1、 创新世界的钥匙：仿生学创新世界的钥匙：仿生学前言信息仿生控制仿生拟态仿生力学仿生化学仿生整体仿生信息仿生青蛙与电子蛙眼青蛙与电子蛙眼青蛙的视觉系统青蛙的视觉系统青蛙捕虫的本领很大，当有小飞虫从它眼前飞过时，便一跃而起,总能准确地把虫抓住。但蛙眼对静止的东西，却“视而不见”。即使有苍蝇呆在眼前，也不会引起它的注意。科学家对蛙眼的结构进行了研究，发现它的里面有四种神经细胞，也就是四种“检测器”。它们的形状、大小、功能各不相同。信息仿生青蛙与电子蛙眼青蛙与电子蛙眼青蛙在这四种神经细胞的青蛙在这四种神经细胞的作用下，能把一个复杂图作用下，能把一个复杂图像分解成几种容易辨别的像分解成几种容易辨别的特征
2、，然后传送到脑的视特征，然后传送到脑的视觉中心，经过综合，就能觉中心，经过综合，就能看到原来的完整图像。看到原来的完整图像。人们根据蛙眼的视觉原理，人们根据蛙眼的视觉原理，研制成功一种电子蛙眼。研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。出特定形状的物体。青蛙的视觉系统青蛙的视觉系统信息仿生“水母耳水母耳”风暴预测仪风暴预测仪水母耳与电子耳水母耳与电子耳水母在进化过程中发展了一套预测风暴的本领，每当风暴来临前就游向大海避难去了。在海洋上，由空气与海浪摩擦而产生的次声波，总是风暴来临的前奏曲，次声波人耳是无法听到
3、，小水母却很敏感。仿生学家发现，水母的共振腔里长着一个细柄，柄上有个小球，小球内有块小小的听石。当风暴来临前的次声波冲击水母耳内的听石时，听石就刺激球壁上的神经感受器，于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。信息仿生“水母耳水母耳”风暴预测仪风暴预测仪水母耳与电子耳水母耳与电子耳模拟海蜇感受次声波模拟海蜇感受次声波的器官，科技人员设的器官，科技人员设计出一种计出一种水母耳水母耳仪仪器，可提前器，可提前15小时左小时左右预报风暴。右预报风暴。控制仿生蛇蛇田鼠田鼠热血动物身体热血动物身体向外散热向外散热蛇通过感受器蛇通过感受器探测到热源探测到热源蛇的红外探测蛇的红外探测控制仿生颊窝颊窝颊窝颊窝是一
4、个红外感受器，是一个红外感受器，对周围温度变化极为敏感，对周围温度变化极为敏感，能感受能感受0.001的温度变化。的温度变化。这类蛇能在夜间准确判断这类蛇能在夜间准确判断周围恒温动物的位置周围恒温动物的位置蛇的红外探测蛇的红外探测控制仿生飞行中的蝙蝠飞行中的蝙蝠超声波超声波声音反射波声音反射波蛾蛾蝙蝠的捕食蝙蝠的捕食蝙蝠与超声波蝙蝠与超声波控制仿生蝙蝠的回声定位蝙蝠的回声定位超声信号被反射超声信号被反射蝙蝠与超声波蝙蝠与超声波脑脑控制仿生蝙蝠与超声波蝙蝠与超声波蝙蝠的声纳处理蝙蝠的声纳处理参考波刺激参考波刺激接受器接受器载有信息载有信息的超声波的超声波发出的发出的超声波超声波控制仿生夜蛾的反雷
5、达技术夜蛾的反雷达技术反雷达技术使夜蛾死里逃生反雷达技术使夜蛾死里逃生控制仿生夜蛾的反雷达技术夜蛾的反雷达技术鼓膜器鼓膜器鼓膜器鼓膜器 振动器振动器胸神经节胸神经节听觉系统听觉系统夜蛾的反声纳技术主要归功于它的特殊的耳朵鼓膜器。这种“耳朵”长在夜蛾的胸腹之间的凹处，它专门接收超声波信号，甚至连超声波信号的变化都能感觉出来。当蝙蝠还在离夜蛾30米远、5米高之处飞行时，夜蛾就能感知它所发出的微弱超声波信号，并能查明蝙蝠的距离和飞行特征的变化。夜蛾听到蝙蝠“叫声”后，趁着蝙蝠离自己还远，立即采取紧急措施，翻筋斗、兜圈子、螺旋下降这样就快速逃走了。控制仿生千里迁徙千里迁徙万里洄游万里洄游动物的天然导航
6、动物的天然导航控制仿生动物的天然导航动物的天然导航 一些动物利用日月星一些动物利用日月星辰导航，也有些动物利辰导航，也有些动物利用海流、海水成分、地用海流、海水成分、地磁场、重力场等进行导磁场、重力场等进行导航，为研制通讯设备和航，为研制通讯设备和新型导航仪器提供启迪新型导航仪器提供启迪定义定义 生物界中普遍存在着拟态，现将生物界中普遍存在着拟态，现将拟态用于工程技术中去就叫拟态用于工程技术中去就叫拟态仿生拟态仿生拟态仿生动物的保护色与拟态动物的保护色与拟态枯枯叶叶蝶蝶雷雷鸟鸟冬冬天天雷雷鸟鸟夏夏天天竹竹节节虫虫拟态仿生拟态仿生拟态仿生坦克的迷彩着装坦克的迷彩着装三色迷彩的德国三色迷彩的德国“
7、豹豹”I I坦克在电视成像下的效果坦克在电视成像下的效果拟态仿生拟态仿生拟态仿生坦克的迷彩着装坦克的迷彩着装力学仿生生物与造船生物与造船模仿鳕鱼、鲇鱼外形模仿鳕鱼、鲇鱼外形建造的帆船建造的帆船体形的模仿体形的模仿力学仿生生物与造船生物与造船体形的模仿体形的模仿力学仿生生物与造船生物与造船模仿鲸的胸鳍给船装上了船鳍模仿鲸的胸鳍给船装上了船鳍结构的模仿结构的模仿力学仿生生物与造船生物与造船结构的模仿结构的模仿潜水艇在航行时会潜水艇在航行时会造成巨大的湍流造成巨大的湍流海豚游泳时身海豚游泳时身边的水流很小边的水流很小力学仿生鹰击长空鹰击长空啸傲云天啸傲云天生物与飞机力学仿生生物与飞机达芬奇设计的扑翼
8、飞机达芬奇设计的扑翼飞机飞鸟与飞机飞鸟与飞机力学仿生生物与飞机飞鸟与飞机飞鸟与飞机飞鸟的体形和翅膀飞鸟的体形和翅膀在滑进飞行时与飞在滑进飞行时与飞机的飞行极为相似机的飞行极为相似力学仿生生物与飞机昆虫与飞机昆虫与飞机飞机仿造蜻蜓的翅膀配重防止振颤飞机仿造蜻蜓的翅膀配重防止振颤力学仿生薄壳结构薄壳结构艺术珍品艺术珍品澳大利亚悉尼歌剧院澳大利亚悉尼歌剧院生物与建筑东京中银舱体楼东京中银舱体楼力学仿生生物与建筑舱体结构舱体结构力学仿生生物与建筑圆顶屋圆顶屋 美国佛罗里达的美国佛罗里达的 未来世界博物馆未来世界博物馆化学仿生狗的嗅觉过程狗的嗅觉过程狗的鼻子里的雾受一种蛋白质的控制，将气味分子浓缩后传送
9、给鼻子里的气味感受器上的气味辨别蛋白，当气味辨别蛋白将不同的气味辨别后，被辨别出的特定的气味信号，立即被嗅觉细胞传递给大脑，大脑便知道了所闻到的是一种什么气味人工嗅觉检修宇宙飞船的机器人检修宇宙飞船的机器人模仿人类的动作与技巧模仿人类的动作与技巧整体仿生整体仿生自动化机器自动化机器自动化机器人从月球土壤中提取气体自动化机器人从月球土壤中提取气体智能机器人仿生学仿生学 模仿生物系统的原理以建造技术系模仿生物系统的原理以建造技术系统，或者使人造技术系统具有生物系统统，或者使人造技术系统具有生物系统特征或类似特征的科学特征或类似特征的科学仿生学的概念仿生学的概念生物体生物体生物模型生物模型数学模型数
10、学模型技术模型技术模型技术装置技术装置仿生学的研究方法仿生学的研究方法1.从苍蝇身上仿制成功小型气体分析仪，安装在宇宙飞船座舱里检测舱内气体的成分。2.从萤火虫到人工冷光；3.电鱼与伏特电池；4.仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴预报。5.人们根据蛙眼的视觉原理，研制成功电子蛙眼。能准确无误识别出特定形状的物体。6.根据蝙蝠超声定位器的原理，防制了盲人用的“探路仪”。7.模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。8.根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器步行机。9.现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。10
11、.屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。11.船桨模仿的是鸭的蹼。12.锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。13.苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。14.嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。15.壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。16.贝壳生成的胶体非常牢固，这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等。17.树叶的排列和悉尼大剧院的建设。18.潜水艇和鱼的沉浮。19.响尾蛇能感知附近动物的体温而准确捕获猎物和红外制导空对空响尾蛇导弹。20.人们根据章鱼发明烟雾弹。21.根据蛋壳发现拱形的承受力量。22.飞机飞行时产生的剧烈抖动是根据蜻蜓改善的。23.变色衣服是学习蝴蝶上的鳞片。24.防水衣服是仿荷叶造的。25.鼠标是仿老鼠的。26.从长颈鹿将血液通过长颈到头部中得到启示，设计出失重下体内的血液输送技术。27.从鲸特殊的形体“流线体”得到启示，改进了船体设计，提高了航行速度。28.模仿袋鼠跳跃，发明越野车。29.模仿某些贝壳制成外壳坚硬的坦克。30.从鱼类在水中自由升降得到启示，发明了潜水艇。31.模仿袋鼠的育儿袋，发明了育儿箱。
