⑴ 人類有許多創造發明是從動物身上得到其實的。你能舉出幾個例子嗎
1.螢火蟲與冷光燈
2.蝙蝠的回聲定位系統
3.烏龜的貝殼建築
4.長頸鹿與宇航員的服裝
⑵ 人類受到什麼動物的啟發,發明了哪些創造發明
1、由令人討厭的蒼蠅,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、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、船槳模仿的是魚的鰭.
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、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.
18、船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿.
19、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.
20、火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理.
21、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. 22、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.
23、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.
24、人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯.
25、人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的「電子警犬」.
26、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.
27、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
28、鋸子學的是螳螂臂,或鋸齒草.
29、蒼耳屬植物獲取靈感發明了尼龍搭扣.
30、嗅覺靈敏的龍蝦為人們製造氣味探測儀提供了思路.
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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.
雷達是從蝙蝠身上得來的靈感,為軍事上做出了貢獻.
像現在的電腦是仿造人類的大腦而發明出來的.
汽車是從馬車仿造而來的.
科研人員模仿蓮葉的自凈原理,美國已經開始研究如何將這種自凈原理用於汽車製造,使駕車族不必再日日洗車.上海也已研製出具有自潔效應的納米塗料,其乾燥成膜過程中,塗層表面會形成類似荷葉的凹凸形貌,構築一層疏水層.
鯊魚皮膚-連體鯊魚裝.這種鯊魚裝仿造了海中霸王鯊魚的皮膚結構,泳衣上設計了一些粗糙的齒狀凸起,能有效地引導水流,並收緊身體,避免皮膚和肌肉的顫動.
第二代鯊魚裝又增加了一些新的亮點,加入了一種叫做「彈性皮膚」的材料,可使人在水中受到的阻力減少4%.此外,還增加了兩個附件,附在前臂上由鈦硅樹脂做成的緩沖器能使運動員游起來更加輕松;附在胸前和肩後的振動控制系統能幫助引導水流.
模擬海蜇感受次聲波的器官,科技人員設計出一種「水母耳」儀器,可提前15小時左右預報風暴.它由喇叭、接受次聲波的共振器和把這種振動轉變為電脈沖的轉換器以及指示器組成.將這種儀器安裝在船的前甲板上,喇叭做360°旋轉.當它接收到8赫茲-13赫茲的次聲波時,旋轉自動停止,喇叭所指示的方向,就是風暴將要來臨的方向.指示器還可以告訴人們風暴的強度.
如德國輪胎設計專家根據跑行中的貓前爪墊的功能和蜘蛛網的柔順結構及其穩定性,設計出一種AMC墊型輪胎,其表面的柔軟性和硬性網狀結構設計,具有較大的抓地性和運行精度,增加了輪胎與地面的摩擦力,使剎車距離從現在的19米縮短為9米,大大提高了安全性.
德國米勒公司新設計的一款洗衣機內桶表面結構仿造蜂巢和龜背殼形狀,所洗的衣服非常干凈,但洗滌過程卻非常柔順,不傷衣料.
奧托根據鸛的翅膀製造的滑翔機成功的在Brandenburger村飛行了250米,而且他也取得了 「滑翔機之父」的稱號.
科學家從箭魚長針狀突起受到啟發,用於超音速飛機刺破高速飛行時產生的音障;從鯨的造型開發出潛水艇;從海豚頭部氣囊產生振動發射超聲波遇到目標被反射而研製出聲納.
蜜蜂與偏振定向器,蜜蜂採集花粉而不迷路,是因為頭上有一對復眼,每隻復眼由6300個單元組成,光線進入眼晶體後,通過晶錐到達含有感光色素的感光束.感光色素分子對偏振光特別敏感,因而具有良好的定向功能.特別是在烏雲蔽日的情況下,也能根據太陽方位的變化進行時間、方向的校正.科學家受益於蜜蜂偏振光定向本領,研製出偏振定向器用於飛機、艦船.
響尾蛇與熱定位器,響尾蛇的視力幾乎為零,但其鼻子上的頰窩器官具有熱定位功能,對0.001攝氏度的溫差都能感覺出來,且反應時間不超過0.1秒.即使爬蟲、小獸等在夜間入睡後,憑借它們身體所發出的熱能,響尾蛇就能感知並敏捷地前往捕食.科學家根據響尾蛇這一奇特功能,研製出現代夜視儀、空對空響尾蛇導彈以及仿生紅外探測器.
鴿子與預警雷達,鴿子的視網膜主要由外層的視錐體、中層的雙極細胞、後層的神經細胞以及視頂蓋構成,能對亮度、邊緣、方向以及運動等發生特殊反應,所以人們稱鴿眼為「神目」.科學家通過模仿研製出鴿眼電子模型,用於預警雷達系統,提升了探測能力. 夜蛾與超聲波報警器,夜蛾胸腹之間有一對叫作鼓膜器的特殊聽覺器官,可以從很強的背景雜訊中分辨出蝙蝠發出的超聲波,其身上厚密的絨毛還能吸收蝙蝠發射的探測超聲波,從而在天敵面前處於「隱身」狀態.科學家通過把夜蛾身上絨毛狀的材料用於飛機、艦船等裝備,大大減少了目標被雷達、紅外線和超聲波發現的概率.
長頸鹿與抗荷飛行服,長頸鹿脖子很長,腦子與心臟的距離大約是3米,要使血液能輸送到頭上,血壓相對要高,大約是人體的兩倍.但當長頸鹿低頭喝水時,血液卻沒有一股腦地湧向頭部.原來是裹在長頸鹿身體表面的一層厚皮起了作用.長頸鹿低頭時,厚皮緊緊地箍住了血管,限制了血壓,使其不會因血壓突然升高而發生意外. 依照長頸鹿厚皮原理設計的抗荷飛行服,飛行員穿上後在一定程度上起到了限制血壓的作用.當飛機加速時,抗荷飛行服還能壓縮空氣,亦能對血管產生一定的壓力,就此而言比長頸鹿的厚皮更高明了一步
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⑶ 動植物啟發人類創造發明的例子有哪些
1、在海邊,常常見到一種叫水筆仔的植物,它那高高露出水面的樹根,牢牢支撐身體,當海水漲潮時,也不會把自己淹沒。在海邊造房子的人,就學水筆仔的樣子,打下一根根的木樁,高高露出水面,很像扎在水中的水筆仔根,然後再把房子造在木樁上,這樣就再也不怕海水的侵襲了。
2、據說1948年的一天,瑞士發明家喬治喜歡帶著狗外出散步,有一次散步回家,發現自己褲腿上和狗身上都粘滿了一種草籽。草籽粘在狗毛上很牢,要花一定功夫才能把草籽拉下來。喬治感到很奇怪,他運用了敏銳的觀察力,用放大鏡仔細觀察這種草籽。
終於發現,草籽的纖維與狗毛是交叉在一起的,他想,如果採用這兩種形狀的結構不就可以發明一個搭扣嗎?從此,人們的生活中多了一個好幫手——喬治發明的尼龍搭扣。今天,我們穿的鞋有的就是用尼龍搭扣扣上的,背的書包有的也是用尼龍搭扣扣上的。
3、相傳魯班有一次他進深山砍樹木時,一不小心,腳下一滑,手被一種野草的葉子劃破了,滲出血來,他摘下葉片輕輕一摸,原來葉子兩邊長著鋒利的齒,他用這些密密的小齒在手背上輕輕一劃,居然割開了一道口子。
他的手就是被這些小齒劃破的,他還看到在一棵野草上有條大蝗蟲,兩個大板牙上也排列著許多小齒,所以能很快地磨碎葉片。魯班就從這兩件事上得到了啟發。他想,要是這樣齒狀的工具,不是也能很快地鋸斷樹木了嗎!於是,他經過多次試驗,終於發明了鋒利的鋸子,大大提高了工效。
4、車前草,葉子在莖上排列成的螺旋狀,一層順著一層,錯落有致。建築師根據車前草對植物的通風、採光都具有最佳效果的特性,建造了螺旋狀的高樓,這樣既通風,又使高樓各個部分受到均勻的太陽光。
5、在自然界,有一類叫槭樹的植物,它們結出的果實也長著翅膀,一旦離開植物體,翅膀也會飛快地在空中轉動,簡直就是一架有生命的直升機。這也是螺旋槳的發明來歷。
(3)人類的創造發明可以歸結為二種擴展閱讀
其他發明
1、曲尺
曲尺最早的名稱是「矩」,又名魯班尺,傳說是魯班發明。
《墨子-天志上》說:「輪匠執其規矩,以度天下之方圓。」規矩,即圓規及曲尺。曲尺由尺柄及尺翼組成,相互垂直成直角,尺柄較短為一尺,主要為量度之用;尺翼長短不定,最長為尺柄一倍,主要為量直角、平衡線之用。木工以曲尺量度直角,平面,長短甚至平衡線。
2、墨斗
墨斗是木工用來粉碎的工具,它是由魯班發明的。該工具使用桶型盒來存儲墨水。繩索的一端通過墨孔染色。染色繩子的末端是一個叫做「班母」的小木鉤,由魯班的母親發明。班級母親通常距離地面約一英尺。
固定後,染色的繩索彈回地面,施工現場用作水平直線標准。另外,班級母親可以固定在高處,墨斗懸掛,墨斗的重量用作迫使染色鋼絲繩到牆面的力,這是直線標准。門面。石匠大師固定了由鏟斗線收集的岩石的形狀,然後用其他工具敲掉不需要的部分,形成所需板塊,長石等形狀的石頭。
3、古代兵器
鉤和梯是春秋末期常用的兵器。《墨子·魯問》記魯班將鉤改製成舟戰用的「鉤強」,楚國軍隊用此器與越國軍隊進行水戰,越船後退就鉤住它,越船進攻就推拒它。《墨子·公輸》則記他將梯改製成可以凌空而立的雲梯,用以攻城。
⑷ 人類的發明創造是從哪些動物身上學來的
1.海豚,將海豚的體形或皮膚結構應用到潛艇設計原理上設計出潛艇。
2.水母,仿照水母耳朵的結構和功能,設計水母耳風暴預測儀,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。
3.青蛙,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。
4.蒼蠅,蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是「天然導航儀」,人們模仿它製成了「振動陀螺儀」。這種儀器已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是一種「復眼」,由3000多隻小眼組成,人們模仿它製成了「蠅眼透鏡」。
5.蝙蝠,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。
6.藍藻,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。
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 。例如關於信息接收、信息傳遞、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,如將海豚的體形或皮膚結構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系的一門學科,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。
仿生是模仿生物系統的功能和行為,來建造技術系統的一種科學方法。它打破了生物和機器的界限,將各種不同的系統溝通起來。
運用仿生方法可創制新的機械,發明現代化識辨儀器,改進通信系統,設計新穎的工藝和研製人工臟器等。如現代的飛機、極地越野汽車、雷達系統的電子蛙眼、航海的聲納系統、航空建造工程的蜂窩結構、人工腎及人工心臟等,都是仿生的結晶。
⑸ 人類受動物啟示的有哪些創造發明
蒼蠅-----小型氣體分析儀。。
2。螢火蟲-----人工冷光;
3。電魚------伏特電池;
4。水母------水母耳風暴預測儀,
5。蛙眼------電子蛙眼
6。蝙蝠超聲定位器的原理------探路儀」。
7。藍藻-----光解水的裝置,
8。人體骨胳肌肉系統和生物電控制的研究,——步行機。
9。動物的爪子------現代起重機的掛鉤
10。動物的鱗甲------屋頂瓦楞
11。魚的鰭------槳
12。螳螂臂,或鋸齒草------鋸子
13。蒼耳屬植物-------尼龍搭扣。
14。龍蝦-------氣味探測儀。
15。壁虎腳趾------粘性錄音帶
16。貝-----外科手術的縫合到補船等-
17。鯊魚-----泳衣,
18。-鳥----飛機
19。魚------潛水艇
動物仿生學
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。
仿生學是人類一直使用的方法,如模仿海豚皮而構造的"海豚皮游泳衣"、科學家研究鯨魚的皮膚時,發現其上有溝漕的結構,於是有個科學家就依照鯨魚皮構造,造成一個薄膜蒙在飛機的表面,據實驗可節約能源3%,若全國的飛機都蒙上這樣的表面,每年可節約幾十億。又如有科學家研究蜘蛛,發現蜘蛛的腿上沒有肌肉,有腳的動物會走,主要是靠肌肉的收縮,現在蜘蛛沒有肌肉為什麼會走路?經研究蜘蛛不是靠肌肉的收縮進行走路的,而是靠其中的"液壓"的結構進行走路,據此人們發明了液壓步行機……總之,從自然界得到啟迪,模仿其結構進行發明創造.這就是仿生學. 這是我們向自然界學習的一個方面。
另一方面,我們還可以從自然的規律中得到啟迪,利用其原理進行設計(包括設計演算法),這就是智能計算的思想。
智能計算
智能計算,也有人稱之為"軟計算",就是借用自然界(生物界)規律的啟迪,根據其原理,模仿設計求解問題的演算法。如:人工神經網路技術、遺傳演算法、進化規劃、模擬煺火技術和群集智能技術等。
群集智能(Swarm Intelligence)
群居昆蟲以集體的力量,進行覓食、御敵、築巢的能力。這種群體所表現出來的"智能",就稱之為群體智能。如蜜蜂采蜜、築巢、螞蟻覓食、築巢等。從群居昆蟲互相合作進行工作中,得到啟迪,研究其中的原理,以此原理來設計新的求解問題的演算法。
螞蟻演算法
螞蟻覓食時,在它走過的路上,留下外激素,這些外激素就象留下路標一樣,留給後來"蟻"一個路徑的標志。後面的螞蟻,就會沿著有外激素的路徑行走(外激素越多引誘螞蟻的能力就越強)。科學家們對此進行過試驗:用人造的外激素在紙上畫上一條路徑,對螞蟻進行試驗。結果螞蟻果然都沿畫有外激素的路徑行走。
B
D
蟻穴 A
C 食物
螞蟻尋食時,由蟻穴出發,可沿AC,也可沿ABC(見上圖),設各螞蟻尋到食物後沿原路回穴,並在路上留下外激素,那麼因AC路徑短,故當它們沿AC返回時,就在AC上留下兩次外激素。而沿ABC返回者,因其路徑長,僅回到D點,於是AD一段只留過一次外激素(即其上的外激素的濃度比AC上的濃度淡),故這時從蟻穴出來尋食者就會沿濃度大的路徑AC行走……最後大多數的螞蟻都會沿較短的路程進行尋食. 利用這個原理科學者們就設計了螞蟻演算法(進行求最短程)。
上面是個簡單的原理,當然要設計出切實可行的演算法,還要將模型進一步精確,如要計及外激素的揮發(即激素的濃度將隨時間而逐步降低等等).
用螞蟻演算法求最短程
1.一群螞蟻隨機從出發點出發,遇到食物,銜住食物,沿原路返回
2. 螞蟻在往返途中,在路上留下外激素標志
3. 外激素將隨時間逐漸蒸發(一般可用負指數函數來描述,即乘上因子e-at)
4. 由蟻穴出發的螞蟻,其選擇路徑的概率與各路徑上的外激素濃度成正比
螞蟻演算法還可以應用於很多實際問題,例如用於重建通訊路由,管理公司的電話網,對用戶記帳 收費等工作,任務分配問題等
不要停,繼續思索
進一步,將每個螞蟻看成是一個神經元,它們之間的通訊聯絡,看成是各神經元之間的連接,只不過這時的連接不是固定的,而是隨機的。即用一個隨機連接的神經網路來描述一個群體。這種神經網路所具有的性質,就是群體的智能
科學家們從蜻蜓翅膀末端的一塊比周圍略大一些的厚斑點得到了啟示,從而解決了飛機機翼因劇烈抖動而破碎的現象。
蝴蝶
五彩的蝴蝶顏色粲然,如重月紋鳳蝶、褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其後翊在陽光下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍。科學家通過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防禦帶來了極大的稗益。在二戰期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防禦設施。蘇聯昆蟲學家施萬維奇根據當時人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發現的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,盡管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍然無恙,為贏得最後的勝利奠定了堅實的基礎。根據同樣的原理,後來人們還生產出了迷彩服,大大減少了戰斗中的傷亡。
人造衛星在太空中由於位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三網路,嚴重影響許多儀器的正常工作。科學家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調節體溫的啟發,將人造衛星的控溫系統製成了葉片反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調節窗的開合,從而保持了人造衛星內部溫度的恆定,解決了航天事業中的一大難題。
甲蟲
甲蟲自衛時,可噴射出具有惡臭的高溫液體「炮彈」,以迷惑、刺激和驚嚇敵害。科學家將其解剖後發現甲蟲體內有3個小室,分別儲有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發生化學反應,瞬間就成為100℃的毒液,並迅速射出。這種原理目前已應用於軍事技術中。二戰期間,德國納粹為了戰爭的需要,據此機理製造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發動機,安裝在飛航式導彈上,使之飛行速度加快,安全穩定,命中率提高,英國倫敦在受其轟炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發研製出了先進的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產生毒劑的化學物質分裝在兩個隔開的容器中,炮彈發射後隔膜破裂,兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內混合並發生反應,在到達目標的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易於生產、儲存、運輸,安全且不易失效。螢火蟲可將化學能直接轉變成光能,且轉化效率達100%,而普通電燈的發光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發光原理製成的冷光源可將發光效率提高十幾倍,大大節約了能量。另外,根據甲蟲的視動反應機制研製成功的空對地速度計已成功地應用於航空事業中。
蜻蜓
蜻蜓通過翅膀振動可產生不同於周圍大氣的局部不穩定氣流,並利用氣流產生的渦流來使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向後和左右兩側飛行,其向前飛行速度可達72公里/小時。此外,蜻蜓的飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打。科學家據此結構基礎研製成功了直升飛機。飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飛行時安然無恙,於是人們效仿蜻蜓在飛機的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題。
為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動力學以及其飛行的效率,一個四葉驅動,用遠程水平儀控制的機動機翼(翅膀)模型被研製,並第一次在風洞內測試了各項飛行參數。
第二個模型試圖安裝一個以更快頻率飛行的翅膀,達到每秒18次震動的速度。有特色的是,這個模型採用了可變可調節前後兩對機翼之間相差的裝置。
研究的中心和長遠目標,是要研究使用「翅膀」驅動的飛機表現,以及與傳統的螺旋推動器驅動的飛機效率的比較等等。
蒼蠅
家蠅的特別之處在於它的快速的飛行技術,這使得它很難被人類抓住。即使在它的後面也很難接近它。它設想到了每一種情況,非常小心,並能快速移動。那麼,它是怎麼做到的呢?
昆蟲學家研究發現,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,大在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。蒼蠅的復眼包含4000個可獨立成像的單眼,能看清幾乎360度范圍內的物體。在蠅眼的啟示下,人們製成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高解析度照片的蠅眼照像機,在軍事、醫學、航空、航天上被廣泛應用。蒼蠅的嗅覺特別靈敏並能對數十種氣味進行快速分析且可立即作出反應。科學家根據蒼蠅嗅覺器官的結構,把各種化學反應轉變成電脈沖的方式,製成了十分靈敏的小型氣體分析儀,目前已廣泛應用於宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體成分,使科研、生產的安全系數更為准確、可靠。
蜂類
蜂巢由一個個排列整齊的六稜柱形小蜂房組成,每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成,這些結構與近代數學家精確計算出來的——菱形鈍角109○28』,銳角70○32』完全相同,是最節省材料的結構,且容量大、極堅固,令許多專家贊嘆不止。人們仿其構造用各種材料製成蜂巢式夾層結構板,強度大、重量輕、不易傳導聲和熱,是建築及製造太空梭、宇宙飛船、人造衛星等的理想材料。蜜蜂復眼的每個單眼中相鄰地排列著對偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太陽准確定位。科學家據此原理研製成功了偏振光導航儀,被廣泛用於航海事業中。
蒼蠅、螢火蟲、電魚、水母,見下詳述。
第五個:章魚的吸盤~
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。據傳說,我國古代著名工匠魯班,上山伐樹時,被絲矛草割破了手。他覺得奇怪,一棵小草怎麼會這樣厲害?經過仔細觀察,他發現絲茅草葉子的邊緣長著許多鋒利的細齒。於是魯班發明了木工用的鋸子。據推測,古代木船的發明,是從魚類的游泳得到了啟示。在發明飛機的過程中,人們也從蟲、鳥的飛行中學到了許多有用的知識。
現在,科學家們正帶著定向、導航、探測、能量轉換、信息處理、生物合成、結構力學和流體力學等眾多的科學難題,到生物界中去尋找啟示和答案。
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幫助
⑹ 人類從大自然中受到過哪些啟發,有什麼發明創造
人類從大自然中受啟發的發明創造:
1.振動陀螺儀
根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能,仿製成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。
2.雷達
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。在各種地方都會用到雷達,例如:飛機、航空等。
3.伏特電池
電魚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特電池。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,成功地模仿電魚的發電器官。
4.薄殼建築
蛋殼呈拱形,跨度大,包括許多力學原理。雖然它只有2 mm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。這類建築有許多優點:用料少,跨度大,堅固耐用。薄殼建築也並非都是拱形,舉世聞名的悉尼歌劇院則像一組泊港的群帆。
5.斑馬
斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒有什麼兩樣,它們身上的條紋是為適應生存環境而衍化出來的保護色。在所有斑馬中,細斑馬長得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圓又大,條紋細密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥等共處,以抵禦天敵。
隨著生產的需要和科學技術的發展,從20世紀50年代以來,人們已經認識到生物系統是開辟新技術的主要途徑之一,自覺地把生物界作為各種技術思想、設計原理和創造發明的源泉。人們用化學、物理學、數學以及技術模型對生物系統開展著深入的研究,促進了生物學的極大發展,對生物體內功能機理的研究也取得了迅速的進展。
此時模擬生物不再是引人入勝的幻想,而成了可以做到的事實。例如關於信息接受(感覺功能)、信息傳遞(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,如將海豚的體形或皮膚結構(游泳時能使身體表面不產生紊流)應用到潛艇設計原理上。
參考資料:網路-仿生學事列
⑺ 人類受到大自然的啟發的發明創造有哪些
1.由令人討厭的蒼蠅,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.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.船槳模仿的是魚的鰭. 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. 人類的發明——來自動物的靈感 船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿.科學家根據火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.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.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.人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯(hang).人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的「電子警犬」. 仿生與高科技 現代的雷達,一種無線電定位和測距裝置:科學家研究發現蝙蝠魔不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵組成的回聲定位系統.因為蝙蝠魔在飛行時發出超聲波,又能覺察出障礙物反射回來的超聲波.科學家據此設計出了現代的雷達——一種無線電定位和測距裝置 …科學家通過對海豚游泳阻力小的研究發明了能提高魚雷航速的人工海豚皮;以及模仿袋鼠在沙漠運動形式的無輪汽車(跳躍機)等. 前蘇聯科學院動物研究所的科學家在企鵝王的啟示下,他們設計了一種新型汽車--「企鵝王」牌極地越野汽車.這種汽車的寬闊的底部,直接貼在雪面上,用輪勺撐動著前進,行駛速度可達50公里/小時. 科學家模仿昆蟲製造了太空機器人. 澳大利亞國立大學的一個科研小組通過對幾種昆蟲的研究,已經研製出一個小型的導航和飛行控制裝置.這種裝置可以用來裝備用於火星考察的小型飛行器. 英國科學家在仿生學啟發下,正在研製一種可以靠尾鰭擺動以S形「游水」的潛艇新式潛艇的主要創新之處是使用了被稱為「象鼻致動器」的裝置.「象鼻」由一組用薄而柔軟的材料做成的軟管組成,模仿肌肉活動,推動鰭的運動.這種新式潛艇可以充當水底掃雷潛艇,用來對付最輕微的聲響或干擾便會引爆的水雷. 1666年前後,牛頓在老家居住的時候已經考慮過萬有引力的問題.假期里,他常常在花園里小坐片刻.有一次,象以往屢次發生的那樣,一個蘋果從樹上掉了下來…… 一個蘋果的偶然落地
田戈(2365047289) 14:59:04
.由令人討厭的蒼蠅,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.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.船槳模仿的是魚的鰭. 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. 人類的發明——來自動物的靈感 船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿.科學家根據火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.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.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.人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯(hang).人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的「電子警犬」. 仿生與高科技 現代的雷達,一種無線電定位和測距裝置:科學家研究發現蝙蝠魔不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵組成的回聲定位系統.因為蝙蝠魔在飛行時發出超聲波,又能覺察出障礙物反射回來的超聲波.科學家據此設計出了現代的雷達——一種無線電定位和測距裝置 …科學家通過對海豚游泳阻力小的研究發明了能提高魚雷航速的人工海豚皮;以及模仿袋鼠在沙漠運動形式的無輪汽車(跳躍機)等. 前蘇聯科學院動物研究所的科學家在企鵝王的啟示下,他們設計了一種新型汽車--「企鵝王」牌極地越野汽車.這種汽車的寬闊的底部,直接貼在雪面上,用輪勺撐動著前進,行駛速度可達50公里/小時. 科學家模仿昆蟲製造了太空機器人. 澳大利亞國立大學的一個科研小組通過對幾種昆蟲的研究,已經研製出一個小型的導航和飛行控制裝置.這種裝置可以用來裝備用於火星考察的小型飛行器. 英國科學家在仿生學啟發下,正在研製一種可以靠尾鰭擺動以S形「游水」的潛艇新式潛艇的主要創新之處是使用了被稱為「象鼻致動器」的裝置.「象鼻」由一組用薄而柔軟的材料做成的軟管組成,模仿肌肉活動,推動鰭的運動.這種新式潛艇可以充當水底掃雷潛艇,用來對付最輕微的聲響或干擾便會引爆的水雷. 1666年前後,牛頓在老家居住的時候已經考慮過萬有引力的問題.假期里,他常常在花園里小坐片刻.有一次,象以往屢次發生的那樣,一個蘋果從樹上掉了下來…一個蘋果!
⑻ 人類受大自然啟發的 發明創造有哪些
人類的發明——來自動物的靈感 船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿。科學家根據火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。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。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。人類還利用蛙跳的原理設計了蛤蟆夯(hang)。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺製成了用於偵緝的「電子警犬」。
仿生與高科技 現代的雷達,一種無線電定位和測距裝置:科學家研究發現蝙蝠魔不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵組成的回聲定位系統。因為蝙蝠魔在飛行時發出超聲波,又能覺察出障礙物反射回來的超聲波。科學家據此設計出了現代的雷達——一種無線電定位和測距裝置 …科學家通過對海豚游泳阻力小的研究發明了能提高魚雷航速的人工海豚皮;以及模仿袋鼠在沙漠運動形式的無輪汽車(跳躍機)等。
前蘇聯科學院動物研究所的科學家在企鵝王的啟示下,他們設計了一種新型汽車--「企鵝王」牌極地越野汽車。這種汽車的寬闊的底部,直接貼在雪面上,用輪勺撐動著前進,行駛速度可達50公里/小時。
科學家模仿昆蟲製造了太空機器人。
澳大利亞國立大學的一個科研小組通過對幾種昆蟲的研究,已經研製出一個小型的導航和飛行控制裝置。這種裝置可以用來裝備用於火星考察的小型飛行器。
英國科學家在仿生學啟發下,正在研製一種可以靠尾鰭擺動以S形「游水」的潛艇新式潛艇的主要創新之處是使用了被稱為「象鼻致動器」的裝置。「象鼻」由一組用薄而柔軟的材料做成的軟管組成,模仿肌肉活動,推動鰭的運動。這種新式潛艇可以充當水底掃雷潛艇,用來對付最輕微的聲響或干擾便會引爆的水雷