��

�,早在5億年前,它就漂浮在海洋裡了。這種低等動物有**風暴的本能,每當風暴來臨前,它就遊向大海避難去了。

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,當風暴前的次聲波衝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**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**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。

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有仿生學的例子嗎? 5,仿生學的例子有哪些?

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鳥類在仿生學方面給人類的啟示鳥給了人類科學,生活上哪些啟發

鳥對人類的貢獻是眾所周知的。鳥類還有一種特殊的作用,這就是它啟發了人類的智慧,為人類探求理想的技術裝置或交通工具,提供了原理和藍圖。可以說,在結構 功能 通訊等方面,鳥類是人類的老師,許多現代科學技術問題,科學家常常需要去請教鳥類。鷹擊長空,鴿翔千里,鳥類可以在空中自由飛行,這對人類是多麼大的吸引和...