什么是仿生技术?

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什么是仿生学?~

仿生学是一门既古老又年轻的学科。人们研究生物体的结构与功能工作的原理,并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技,创造出适用于生产,学习和生活的先进技术。
仿生学是一门模仿生物的特殊本领,利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的学科。

仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios(生命方式的意思)”和字尾“nlc(‘具有……的性质’的意思)”构成的。这个词语大约从1961年才开始使用。某些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。
又比如,苍蝇是细菌的传播者,一般归类为害虫,可是苍蝇的楫翅是天然导航仪。而且,它的眼睛是一种“复眼”,由3000多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。
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。


为什么鱼类的身体大多是两头小、中间大的流线形呢?研究结果表明这种体形在游泳中受到的水的阻力最小。于是人们就把子弹、炮弹、汽车、轮船都做成“流线型”。现代潜艇也是根据鱼类的体形和沉浮原理制成的。

蝙蝠在黑暗中飞行为什么不会撞到岩石上,甚至不会碰到空中拴着铃铛的绳子呢?原来它从喉内发出一种超声波,根据超声波反射回来的信号就能准确判断前面是否有障碍物。正是根据这个道理,人们制成了靠回声定位的探测器,可以测水深,探鱼群,甚至可以利用超声波来诊断身体内部的疾病。

上面举的两个例子都是人类向动物“学习”,模仿动物的形体、行为而产生和发展起来的技术。对这门技术的研究称为“仿生学”。仿生学是介于生物科学和技术科学之间的边缘学科。它把各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为模型进行研究,从中受到启示,充分挖掘和利用其中的科学道理来推动科学技术的进步。生物界难以数计的品种和丰富多采的功能,蕴含着极其复杂和精巧的结构。那奇妙和科学的程度远远超过人造的仪器和人类的想象力。人们向生物学习到了许许多多有益的知识,制造出了许多先进的用具和设备。因此,仿生学的研究有着广阔的发展前景。

人们学习企鹅设计制造了极地越野车。这种车在冰雪上行驶不会打滑和下陷,速度可达每小时50千米。

人们学习袋鼠设计了一种没有轮子的跳跃式汽车。它在沙漠和沼泽中“蹦跳着”行驶,不畏险阻,一往无前。

蝇眼照像机人们学习水母,制成了“水母耳风暴预测仪”,可以提前15小时预报海上风暴的强度和方向,避免了许多可能发生的海难事故。

人们学习昆虫,研究它们眼睛的特殊结构,发现由上千个单眼组成的复眼能全方位捕捉视觉信号。于是“蝇眼”照像机问世了。它可以一次拍下1000多张照片,分辨率极高。

大自然中的生物真是千姿百态,各怀绝技。庞大的生物王国神秘莫测,奥妙无穷。现代仿生技术以模仿生物为特长,取得的一个个成果,像一串串明珠,耀眼夺目,又趣味盎然。充分利用这些成果会使人类的生活更舒适、更方便,使人类在行动上越来越自由。



生物仿生技术是什么?把摄像机装在鸡头上,有趣的科学现象发生了




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