八年級(jí)生物仿生學(xué)1

1、開啟新技術(shù)的鑰匙開啟新技術(shù)的鑰匙前言信息仿生控制仿生擬態(tài)仿生力學(xué)仿生化學(xué)仿生整體仿生中國(guó)古漢文中的仿生思想中國(guó)古漢文中的仿生思想前言一、仿生學(xué)簡(jiǎn)介一、仿生學(xué)簡(jiǎn)介 仿生學(xué)之起源仿生學(xué)之起源前言鳳蓬草鳳蓬草 輪子輪子魚尾魚尾 船櫓船櫓人眼晶狀體人眼晶狀體 透鏡透鏡生物電生物電 電池電池鳥鳥 飛機(jī)飛機(jī)生活中的仿生生活中的仿生學(xué)學(xué)仿生學(xué)仿生學(xué)(Bionics) 模仿生物系統(tǒng)的原理以建造技模仿生物系統(tǒng)的原理以建造技術(shù)系統(tǒng)，或者使人造技術(shù)系統(tǒng)具有術(shù)系統(tǒng)，或者使人造技術(shù)系統(tǒng)具有生物系統(tǒng)特征或類似特征的科學(xué)生物系統(tǒng)特征或類似特征的科學(xué)前言仿生學(xué)的概念仿生學(xué)的概念前言二二. .仿生學(xué)研究仿生學(xué)研究仿生學(xué)仿生學(xué)是

2、一門建立在多學(xué)科邊是一門建立在多學(xué)科邊緣上的綜合性學(xué)科，包括生理學(xué)、緣上的綜合性學(xué)科，包括生理學(xué)、神經(jīng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、電神經(jīng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、電子學(xué)、信息學(xué)等學(xué)科。子學(xué)、信息學(xué)等學(xué)科。仿生學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域仿生學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域前言生物體生物體生物模型生物模型數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型技術(shù)模型技術(shù)模型技術(shù)裝置技術(shù)裝置仿生學(xué)的研究方法仿生學(xué)的研究方法數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)生物生物電烙鐵電烙鐵前言仿生學(xué)符號(hào)仿生學(xué)符號(hào)信息仿生青蛙與電子蛙眼青蛙與電子蛙眼神經(jīng)節(jié)細(xì)胞有神經(jīng)節(jié)細(xì)胞有4種：種：“邊緣偵察器邊緣偵察器”、“昆蟲偵察器昆蟲偵察器”、“事件偵察器事件偵察器”、“光強(qiáng)減弱感受光強(qiáng)減弱感受器器”青蛙的視覺(jué)系青蛙的視覺(jué)系統(tǒng)統(tǒng)信

3、息仿生青蛙與電子蛙眼青蛙與電子蛙眼由透鏡（晶狀由透鏡（晶狀體）在視網(wǎng)膜體）在視網(wǎng)膜上形成光學(xué)圖上形成光學(xué)圖像后，經(jīng)過(guò)視像后，經(jīng)過(guò)視細(xì)胞、雙極細(xì)細(xì)胞、雙極細(xì)胞、輸出細(xì)胞胞、輸出細(xì)胞（神經(jīng)節(jié)細(xì)胞）（神經(jīng)節(jié)細(xì)胞）而送往大腦中而送往大腦中樞樞青蛙的視覺(jué)系青蛙的視覺(jué)系統(tǒng)統(tǒng)信息仿生“水母耳水母耳”風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀水母耳與電子耳水母耳與電子耳控制仿生蛇蛇田鼠田鼠熱血?jiǎng)游锷頍嵫獎(jiǎng)游锷眢w向外散熱體向外散熱蛇通過(guò)感受器蛇通過(guò)感受器探測(cè)到熱源探測(cè)到熱源蛇的紅外探測(cè)蛇的紅外探測(cè)控制仿生頰窩頰窩頰窩頰窩是一個(gè)紅外感是一個(gè)紅外感受器，對(duì)周圍溫度受器，對(duì)周圍溫度變化極為敏感，能變化極為敏感，能感受感受0.001的溫度的

4、溫度變化。這類蛇能在變化。這類蛇能在夜間準(zhǔn)確判斷周圍夜間準(zhǔn)確判斷周圍恒溫動(dòng)物的位置恒溫動(dòng)物的位置蛇的紅外探測(cè)蛇的紅外探測(cè)控制仿生飛行中的蝙蝠飛行中的蝙蝠超聲波超聲波聲音反射波聲音反射波蛾蛾蝙蝠的捕食蝙蝠的捕食蝙蝠與超聲波蝙蝠與超聲波控制仿生蝙蝠的回聲定位蝙蝠的回聲定位超聲信號(hào)被反射超聲信號(hào)被反射蝙蝠與超聲波蝙蝠與超聲波腦腦控制仿生蝙蝠與超聲波蝙蝠與超聲波蝙蝠的聲納處理蝙蝠的聲納處理參考波刺激參考波刺激接受器接受器載有信息載有信息的超聲波的超聲波發(fā)出的發(fā)出的超聲波超聲波控制仿生夜蛾的反雷達(dá)技術(shù)夜蛾的反雷達(dá)技術(shù)反雷達(dá)技術(shù)使夜蛾死里逃生反雷達(dá)技術(shù)使夜蛾死里逃生控制仿生夜蛾的反雷達(dá)技術(shù)夜蛾的反雷達(dá)技術(shù)

5、鼓膜器鼓膜器鼓膜器鼓膜器 振動(dòng)器振動(dòng)器胸神經(jīng)節(jié)胸神經(jīng)節(jié)神經(jīng)纖維神經(jīng)纖維 氣囊氣囊聽(tīng)覺(jué)聽(tīng)覺(jué)細(xì)胞細(xì)胞感受器感受器鼓膜鼓膜角質(zhì)皺折角質(zhì)皺折非聽(tīng)覺(jué)非聽(tīng)覺(jué)細(xì)胞細(xì)胞聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)控制仿生千里遷徙千里遷徙萬(wàn)里洄游萬(wàn)里洄游動(dòng)物的天然導(dǎo)航動(dòng)物的天然導(dǎo)航控制仿生動(dòng)物的天然導(dǎo)航動(dòng)物的天然導(dǎo)航一些動(dòng)物利用日月一些動(dòng)物利用日月星辰導(dǎo)航，也有些星辰導(dǎo)航，也有些動(dòng)物利用海流、海動(dòng)物利用海流、海水成分、地磁場(chǎng)、水成分、地磁場(chǎng)、重力場(chǎng)等進(jìn)行導(dǎo)航，重力場(chǎng)等進(jìn)行導(dǎo)航，為研制通訊設(shè)備和為研制通訊設(shè)備和新型導(dǎo)航儀器提供新型導(dǎo)航儀器提供啟迪啟迪定義定義 生物界中普遍存在著擬態(tài)，生物界中普遍存在著擬態(tài)，現(xiàn)將擬態(tài)用于工程技術(shù)中去就現(xiàn)將擬態(tài)

6、用于工程技術(shù)中去就叫叫擬態(tài)仿生擬態(tài)仿生擬態(tài)仿生動(dòng)物的擬態(tài)與保護(hù)動(dòng)物的擬態(tài)與保護(hù)色色擬態(tài)仿生擬態(tài)仿生擬態(tài)仿生坦克的迷彩著裝坦克的迷彩著裝三色迷彩的德國(guó)三色迷彩的德國(guó)“豹豹”I I坦克坦克在電視成像下的效果在電視成像下的效果擬態(tài)仿生擬態(tài)仿生擬態(tài)仿生坦克的迷彩著裝坦克的迷彩著裝力學(xué)仿生生物與造船生物與造船模仿鱈魚、鲇魚外形建模仿鱈魚、鲇魚外形建造的造的“復(fù)仇號(hào)復(fù)仇號(hào)”帆船帆船體形的模體形的模仿仿力學(xué)仿生生物與造船生物與造船體形的模體形的模仿仿力學(xué)仿生生物與造船生物與造船體形的模體形的模仿仿俄羅斯海軍新型核潛艇俄羅斯海軍新型核潛艇力學(xué)仿生生物與造船生物與造船模仿鯨的胸鰭給船裝上了模仿鯨的胸鰭給船裝上了

7、船鰭船鰭結(jié)構(gòu)的模仿結(jié)構(gòu)的模仿力學(xué)仿生生物與造船生物與造船結(jié)構(gòu)的模仿結(jié)構(gòu)的模仿模仿魚和鯨體表粘液合成模仿魚和鯨體表粘液合成了幾種人工粘液，以減小了幾種人工粘液，以減小湍流湍流力學(xué)仿生生物與造船生物與造船結(jié)構(gòu)的模仿結(jié)構(gòu)的模仿潛水艇在航行時(shí)會(huì)潛水艇在航行時(shí)會(huì)造成巨大的湍流造成巨大的湍流海豚游泳時(shí)身邊海豚游泳時(shí)身邊的水流很小的水流很小力學(xué)仿生鷹擊長(zhǎng)空鷹擊長(zhǎng)空嘯傲云天嘯傲云天生物與飛機(jī)力學(xué)仿生生物與飛機(jī)達(dá)芬奇設(shè)計(jì)的撲翼飛機(jī)達(dá)芬奇設(shè)計(jì)的撲翼飛機(jī)飛鳥與飛機(jī)飛鳥與飛機(jī)力學(xué)仿生生物與飛機(jī)飛鳥與飛機(jī)飛鳥與飛機(jī)飛鳥的體形和翅膀飛鳥的體形和翅膀在滑進(jìn)飛行時(shí)與飛在滑進(jìn)飛行時(shí)與飛機(jī)的飛行極為相似機(jī)的飛行極為相似力學(xué)仿生生

8、物與飛機(jī)現(xiàn)代先進(jìn)的飛機(jī)能夠現(xiàn)代先進(jìn)的飛機(jī)能夠模仿昆蟲在空中作各模仿昆蟲在空中作各種花樣演習(xí)種花樣演習(xí)昆蟲與飛機(jī)昆蟲與飛機(jī)力學(xué)仿生生物與飛機(jī)昆蟲與飛機(jī)昆蟲與飛機(jī)昆蟲翅膀的運(yùn)動(dòng)昆蟲翅膀的運(yùn)動(dòng)昆蟲飛行時(shí)翅膀的運(yùn)動(dòng)昆蟲飛行時(shí)翅膀的運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜，其角度的變化很復(fù)雜，其角度的變化控制比目前的飛行自動(dòng)控制比目前的飛行自動(dòng)駕駛儀還好駕駛儀還好力學(xué)仿生生物與飛機(jī)昆蟲與飛機(jī)昆蟲與飛機(jī)飛機(jī)仿造蜻蜓的翅膀配重防止振顫飛機(jī)仿造蜻蜓的翅膀配重防止振顫力學(xué)仿生薄殼結(jié)構(gòu)薄殼結(jié)構(gòu)藝術(shù)珍品藝術(shù)珍品澳大利亞悉尼歌劇院澳大利亞悉尼歌劇院生物與建筑東京中銀艙體樓東京中銀艙體樓力學(xué)仿生生物與建筑艙體結(jié)構(gòu)艙體結(jié)構(gòu)力學(xué)仿生生物與建筑圓頂屋圓頂

9、屋 美國(guó)佛羅里達(dá)的美國(guó)佛羅里達(dá)的 未來(lái)世界博物館未來(lái)世界博物館化學(xué)仿生狗的嗅覺(jué)過(guò)程狗的嗅覺(jué)過(guò)程狗的嗅覺(jué)狗的嗅覺(jué) 狗的鼻子里的霧受一種狗的鼻子里的霧受一種蛋白質(zhì)的控制，將氣味分子濃縮后傳送蛋白質(zhì)的控制，將氣味分子濃縮后傳送給鼻子里的氣味感受器上的氣味辨別蛋給鼻子里的氣味感受器上的氣味辨別蛋白，當(dāng)氣味辨別蛋白將不同的氣味辨別白，當(dāng)氣味辨別蛋白將不同的氣味辨別后，被辨別出的特定的氣味信號(hào)，立即后，被辨別出的特定的氣味信號(hào)，立即被嗅覺(jué)細(xì)胞傳遞給大腦，大腦便知道了被嗅覺(jué)細(xì)胞傳遞給大腦，大腦便知道了所聞到的是一種什么氣味所聞到的是一種什么氣味人工嗅覺(jué)化學(xué)仿生人工嗅覺(jué)嗅敏檢測(cè)儀嗅敏檢測(cè)儀采集采集系統(tǒng)系統(tǒng)嗅敏

10、嗅敏元件元件放大放大系統(tǒng)系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)電源電源嗅敏電阻嗅敏電阻是一類以是一類以SnO2為主體的金屬為主體的金屬半導(dǎo)體，它是一種表面效應(yīng)很強(qiáng)的材料半導(dǎo)體，它是一種表面效應(yīng)很強(qiáng)的材料化學(xué)仿生細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)仿生物膜蛋白分子蛋白分子磷脂分子磷脂分子鑲嵌蛋白鑲嵌蛋白跨膜蛋白跨膜蛋白(形成通道形成通道)跨膜蛋白跨膜蛋白細(xì)胞膜的細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌流動(dòng)鑲嵌模型：模型：(1)脂雙層形脂雙層形成框架；成框架；(2)蛋白蛋白質(zhì)鑲嵌其質(zhì)鑲嵌其中；中；(3)具有動(dòng)態(tài)具有動(dòng)態(tài)特點(diǎn)特點(diǎn)化學(xué)仿生仿生物膜人工膜人工膜人工膜的特點(diǎn)人工膜的特點(diǎn) 化學(xué)組成和厚度化學(xué)組成和厚度與天然膜相似：能有效

11、地分開兩種與天然膜相似：能有效地分開兩種不同的水相；具有結(jié)構(gòu)和化學(xué)兩側(cè)不同的水相；具有結(jié)構(gòu)和化學(xué)兩側(cè)不對(duì)稱性，易于操作，能用來(lái)研究不對(duì)稱性，易于操作，能用來(lái)研究膜的向量功能（如傳遞等）膜的向量功能（如傳遞等）機(jī)器人檢修宇宙飛船機(jī)器人檢修宇宙飛船整體仿生整體仿生自動(dòng)化機(jī)器自動(dòng)化機(jī)器自動(dòng)化機(jī)器人從月球土壤中提取氣體自動(dòng)化機(jī)器人從月球土壤中提取氣體智能機(jī)器人整體仿生智能機(jī)器人自然語(yǔ)言自然語(yǔ)言語(yǔ)音語(yǔ)音圖形圖形圖像信息圖像信息知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)管理軟件管理軟件求解問(wèn)題求解問(wèn)題推理軟件推理軟件智能智能接口軟件接口軟件內(nèi)核軟件（智能操作系統(tǒng)、內(nèi)核軟件（智能操作系統(tǒng)、 編譯系統(tǒng)等）編譯系統(tǒng)等） 并行處理體系結(jié)構(gòu)并行處理體系結(jié)構(gòu)知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)硬件硬件推理機(jī)推理機(jī)硬件硬件智能接智能接口硬件口硬件智能計(jì)算機(jī)組成智能計(jì)算機(jī)組成人機(jī)接口人機(jī)接口軟件軟件硬件硬件整體仿生智能機(jī)器人生物計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)生物計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)生物計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 能制成超高密度的線路能制成超高密度的線路能