⑴ 我想发明的一种东西. 内容里. 外形和使用方法写一,完后写什么
发明或者实用新型专利申请的说明书,应当写明发明或者实用新型的名称,该名称应当与请求书中的名称一致。说明书应当包括下列内容:
(一)技术领域:写明要求保护的技术方案所属的技术领域;
(二)背景技术:写明对发明或者实用新型的理解、检索、审查有用的背景技术;有可能的,并引证反映这些背景技术的文件;
(三)发明内容:写明发明或者实用新型所要解决的技术问题以及解决其技术问题采用的技术方案,并对照现有技术写明发明或者实用新型的有益效果;
(四)附图说明:说明书有附图的,对各幅附图作简略说明;
(五)具体实施方式:详细写明申请人认为实现发明或者实用新型的优选方式;必要时,举例说明;有附图的,对照附图。
⑵ 老师要求我们从一些小动物身上得到启示发明一种东西,谁能帮帮我.(自己发明)
蝙蝠-雷达
小鸟-飞机
青蛙-电子蛙眼
鲨鱼-潜水艇
变色龙-便衣
鲸鱼-提高轮船速度
蜻蜓-让飞机的机翼不会破碎
长颈鹿-抗荷服
海母-暴雨检查器
萤火虫-人工冷光
龙虾-气味探测仪
1。由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。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。
2。从萤火虫到人工冷光;
3。电鱼与伏特电池;
4。水母的顺风耳,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小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
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。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鱼的鳍。
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。贝用它的蛋白质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一切事情上。
有名的例子很多,如模仿海豚皮而构造的“海豚皮游泳衣”、科学家研究鲸鱼的皮肤时,发现其上有沟漕的结构,于是有个科学家就依照鲸鱼皮构造,造成一个薄膜蒙在飞机的表面,据实验可节约能源3%,若全国的飞机都蒙上这样的表面,每年可节约几十亿。又如有科学家研究蜘蛛,发现蜘蛛的腿上没有肌肉,有脚的动物会走,主要是靠肌肉的收缩,现在蜘蛛没有肌肉为什么会走路?经研究蜘蛛不是靠肌肉的收缩进行走路的,而是靠其中的“液压”的结构进行走路,据此人们发明了液压步行机……总之,从自然界得到启迪, 模仿其结构进行发明创造.这就是仿生学. 这是我们向自然界学习的一个方面.另一方面,我们还可以从自然的规律中得到启迪,利用其原理进行设计(包括设计算法),这就是智能计算的思想
鸟类对仿生学的贡献
从始祖鸟的出现到现在,在这亿万年的漫长进化过程中,鸟类形成了许多卓有成效的导航、识别、计算、能量转换等系统,其灵敏性、高效性、准确性、抗干旱性都另人惊叹不已。人们研究这些结构和功能原理并加以模拟,用来改善现有的或创造新的机械、仪器、工艺,这就是仿生学研究的一项重要内容。
鸟类有高超的飞行本领,当然现代的飞机在很多性能上都远远超过鸟类,可是在节约能源上,在灵巧性上就相形见绌了。如一只鸟连续在海洋上空飞行4000多公里,体重减轻0.06公斤;小巧的蜂鸟不仅能垂直起落,而且在吮吸花蜜时能取直立姿势,悬在空中进退自如,灵活异常。对这些特殊功能的研究利用,将会使飞机的性能进一步得到改进。
如野鸭能悠然自得地飞行在9500米的半高空,而人在登上4500米时呼吸已经感到很困难了。研究鸟为什么会在空气稀薄的条件下脑血管依然畅通,可对人类在供氧不足的环境中正常生活和延长生命有重要意义。
鸽子在仿生学方面有很大的贡献。它的腿上有一个小巧而灵敏的感受地震的特殊结构,人们根据它的原理仿制出一种新的地震仪,使地震预报更加准确。它的眼睛有着特殊的识别本领,这是由于它的视网膜上有6种功能专一的神经节细胞:叶亮度检测器、普通边检测器、凸边检测器、方向检测器、垂直边检测器、水平检测器,人们模仿它视网膜上的细胞结构制成的鸽眼电子模型,虽结构还不及它的复杂和完善,但安装在警戒雷达上、应用于电子计算机处理有关数据方面已有广阔的前景。
地球上海水占总水量的97%。而海水的人工淡化器目前设备庞大、结构复杂、耗能量高。但海鸥、信天翁这些海鸟却可以通过眼睛附近一条盐腺把喝下去的海水中的盐分排出,一旦完成这个功能的模拟,人类利用海洋的前景将会更加广阔。
此外,人们根据鹰眼的结构正在研制鹰眼系统导弹,这种导弹在飞临打击目标上空时就能自动寻找、识别目标而跟踪攻击。
蝴蝶与仿生
五彩的蝴蝶锦色粲然,如重月纹凤蝶,褐脉金斑蝶等,尤其是萤光翼凤蝶,其后翅在阳光下时而金黄,时而翠绿,有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究,为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间,德军包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况,提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此,尽管德军费尽心机,但列宁格勒的军事基地仍安然无惹,为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理,后来人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。
人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化,有时温差可高达两、三网络,严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发,将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式,在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝,随温度变化可调节窗的开合,从而保持了人造卫星内部温度的恒定,解决了航天事业中的一大难题。
-- 甲虫与仿生
屁步甲炮虫自卫时,可喷射出具有恶臭的高温液体“炮弹”,以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室,分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反应,瞬间就成为100℃的毒液,并迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。二战期间,德国纳粹为了战争的需要,据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机,安装在飞航式导弹上,使之飞行速度加快,安全稳定,命中率提高,英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。美国军事专家受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中,炮弹发射后隔膜破裂,两种毒剂中间体在弹体飞行的8~10秒内混合并发生反应,在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输,安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光能,且转化效率达100%,而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍,大大节约了能量。另外,根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
-- 蜻蜓与仿生
蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流,井利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飞行,还能向后和左右两侧飞行,其向前飞行速度可达72km/h。此外,蜻蜒的飞行行为简单,仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时,常会引起剧烈振动,甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙,于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤,解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
-- 苍蝇与仿生
昆虫学家研究发现,苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时,平衡棒以一定的频率进行机械振动,可以调节翅膀的运动方向,是保持苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪,大大改进了飞机的飞行性能LlJ,可使飞机自动停止危险的滚翻飞行,在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡,即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。 苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼,能看清几乎360°范围内的物体。在蝇眼的启示下,人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机,在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构,把各种化学反应转变成电脉冲的方式,制成了十分灵敏的小型气体分析仪,目前已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分,使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
-- 蜂类与仿生
蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成,每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109°28\',锐角70°32\' 完全相同,是最节省材料的结构,且容量大、极坚固,令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏振光导航仪,早已广泛用于航海事业中。
-- 其它昆虫与仿生
跳蚤的跳跃本领十分高强,航空专家对此进行了大量研究,英国一飞机制造公司从其垂直起跳的方式受到启发,成功制造出了一种几乎能垂直起落的鹞式飞机。现代电视技术根据昆虫单复眼的构造特点,造出了大屏幕彩电,又可将一台台小彩电荧光屏组成一个大画面,且可在同一屏幕上任意位置框出某几个特定的小画面,既可播映相同的画面,又可播映不同的画面。科学家根据昆虫复眼的结构特点研制成功的多孔径光学系统装置,更易于搜索到目标,已在国外一些重要武器系统中应用。根据某些水生昆虫的组成复眼的单眼之间相互抑制的原理,制成的侧抑制电子模型,用于各类摄影系统,拍出的照片可增强图像边缘反差和突出轮廓,还可用来提高雷达的显示灵敏度,也可用于文字和图片识别系统的预处理工作。美国利用昆虫复眼加工信息及定向导航原理,研制了具有很大实用价值的仿昆虫复眼寻的末制导导引头的工程模型。日本利用昆虫形态及特性开发研制了六足机器人等工学机器和建筑物的新构造方式。
-- 未来展望
昆虫在亿万年的进化过程中,随着环境的变迁而逐渐进化,都在不同程度地发展着各自的生存本领。随着社会的发展,人们对昆虫的各种生命活动掌握得越来越多,越来越意识到昆虫对人类的重要性,再加上信息技术特别是计算机新一代生物电子技术在昆虫学上的应用,模拟昆虫的感应能力而研制的检测物质种类和浓度的生物传感器,参照昆虫神经结构开发的能够模仿大脑活动的计算机等等一系列的生物技术工程,将会由科学家的设想变为现实,并进入各个领域,昆虫将会为人类做出更大的贡献。
-- 昆虫知多少
对人类危害最大的昆虫是蚊子,它们每年使300万人死于其传染的疟疾、黄热病、登革热等疾病。
蚂蚁是力气最大的昆虫,它可支撑其体重300倍的重物。
跳蚤是跳高冠军,它一跳就是其体长的200倍。这相当于人跳400m高。
蝗虫是飞行能力最强的昆虫,它可以连续不停地飞行9个小时。
食量最大的天蛾幼虫,它在出生一个月内可吃掉比其体重重80000倍的东西。
一头桑蚕可纺出长达一公里多长的单条纤维。
移动最快的昆虫是热带蟑螂,每秒钟可移动40~43倍体长的距离,相当于人每秒前进130m。
小蚋是翅振速率最快的昆虫,每秒钟可拍打60000万次。
反差最大的昆虫是产于非洲的一种凤蝶,美不胜收,但其臭无比,而且有剧毒。
天蛾是嗅觉归灵敏的昆虫,其雄蛾可以在十几公里以外嗅到雌蛾散发出的气味。虽然雌蛾释放的信息素只有0.0001mg。
眼睛最多的昆虫是晴蜓,它的一只复眼由28000个单眼组成。
最勤劳的昆虫是蜜蜂,它一生不辞劳苦地到处寻觅花粉、花蜜,直到死亡。
蜂巢中,由40g蜡筑出的蜜室可以承载2kg重蜂蜜。
蜜蜂要采集2000朵花的花蜜才能生产出一茶匙的蜂蜜。
萤火虫是光能转换率最好的昆虫,它们可将90%的能量转换成光能。我们平时用的灯泡能量转换率只有5.5%。
最小的昆虫是北美的一种小虫,身长仅0.25mm,可直接穿过一个针眼。
最大的昆虫是产于印度尼西亚的大竹节虫,其翼间宽33cm,另一种印度大蚕蛾,翅展开宽度亦有30cm。
外表形态最原始的昆虫是蟑螂,2.5亿年来它们几乎完全没变。
白蚁含有60%的蛋白质,而牛排只含15%,所以以昆虫作食物的人越来越多,可以预料白蚁将是人类未来重要的蛋白质来源之一。
最美丽的昆虫是鞘翅目中的一种花金龟,其鞘翅上有金色、宝蓝、烟黑、柠檬黄、桃红和豆绿等色,还有发亮的紫色触角,而且极协调。据说每只可售到五万美元。
种类最多的昆虫是鞘翅目昆虫,科学家预计地球上可能有三百万种以上,而目前有记录的已近五十万种,几乎占已知动物总类的30%和昆虫种类的一半。
从仿生学角度来看,被人类研究得最多的昆虫是苍蝇,其眼、足、平衡棒、舐吸式口器、免疫能力、飞行技巧等诸多方面的仿生成果以应用到人类生活的许多方面。
炮虫(步甲科屁步甲属)会自行喷出温度约100℃、由过氧化氢和氢醌混合腐蚀性气体来驱赶进犯者。它像枪一样地连续射20次,射程为5cm,为其体长的4倍。这种甲虫不会受热或腐蚀性气体的伤害。
智商最高的昆虫是蜜蜂,一美科学家在按1、2、4、8、16、32……的规律往地上白方块上加糖,在其加完32正准备到64位方块时,那儿已经有许多蜜蜂在等候了,该科学家沮丧地说:“也不知是我在拿它们做试验,还是它们在拿我在做试验!”。这一发现证明了有些动物也有抽象思维能力。
昆虫中最残酷且规模最大的战争发生在蚂蚁中,本人曾亲睹过这样一件事。在一近一平方米的范围内全是我们常见的蚂蚁,它们在激战,死伤无数。据说南美的蚁战规模还有大得多。这种战争场面不太容易看得到。
-- 昆虫与仿生学
被称为“仿生苍蝇”的一种机器人可能会引起战场外科的一场革命。它将是第一种在战场上那能被带领到负伤军人那里和给他们作紧急处理的机器人,在那里,由外科医生操作太危险了。
以前的外科医生机器人局限性很大,因为它们依靠受伤的军人携带。
“仿生苍蝇”找到伤员后,就展开它的马达驱动的手臂,执行外科手术,由可能在数百英里远的医生来引导。这种新的机器人是第一次使用两只手臂来进行遥控外科操作。
这种机器人将于本周稍后在海牙的国际医学仿真和教育会议上展示。
远程外科医生用视频照相机, 3D视频图像,立体声和远程工具和力量反馈来控制机器人。当外科医生移动工具,仿生苍蝇的手臂就进行模仿。当机器人碰到软组织,外科医生就通过力量反馈感到有阻力。
它已经被美国军医使用,作为训练帮助,并且在动物身上进行一些复杂的操作。
-- 蜜 蜂
蜂有许多种。有些蜂生活在由12只左右的蜂组成的群体之中,还有些则独居。最具有社会性的是蜜蜂,在一个蜂巢内可以有多达8万只的蜜蜂。
蜂巢最具特色的地方在于蜂室,许多蜂室连在一起形成蜂房。每个蜂室都呈六角形,这是一种结构坚固的形状。与建造其他形状相比,它既省蜡又省力。
一部分蜂室用来贮藏食物,即蜜蜂从花中采集来的那些花粉和花蜜。花蜜会在蜂室中变成蜂蜜。所有的卵都是由蜂后产下的,它在每个蜂室中产下一只卵。接下来,这些卵将由雌性工蜂来照料。
每个蜂室都是由蜜蜂体内分泌出的蜡制成的。蜜蜂会用嘴和前腿把蜡揉软以便加工。
当一只工蜂在花间飞来飞去时,它会把采集到的花粉贮藏在后腿的花粉蓝中。
一间蜂房有许多蜂室,其墙的厚度都是相同的。建造蜂房的工蜂会用它们的触角刺墙,看究竟刺进去多少,以此来判断墙的厚度。
-- 发现蚂蚁“吸血鬼” 解开蚂蚁进化之谜
在马达加斯加发现了一种食肉蚁群落。据科学家周二的介绍说,蚂蚁是这个世界上进化得最成功的昆虫物种,而这次发现的食肉蚁对于解开蚂蚁进化之谜将起到非常重要的作用。
这种蚂蚁长相非常可怕,发现它的人给它取名为“Dracula”蚁,它们在饥饿时会吸取它们自己幼虫体内的汁液来补充营养,这种行为被认为是蚂蚁与黄蜂之间在数百万年前进行的一种进化行为。
来自美国加州科学院的布来恩-费舍(Brian Fisher)在马达加斯加首都安塔那那利弗(Antananarivo)郊外55英里处的一个烂树桩内发现了这些食肉蚂蚁。
在人类已经了解的昆虫种类中,蚂蚁虽然很弱小,但它们在地球上分布最广,并且在数量上超过地球上任何种类的生物。研究人员想知道到底是什因素使蚂蚁进化得如此成功。
马达加斯加,是非洲东南部海域的一个岛国,由于其相对与世隔绝的生态环境,缺少新物种的竞争,部分较老或者可以说是“遗迹“物种在这里能够幸存下来,所以这个岛国已经被人们看成是一块富有生物信息的珍宝之地。
“Dracula”蚁是1993年首次在马达加斯加发现的,但这次费舍的发现是首次对这种蚂蚁生活群落的发现。这将允许科学家们了解到更多的蚂蚁进化细节。费舍认为“Dracula”蚁与早期的黄蜂之间有些必然联系。
在这种蚂蚁群落中,蚁后和工蚁在饥饿的时候,会到洞内的幼蚁室,在它们的幼虫身上打出一个洞,吸取它们的体液,获取养料。
费舍解释说,这就是为什么他会给这种蚂蚁起名为“Dracula”的原因,“Dracula”指的一种吸血鬼。他说:“我们认为这是一种非常残忍的自相残杀行为。”
他认为,以后对于“Dracula”蚁的研究可以使科学家们掌握更多蚂蚁行为的发展线索。最终使科学家可以重新考虑他们对于蚂蚁进化过程的所有设想。“这些最初的发现告诉我们,目前人们对蚂蚁进化过程的设想是不准确的。这次发现,最重要的事情不是我们找到了一个新物种,而是它对于帮助我们解开生命进化之谜非常重要。”
-- 从蝴蝶翅膀到防伪纸币
在一般人看来,蝴蝶翅膀与防伪纸币或防伪信用卡本是南其辕北其辙互不着边的两个事物,根本没有什么联系,可是,只要你耐心读完这不到千字的小文,你就会明白这其中确有某些因缘,而且,你还会看到仿生学这个学科的又一个妙用。请继续往下读!
所谓仿生学,它是研究如何模仿生物的结构和功能,来制造设备或物件以造福人类的学科。日前发表在英国《自然》杂志上的关于一种生活在印度尼西亚的蝴蝶翅膀的颜色的形成问题的报告,不仅向我们展示了大自然的奥妙,也为我们研制更新的、坏人再也无法伪造的防伪纸币打开了一条仿生学的思路。
英国埃克塞特(Exeter)大学薄膜光子实验室的物理学家乌维西克(Vuvisic)和另外两名同事,由于一个偶然的机遇,在几年前开始研究一种名叫大凤蝶的蝴蝶翅膀,这个蝴蝶的翅膀颜色本来是有黄有蓝,但是在人眼里就成为闪闪发光的绿色。他们用显微镜观察大凤蝶翅膀发现,蝴蝶翅膀上竟然布满了下凹的小坑,这些小坑太小,尺寸只有大约万分之四厘米,小坑底是黄色,而坑的斜坡是兰色的。乌维西克用如下方式来解释为什么在人看来大凤蝶的翅膀是绿色的:当光线照射到坑底时,它被反射而呈黄色,而照射到小坑一个斜坡的光线也被反射,但此反射光线又入射到另一斜坡再被反射,此时,由于小坑太小,人眼无法将从坑底反射的黄色光与周围两次反射的兰色光区分开来,从而感觉到的是绿色。另外,他们还发现,这两次反射也改变了光的极化方向,人眼无法区别这一改变,但是蜜蜂等昆虫却能察觉。要解释光的极化方向还真需要点专门知识,浅显但不太精确的解释就是光子在电磁场中振动的方向。
换了我们常人,发现这些奥妙,大概也无非是击掌赞叹造化的神奇,此外就不在做什么了。然而乌维西克等人却想到假币。他们目前正在研究如何仿照大凤蝶翅膀的结构,在纸币或信用卡上也不满小坑,这样无论制造伪钞者将假币印制得在外表上多么与真币相似,他们绝没有技术也在假币上布满分布和大小都与真币一样的小坑,只要用专门的光学设备发出极化光一照,看看反射光的极化方向,就会真假立现,我们辛辛苦苦挣来的那点血汗钱也就再不会被骗子骗走了。你看,蝴蝶翅膀与防伪纸币有没有关系?
-- 蚕:未来理想的“昆虫工厂”
蚕,原产地在中国,它产下的蚕丝是最好的天然纤维,用其生产出的丝绸为美化人类生活作出了不可磨灭的贡献。随着生物技术的高度发展,它有可能在21世纪成为生产高级医药品等有用物质的“昆虫工厂”,为人类再立新功。
日本农林省建在筑波科学城内的蚕丝和昆虫农业技术研究所,正在从事利用蚕建立“昆虫工厂”的研究。这里的科学家以家蚕为对象,已基本上开发出“昆虫工厂”所必需的各种“设备”和工艺,如生产有用物质的转基因蚕、自动化养蚕系统及冻结融解体液采取法等。
例如,该所田村俊树领导的遗传工程研究室通过植入DNA(脱氧核糖核酸),把水母的绿色荧光蛋白质基因作为标记植入家蚕染色体中,已成功培育出了发光蚕。该成果意味着,如果把绿色荧光蛋白质基因置换为其它有用物质的基因,那么,蚕将能够成为这种物质的“制造厂”。
作为生产高级医药品等的“昆虫工厂”,转基因蚕的饲养环境必须保持高度清洁。为此,该所开发出了一套全自动饲料制造和供给系统。它由人工饲料制造装置、多级循环型转基因蚕饲养装置和饲料供给装置等构成。全部过程也都由电脑控制,电脑可对室内的温度、湿度和空气等进行自动调节。由于实现了无人化操作,外界的杂物、细菌和病毒等都不会进入室内。这套自动化系统可饲养2万条蚕,“昆虫工厂”的生产规模相当可观。
与大肠杆菌、蚂蚁等相比,家蚕体积相对庞大。但它毕竟是一种昆虫,一只蚕所能生产的有用物质是极少量的。怎样高效地从转基因蚕体内把有用物质提取出来,也成为 “昆虫工厂”技术开发的课题之一。科学家宫泽光博利用冻结的幼虫(主要是鳞翅目昆虫)溶解后体积收缩的现象,开发成功了“冻结溶解体液采取法”。该方法是把处于麻醉状态的转基因蚕放在浓度为70%的乙醇里,在零下30摄氏度下加以冻结。在这种状态下把蚕的腹脚切除,然后移至置有防黑色素化剂的缓冲液中进行融解,有用体液就会由于融解过程中产生的收缩而从被切除腹脚的地方直接流出。这一方法优点是不需专用设备,也不要繁杂的程序,而且冷冻能把所产的有用物质长期保存在蚕体内。这位科学家曾用该方法从500条蚕体内抽取了370毫升的体液,效率颇高。他的这个液体采集法已申请了国际专利。
该所负责人、农学博士北村实彬告诉记者,“利用昆虫功能”是该所的主要研究领域之一,各科室正在对大约50种昆虫,如蜻蜓、蚂蚁、蝗虫、椿象、蜜蜂、白薯天蛾、独角仙、美洲大蠊和斜纹夜蛾等进行研究,目的是利用它们特有的组织结构与脑神经系统、生殖功能和运动功能等制造新材料(如氨基酸分离膜、人工皮肤、抗血凝材料、骨结合材料、抗菌性蛋白质、抗血栓药物、免疫活性物质等)和发展仿生技术(如制造生物传感器、生物芯片、微型机械以及害虫、家畜、渔类的行为控制技术等)。使用蚕建立“昆虫工厂”,是其中的重点之一。
北村认为,蚕非常适合用做 “昆虫工厂”。理由是蚕体格较大,并有大量制造蛋白质的器官——绢丝腺。迄今,科学家们已从生理学、生化学和遗传学等各个角度对蚕进行了研究,因此技术开发比较容易。另外,家蚕不会飞,容易进行隔离和管理,安全性高。到目前为止,世界上还没有应用转基因技术对蚕进行技术改造和利用的先例,日本科学家的研究是开创性的。
⑶ 如何才能发明创造
发明创造人人都能搞、人人都能做,关键在于对生产、生活、以及身边事物是否留心和细心观察,最好应有记录。记录好每次观察结果,当时的想法,分析现存事物的缺陷不足与长处。以后再进行类比或应用及改进。
发明与创造有大有小,小发明与大发明大发现和自己的知识面或知识层次有一定关系,小发明人人都能搞,种类可以非常多,而大发明如宇宙航行、高能物理技术与基础科学研究,则要求有相应的知识才能从事相应的研究。
发明与创造有成功也有失败,首先以知识为基础,其次从失败中吸取经验与教训,发明与发明不是照抄照般,而是根据自己学到的知识灵活运用,独立思考并付诸实施的过程。
发明与创造是永远革新的永远前进、不因循守旧的,这是古今中外发明家与学者们的共同风格。发明创造过程中无不经过曲折的道路,但只要是有实事求是的科学态度严谨的科学作风,百折不挠的科学精神并勇于实践就一定会取得成功。发明创造也是有迹可寻的、甚至可以说是能够传授的。
发明创造的方法有以下几点:(1)偶然发现法(2)联想法(3)挖掘潜力法(4)移植发明法(5)逆向思维法(6)希望列举法(7)缺点列举法(8)适应需要发明法(9)触类旁通法(10)分析借鉴法(11)扩展用途法(12)反面求索法。
下面将上述几点方法分别叙述,有关发明发方面做些介绍
1、偶然发现法
在日常生活中常常出现一些偶然的现象我们要抓住它的特点想一想它的道理要是清楚他的道理往往可以搞出一些发明来。
一些发明或许就是偶然的发现,如果不去思考, 偶然的发现就会滑过去,什么结果也没有,现实生活中的所有现象都有它的道理,偶然出现的事物也有它的道理,只是我们不注意罢了。可是我们抓住不放 ,那就可以通过它发现一些道理搞出一些发明来。
比如偶然发现的小孔成像原理,可以研制成针孔照相机针孔摄像镜头,近视眼罩等。
2、联想发明法
剖析成功的发明,其中有不少是靠联想成功的,比如河蚌中的珍珠是由于蚌内进入异物后蚌内分泌黏液将异物包裹而形成的,那么是否在蚌内人为放入异物也可以生产珍珠呢?经实验是可行的在蚌内植入人物插片或动物浮雕插片同样也可生长出人物或动物的浮雕图案的珍珠。
3、挖掘潜力法
许多人或许会想,废弃的东西还有用途吗?如果往深一层想,有些东西是否还有别的用途或废弃的东西是否得到充分利用,挖掘潜力法就是破除守旧观念,注意被忽视事物,物尽其用。具体操作就是变废为宝,一改多用。
4、移植发明法
移植发明法也可称转移发明法,就是把已知的原理或熟悉的部件,运用到新的发明上来,这种技术上的移植,是发明创造的一条重要途径,而且往往是一条捷径。
比如说汽车是现有的太阳能电池是原有的,那么把太阳能电池运用到汽车上即车即成为太阳能汽车。这即是成功的事例。电影机的成功是直接采用了缝纫机 的工作原理。
5逆向思考法
搞发明思路要灵活,左思右想找不到出路时倒过来即是很好的办法,到过来想,用走迷宫来说明最清楚,一般人是从如口进入开始,最后到出。这样做有时很不顺利,倒过来的想法,即是逆想思考法。比如快速夹紧台钳就是发现普通台钳夹紧速度太慢,所以从快速夹紧方面考虑终于成功。另如一个灯光照射不到的地方还需要光源,可手头又没有电料或来不及安装灯线,而最终目的是照亮这一块地方,那么找一块镜子即可解决这个问题。
6、希望列举法
对于身边许多事,可能都有一些希望当这些希望得到实施以后,发明也就成功了,着也是搞发明的思考方法。用学过的知识和前人的经验提出切实可行的办法来,这种方法和缺点列举法一样,也是选择发明题目的一种简便有效的办法。
我们在黑暗中摸索插座很不方便如果有一种带微光灯的插座,就解决了上述问题,它的实施过程即是发明。
7、缺点列举法
发明的题目从何而来?
有个重要的方法,就是看身边使用的东西,有什么不方便,不顺当,不如意的地方。有很多东西,当你看惯了,就会认为没有什么值得改进和发明,可是你用新的眼光去看它,同一个事物,就会有不同的看法。首先看它是否有什么缺点,如何克服,克服的过程既是发明的过程。这样就很容易找到发明的题目,经过改进,缺点克服了新的产品出来了新的发明成功了。
8、适应需要发明法
了解我们身边有什么需要,也是我们寻找发明目标的重要途径,经过仔细观察,充分调研,抓住生活、工作、学习中的某些需要,下工夫进行研究,就能创造出受人欢迎的产品。
海边游泳后休息时如果有一个枕头是最好的事,充气枕、充气床应运而生。
9、触类旁通法
把这一个换成那一个如何?提出疑问再搞发明时极为有用,在实际生活中,当你碰到困难时寻找“代用品”这一思路往往能使你摆脱困境,取得成功。
比如黑耳栽培,木耳本来生长在死椴木树干上,后来人们在椴木段上栽培成功,有些地区缺乏木材,有人研究用锯末栽培取得成功,有些地区锯末缺乏又研究用作物秸杆又取得成功。经实验都是可行的。
10、分析借鉴法
分析一些发明的诞生过程,大致分为三个阶段,首先对周围事物进行仔细观察,其次,从中找出可贵的某些特征,最后将此特性运用于自己研究的事物之中,这种方法产生的发明也是屡见不鲜。
如何抓住发明特性,是搞发明的人共同遇到的问题。
一、热情是发明的动力,只有热衷于工作,热衷于,热衷于事业才能有所发明,它促使人们动脑筋想问题。如果毫无思想压力,无所事事的人根本谈不上什么发明。对自己的事业、工作、理想应有远大的志向。
那么用什么标准才能从众多的事物中找到自己需要的项目,这要根据自己的知识面,因人而异,大体有以下几项:便宜、省工、实用、美观、时兴。用这些标准来衡量时,要注意不要只站在自己的立场上考虑问题,而主要是为他人着想。
二、寻找降低成本的办法
要想使自己的发明获得最大成功,就要降低成本、减少工序、节能降耗等多种措施。
三、要满足他人的要求,才能受到众人的欢迎,只有满足以上条件,才能被人接受。
任何事物,都有困难成为技术革新的对象,即使最简单的生活用品也不例外,每样东西都有可能有缺陷,长处背后或许还有弱点,缺陷的改进、弱点的克服这就是发明的产生。
⑷ 科学家从什么得到启示发明了什么故事
1、科学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。
2、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。
3、五彩的蝴蝶锦色粲然,如重月纹凤蝶,褐脉金斑蝶等,尤其是萤光翼凤蝶,其后翅在阳光下时而金黄,时而翠绿,有时还由紫变蓝,科学家通过对蝴蝶色彩的研究,为军事防御带来了极大的裨益。
4、蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流,井利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飞行,还能向后和左右两侧飞行,其向前飞行速度可达72km/小时。此外,蜻蜒的飞行行为简单,仅靠两对翅膀不停地拍打,科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。
5、昆虫学家研究发现,苍蝇的后翅退化成一对平衡棒,当它飞行时,平衡棒以一定的频率进行机械振动,可以调节翅膀的运动方向,是保持苍蝇身体平衡的导航仪,科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪,大大改进了飞机的飞行性能。
⑸ 有什么东西是从动物得到启发发明的
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”。
3、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。
4、新干线火车
新干线火车最初设计时模拟的是子弹头,而且获得了成功。但这种设计却存在一个问题,当它们离开隧道时会发出巨大的噪音。新干线火车设计公司的工程师Eji Nakatsu将翠鸟的嘴形应用于火车设计,不仅解决了噪音问题而且增加了能效,提高了最快速度。
5、胶带
透明胶带是Richard Gurley Drew在1922年发明的。他是3M公司的一位实验室技术员,他在将砂纸样本送到当地的汽车店中,听到店员经常抱怨在给汽车喷漆时会留下胶带痕迹。在后来的两年时间里,他尝试了各种各样的粘合剂试图找到揭除胶带后不会留下痕迹的方法,最终导致了透明胶带的问世。自然界中的壁虎能够攀爬表面全部依靠的是脚趾底部的细微刚毛。
⑹ 发现与发明有什么区别
从字面上看就可以知道,发明是创造出一种从未出现过的东西。发明是在既有的基础上进行进一步的改进,在功能上与前者有所不同。发现则是在自然社会的原有基础上发现某些不为人知的事物,是一个探索的过程,而不是在探索过程中进行再创造。
发明是应用自然规律解决技术领域中特有问题而提出创新性方案、措施的过程和成果。
发现,是人类对于自我的内在、具体性的自然及其整体的认识或再创造。
1、发明是应用自然规律解决技术领域中特有问题而提出创新性方案、措施的过程和成果。
一般而言,发明是应用自然规律解决技术领域中特有问题而提出创新性方案、措施的过程和成果。产品之所以被发明出来是为了满足人们日常生活的需要。
发明的成果或是提供前所未有的人工自然物模型,或是提供加工制作的新工艺、新方法。机器设备、仪表装备和各种消费用品以及有关制造工艺、生产流程和检测控制方法的创新和改造,均属于发明。
2、发现,是人类对于自我的内在、具体性的自然及其整体的认识或再创造。
发现,是人类对于自我的内在、具体性的自然及其整体的认识,也是一种再加工的行为。人从动物世界的自发状态发展到人类的自觉状态,包涵人类实践行为中具有的发现及创新两大核心能力。
而人们一旦对固有而习以为常的错误视而不见进而习非为是的知识或专题,进行有理有据的辩驳或考证所能得出全新的论断,也正是发现这个词语应有的意思。
(6)找出与要是能够发明一种东西扩展阅读:
专利介绍:
为了推动发明及其应用,国家以法律形式把发明确认为专利。在一般意义上,人们在技术活动中作出的有新颖性、先进性和实用性的创造和改进都属于发明。由国家和法律所认定的发明则与之不尽相同。
专利法要求的发明有新颖性,仅指提出了尚未公开的或前所未见的技术方案,有时只要求在本国有这种新颖性,这与技术发展史上的前所未有是有区别的。专利法所说的发明的先进性是指新方案比原有技术有显著进步,而不是细微的改进。
新颖的外观设计也受法律的保护,可取得专利,但通常不认定为发明。专利法在判别发明的实用性时,包含社会价值和国情的考虑,对于违反国家法律、社会公德或妨害公共利益的发明创造,不授予专利权。对于药品、食品、核物质、疾病的诊断和治疗方法等方面的发明,一般不授予专利。
发明是有价值和使用价值的成果,专利把发明的商品属性以法律形式固定下来,使之成为不得无偿占有的财产,从而保护发明者的利益。专利还要求发明者公开其创造成果以利于他人有偿使用,并把实施发明创造作为专利权人的法律义务,以促进技术信息交流和发明的推广应用。
⑺ 我发明了一种东西,不想让别人能跟我一样生产出来,我该申请什么专利
如果是独创性的原生发明,应申请发明专利。
如果是在已有产品的基础上改造的发明,应申请实用新型专利。
⑻ 科学家根据动物发明的东西有哪些。
受到动物的启发而发明的东西:
一、乌贼与侧壁气垫船
鱿鱼是一种神奇的海洋动物,被称为海洋火箭。它的最高时速可达150公里,这主要取决于它的结构简单和安全可靠的高速水射流推进器。它被模仿成一个侧壁气垫船,带有喷水推进器,每秒可达40米,能够在低于一米深的浅水中加速。
二、鱼儿与船
鱼有在水中自由移动的能力。人们模仿鱼的形状造船,用桨模仿鱼鳍。传说早在大禹时代,中国古代劳动人民就看到鱼用尾巴在水里荡来荡去,把木桨放在船尾。经过反复的观察、模仿和实践,船舶逐渐变为橹和舵,提高了船舶的动力,掌握了船舶的转向手段。这样,即使在翻滚的河流中,人们也能使船只自由航行。
三、蝴蝶与卫星控温系统
当人造地球卫星在太空中受到强烈的阳光照射时,卫星上的各种精密仪器仪表很容易“烘烤”或“冻结”。蝴蝶的体表上长出一层薄薄的鳞片,用来调节体温。科学家们仿照蝴蝶翅膀的结构,为人造卫星的太阳能表面设计加载了一种和蝴蝶鳞片相仿的控温系统。
四、苍蝇与照相机
美国斯坦福大学电脑科学系华人博士生吴义仁,与几名研究员创制出手提“光场相机”又称蝇眼照相机。苍蝇的每只小眼能独立成像,并能迅速地分辨物体的形状和大小。
科学家模仿苍蝇的复眼,制成了“蝇眼”照相机。
这种照相机的镜头由1329块小透镜组成。它还可以拍摄电影的特技画面,使电影产生神奇的效果。昆虫的复眼是由千万个小眼组成的,由于小眼之间的相互抑制,使眼具有突出影像的边框、增大清晰度的功能。
五、长颈鹿与宇航员
长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部,是由于长颈鹿的血压很高。据测定,长颈鹿的血压比人的正常血压高出2倍。这样高的血压为什么不会导致长颈鹿患脑溢血而死亡呢?这和长颈鹿身体的结构有关。长颈鹿血管周围的肌肉非常发达,能压缩血管,控制血流量。
科学家由此受到启示,在训练宇航员对,设置特殊器械,让宇航员利用这种器械每天锻炼,以防止宇航员血管周围肌肉退化;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”。抗荷服上安有充气装置,随着飞船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的气体。
⑼ 展开你的奇思妙想,写出你要发明的一个神奇的东西,并简单的说出它的样子和功能
发明一种纳米级植入型芯片,里面收录人类成长从小学一直到大学的所有知识,就像打预防针一样把芯片“打”入耳朵后面大脑皮层跟脑神经连接