綜合實(shí)踐仿生學(xué)

綜合實(shí)踐仿生學(xué)第一頁，共十頁，編輯于2023年，星期三仿生學(xué)是什么呢？第二頁，共十頁，編輯于2023年，星期三

仿生學(xué)是指模仿生物建造技術(shù)裝置的科學(xué)。仿生學(xué)研究生物體的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理，并將這些原理移植于工程技術(shù)之中，發(fā)明性能優(yōu)越的儀器、裝置和機(jī)器，創(chuàng)造新技術(shù)第三頁，共十頁，編輯于2023年，星期三發(fā)人深省的對比人類仿生的行為雖然早有雛型，但是在20世紀(jì)40年代以前，人們并沒有自覺地把生物作為設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)造發(fā)明的源泉?？茖W(xué)家對于生物學(xué)的研究也只停留在描述生物體精巧的結(jié)構(gòu)和完美的功能上。而工程技術(shù)人員更多的依賴于他們卓越的智慧，辛辛苦苦的努力，進(jìn)行著人工發(fā)明。他們很少有意識(shí)的向生物界學(xué)習(xí)。但是，以下幾個(gè)事實(shí)可以說明：人們在技術(shù)上遇到的某些難題，生物界早在千百萬年前就曾出現(xiàn)，而且在進(jìn)化過程中就已解決了，然而人類卻沒有從生物界得到應(yīng)有的啟示。第四頁，共十頁，編輯于2023年，星期三身邊的很多我們常用的東西都是利用仿生學(xué)來創(chuàng)造第五頁，共十頁，編輯于2023年，星期三源自貓大腦的仿生計(jì)算機(jī)近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但即使再強(qiáng)大的超級計(jì)算機(jī)也無法像貓那樣能夠識(shí)別出人類的面部。密歇根大學(xué)科學(xué)家決定研究貓的大腦以研制一臺(tái)智能計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)有的計(jì)算機(jī)以線性模式執(zhí)行代碼，而哺乳動(dòng)物的大腦則完全相反，它們可以同時(shí)處理許多事務(wù)?？茖W(xué)家正在研制一種電路元件，這種設(shè)備可以像仿生神經(jīng)鍵一樣處理事務(wù)。它可以記住通過的電壓數(shù)，這與動(dòng)物大腦中的記憶和學(xué)習(xí)功能相似。密歇根大學(xué)計(jì)算機(jī)工程師盧韋認(rèn)為，這種創(chuàng)意比仿生人類大腦更具現(xiàn)實(shí)意義。第六頁，共十頁，編輯于2023年，星期三仿生人類耳朵的無線電芯片這種無線電芯片比人類設(shè)計(jì)的任何頻譜分析儀都要快，而且它幾乎不需要電能。這種技術(shù)之所以能夠成為現(xiàn)實(shí)，就在于它模仿了人類的耳朵。美國麻省理工學(xué)院的研究人員對耳蝸轉(zhuǎn)換聲波的方式進(jìn)行了深入研究。聲波在內(nèi)耳中產(chǎn)生機(jī)械波，它可以激發(fā)微型毛發(fā)電池從而產(chǎn)生電信號。麻省理工學(xué)院研制的人造耳蝸無線電芯片就是采用了這種設(shè)計(jì)原理。這種芯片可以接收手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、收音機(jī)和電視等多種信號第七頁，共十頁，編輯于2023年，星期三子彈頭列車設(shè)計(jì)靈感來自翠鳥的喙

翠鳥從空中一頭扎入水中，不會(huì)濺起任何水花，這主要?dú)w功于它那特殊形狀的喙。日本工程師們意識(shí)到，同樣的形狀可以解決日本超高速子彈頭列車所面臨的一個(gè)煩人問題。此前，這種列車在駛離隧道時(shí)會(huì)產(chǎn)生音爆現(xiàn)象。列車在高速行駛中，前部“鼻子”形成的風(fēng)墻不僅僅會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音，而且還會(huì)減慢列車的速度。而根據(jù)翠鳥喙部形狀設(shè)計(jì)的新型列車“鼻子”可以消除這些問題，可以幫助列車能效提高20%。第八頁，共十頁，編輯于2023年，星期三人類牙齒結(jié)構(gòu)與航空科技

人類牙齒的強(qiáng)度只和玻璃差不多，但為什么它們能夠在幾十年中經(jīng)受各種堅(jiān)硬食物的磨礪？以色列特拉維夫大學(xué)研究人員對數(shù)千顆人類牙齒進(jìn)行了深入研究并發(fā)現(xiàn)，在壓力下牙齒的外層擁有一種特殊的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)微裂紋網(wǎng)絡(luò)，而不會(huì)產(chǎn)生巨大的裂縫。一段時(shí)間后，這些微細(xì)的裂紋又可以自動(dòng)愈合。如果工程師們能夠在某種合成材料中找到這種不穩(wěn)定的多層結(jié)構(gòu)，并以某種方式進(jìn)行復(fù)制，就可以研制出一種更輕、抗撞擊能力更強(qiáng)的航空材料。當(dāng)然，這種自愈合的過程可能需要很長時(shí)間才可