仿生学课程论文
题目：航空航天与仿生班级：生科13本2 学号： 1309210213 学生姓名：张燕
学院名称：生命科学学院专业名称：生物科学
指导老师：李绥安
2015年5月15日
1 .引言………………………………………………………………………
2.航空航天技术中的仿生…………………………………………………
3.仿生在航空航天中的价值体现…………………………………………
4.仿生学在航空航天中的发展前景………………………………………
航空航天科学技术是高科技技术，航空航天产业是高科技产业，航空航天科学技术显示了一个国家的科学技术水平，航空航天产业的发展是一个国家综合国力的体现。但在航天航空科学技术研究中遇到了很多的问题，而仿生科学为这样的技术发展和问题解决，提供了最有效的途径、最好的方法和最大的可能。
关键字：航空航天仿生学价值发展前景
1 .引言
从古至今，人类一直向往飞向天空，从达芬奇仿照大型鸟类设计的飞机手稿，到莱特兄弟的轻型木质飞机，现代人们通过研究鸟类和蝙蝠等飞行生物进行飞行器结构设计，已经获得很大的成功，如今形形色色的大小飞行器研制、试飞成功,人类终于从飞行生物身上学会了飞翔。
飞机是仿生学应用的伟大成功，随着作战任务越来越多样化，飞行条件越来越苛刻，人们也在不断的对飞行器进行改造。许多飞行器外形上的改进都能在飞行生物上找到依据，例如：人们从大型鸟类最外端上翘的羽毛上找到灵感，提出来翼梢小翼的结构形式，事实证明，翼梢小翼可以降低翼尖涡造成的诱导阻力，提高飞行效率。
我国经过52年的奋斗，围绕国家战略需求，立足自主创新，在运载火箭、人造卫星、载人航天和空间探测领域实现了跨越式的发展，发射了90颗各类人造地球卫星，4艘无人飞船，2艘载人飞船和1个月球探测器。有这样的的成果，很大一部分原因归结于动物给人类的恩惠。
2.航空航天技术中的仿生
蝴蝶和卫星控温系统。遨游太空的人造卫星,当受到阳光强烈辐射时,卫星温度会高达200摄氏度；而在阴影区域,卫星温度会下降至零下200摄氏度左右,这很容易烤坏或冻坏卫星上的精密仪器仪表,它一度曾使航天科学家伤透了脑筋.后来,人们从蝴蝶身上受到启迪.原来,蝴蝶身体表面生长着一层细小的鳞片,这些鳞片有调节体温的作用.每当气温上升、阳光直射时,鳞片自动张开,以减少阳光的辐射角度,从而减少对阳光热能的吸收；当外界气温下降时,鳞片自动闭合,紧贴体表,让阳光直射鳞片,从而把体温控制在正常范围之内.科学家经过研究,为人造地球卫星设计了一种犹如蝴蝶鳞片般的控温系统。
机翼曲线与鸟类。1800年左右，英国科学家、空气动力学的创始人之一凯利，模仿山鹬的纺锤形，找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线，对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期，法国生理学家马雷，对鸟的飞行进行了仔细的研究，在他的著作《动物的机器》一书中，介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中，发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿，根据鸟类飞行机构的原理，终于制造了能够载人飞行的滑翔机。
雷达导航与蝙蝠。蝙蝠是在夜里飞行的，还能捕捉飞蛾和蚊子；而且无论怎么飞，从来没见过它跟什么东西相撞。为了弄清楚这个问题，100多年前，科学家做了三次不同的试验证明，蝙蝠夜里飞行，靠的不是眼睛，它是用嘴和耳朵配合起来探路的。它能够用嘴发出超声波后，在超声波接触到障碍物反射回来时，用双耳接收到。科学家模仿蝙蝠探路的方法，给飞机装上了雷达。雷达通过天线发出无线电波，无线电波遇到障碍物就反射回来，显示在荧光屏上。驾驶员从雷达的荧光屏上，能够看清楚前方有没有障碍物，所以飞机在夜里飞行也十分安全。
翼尖小翼与鹰隼。飞机在飞行中由于上下压差的不同，翼尖附近机翼下表面空气会绕流到上表面，形成翼尖涡，致使翼尖附近区域机翼上下表面的压差降低，从而导致这一区域产生的升力降低。这是产生诱导阻力的根源。人们通过长期观察自然界大型鸟类，比如鹰和隼，发现它们在飞行中展开翅膀向上偏折翅尖羽毛以减小阻力，从而实现远距离滑翔。受此启发，有专家提出在翼尖加装短板来减小诱导阻力的想法。后来，设计师们不断研究，发明了翼尖小翼，并将其安装在运输飞机上，以减小飞机的阻力。
机身蒙皮与蒙古弓。飞机的机身是由蒙皮包裹的，然后再将受力传递到翼梁和翼肋。同时，蒙皮的完整性也影响着飞机整体的气动性能。因此，蒙皮的强度关系到整架飞机的结构安全。数百年前蒙古铁骑的战弓引起了设计师们的兴趣。为适应马上作战，蒙古弓要做的短小，但又要保证弓的强度。聪明的古人采用了复合材料的方法，他们用水牛角和鹿腱来加强弓的强度。设计师们由此获得启发，将玻璃纤维与铝合金相结合，完成了适应现代大飞机要求的复合材料。
机翼震颤与蜻蜓。飞机在高速飞行的时候，机翼会发生颤振现象。也就是说，飞机的翅膀会不由自主地振动，这种有害的振动可能造成翼折人亡的惨剧。被誉为昆虫里“飞行之王”的蜻蜓，它在振翅飞行时，也会遇到有害的颤振现象。但是，神奇的造物者赋予了它们消除这种现象的方法。蜻蜓每一片翅膀前缘的上方，都有一块加厚的深色角质层或称色素斑，叫翅痣。这就是它们消除颤振隐患的特殊装置。科学家虚心向蜻蜓学习，在飞机机翼前端的边缘，像打补丁一样，安装了一块长方形的金属板，称为抗震颤装置。昆虫的小技巧，帮助人类解决了大问题。
机翼表面与海鸟。海鸟可以通过喙部察觉出空气中的阵风荷载量（Gust Load），并通过调节翅膀的形状抑制升力。运用此原理，新型的空客A350 XWB通过安装在机头的探测器可以检测风力并利用其可移动的机翼表面提高飞行效率。此设计可以进一步节能减排。
飞机涂料与鲨鱼皮。自适应表面的设计与开发是飞机设计具备显著环境适应性的领域，要从自然界寻找灵感。今天的民用客机，40%的阻力可归结于湍流边界层。连续的自适应表面可以破坏这层湍流然后消除蒙皮摩擦阻力。拉条（飞机表面顺气流方向的一行小沟）可以减少
4-7%的蒙皮摩擦力。但是拉条很容易损坏，所以是个重大工程问题。不过，德国弗劳恩霍夫研究所设计了一种涂料，模仿鲨鱼皮并加入了类似拉条的小沟，可以用蜡纸版作为飞机最外侧涂层。该涂料包含纳米件，保证它可以抵挡紫外线而改变温度。研究所表示该涂料应用到飞机上可以每年节省448万吨燃油。
机舱设备与荷叶。在现在的进化阶段，荷叶表面的角质可以使其表面的雨水滚落并带走污浊以保持自身的清洁与干燥。这就是“荷花效应（the Lotus Effect）”。荷叶的这种特性激发了人们在机舱设备涂层设计上的灵感。这种涂层可以使水分以滚珠的形式流走并同时去除污物。这样就提高了飞机的清洁度，同时还能省水，减重，降耗并减少碳排放。此灵感已经在空客飞机上的卫生间得到了应用。在未来，座位和地毯的材料也很可能被这样设计。
列阵飞行与大雁。在自然界中，大雁迁徙时会列阵集体飞行以节省能量并增加飞行距离。列阵飞行时，领头雁的翅膀会产生漩涡状气流，其后的雁就会因此得到额外的升力，也就是说会省力。机翼也可以有同样的效果，称之为“尾涡”（Trailing Vortex）。军用飞机经常利用列阵飞行减少能耗。目前，客运喷气式飞机出于安全考虑，还没有使用这种方法。
飞机降落与苍蝇。苍蝇一旦起飞，可在0.15秒内加速至每小时10公里的速度。苍蝇飞行时的转向角速度可达每秒6个旋转，即2160度。苍蝇还能垂直上下飞行，甚至倒退飞行，即使因撞到障碍物而突然失速，也可以在几毫秒内恢复飞行。不管在哪种表面，苍蝇都能轻巧地达成零速度着地。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LIJ，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。
机翼结构与蝴蝶。蝴蝶可谓是地球上最精美的生物之一，但其华丽的外表也掩饰了其复杂精细的翅膀结构。这些翅膀可是它们高效飞行的利器。它们柔软的外膜和血管时紧时松，使其能在任何飞行阶段都收放自如。同样，空客工程师已研发出可以在飞行中自动翻转的机翼。如果可以控制其转动，那么飞行效率将得到提高，能耗也会降低。目前，工程师们正在研究是否
能够效仿蝴蝶的微毛细血管翅膀结构，在机翼设计中采用小型可移动表面及灵活的内部组件，从而提高飞行效率。
气动噪声与猫头鹰。经历了2000万年的进化，如今，猫头鹰已拥有锯齿状的翅羽以及绒毛状的腿部羽毛。这可以帮助它们最大限度地减少气动噪声。尽管相比于40年前的飞机，现代飞机的噪声已经降低了75%，空客工程师仍希望通过进一步的研究，揭示猫头鹰静音飞翔的奥秘。新的创意包括：模仿猫头鹰羽毛后缘的可伸缩式刷子边缘及天鹅绒般的起落架涂层。
喷气发动机与乌贼。根据牛顿第三定律，作用在物体上的力都有大小相等方向相反的反作用力。事实上，这一原理在海洋生物中也是早就存在的。比如乌贼（墨鱼）、水母的反冲原理。乌贼遭到危险时，能从腔内喷出一束墨汁，一方面把水的颜色弄深，一方面提供反作用力向前迅速窜逃。飞机喷气发动机推进的原理也是如此。喷气发动机在工作时，从前端吸入大量的空气，燃烧后高速喷出，在此过程中，发动机向气体施加力，使之向后加速，气体也给发动机一个反作用力，推动飞机前进。
3.仿生在航空航天中的价值体现
多年来宇宙飞船、航天飞机、空间飞行器的失败率很高,其主要原因是系统失效故障,由此造成了重大的人员伤亡、经济损失、科研任务无法完成等。近年来空间探测活动越来越频繁,因空间探测任务的特殊性,故对机载电子设备、测控系统的长期可靠性、可用性、可维护性提出了极高的要求。
仿生硬件的自适应、自主修复特性在空间应用中是非常重要的,仿生硬件将能解决空间探测器的特殊性应用问题。例如,通过硬件进化可以使太空探测器在空间自修复,恢复由于空间辐射或环境温度极高/极低引起部件故障、元器件老化、设计缺陷等原因所导致失效的功能,适应恶劣的环境并延长其使用寿命,将大大提高系统的可靠性和可用性。基于仿生硬件的机载设备包括各种航天器电子装置、智能传感器、控制与信息处理系统。开展仿生硬件基础理论与工程技术应用研究,对于推动中国载人宇宙飞船、探月工程和未来火星探测计划的迅速发展将有重要作用。
仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的锲合点,使人类社会与自然达到了高度的统一,正逐渐成为设计发展过程中新的亮点。自古以来,自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在,它们在漫长的进化过程中,为了求得生存与发展,逐渐具备了适应自然界变化的本领。人类生活在自然界中,与周围的生物作“邻居”,这些生物各种各样的奇异本领,吸引着人们去想象和模仿。人类运用其观察、思维和设计能力,
开始了对生物的模仿,并通过创造性的劳动,制造出简单的工具,增强了自己与自然界斗争的本领和能力。
在航天科技发展的过程中，科学探索和技术应用同时存在，大量的科学问题转化为现实的方法和工程技术的问题。认识的超前、系统的庞大、投入的巨大和技术转化滞后，会在技术上呈现出螺旋式上升的超前和延迟效应。系统的复杂性和解决问题的难度，需要边缘学科、交叉学科的渗透和融入来解决创新与突破的问题。通过仿生科学对航天技术的启示分析，仿生学的发展为技术的突破和复杂问题的解决，提供了一条有效的途径和最大的可能。
如我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想。根据秦汉时期史书记载,两千多年前,我国人民就发明了风筝,并且应用于军事联络。春秋战国时代,鲁国匠人鲁班,本名公输般,首先开始研制能飞的木鸟；并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子。据《杜阳杂编》记载,唐朝有个韩志和,“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状,饮啄动静与真无异,以关戾置于腹内,发之则凌云奋飞,可高达三丈至一二百步外,始却下。”西汉时期,有人用鸟的羽毛做成翅膀,从高台上飞下来,企图模仿鸟的飞行。以上几例,足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行,进行了细致的观察和研究,这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”,也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。
4.仿生学在航空航天中的发展前景
新中国成立以来，我国的航空航天事业在政府的支持下不断发展，目前我国的航天航空事业在国际上已经占有一定的重要地位。嫦娥五号“探路者”发射与返回，验证了我国位于世界前列的洲际导弹水平，很高的卫星发射成功率等等，这些都说明了我国在航空航天发展方面取得了不可忽视的成就。
但是成功并不能掩盖存在的问题，有专家评价过，中国的航天水平与世界先进水平的差距是10-15年，我国在民用飞机的发展上仍然是一片空白，在军用航空技术方面，我国与世界先进水平的差距有20-30年。而人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一，自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。所以，人类对仿生学的研究远不会结束，并且会越来越广，越来越丰富，越来越全面。仿生学永远都是人类研究的大课题之一。
《仿生学的作文》 仿生学的作文（一）： 了不起的仿生学 森林里有一种美丽的动物，它的名字叫做蝴蝶。蝴蝶总是在鲜花盛开的地方扇动着两只美丽的翅膀在花丛中飞舞，它那两对翅膀像花一样漂亮，飞舞时让人感觉像是花在飞舞。蝴蝶身上五颜六色的外表不仅仅漂亮，而且还有隐身功能呢! 前苏联昆虫学家万维奇根据人们当时对伪装缺乏认识的状况下，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，将军事基地装扮成一件大大的迷彩服，赢得了最后的胜利。根据同样的道理，之后人们生产出了迷彩服，大大减少了战斗机的伤亡。这就是蝴蝶的功劳。 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，有时温差可高达二三百度，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福射、散热潜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，随温度变化窗的开合，从而持续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。 人们还利用动物或植物发明了许多东西，比如蜂窝启发了人们建造了水立方，还有苍耳启发人们发明了尼龙搭扣.......。让我们一齐去大自然中探索奥秘吧！ 仿生学的作文（二）： 仿生学 鲁班看见孩子玩荷叶，发明了雨伞；牛顿被苹果砸到，明白了地球的引力；科学家看到青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼；我们从蝴蝶身上得到启示，发明了迷彩服从中，我最感兴趣的是鲁班造伞了。 我明白这个故事：一天，鲁班看到几个孩子拿着荷叶在玩。鲁班想：如果有一样东西能够像荷叶一样能遮风挡雨，该多好啊！鲁班回去把这个想法告诉了妻子。于是，鲁班用一块羊皮蒙在做好的架子上，固定好就是一把简单的伞了。但是，妻子问他，怎样才能让伞收起来。()鲁班经过反反复复的试验，最后发明了能收缩的伞。你看，鲁班从大自然中得到了启示，这一点，足够说明大自然真是人类的好老师。 大自然中的一切事物都是互相联系的，我们要认识自然之道，这样才能持续大自然的生态平衡。例如，花朵靠蜜蜂传递花粉；鸟儿靠吃害虫生活；人类靠食物生活。所以，我们要了解自然，顺应自然，遵守自然，才能办好事情。
仿生的发明史 达芬奇(Leonardo da Vinci，意大利文艺复兴时期的伟大画家、雕刻家和建筑学家)被认为是现代仿生学之父。在大约公元1500年，在鸟翅模型之后，他画了一系列的无法实现的飞行设备草图。大约400年之后，奥托(Otto Lilienthal)成功了，他根据鹳的翅膀制造的滑翔机成功的在Brandenburger村飞行了250米，而且他也取得了“滑翔机之父”的称号。 直到上个世纪中期，有许多研究者都在不断尝试把自然界的形态和规则用于技术上。但是，仅仅在60年代初一种科学的综合分类学科才由它产生。 植物学家William Barthlott和他的同事Nesta Ehler在70年代中期发现纯粹的自清洁效应，也被叫做“莲花效应(Lotus effect)”。他们把一批多样的植物叶片放在一个特殊的显微镜下时，开始并没有什么特殊的发现。这两个科学家的研究围绕着这样一个问题：能否根据叶子表面纹理的不同来检测这组植物中扭曲的茎。 植物学的例行任务，就是在每一个研究之前观察某些植物时先要把植物清洗干净，这是研究者们不用思考而首先要做的。但是很快生物学家就发现一个非常荒谬的现象：就是只有那些表面很光滑的叶子才需要清洗，而其它的那些表面在显微镜下看起来很粗糙的叶子反而是干净的。对他们来说更值得注意的是：某些特殊的叶子甚至可以完全抵制水。在那时，很清楚地是自清洁效果是和可润湿性相联系的。 这种效果特别明显得表现在莲属坚果莲中：从显微镜下看发现莲叶子上有小的茸毛和小的蜡质覆盖在叶子上，水滴下来就象从热的炉盘上滴下来一样。Barthlott解释说：在光滑表面，水会在污垢上蔓延。在粗糙表面，水滴粘不牢，形成球状，在可以到达的污垢粒子上滚动并且带着污垢粒子滚动。 1977年，生物学家们在一段短的旁注中描述了这种现象。看起来这段旁注是很琐碎的，只是为了引起更多的注意。仅仅在1989年，William Barthlott，其时正在波恩大学做教授，重新注意到了这个旧的发现并和他的研究生Christoph Neinhuis一起详细的研究了这个现象。这两个人不仅成功的破译了“莲花效应”对生物学的意义，而且同时把它的不被脏物污染的原理应用于人造表面。 1996年Barthlott 和Neinhuis用一个带有新衣料的白盘子实现了他们的程序，同时注册了专利。他们在一个白盘子上撒上煤灰和颜料的混合物并且滴上一些水。很快，这个盘子就干净了。作为对比，一个擦的特别亮的清漆膜也撒上煤灰盒颜料的混合物，但是即使在长时间的漂洗之后，煤灰仍然存在，而且还有另一个脏的灰层，对清漆膜来说，只用水是不能清洗干净的。 莲花效应的历史，从它的发现到应用，典型的来自于一个研究规则“技术学习自然”：仿生学。 在如今对仿生学的理解普遍认为是“各种技术手段转化，建筑使用，规划步骤以及生物系统的设计哲学”的基础上。世界著名的动物学家Werner Nachtigall进一步简化了这个概念，他这样来概括仿生学的实质：“把从自然界学来的知识作为对独立技术形式的建议”。 在几百万年的优化中接近完美的自然发明是化学家、机械师和建筑师所期望的研究对象。
仿生学论文 10级生物科学 1009210117 张荣华
摘要 自然界生物在漫长的进化过程中优胜劣汰，为了生存、自卫、竞争和发展的需要，强化了自身许多优异的结构和特殊功能。人们模仿生物界的这些结构特征,将它们应用于自身的斗争,即军事斗争中。利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学。解决在日常的生产生活中遇到的问题，制造多种探测、斗争武器。 关键词：生物结构特殊功能实践运用军事
一.仿生学简介 仿生学（bionices）在具有生命之意的希腊语言bion上，加上有工程技术涵义的ices而组成的词语。大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受（感觉功能）、信息传递（神经功能）、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子，如将海豚的体形或皮肤结构（游泳时能使身体表面不产生紊流）应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。 1.历史由来自古以来，自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程，使 它们能适应环境的变化，从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言，在长期的生产实践中，促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。因此，人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具，从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上，而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物，通过创造性的劳动增加自己的本领。 鱼儿在水中有自由来去的本领，人们就模仿鱼类的形体造船，以木桨仿鳍。相传早在大禹时期，我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯，他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成橹和舵，增加了船的动力，掌握了使船转弯的手段。这样，即使在波涛滚滚的江河中，人们也能让船只航行自如。鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之，三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前，意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖，研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机，这是世界上第一架人造飞行器。 2.研究方法仿生学是生物学、数学和工程技术学互相渗透而结合成的一门新兴的边缘科学。第一届仿生学会议为仿生学确定了一个有趣而形象的标志：一个巨大的积分符号，把解剖刀和电烙铁“积分”在一起。这个符号的含
1、鸟在天空飞翔：制造了各种飞行器。 2、蜜蜂造巢窝：各种正六边形的蜂巢结构板材。 3、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。4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。 5、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。 6、6、袋鼠：会跳跃的越野汽车， 7、7、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。 8、8、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%。 9、9、大乌背小乌龟：转动炮塔的坦克。 10、10、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。 11、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。 12、蜻蜓-飞机； 13、青蛙—快速扫描系统 14、苍蝇-气味探测器
15、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。 16、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。 16、动物仿生学 17、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。 18、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。 19、火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。 20、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。 21、科学家研究青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼。 22、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。 23、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。 24、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。 25、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。 26、人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。 27、人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。 28、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。
仿生学发展过程的分析 刘福林 (商丘师范学院生命科学系,河南商丘476000) 摘要 仿生学在科学创新中具有重要作用,国内外学者对此进行了大量研究。在回顾分析仿生学重大事件的基础上,提出了仿生学经历了4个发展时期:萌芽时期、建立时期、巩固时期与现代时期,指出了仿生学的重大贡献是源头创新的研究理念与方法,并能在未来的所有领域内应用、取得突破性研究成果。 关键词 仿生学;重大事件;发展时期;研究方法 中图分类号 Q811 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2007)15-04404-02 A na lysis of the Developm ent P ro gress o f Bio nics LIU Fu-lin (Depart ment of Life Scien ce,S hangq iu Normal College,Shangqiu,Henan476000) A bstract The research on the bionics is imp ortan t in science innovation all over the word.In the article four devel op ment periods of b ionics includ in g bu ddin g,b uild ing,strengthen and modern were reviewed.The i mportant contribution of bionics to research idea and means of resource in novation was pointed out,which may be ap plied in all fiel ds in future for unpreced ented res earch results. Key w ords B ion ics;Great event;Devel op ment period;Research means 仿生学的诞生与发展过程分为4个时期:仿生学萌芽时期;仿生学建立时期;仿生学巩固时期;现代仿生学时期。 1 仿生学的萌芽时期(远古时代至1940年) 在人类文明的早期,为了生存,人类不得不对其赖以饱腹的动植物的生活习性以及周围世界的各种自然现象进行观察。因此,从远古时代起,人们实际上就已在从事仿生学工作。例如,相传春秋战国时代(公元前450～500年),鲁班上山伐木途中,手指为茅草划破,从而受到启发,经反复实践,终于制成了人类史上第一架带有锯齿的木工锯[1]。2300多年前墨子和他的300弟子,花了3年时间,造成一只“会飞的木鸟”,同时间希腊人阿奇太也制成一只“机械鸽子”。自古就有许多中外人士模仿鸟类飞行试制飞行器,但都不成功,原因在于不了解鸟类的形态构造和生理机能适于飞行的科学原理;又不了解人不具备飞行的生理条件,人要上天,必须依靠机械动力才有可能。1903年12月17日,美国人莱特兄弟飞机飞行的成功便是一例。另外,1884年,人们受到蚕食桑叶吐丝的启迪,利用硝酸液处理棉绒,制成硝酸纤维素,由法国化学家德贝尔尼戈·夏尔多内首次成功地将硝酸纤维素制成硝酸纤维。同年,英国人查尔斯·克劳斯(Charles·F·Cr oss)和爱德华·贝文(Edwa rd·J·Be van)申请了第1个醋酸纤维制造方法的专利,这两种纤维的问世是仿生学运用的成果。但这些发明和尝试,在人类文明史上犹如点点星火,一闪而灭,始终未能形成一门独立的学科[2]。总之,20世纪40年代前,人们对于生物体与机器之间有无共同之处,还缺乏明确认识,还不具备将二者进行类比的必要的基础知识。工程技术人员还不了解生物系统可成为各种技术思想、设计原理以及发明创造的源泉,生物学家也只局限于研究和描述生物结构的精巧、功能的神奇。因此,从远古到1940年属于仿生学的萌芽时期。该时期,人类的各种仿生现象与成果不断涌现,为这门科学的诞生积蓄了实践经验与感性认识。 2 仿生学的建立时期(1940～1960年) 20世纪40年代,工程技术领域中出现了调节理论,人们开始在一般意义上把生物与机器进行类比,认识到二者具有 作者简介 刘福林(1965-),男,河南商丘人,副教授,从事管理仿生学研究。 收稿日期 2007-02-28自动调节系统。1944年,一些科学家已经明确机器与动物在自动控制、通信和统计动力学等一系列问题上是统一的,具有共同之处。同一个时期,美国的一位年轻工程师申农(C. Sha nnon)提议建立了一门叫作“信息论”的科学。从此,开展了大量关于信息传递与处理的研究工作,深刻认识到一切通信与控制系统所共有的特点。对许多研究工作得到的结果进行理论概括,并将技术控制系统的控制机理与现代生物科学所发现的动物体中的某些控制机理进行类比,又逐渐形成了一门新的科学“控制论”。1949年,控制论创始人、美国科学家维纳(N.Wie ner)出版了《控制论》一书,对这一学科的思想和概念等作了比较全面的论述。维纳着重指出,控制论是研究机器和生物体中控制与通信的科学。科学研究和生产实践完全证实了生物和机器在许多问题上的共同之处。而控制论则把生物科学和工程技术从理论上联系起来,成为在原理上沟通生物系统与技术系统的桥梁,奠定了生物与机器在控制与通信上进行类比的科学理论基础。随着这两门学科的结合与渗透,人类就为自已找到了一条新的技术发展道路———向生物界索取设计蓝图,并于1960年9月诞生了一门新的交叉科学———仿生学。1960年9月13～15日,在美国俄亥俄州达顿城(Da yto n)的一个空军基地,召开了美国第一届仿生学讨论会。在20世纪50年代已成为一门独立学科的“仿生学”,在这次会议上被正式命名。一位专长于精神病学和神经学、又受过数学和电子学训练的美国军医J.E.斯蒂尔(Jac k Ellwo od Steel)博士,给这门新诞生的科学分支起了一个名字叫做bionics(仿生学)。斯蒂尔博士给它下了这样一个定义:“仿生学是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特征或类似特征的科学”,简单一句话,仿生学就是“模仿生物的科学”[3]。因此,从1940～1960年属于仿生学的建立时期。 该时期,人类在仿生学研究中的最大贡献是建立了仿生学理论。从实质上看,仿生学的诞生带给人类的是创新的理念与方法,即向生命系统学习的理念,模拟生命系统的方法。使人类从一个崭新的视角透视世界,发现前人未发现的事物,实现科学技术的原始创新,这是其他科学无法比拟的优势。 “提出模型,进行模拟,这就是仿生学的基本研究方 安徽农业科学,J ou rn al of An hui Agri.Sci.2007,35(15):4404-4405,4408 责任编辑 罗芸 责任校对 李洪
1、1体温得测量方式及正常值 生命指征得定义 三种测量体温得方法:1、口测法2、肛测法3、腋测法 体温正常变化范围 体温异常 发热程度 1、1、2仿生学得起源 1、2仿生学得诞生 仿生学得定义就是1960年提出 1、3仿生学与科技创新得关系 仿生学就是科学与技术原始创新得不竭动力。 1、4、1仿生需求(一) 仿生需求:1、健康需求2、军事需求3、发展需求4、精神需求5、兴趣需求 1、4、2仿生模本(二) 仿生模本:1、生物模本2、生活模本3、生境模本 1、4、3仿生模拟(三) 仿生模拟:1、形似模拟2、神似模拟 1、4、4仿生制品(四) 仿生制品:1、非生命得仿生制品2、生命零部件得仿生制品 第二章从灵感到制造得创新过程——仿生学得研究方法 2、1生物模本分析 生物体→生物模型→数学模型→实物模型→技术装置 问题提出→典型生物体分析→建立生物原型 2、2仿生原理分析 仿生原理分析: 形态、成分、生物电、分泌物、弹性与柔性、生物活性 2、3实物模型建立 实物模型建立: 1、建立数学模型:数理统计、有限元、试验优化、分形分维、灰度分析、层次分析、动态过程、模型分析 建立实物模型:推土部件、铲装部件、耕作部件、储运部件 建立实物模型:推土部件(推土铲、推土板) 铲装部件(挖斗、铲斗) 耕作部件(犁壁、深松铲) 储运部件(步行轮、气垫车、驼蹄轮胎、自卸车箱) 第三章适者生存——军事仿生 3、1、1仿生武器装备1 军事仿生学研究方法(3阶段,3研究方法) 生物结构与兵器制造; 1、模仿生物得生物结构制造十八般武器:刀、戟、抓鞭与锏 3、1、2仿生武器装备2 飞机与鸟与昆虫蜻蜓可作长时间得悬停,苍蝇可以随意转变方向每根羽毛有专属得肌肉,鸟得喙就是中空得,鸟类全身设计都就是为了飞行 奥拓利林塔尔:滑翔机之父莱特兄弟1903年:飞行一号信天翁;展翅比飞机震颤问题军用飞机:歼击机、轰炸机,无人机 3、1、3仿生武器装备3 潜艇与鱼与海兽下潜与上浮水母,乌贼,鱼最初就是在水柜里冲水戴维布什内尔:美国第一潜艇Tuetle(1776) 富尔顿(1801—法)鹦鹉螺号动力: 人力电动机—柴油/汽油发动机速度与动力利用效力海豚:外表皮层,乳突在真皮层, 40~48公里每小时,70~100公里每小时冲
仿生学对人类社会发展的贡献 一、仿生学的概念 所谓“仿生”，顾名思义就是向生物学习、模仿或取得启示，仿造各种生物的优点以用在人类科学技术的创造或改进上。仿生学一词是1960年由美国.斯蒂尔提出的。他认为“仿生学是研究以模仿生物系统的方式、或是以具有生物系统特征的方式、或是以类似于生物系统方式工作的系统的科学”。尽管人类在文明进化中不断从生物界受到新的启示，但仿生学的诞生，一般以1960年全美第一届仿生学讨论会的召开为标志。 仿生学的研究范围主要包括①力学仿生：研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质，以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。②分子仿生：研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。③能量仿生：研究与模仿生物电器官、生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程。④信息与控制仿生：研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。此外，它还研究与模拟体内稳态，运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制，以及人---机系统的仿生学方面。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面---生物模式识别的研究、大脑学习、记忆和思维过程的研究与模拟，生物体中控制的可靠性和协调问题等---是仿生学研究的主攻方面。 因此仿生学就是人类在认识自然和改善自然的过程中，通过科学的探索和研究，模仿自然界中一些生物的特殊本能的原理，来解决某些人类传统认识无法解决的一些疑难现象的一门高科技边缘科学。 二、仿生学的历史贡献 仿生学在人类历史发展过程中所做出的贡献可谓源远流长。尤其是近几个世纪，仿生学在军事、医学、生物、电子等高端技术领域的应用更是给人类的发展带来了创新革命。 在军事上，模仿野猪嘴发明的防毒面具，模仿海豚皮肤的沟槽结构，应用于船舰外壳上，可减少航行湍流，提高航速。模仿鸟类滑翔原理发明飞机；模仿“莲花效应”将其应用于飞机表层、汽车外壳达到自清洁的目的；模仿苍蝇等昆虫的视觉原理研制智能武器和仿生眼等；在医学上，根据苍蝇在细菌环境中生存的原理研制出的免疫抗菌剂，模拟人体器官设计出各种仿生器官用于医学手术中等等；在生物上，屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲、船桨模仿鱼的鳍、锯子学的是螳螂臂，
仿生学的发明创造 1.从令人讨厌的苍蝇身上，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.从电鱼到伏特电池。 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
仿生学的例子 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。 好运 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。
神奇的仿生教学设计 (想象画) 教学目的：1、研究学科之间的相互结合和渗透，利用计算机网络平台使学生的知识结构产生大融合。 2, 在指导学生访问大量网络资源的基础上，自由筛选，仔细观察,认真思考,找出 事物间的联系,学会一种创造方法, 并促成一种美感经验的增长. 3, 通过对想象中的物体进行描绘,培养学生绘画表达能力 4, 鼓励学生把作品发布到网上，供同学和家长等欣赏。通过介绍自己的作品和欣赏别人的作品,培养学生语言表达能力、欣赏能力及网络运用能力. 5, 通过网络资料等途径对小动物的了解,培养学生热爱小动物, 热爱生命的良好情商. 教学重点: 如何突破动物学科与美术科之间的有机结合.以及如何让学生利用网络来学习交流 教学难点: 如何让学生学会观察事物间的联系,学会思考创造. 教学过程: 一: 师生问好,组织教学. 二:启发谈话: (从大范围内引导学生认识动物) 同学们喜欢小动物吗?你们了解这些小动物的本领吗? 三:放电影片段: (让学生对动物产生感性认识, 把动物的范围缩小到代表性动物身上) 蜻蜓(代表空中动物) 袋鼠 猎豹(代表陆地动物) 鱼(代表海洋动物) 四:提问,加深印象: 从刚才的电影片段中,同学们看到了小动物们哪些非凡的本领呢? 五:从比较中找出联系点: (把动物的范围再次缩小的鱼的身上,便于研究) 出示潜水艇和鱼的图片和FLASH动画，找一找他们之间的联系. 外部体形上的联系 内部结构上的联系 六:总结: 功能 动物-----------创造物 体形 七:拓展思维,展开想象: 给学生提供几个重要网站，通过链接等方式，让学生自己浏览更多内容，从而选择 自己喜欢的内容作参考,根据教师的提问要求,自由讨论:
大自然的启示作文范文8篇 大自然中的一切事物都曾经给过我们很多启示，它是那么魅力无穷。只要我们留心观察，善于发现，就一定会得到很多启示。下面是收集的大自然的启示作文，欢迎大家阅读参考！ 无论世界上有多么有名的老师，都不及大自然这个“老师”厉害，它从很多事物上给了我们许许多多的重要启示。下面就让我来给大家讲一讲壁虎带给我的启示吧！ 以前，我下象棋总是输，我就想：我下象棋的技术真有那么差吗？为什么每一个人我都下不赢？ 有一次，我到乡下去看外婆。进门的时候，我无意中看见了一只壁虎。我悄悄地跟在它后面，跟了一段后，我发现有一条蛇突然从路边窜出来，窜到了壁虎前面，我心想：这下可完了。可是，出乎意料的是，壁虎居然断掉自己的尾巴逃之夭夭了。当时我百思不得其解，为什么壁虎会断尾逃走呢？尾巴可是身体的一部分啊！ 为了解开这个不解之谜，我连忙去电脑上查找答案，终于知道了。原来，壁虎断尾是一种自卫方式，在遇到危险时，壁虎的尾巴会断掉，用来吸引敌人的注意力，自己趁机逃跑，这也是一个策略，叫“丢车保帅”。 学了“丢车保帅”这个策略后，以后每每下期，我都会将这一招用上，我终于尝到了胜利滋味了。 大自然真是人类的好老师啊！
在很久很久以前是没有锯子的，人们砍树时只能靠斧子，效率很低。 秦始皇让工匠给他建一座宫殿，工期是六个月，工匠们接到这个任务就惊呆了，六个月要建一座宫殿，这可能吗？但这是秦始皇的命令，否则就要被杀头，他们不敢违抗，只好按照秦始皇的命令去做。 工匠们十分卖力的干活，但砍伐的树木不够用，眼看工期快要到了，可是宫殿才建了一半，工匠们很着急。一个叫鲁班的木工上山砍树时，手指不小心被划破了，他看了看周围没有刀子，也没有锋利的东西，那手指是怎么破的呢？他找了半天，找到一种草，那种草的叶子是像波浪一样的锯齿，就是这种草的叶子划破了鲁班的手。 鲁班回到家后，受到那种草的形状的启发，发明了“锯子”，使工匠们的效率大大提高，宫殿也在工期内顺利完工。直到现在，我们还一直在使用锯子呢！ 这个发明告诉我们：按照自然规律去办事，人类就会受益！ 很多事情大自然都会给人以启示，这不，在我观察蚂蚁时，发现蚂蚁坚持不懈，这也使我得到了一个启示。 在一个阳光明媚的清晨，我悠然自得地坐在小区里的石凳上享受清晨的美景。正当我不经意低头时，突然发现一块白色的东西在缓缓地移动着。我走近一看，原来是几只蚂蚁在搬一块小小的面包屑。我想：这附近一定有蚁巢，要不然，那蚂蚁搬食物干嘛呢？在好奇心的驱使下，我便四周找了起来。不一会儿，隐蔽在花丛下的蚁巢被我找了出来。
小学四年级语文：生物的启示——仿生学的诞生仿生学是向生物学习的科学，是人们有意识地将自然原理加以推广应用的一种思维方法。从生物的结构想到人工产品的结构人们创造了类似茅草的锯子，制成了类似蛋壳的屋顶，建成了类似大树的电视塔。从生物的行为中得到启示学者们研究袋鼠的育儿行为(把幼鼠放进育儿袋中)，美国医学家研制出模仿袋鼠袋的装置，拯救了世界上无数早产儿。从生物的习性中发现其中的价值英国女人类学家古多你在坦桑尼亚的森林中发现猩猩每天要到较远地方去吃几片阿斯辟亚灌木的树叶，经过对叶子的化验、分析，从中提炼出有效成份生产出高效杀菌剂。从生物的形态特征中，启示了人们仿制出鱼雷艇。 近30年来，人们向生物系统索取设计蓝图，使军事、化工、机械、建筑等科学领域发生了根本性的变化，新事物层出不穷：从雪地行走的企鹅，人们发现了越野汽车；利用六角形结构蜜蜂窝，生产出了蜂窝材料；从青蛙突出的眼睛，制造了电子蛙眼等。 科学家们又想到，目前飞机虽飞得高，但在陡然起飞，向上飞升方面不如昆虫；核潜艇的航速还比不上海脉，今天，通过仿生学一定会揭开更多的生物界奥秘，在21世纪将会解决一些重要的科学难题。 生物对建筑的启示 北极熊的御寒外套启示科学家进行节能建筑的研究，法国建立了第一批示范性试验性透明热防护系统；英国建筑师根据蜘蛛网原理，为土耳其的伊斯坦布尔足球俱乐部设计出一座带屋顶的看台；津巴布韦建筑师根据白蚁巢(cho)穴调温的原理建立了一座新型的节能大楼；英国建筑师约瑟根据王莲叶片结构，设计建造了一座顶棚(png)跨度极
大的展览厅，整个建筑很有特点，既结构轻巧，又明亮壮观，还经济耐用。 动物的定向与导航，对于研制新的航空和航海导航仪有很大的帮助。如海龟游出几兆米外,3年后仍可游回原产卵地。海龟的导航系统正在成为航天、航空、航海等研究工作的重点。 酶学仿生也是人们研究的重点。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。氢是无污染的能源物质，利用光合作用获得氢能源，将引起动力工业的革命。 机器人有应用生物电流的技术装置假手。假手不仅能做动作，而且能够随环境的变化而自动调整动作。
【单选题】仿生学的定义是（B）年提出的。 A、1955年 B、1960年 C、1965年 2 【多选题】仿生需求包括（ABCDEF）。 A、生存需求 B、军事需求 C、健康需求 D、发展需求 E、精神需求 F、兴趣需求 3 【多选题】材料的结构包含（ABC）。 A、宏观 B、介观 C、微观 4 【多选题】仿生模本包括（ABC）。 A、生物模本 B、生活模本 C、生境模本
【多选题】仿生需求中发展需求包括（ABC）。 A、感知更强的仿生 B、功能更优的仿生 C、运动更好的仿生 6 【判断题】远古时代人与自然的关系是生存、自卫、竞争。√ 7 【判断题】信息时代人与自然的关系是观察——灵感——模仿× 8 【判断题】海豚游速慢的时候皮肤是粗糙的，游速快的时候是光滑的。× 9 【判断题】自然界中植物有150万种。× 10 【判断题】贝壳珍珠层的硬度是普通文石的2倍，韧性是普通文石的10000倍。×从灵感到制造的创新过程——仿生学的研究方法 1 【单选题】蚯蚓体外有一层体表液，形成一个多层界面系统，蚯蚓蠕动前行在B A、外界面层 B、内界面层 C、体表液层 D、体表层
【单选题】荷叶具有自清洁效应是由于表面C A、微米形态 B、表面腊状物质 C、微纳结构与腊状物质共同作用 D、纳米突起 3 【单选题】地面机械触土部件与土壤接触时面临的问题是（B） A、磨损 B、粘附 C、腐蚀 D、氧化 4 【判断题】仿生电渗铲斗是模仿了蜣螂的体表电位特点制造的。×5 【判断题】穿山甲能打洞、上树，还会游泳。√ 6 【判断题】土壤动物粘附脱土功能的实现是由于其体表形态。×适者生存——军事仿生 1 【多选题】狡兔三窟中提到的历史人物有（AD）。 A、孟尝君
仿生学-人类通过从动物身上得到的启发发 明了很多东西 动物和人有着千丝万缕的联系，“仿生学”就是人类从动物身上获取灵感进行创造发明的一门先进科学。人类通过从动物身上得到的启发发明了很多东西。 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；野鸭能悠然自得地飞行在9500米的半高空；鸽子能够感受地震；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；鹰在高空具有超强的视力…… 那么，人类能从鸟类身上模仿出这些功能吗？ 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。 仿生学是1960年正式诞生的一门综合的边缘科学。目前，仿生学的研究，着重了下列几个方面。
感觉器官的访生。根据生物的感觉器官，来研制能够接受、记录和测定信号的装置。特别是各种有关视觉、听觉、嗅觉、触觉以及包括冷热、酸痛、振动和平衡等等感觉方面的新颖传感器。生物的各种感觉器官，经过千万年的锤练，无论在选择性、适应性、灵活性、灵敏度、抗干扰性、微型化等方面，和我们目前各种自动装置中的传感器相比较，都优越得多。 自组织系统和神经元的访生。主要是为了研制新颖的自动控制系统。生物控制器官的研究，重点是大脑系统，揭开它的秘密，对创造人工的信息发射、按收、传送、加工和贮藏等装置，是非常有益的。 生物运动器官的仿生。例如肌肉是一个高效率的发动机，它把化学能变换为机械能，其效率在80%左右，而近代汽轮发电机系统的效率—殿只在40%左右。据报道，一种用聚丙烯酸制成的“人造肌肉”已经问世，它的应用远景是广阔的，如用于宇航来控制宙飞船；通过人造肌肉，也可以利用河水与海水之间存在着的天然的化学能差，来获得大量的廉价的机械能。 生物力学的仿生。科学工作者在研究鸟类、昆虫、鱼类等结构的基础人已经创造了模拟各种生物在陆上、空中、水里的运动器官。如可供实用的扑冀机；模仿膝关节的液压系统；能提高鱼雷航速的人工
有关启发的作文三篇 与借鉴 有关启发的作文篇一：大自然有着无穷无尽的奥秘，它总是给人们带来许多的遐想和启发。 在一个凉爽的夜晚，我和小伙伴在楼下玩，无意中发现了一只小壁虎正在墙边寻找猎物。这时，有人提议把它捉来玩，于是我小心翼翼的走过去，一步，两步……渐渐地逼近小壁虎，眼看就要逮住了，小壁虎仿佛预测到了危险的来临，想要溜之大吉，就在这时，我猛地把手盖了上去，小壁虎迅速地一转身，很快地逃走了，结果把尾巴挣断了。 望着地上仍然在动的尾巴，我心里冒出了一个大问号，听大人们讲，壁虎的尾巴断后能再次长出来，但是，到底是什么神奇的力量，能让壁虎的尾巴再生长呢？我决定打破砂锅问到底。 接下来我上网查了有关的资料，终于明白了，原来壁虎的尾巴有一种特殊的细胞，壁虎的尾巴断了以后，有一部分细胞死去，而另一部分还活着，它们继续生长，渐渐地就长出了壁虎的新尾巴。 生活中处处留心皆学问，看似平凡的大自然，有着无穷的奥秘，等待我们去发现，去探索。 有关启发的作文篇二：很多事情大自然都会给人启发，这不，在我观察蚂蚁的时候，发现蚂蚁坚持不懈，这也使我得到了一个启发。
以前，我一回姥姥家，就蹲下观察蚂蚁。我经常看见这样一幕：蚂蚁们发现食物后，就会往巢穴里搬，有些大蚂蚁就会帮助小蚂蚁。/有了大蚂蚁的帮助，小蚂蚁们也轻松多了。过了一会儿，蚂蚁来到最辛苦的阶段——上小土坡只见蚂蚁们还是不放弃，努力一步一步往上抬，其中有一两只蚂蚁还会轮流跑到队伍的后面支援。我看着蚂蚁那么辛苦，我用一根小树枝把蚂蚁们向前推了一下，眨眼间，蚂蚁们就到达了洞口最后，经过大家的同心协力，蚂蚁们终于把食物运回了洞穴。 小小的蚂蚁，却能团结友爱，互帮互助，在我们的学习生活中，也要向它们学习。 我们经常看不起那些活蹦乱跳的小动物，但是它们可以做到人类做不到的’事。大自然是人类的老师，这些动、植物也是我们的老师。我们要多观察，多发现，多思考，用心去体会大自然给我们的启发，必有收获。 有关启发的作文篇三：在大自然中，有许多的奥秘在等着我们去发现、去探究，让我们去寻找吧 青蛙的眼睛对动的东西非常敏感，但是对静止的东西却“视而不见”，科学家就从青蛙的身上得到启发，发明了电子蛙眼。这门科学叫仿生学。科学家经过了三次实验，揭开了蝙蝠能在夜里飞行的秘密。原来，蝙蝠在夜里飞行靠的不是眼睛，而是嘴和耳朵配合起来探路的，由此，科学家发明了雷达，给飞机装上了，飞机就能安全的在夜里飞行了。在古代里，人们没有锯，有一次，鲁班上山采药，他被小石子
昆虫与仿生 彩万志 （中国农业大学昆虫学系） 仿生学(bionics)是模仿生物系统的原理来建造技术系统，或者使人造技术系统具有或类似于生物系统特征的科学。自从人类诞生就开始了仿生活动，但仿生学作为一门学科是1960年6月在美国召开的一个学术会议上提出的，它是一个涉及生物学、数学、物理学、化学、神经学、自动化、控制论等多学科的综合性边缘学科。其实质就是模仿生物制造各类设备。因此，首次仿生学会议的副标题就是“生物原型---新技术的钥匙”。 全球昆虫种类1000万种、占全球生物种类的1/2、占全球动物种类的2/3。在漫长的生物进化史中，鼎盛一时的三叶虫灭绝了，庞大的恐龙消失了……而小小的昆虫却一直繁荣至今。除了昆虫具有惊人的繁殖能力、适应能力外，它们在形态、生理、行为等方面具有很多绝妙之处。有很多地方连人类也自叹不如，如螳螂能够在0.05秒内一跃而起，捕捉到空中飞行的猎物，这一速度连目前的微电子和自动化技术都达不到。所有这些独到之点，都是仿生学的丰富资源。 昆虫的形态千姿百态，千差万别，从头到尾，从里到外，与仿生学相关之处甚多，大体有以下五个方面。 (1) 昆虫的头部与仿生昆虫的触角与各式各样的天线、昆虫的复眼与蝇眼相机、虫眼导弹、地对空速度仪、空对地速度计、偏振光导航仪等。 (2)昆虫的胸部与仿生翅的花纹与军事伪装、鳞片与计算机散然装置、鳞片结构与卫星控温、鳞片结构与防伪纸币、翅痣与飞机的减震装置、平衡棒与振动陀螺仪等。 (3) 昆虫的腹部与仿生蝗虫的产卵器和钻井装置、腹节的构造与套筒装置、腺体系统与火箭设计等。 (4)昆虫的生理与仿生几丁质与仿生材料、弹性素与弹跳鞋、肌肉发动机和燃料电池、昆虫的泌丝与人造纤维等。 (5)昆虫的行为与仿生昆虫的飞行与虫形飞机、昆虫的巢穴与建筑、蜜蜂巢房的结构与仿生、昆虫的发音与仿生、昆虫的发光与仿生、昆虫的化学通讯与仿生、毛虫的行走与战地越野车、尺蠖的行走与新型坦克、蜜蜂的访花与电子蜜蜂等。 此处，仅以翅的结构、飞行动力学为例简单介绍一下虫型飞机方面的仿生学进展。 一、虫型飞机的概念 昆虫是动物界中最早获得飞行能力的类群，也是无脊椎动物中惟一具翅的类群，其高超的飞行技巧时常使自认为万物之灵的人们愧叹弗如。吴承恩笔下的齐天大圣孙悟空会七十二般变化，一个筋斗能翻十万八千里，腾云驾雾、上天入地，好不自在！但在吴大师的心目中，孙悟空显然不如蝴蝶那么潇洒，在描述孙悟空所变的蝴蝶时，他这样写道：“一双粉翅，两道银须。乘风飞去急，映日舞来徐。渡水过墙能疾俏，偷香弄絮甚欢娱。体轻偏爱鲜花味，雅态芳情任卷舒。”从这些描写中，我们不难看到到他对蝴蝶翩翩起舞的羡慕之情。的确，每当春暖花开、万象生烟之际，美丽的蝴蝶双双对对在花间款款飞舞，不免使人顿发希望自己也能像蝴蝶那样自由飞翔的感慨。 人类渴望了上百万年的飞天梦，直到1903 年，美国的莱特兄弟成功地进行了动力载人飞行的那一刻才真正成为现实。在此后的100多年中，航空器的大型化、高速化、智能化一直是航空研究领域的主流。但是，20世纪90年代以来，随着微电子、微电子机械系统、微型照相机、微型红外传感器、微型检测器和计算机芯片等技术的飞速发展，飞行器的设计又始出现向小型化、微型化发展的趋势。
仿生发明 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。17。根据鲨鱼特征制造的泳衣，将阻力减少到最小。18。飞机（鸟）19。潜水艇（鱼）20。雷达（蝙蝠） 1.模仿大象鼻子的机器人手臂 一个根据大象鼻子的特点设计出来的新型仿生机器处理系统--“仿生操作 助手”。“仿生操作助手”由德国工程公司费斯托公司研制，它可以平稳地搬运重负载，原理在于它的每一节椎骨可以通过气囊的压缩和充气进行扩展和收缩。 2.源自蝙蝠的太能阳侦察机 美国密歇根大学工程学院研制蝙蝠型太阳能自动侦察机。这款自动侦察机长约6英寸(约合15厘米)，拥有一个透明的头部，其中装有一个太阳能电池板，