仿生學(xué)的故事

1、仿生學(xué)的例子我們用的東西大部分都是仿生學(xué)的功勞。比如：飛機(jī)，中國公元前就廣泛流傳的玩具竹蜻蜒是直升機(jī)旋翼的起源。直到2000多年后的18世紀(jì)，竹蜻蜒傳入歐美，啟發(fā)了利用旋翼的滑面力 使航空器升空的設(shè)想。1907年11月13日，法國機(jī)械師保羅刑爾尼的直 升機(jī)完成了歷史上首次載人飛離地面（約0.3米）。自從人類發(fā)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(zhuǎn)變成可見光，其余大部分都以熱能的 形式浪費(fèi)掉了，而且電燈的熱射線有害于人眼。那么，有沒有只發(fā)光 不發(fā)熱的光源呢？人類又把目光投向了大自然。對了，螢火蟲它的光是最好的，即不會傷害眼睛，也不會太刺眼，所以螢火蟲是電燈的 祖先拉！

2、大烏龜背小烏龜：轉(zhuǎn)動炮塔的坦克。鳥在天空飛翔：制造了各種飛行器。蜜蜂造巢窩：各種正六邊形的蜂巢結(jié)構(gòu)板材。每只蜻蜓的翅膀末端，都有一塊比周圍略重一些的厚 斑點(diǎn)，這就是防止翅膀顫抖的關(guān)鍵。飛機(jī)設(shè)計(jì)師研究蒼蠅、蚊子、蜜 蜂等的飛行方法，造出了許多具有各種優(yōu)良性能的新式飛機(jī)。鯨：外形是一種極為理想的 流線體”，而 流線體” 在水中受到的阻力是最小的。后來工程師模仿（f eng）鯨的形體，改 進(jìn)了船體的設(shè)計(jì)，大大提高了輪船解的速度。蛋殼：能夠把受到的壓力均勻（ytn）地分散到蛋殼的各個(gè)部分。建筑師根據(jù)這種薄殼結(jié)構(gòu)”的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出許多既輕便 又省料的建筑物。袋鼠：會跳躍的越野汽車，貝殼：外殼堅(jiān)固的坦克魚兒

3、在水中游蕩：學(xué)會了游泳，發(fā)明潛艇。有很多東西，比如雷達(dá)，就是根據(jù)蝙蝠的一些原理發(fā)明的；還有一些專業(yè)的照相機(jī)鏡頭是根據(jù)蒼蠅的眼睛原理發(fā)明的，等等。人類的發(fā)明一一來自動物的靈感船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿?？茖W(xué)家根據(jù)野豬的鼻子測毒的奇特本領(lǐng)制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?？蒲腥藛T通過研究變色龍的變色本領(lǐng)，為部隊(duì)研制出了不少軍事偽裝 裝備?？茖W(xué)家研究青蛀的眼睛，發(fā)明了電子蛀眼。美國空軍通過毒蛇的 熱眼”功能，研究開發(fā)出了微型熱傳感器。人類還利用蛀跳的原理設(shè)計(jì)了蛤蟆夯。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺制成了用于偵緝的電子警犬”?，F(xiàn)代的雷達(dá)一一一種無線電定位和測距裝置：科學(xué)

4、家研究發(fā)現(xiàn)蝙蝠不是靠眼睛，而是靠嘴、喉和耳朵組成的回聲定位系統(tǒng)。因?yàn)轵鹪陲w 行時(shí)發(fā)出超聲波，又能覺察出障礙物反射回來的超聲波。 科學(xué)家據(jù)此 設(shè)計(jì)出了現(xiàn)代的雷達(dá)一一一種無線電定位和測距裝置?？茖W(xué)家通過對海豚游泳阻力小的研究發(fā)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(yùn)動形式的無輪汽車（跳躍機(jī)）等。前蘇聯(lián)科學(xué)院動物研究所的科學(xué)家在企鵝的啟示下，他們設(shè)計(jì)了一種新型汽車- 企鵝”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(jìn)，行駛速度可達(dá) 50 公里/小時(shí)。科學(xué)家模仿昆蟲制造了太空機(jī)器人日。澳大利亞國立大學(xué)的一個(gè)科研小組通過對幾種昆蟲的 研究，已經(jīng)研制出一個(gè)小型的

5、導(dǎo)航和飛行控制裝置。這種裝置可以用 來裝備用于火星考察的小型飛行器。英國科學(xué)家在仿生學(xué)啟發(fā)下，正在研制一種可以靠尾鰭擺動以S形游水”的潛艇新式潛艇的主要?jiǎng)?chuàng)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(yùn)動。這種新式潛艇可以充當(dāng)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。寧波市一青年教師陳董發(fā)明一種六邊形桌面的新型課桌，取代了教壇長期沿襲的傳統(tǒng)長方形課桌。陳董接受采訪時(shí)說，設(shè) 計(jì)這種新課桌的構(gòu)思，受到了仿生學(xué)理論的啟發(fā)，大自然中，六邊形 的蜂巢結(jié)構(gòu)巧奪天工，六邊形的雪花晶體千姿百態(tài)2動植物的啟示有一句廣告詞說道： 只有想

6、不到的沒有做不到的?！?我認(rèn)為這句話也恰如其分地表達(dá)出防生技術(shù)在生活中的應(yīng)用。 下面的 例子便是證明：2. 1我國最早的仿生師魯班我國古代杰出的工匠魯班，在一次上山砍樹時(shí)，不小心被一棵小草劃破了手，他好奇地摘下草葉觀察，發(fā)現(xiàn)葉子的邊緣 有許多鋒利的小齒，于是突發(fā)奇想，把鐵片磨上細(xì)齒用來割斷木頭， 從而發(fā)明了常用的伐木工具 鋸。鋸的發(fā)明是魯班從帶齒的葉片得 到的啟發(fā)。2. 2高速運(yùn)轉(zhuǎn)的恐龍鉆頭鴨嘴龍是史前巨型爬行動物，它的牙床上重重疊疊 地長了約600顆牙齒，如果上面的牙齒磨掉了，下面的牙齒會補(bǔ)上去。 而且它們的牙齒是雙層的，外層的牙不能用了，內(nèi)層的牙齒會自動補(bǔ) 上去，繼續(xù)使用。機(jī)械師模仿鴨嘴龍

7、牙齒的排列形狀，設(shè)計(jì)制成了一 種恐龍鉆頭。這種新鉆頭模仿鴨嘴龍的牙齒，裝了兩層，內(nèi)層的齒嵌 在較軟的材料上，當(dāng)外層的齒磨壞了不能使用時(shí)，鉆頭繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，就 會將這層軟材料磨掉，露出內(nèi)層的齒，于是鉆頭又可以繼續(xù)鉆進(jìn)了。 這種鉆頭減少了調(diào)換鉆頭的麻煩，其鉆進(jìn)速度是一般鉆頭的2倍。真 想不到，史前生物鴨嘴龍也能為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)做出貢獻(xiàn)。2. 3長頸鹿與飛行抗荷服”長勁鹿身高在5m以上，頭部距離心臟有3m,如果 沒有高的血壓，頭部大腦就可能得不到充分的血液。據(jù)測定，長頸鹿 體內(nèi)的血壓高達(dá)46.55 k p a ( 350m mH g),比人的血壓高出 2 倍，其他動物如果血壓升到這樣的高值，會立即因腦溢血

8、而死亡。長 頸鹿為什么不會發(fā)生腦溢血呢？原來，長頸鹿的那層緊繃在身上的皮 膚能抵抗突然升高的血壓。當(dāng)它低頭喝水時(shí)，緊繃的皮膚會牢牢箍住 血管，不會因血壓的突然增加而被脹破?？茖W(xué)家受到啟示，發(fā)明了一種仿照長頸鹿皮膚的飛行服抗荷服”。抗荷服上有一套充氣裝置，隨飛機(jī)速度的增高，會自動充入一定數(shù)量的氣體，壓縮空氣對血 管產(chǎn)生一定的壓力，從而使人的血壓保持正常。2. 4導(dǎo)彈命名響尾蛇”響尾蛇是一種毒性很強(qiáng)的蛇，它有一種能探測周圍 環(huán)境中溫度變化的紅外線感受器，長在眼睛與鼻孔之間的頰窩里。由 于響尾蛇具備了這種紅外線感受器，在黑暗中也能準(zhǔn)確無誤地捕獲獵 物。美國的海軍武器研究中心，利用這一原理，研制出一種

9、空對空導(dǎo) 彈的敏感器件，能夠探測來自目標(biāo)的紅外輻射，從而緊緊盯住目標(biāo)不 放，直至把目標(biāo)摧毀。這種導(dǎo)彈被命名為 響尾蛇導(dǎo)彈”。2. 5偽裝之王變色龍變色龍學(xué)名叫 避役”，它行動遲緩，面目可憎，渾 身灰黑色，布滿了疙瘩，可是它在一晝夜中能變換六七種顏色。 原來, 變色龍的表皮上有一個(gè)變幻無窮的 色彩倉庫”，貯藏著黃、綠、藍(lán)、 黑等各種色素細(xì)胞，一旦周圍的光線、溫度和濕度發(fā)生了變化，變色 龍就隨之改變體色?？茖W(xué)家仿照變色龍，制成了一種既能自動改變顏 色，又始終與環(huán)境保持一致的軍裝。這種軍裝用一種對光線變化很敏 感的化學(xué)纖維織成的布料制成，士兵穿上這種軍裝，可以放心地從白色的沙灘上登陸，在森林里軍裝是

10、深綠色，在草地時(shí)又變成麻黃色的 了。2. 6鱷魚流淚”的啟示兇殘的鱷魚在吞食獵物時(shí)，總是流著 悲傷”的眼淚， 其實(shí)它們是在排泄體內(nèi)多余的鹽分。 生活在咸水或海水中的動物，體 內(nèi)都有一種特殊的結(jié)構(gòu) 鹽腺，各種鹽腺的構(gòu)造基本一樣：中間是 一根導(dǎo)管，并向四周輻射出幾千根細(xì)管，跟血管交織在一起，把血液 中多余的鹽分離析出來，再通過中央的導(dǎo)管排泄到體外。鹽腺是動物 天然的 減水淡化器”。科學(xué)家從鱷魚的流淚中得到啟示，模仿鹽腺的 構(gòu)造原理，研制出一種體積小、重量輕、效率高、價(jià)格低的仿生海水淡化器”，從根本上解決了海水淡化的難題。2. 7潛艇的外形像海豚海豚的游泳速度每小時(shí)可達(dá)一百多千米，輕而易舉 地超過現(xiàn)

11、代潛艇的航速，海豚游泳快的秘密在哪里 ？仿生學(xué)家解剖了 海豚，發(fā)現(xiàn)其皮膚的特殊構(gòu)造是游得快的主要原因。 海豚的皮膚外面 的表皮薄而富有彈性，里面的真皮像海綿一樣有許多突起， 突起之間 充滿了液體。這種皮膚能吸收和消除阻礙前進(jìn)的水流漩渦， 使水流從 它表面順利通過，因而游得快。仿生學(xué)家模仿海豚的皮膚，用富有彈性的有機(jī)材料制成一種多層的潛艇外殼，潛艇穿上這層人造皮膚”,航行時(shí)阻力可減少一半，航速提高了 1倍。2. 8啄木鳥與新型安全帽啄木鳥一天可發(fā)出約600次的啄木聲，每啄一次的 速度可達(dá)每秒55km,比空氣中的音速還快1.6倍，而它的頭部搖 動的速度更快，約每小時(shí)2080km,比射出白子彈還要快

12、1倍多。 此時(shí)，它頭部所受到的沖擊力約為所受重力的1000倍，而一輛時(shí)速為56 km的汽車撞在一堵墻上，受到的沖擊力僅為所受重力的10倍。 為什么啄木鳥頭部可以受到那么大的力卻不會得腦震蕩 ？原來啄木鳥 頭部的構(gòu)造與眾不同，它的腦殼非常堅(jiān)硬，周圍還有一層海綿狀的骨 骼，里面吸附著很多液體，能起消震作用，頭部兩側(cè)還有強(qiáng)有力的肌 肉系統(tǒng)，也能起到防震作用?？茖W(xué)家由此得到啟示，設(shè)計(jì)了一種新型 安全帽：外殼堅(jiān)固，里層松軟，帽子下部有一個(gè)保護(hù)領(lǐng)圈，避免因突 然而來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動所造成的腦損傷。 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，比一般防護(hù)帽效果好 得多。動植物對我們的發(fā)展有著不可低估的作用，然而由 于人類對環(huán)境的肆意開發(fā)，致使許多

13、動植物的家園遭到破壞， 有許多 物種在人們還未了解它們時(shí)便消失了，這種寶貴的財(cái)富一旦損失便無 法挽回，我們應(yīng)珍惜地球上與我們共同生活的朋友，不要讓它們成為我們貪婪的殉葬品，我們要用的自己的聰明才智使這個(gè)大家庭變得更 和諧美麗。仿生學(xué)的例子我們用的東西大部分都是仿生學(xué)的功勞。比如：飛 機(jī)，中國公元前就廣泛流傳的玩具竹蜻蜒是直升機(jī)旋翼的起源。直到2000多年后的18世紀(jì)，竹蜻蜒傳入歐美，啟發(fā)了利用旋翼的滑面力 使航空器升空的設(shè)想。1907年11月13日，法國機(jī)械師保羅刑爾尼的直 升機(jī)完成了歷史上首次載人飛離地面（約0.3米）。自從人類發(fā)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

14、分轉(zhuǎn)變成可見光，其余大部分都以熱能的 形式浪費(fèi)掉了，而且電燈的熱射線有害于人眼。那么，有沒有只發(fā)光 不發(fā)熱的光源呢？人類又把目光投向了大自然。對了，螢火蟲它的光是最好的，即不會傷害眼睛，也不會太刺眼，所以螢火蟲是電燈的 祖先拉！大烏龜背小烏龜：轉(zhuǎn)動炮塔的坦克。鳥在天空飛翔：制造了各種飛行器。蜜蜂造巢窩：各種正六邊形的蜂巢結(jié)構(gòu)板材。每只蜻蜓的翅膀末端，都有一塊比周圍略重一些的厚斑點(diǎn)，這就是防止翅膀顫抖的關(guān)鍵。飛機(jī)設(shè)計(jì)師研究蒼蠅、蚊子、蜜 蜂等的飛行方法，造出了許多具有各種優(yōu)良性能的新式飛機(jī)。鯨：外形是一種極為理想的 流線體”，而 流線體” 在水中受到的阻力是最小的。后來工程師模仿（f eng）鯨

15、的形體，改 進(jìn)了船體的設(shè)計(jì)，大大提高了輪船解的速度。蛋殼：能夠把受到的壓力均勻（ytn）地分散到蛋殼 的各個(gè)部分。建筑師根據(jù)這種薄殼結(jié)構(gòu)”的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出許多既輕便 又省料的建筑物。袋鼠：會跳躍的越野汽車，貝殼：外殼堅(jiān)固的坦克魚兒在水中游蕩：學(xué)會了游泳，發(fā)明潛艇。有很多東西，比如雷達(dá)，就是根據(jù)蝙蝠的一些原理發(fā)明的；還有一些專業(yè)的照相機(jī)鏡頭是根據(jù)蒼蠅的眼睛原理發(fā)明的，等等。人類的發(fā)明一一來自動物的靈感船和潛艇來自人們對魚類和海豚的模仿?？茖W(xué)家根據(jù)野豬的鼻子測毒的奇特本領(lǐng)制成了世界上第一批防毒面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(lǐng)，為部隊(duì)研制出了不少軍事偽裝 裝備?？茖W(xué)

16、家研究青蛀的眼睛，發(fā)明了電子蛀眼。美國空軍通過毒蛇的 熱眼”功能，研究開發(fā)出了微型熱傳感器。人類還利用蛀跳的原理設(shè)計(jì)了蛤蟆夯。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺制成了用于偵緝的電子警犬”?，F(xiàn)代的雷達(dá)一一一種無線電定位和測距裝置：科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)蝙蝠不是靠眼睛，而是靠嘴、喉和耳朵組成的回聲定位系統(tǒng)。因?yàn)轵鹪陲w 行時(shí)發(fā)出超聲波，又能覺察出障礙物反射回來的超聲波。 科學(xué)家據(jù)此 設(shè)計(jì)出了現(xiàn)代的雷達(dá)一一一種無線電定位和測距裝置。科學(xué)家通過對海豚游泳阻力小的研究發(fā)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(yùn)動形式的無輪汽車（跳躍機(jī)）等。前蘇聯(lián)科學(xué)院動物研究所的科學(xué)家在企鵝的啟示下，他們設(shè)計(jì)了一種新型汽車-

17、 企鵝”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(jìn)，行駛速度可達(dá) 50 公里/小時(shí)?？茖W(xué)家模仿昆蟲制造了太空機(jī)器人日。澳大利亞國立大學(xué)的一個(gè)科研小組通過對幾種昆蟲的研究，已經(jīng)研制出一個(gè)小型的導(dǎo)航和飛行控制裝置。這種裝置可以用 來裝備用于火星考察的小型飛行器。英國科學(xué)家在仿生學(xué)啟發(fā)下，正在研制一種可以靠尾鰭擺動以S形游水”的潛艇新式潛艇的主要?jiǎng)?chuàng)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(yùn)動。這種新式潛艇可以充當(dāng)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。寧波市一青年教師陳董發(fā)明一種六邊形

18、桌面的新型課桌，取代了教壇長期沿襲的傳統(tǒng)長方形課桌。陳董接受采訪時(shí)說，設(shè) 計(jì)這種新課桌的構(gòu)思，受到了仿生學(xué)理論的啟發(fā)，大自然中，六邊形 的蜂巢結(jié)構(gòu)巧奪天工，六邊形的雪花晶體千姿百態(tài)2動植物的啟示有一句廣告詞說道： 只有想不到的沒有做不到的。”我認(rèn)為這句話也恰如其分地表達(dá)出防生技術(shù)在生活中的應(yīng)用。下面的例子便是證明：2. 1我國最早的仿生師魯班我國古代杰出的工匠魯班，在一次上山砍樹時(shí)，不 小心被一棵小草劃破了手，他好奇地摘下草葉觀察，發(fā)現(xiàn)葉子的邊緣 有許多鋒利的小齒，于是突發(fā)奇想，把鐵片磨上細(xì)齒用來割斷木頭，從而發(fā)明了常用的伐木工具 一一鋸。鋸的發(fā)明是魯班從帶齒的葉片得 到的啟發(fā)。2. 2高速運(yùn)

19、轉(zhuǎn)的恐龍鉆頭鴨嘴龍是史前巨型爬行動物，它的牙床上重重疊疊地長了約600顆牙齒，如果上面的牙齒磨掉了，下面的牙齒會補(bǔ)上去。 而且它們的牙齒是雙層的，外層的牙不能用了，內(nèi)層的牙齒會自動補(bǔ) 上去，繼續(xù)使用。機(jī)械師模仿鴨嘴龍牙齒的排列形狀，設(shè)計(jì)制成了一 種恐龍鉆頭。這種新鉆頭模仿鴨嘴龍的牙齒，裝了兩層，內(nèi)層的齒嵌 在較軟的材料上，當(dāng)外層的齒磨壞了不能使用時(shí)，鉆頭繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，就 會將這層軟材料磨掉，露出內(nèi)層的齒，于是鉆頭又可以繼續(xù)鉆進(jìn)了。這種鉆頭減少了調(diào)換鉆頭的麻煩，其鉆進(jìn)速度是一般鉆頭的2倍。真 想不到，史前生物鴨嘴龍也能為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)做出貢獻(xiàn)。2. 3長頸鹿與飛行抗荷服”長勁鹿身高在5m以上，頭部距離

20、心臟有3m,如果 沒有高的血壓，頭部大腦就可能得不到充分的血液。據(jù)測定，長頸鹿 體內(nèi)的血壓高達(dá)46.55 k p a ( 350m mH g),比人的血壓高出 2 倍，其他動物如果血壓升到這樣的高值，會立即因腦溢血而死亡。長 頸鹿為什么不會發(fā)生腦溢血呢？原來，長頸鹿的那層緊繃在身上的皮膚能抵抗突然升高的血壓。當(dāng)它低頭喝水時(shí)，緊繃的皮膚會牢牢箍住 血管，不會因血壓的突然增加而被脹破。科學(xué)家受到啟示，發(fā)明了一 種仿照長頸鹿皮膚的飛行服一一抗荷服”?？购煞嫌幸惶壮錃庋b 置，隨飛機(jī)速度的增高，會自動充入一定數(shù)量的氣體，壓縮空氣對血 管產(chǎn)生一定的壓力，從而使人的血壓保持正常。2. 4導(dǎo)彈命名響尾蛇”響

21、尾蛇是一種毒性很強(qiáng)的蛇，它有一種能探測周圍 環(huán)境中溫度變化的紅外線感受器，長在眼睛與鼻孔之間的頰窩里。由 于響尾蛇具備了這種紅外線感受器，在黑暗中也能準(zhǔn)確無誤地捕獲獵 物。美國的海軍武器研究中心，利用這一原理，研制出一種空對空導(dǎo) 彈的敏感器件，能夠探測來自目標(biāo)的紅外輻射，從而緊緊盯住目標(biāo)不 放，直至把目標(biāo)摧毀。這種導(dǎo)彈被命名為 響尾蛇導(dǎo)彈”。2. 5偽裝之王變色龍變色龍學(xué)名叫 避役”，它行動遲緩，面目可憎，渾 身灰黑色，布滿了疙瘩，可是它在一晝夜中能變換六七種顏色。 原來, 變色龍的表皮上有一個(gè)變幻無窮的 色彩倉庫”，貯藏著黃、綠、藍(lán)、 黑等各種色素細(xì)胞，一旦周圍的光線、溫度和濕度發(fā)生了變化，

22、變色 龍就隨之改變體色?？茖W(xué)家仿照變色龍，制成了一種既能自動改變顏色，又始終與環(huán)境保持一致的軍裝。這種軍裝用一種對光線變化很敏 感的化學(xué)纖維織成的布料制成，士兵穿上這種軍裝，可以放心地從白 色的沙灘上登陸，在森林里軍裝是深綠色，在草地時(shí)又變成麻黃色的 了。2. 6鱷魚流淚”的啟示兇殘的鱷魚在吞食獵物時(shí)，總是流著 悲傷”的眼淚， 其實(shí)它們是在排泄體內(nèi)多余的鹽分。 生活在咸水或海水中的動物，體 內(nèi)都有一種特殊的結(jié)構(gòu) 鹽腺，各種鹽腺的構(gòu)造基本一樣：中間是 一根導(dǎo)管，并向四周輻射出幾千根細(xì)管，跟血管交織在一起，把血液 中多余的鹽分離析出來，再通過中央的導(dǎo)管排泄到體外。鹽腺是動物 天然的 減水淡化器”?？茖W(xué)家從鱷魚的流淚中得到啟示，模仿鹽腺的 構(gòu)造原理，研制出一種體積小、重量輕、效率高、價(jià)格低的仿生海水淡化器”，從根本上解決了海水淡化的難題。2. 7潛艇