開啟新技術(shù)的鑰匙

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)仿生整體仿生中國古漢文中的仿生思想中國古漢文中的仿生思想前言一、仿生學(xué)簡介一、仿生學(xué)簡介 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 飛機飛機生活中的仿生學(xué)生活中的仿生學(xué)仿生學(xué)仿生學(xué)(Bionics) 模仿生物系統(tǒng)的原理以建造技術(shù)系模仿生物系統(tǒng)的原理以建造技術(shù)系統(tǒng)，或者使人造技術(shù)系統(tǒng)具有生物系統(tǒng)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)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)科邊緣上的綜合是一門建立在多學(xué)科邊緣上的綜合性學(xué)科，包括生理學(xué)、神經(jīng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、化性學(xué)科，包括生理學(xué)、神經(jīng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、電子學(xué)、信息學(xué)等學(xué)科。學(xué)、數(shù)學(xué)、電子學(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)符號仿生學(xué)符號信息仿生青蛙與電子蛙眼青蛙與電子蛙眼神經(jīng)節(jié)細胞有神經(jīng)節(jié)細胞有4種：種：“邊緣偵察器邊緣偵察器”“”“昆昆蟲偵察器蟲偵察器”、“事件事件偵察器偵察器”、“光強減光強減弱感受器弱感受器”青蛙的視覺系統(tǒng)青蛙的視覺系統(tǒng)

3、信息仿生青蛙與電子蛙眼青蛙與電子蛙眼由透鏡（晶狀體）由透鏡（晶狀體）在視網(wǎng)膜上形成光在視網(wǎng)膜上形成光學(xué)圖像后，經(jīng)過視學(xué)圖像后，經(jīng)過視細胞、雙極細胞、細胞、雙極細胞、輸出細胞（神經(jīng)節(jié)輸出細胞（神經(jīng)節(jié)細胞）而送往大腦細胞）而送往大腦中樞中樞青蛙的視覺系統(tǒng)青蛙的視覺系統(tǒng)信息仿生“水母耳水母耳”風(fēng)暴預(yù)測儀風(fēng)暴預(yù)測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動物身體熱血動物身體向外散熱向外散熱蛇通過感受器蛇通過感受器探測到熱源探測到熱源蛇的紅外探測蛇的紅外探測控制仿生頰窩頰窩頰窩頰窩是一個紅外感受器，是一個紅外感受器，對周圍溫度變化極為敏感，對周圍溫度變化極為敏感，能感受能感受0.001的溫度

4、變化。的溫度變化。這類蛇能在夜間準確判斷這類蛇能在夜間準確判斷周圍恒溫動物的位置周圍恒溫動物的位置蛇的紅外探測蛇的紅外探測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被反射超聲信號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技術(shù)夜蛾的反雷達技術(shù)反雷達技術(shù)使夜蛾死里逃生反雷達技術(shù)使夜蛾死里逃生控制仿生夜蛾的反雷達技術(shù)夜蛾的反雷達技

5、術(shù)鼓膜器鼓膜器鼓膜器鼓膜器 振動器振動器胸神經(jīng)節(jié)胸神經(jīng)節(jié)神經(jīng)纖維神經(jīng)纖維 氣囊氣囊聽覺聽覺細胞細胞感受器感受器鼓膜鼓膜角質(zhì)皺折角質(zhì)皺折非聽覺非聽覺細胞細胞聽覺系統(tǒng)聽覺系統(tǒng)控制仿生千里遷徙千里遷徙萬里洄游萬里洄游動物的天然導(dǎo)航動物的天然導(dǎo)航控制仿生動物的天然導(dǎo)航動物的天然導(dǎo)航一些動物利用日月星辰一些動物利用日月星辰導(dǎo)航，也有些動物利用導(dǎo)航，也有些動物利用海流、海水成分、地磁海流、海水成分、地磁場、重力場等進行導(dǎo)航，場、重力場等進行導(dǎo)航，為研制通訊設(shè)備和新型為研制通訊設(shè)備和新型導(dǎo)航儀器提供啟迪導(dǎo)航儀器提供啟迪定義定義 生物界中普遍存在著擬態(tài)，現(xiàn)將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)中去就叫

6、擬態(tài)用于工程技術(shù)中去就叫擬態(tài)仿生擬態(tài)仿生擬態(tài)仿生動物的擬態(tài)與保護色動物的擬態(tài)與保護色擬態(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三色迷彩的德國“豹豹”I I坦克在電視成像下的效果坦克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、鲇魚外形建造的模仿鱈魚、鲇魚外形建造的“復(fù)仇號復(fù)仇號”帆船帆船體形的模仿體形的模仿力學(xué)仿生生物與造船生物與造船體形的模仿體形的模仿力學(xué)仿生生物與造船生物與造船體形的模仿體形的模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船鰭模仿鯨的胸鰭給船

7、裝上了船鰭結(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了幾模仿魚和鯨體表粘液合成了幾種人工粘液，以減小湍流種人工粘液，以減小湍流力學(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會潛水艇在航行時會造成巨大的湍流造成巨大的湍流海豚游泳時身海豚游泳時身邊的水流很小邊的水流很小力學(xué)仿生鷹擊長空鷹擊長空嘯傲云天嘯傲云天生物與飛機力學(xué)仿生生物與飛機達芬奇設(shè)計的撲翼飛機達芬奇設(shè)計的撲翼飛機飛鳥與飛機飛鳥與飛機力學(xué)仿生生物與飛機飛鳥與飛機飛鳥與飛機飛鳥的體形和翅膀飛鳥的體形和翅膀在滑進飛行時與飛在滑進飛行時與飛機的飛行極為相似機的飛行極為相似力學(xué)仿生

8、生物與飛機現(xiàn)代先進的飛機能夠現(xiàn)代先進的飛機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)昆蟲與飛機昆蟲與飛機力學(xué)仿生生物與飛機昆蟲與飛機昆蟲與飛機昆蟲翅膀的運動昆蟲翅膀的運動昆蟲飛行時翅膀的運動昆蟲飛行時翅膀的運動很復(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控制比目前的飛行自動駕駛儀還好駕駛儀還好力學(xué)仿生生物與飛機昆蟲與飛機昆蟲與飛機飛機仿造蜻蜓的翅膀配重防止振顫飛機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

9、頂屋 美國佛羅里達的美國佛羅里達的 未來世界博物館未來世界博物館化學(xué)仿生狗的嗅覺過程狗的嗅覺過程狗的嗅覺狗的嗅覺 狗的鼻子里的霧受一種蛋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給鼻白質(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白，當(dāng)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后，被辨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，立即被嗅覺細胞別出的特定的氣味信號，立即被嗅覺細胞傳遞給大腦，大腦便知道了所聞到的是一傳遞給大腦，大腦便知道了所聞到的是一種什么氣味種什么氣味人工嗅覺化學(xué)仿生人工嗅覺嗅敏檢測儀嗅敏檢測儀采集采集系統(tǒng)系統(tǒng)嗅

10、敏嗅敏元件元件放大放大系統(tǒng)系統(tǒng)報警系統(tǒng)報警系統(tǒng)報警系統(tǒng)報警系統(tǒng)電源電源嗅敏電阻嗅敏電阻是一類以是一類以SnO2為主體的金屬半為主體的金屬半導(dǎo)體，它是一種表面效應(yīng)很強的材料導(dǎo)體，它是一種表面效應(yīng)很強的材料化學(xué)仿生細胞膜的結(jié)構(gòu)特點細胞膜的結(jié)構(gòu)特點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胞膜的細胞膜的流動鑲嵌流動鑲嵌模型：模型：(1)脂雙層形脂雙層形成框架；成框架；(2)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)鑲嵌其中；鑲嵌其中；(3)具有動具有動態(tài)特點態(tài)特點化學(xué)仿生仿生物膜人工膜人工膜人工膜的特點人工膜的特點 化學(xué)組成和厚度與天化學(xué)組成和厚度與天然膜相似：

11、能有效地分開兩種不同的水相；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)不對稱性，易于操作，具有結(jié)構(gòu)和化學(xué)兩側(cè)不對稱性，易于操作，能用來研究膜的向量功能（如傳遞等）能用來研究膜的向量功能（如傳遞等）機器人檢修宇宙飛船機器人檢修宇宙飛船整體仿生整體仿生自動化機器自動化機器自動化機器人從月球土壤中提取氣體自動化機器人從月球土壤中提取氣體智能機器人整體仿生智能機器人自然語言自然語言語音語音圖形圖形圖像信息圖像信息知識庫知識庫管理軟件管理軟件求解問題求解問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)知識庫知識庫硬件硬件推理機推理機硬件硬件智能接智能接口硬件口硬件智能計算機組成智能計算機組成人機接口人機接口軟件軟件硬件硬件整體仿生智能機器人生物計算機生物計算機生物計算機的特點生物計算機的特點 能制成超高密度的線路能制成超高密度的線路能使生物本身固有的自我修