1. 什么是仿生眼,会给人类生活带来怎样的改变
仿生眼,是通过仿造生物眼球,把摄像机捕抓的画面通过转化为电极信号的方式传递给神经的人造眼珠。它们可以让一些失明的人重获光明,也可以让一些视力障碍的人恢复视力,甚至有一些比较特殊工作的人,还可以通过特殊的仿生眼更好地开展工作。
长期从事电焊工作的人,由于电焊光强烈的刺激,对眼睛造成了很大的影响,视力也非常容易出现问题。如果有了仿生眼,就可以像相机镜头一样,补充对应的保护措施,即可避免受到视力伤害。而一些需要从事视频侦查工作的从业者,也可以借助仿生眼,更好更快地对视频信息进行记录、查看、检索……
当然,如果是警察的话,还可以结合数据库的信息,一起看看到的人物进行搜索,非常快速地进行身份确认。
2. 哪些平板有ai人工智能
人工智能(ArTIficial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。
人工智能是一门极富挑战性的科学,从事这项工作的人必须懂得计算机知识,心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学,它由不同的领域组成,如机器学习,计算机视觉等等,总的说来,人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。
人工智能产品有哪些
人工智能一般是作为辅助人类工作的工具出现的,扫地机器人、医疗机器人、服务员机器人等是最常见的人工智能形态。事实上,人工智能并不只有机器人一种形态,从领域上来看,包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。今天我们就来看下,除了机器人,人工智能的产品还有哪些。
谷歌人工智能项目DeepMind
谷歌位于伦敦的研发部门DeepMind已经开发出能够自主玩视频游戏的人工智能技术。以DeepMind技术为基础的计算机系统,能以惊人的速度学习,快速掌握游戏玩法,精通游戏获胜方法。此前,团队称之为深度Q-network学习网络,仅需观察游戏画面以及游戏得分的变化情况,即可分析获得“通关技巧”以及获得高分的玩法及算法,能够达到专业级人类玩家的水平。
目前这个系统在相同算法,网络架构以及参数的设定下已经经过49个游戏的测试,目前已经能够熟练22种游戏(包括上述的Space Invaders),达到专家级的游戏水平。这套系统进一步证明人工智能可以通过深度学习,从而掌握游戏技巧,并获得和人类一样的操控力,甚至在某些方面超过人类。
IBM Watson
去年,IBM发布了Watson AnalyTIcs。Watson AnalyTIcs实现了基于自然语言的认知服务,可以为商务人士即时提供预测和可视化分析工具。Watson AnalyTIcs将于本年末推出基于云服务的免费增值应用版本(Freemium Version),可在电脑及移动设备上使用。
Watson Analytics可提供自助式分析功能,包括数据访问、数据清洗、数据仓库,帮助企业用户获取和准备数据,并基于此进行分析、实现结果可视化,为使用者采取有效行动和开展进一步交互提供基础和便利。
微软人工智能Torque中文版
今年2月份,微软发布了一款为安卓平台的中国用户度身打造、以手势驱动并语音交互的人工智能产品Torque中文版。作为微软在安卓平台上的首个人工智能产品,同时也是微软首个针对可穿戴设备的中文产品,Torque的目标是用最小的界面把信息的传递做到最直接、最及时。Torque的诞生解放了安卓用户的双手,用户只需要轻轻摇动手腕,然后对它说:“快乐大本营主持人”,“最近的肯德基在哪”,“打电话给张勇”等指令,就能体验以极简的动作轻松得到信息和完成更多任务——这也正是微软对移动互联时代,移动生产力和效率的理解。
据微软表示,Torque和小冰、小娜等微软人工智能产品一样,都采用了必应大数据平台作为底层引擎,用来处理每个用户通过手机和移动互联网上传到云里的语音命令;而微软(亚洲)互联网工程院的人工智能产品团队,针对中国用户的偏好和习惯,在功能上做了特殊设计和本地化开发。
Youtube自动字幕
2009年时Google便已经利用他们的语音识别技术,在YouTube上提供实时的「自动字幕(Automatic Captions)」功能,除了让用户可以在避免干扰到他人以不开启喇叭的状况下,观赏网络上成千上万的各种影片内容。
YouTube调用Google的自动语音识别技术(ASR)给YouTube视频加入字幕,这个技术来自于Google Voice。当然生成的字幕不可能100%准确,但起码可以帮助你提高听力来理解视频内容,而且Google会一直改进自动语音识别技术的。这项技术支持英语、日语、韩语、西班牙语、德语、意大利语、法语、葡萄牙语、俄语、荷兰的自动字幕。
除了自动字幕功能以外,YouTube还针对给视频制作字幕的朋友添加了字幕时间和自动时间的功能,使大家可以更轻松的自己动手做字幕。你只需要创建一个简单的文本文件,里面写上所有视频里说的单词,然后Google利用自动语音识别技术可以将文本里的这些话与自己识别出的话做对应,这样准确率就提高了,而且你还不必花太多时间去一句一句的配字幕。
人工智能仿生眼
英国曼彻斯特皇家眼科医院已经成功实施了世界首例人工仿生机器眼移植治疗老年性视网膜黄斑变性(AMD)所导致失明的手术。这个人工智能仿生眼装置被称为Argus II,由两部分组成:体内植入部分和体外病人必须穿戴的部分。植入设备将植入到病人的视网膜上,设备中含有电极阵列,电池和一个无线天线。外部设备包含一副眼镜,内置前向的摄像头和无线电发射器以及一个视频处理单元。
摄像头会捕捉到植入体正对面的画面,将信号发送到视频处理器上等待处理。经处理后的信号又被发送回眼镜上,信号通过眼镜被植入设备的天线所接收。最终,视频被“输出”到电极阵列上,电极阵列起到视神经模拟的作用。电极阵列的分辨率达到60像素水平,这已经足够让植入设备追踪物体运动的轨迹,看清基本的图案和形状,或者缓慢阅读较大的文字。Argus II所提供的画面是黑白的,但Argus的开发团队正在努力对电极大脑刺激进行编译,希望尽快能让大脑接收彩色信号。
患者在手术后,恢复后已经能够识别出垂直或水平的线条,能够辨识出人脸,不需要放大镜阅读报纸。更有趣的是,通过这项手术,患者即使闭上眼睛也能够看到眼睛的景象,这就让人感到有一些有趣了。
此外,美国开发人工智能眼球的公司--第二视觉公司开发的人工智能眼球也已获准上市,该产品可以让完全失明的盲人重新恢复视力。
新闻写作机器人
美联社去年夏天起用Wordsmith平台自动撰写财经新闻。按照美联社商业新闻主管Lou Ferrara的说法,采用基于算法的机器新闻写作后,在无须增加新的人手的情况下,美联社的商业新闻中关于企业季度经营状况的报道量,将增加10多倍,即从原先每季度300篇上升到4400篇,而与此同时将能把之前用于此类报道的记者“解放”出来,让其可以从事更具有创造性和挑战性的新闻策划和新闻源拓展工作。该系统刚上线时,尚需由人工审稿并对平台加以调整,三个月后已完全不需要人为干预。
康奈尔大学开发的鸟脸识别技术
康奈尔大学与VIsipedia研究计划小组共同开发了Merlin Bird Photo ID软件,可以借助计算机视觉识别技术和深度机器学习来识别各种图片中出现的鸟类种类。这对于入门的赏鸟人士和鸟类爱好者来说,是个非常不错的软件。通过深度机器学习,这个程序能够在数秒内提供识别结果,前三种识别结果准确率已经达到了90%以上。
用户可以通过上传不知道种类的鸟类图片,并且用方框框出需要识别的鸟类图像缩小识别范围。软件能够从数万张图片中指出已知种类的鸟,目前数据库已经包含在北美常见的400多种鸟类。随着用户使用次数,和深度机器学习,准确度会日渐提高。康奈尔大学的教授Serge Belongie说:“计算机可以比人类更有效地处理图片,它们能够分类、建立索引、处理大量的图形细节特征来识别结果”。
Skype实时翻译工具
微软的实时翻译工具Skype Translator将语音识别技术和微软所谓的“深度神经网络及微软已得到证明的静态机器翻译技术”结合在一起。能自动翻译不同语言的语音通话和即时通信消息。
目前支持英语、西班牙语、意大利语和汉语普通话。此外,即时通信消息的翻译已支持50种语言,包括法语、日语、阿拉伯语、威尔士语,甚至克林贡语。
由于这款翻译工具集成了机器翻译、语音识别、机器学习、大数据等先进技术,因此被广泛看好。据了解,Skype中文实时口译所需的语音识别技术,由微软中国和美国的研究人员联合开发
。
人工智能所涉及的范围
人工智能涉及的学科比较多,生活中的方方面面都有人工智能的实际应用, 主要涉及哲学和认知科学,数学,神经生理学,心理学,计算机科学,信息论,控制论,不定性论,仿生学等学科
研究范畴 :自然语言处理,知识表现,智能搜索,推理,规划,机器学习,知识获取,组合调度问题,感知问题,模式识别,逻辑程序设计,软计算,不精确和不确定的管理,人工生命,神经网络,复杂系统,遗传算法 人类思维方式
应用领域: 智能控制,专家系统,机器人学,语言和图像理解,遗传编程 机器人工厂
实际应用 :机器视觉:指纹识别,人脸识别,视网膜识别,虹膜识别,掌纹识别,专家系统,智能搜索,定理证明,博弈,自动程序设计,还有航天应用等.
3. 中国的哪几所大学有仿生学仿生机械学机器人学
人脑有意识,电脑有意识吗?在科学极其发展的今天,电脑是否会超越人脑,人是否会成为电脑的奴隶?哲学不能不对这一问题做出回答。
人工智能是20世纪中叶科学技术所取得的重大成果之一。它的诞生与发展对人类文明产生了巨大的影响和效益。同时也引起了哲学意识与人工智能的理论探讨。
人工智能是相对于人类智能而言的。它是指用机械和电子装置来模拟和代替人类的某些智能。人工智能也称“机器智能”或“智能模拟”。当今人工智能主要是利用电子技术成果和仿生学方法,从大脑的结构方面模拟人脑的活动,即结构模拟。
人脑是智能活动的物质基础,是由上百亿个神经元组成的复杂系统。结构模拟是从单个神经元入手的,先用电子元件制成神经元模型,然后把神经元模型连接成神经网络(脑模型) ,以完成某种功能,模拟人的某些智能。如1957年美国康乃尔大学罗森布莱特等人设计的“感知机”;1975年日本的福岛设计的“认知机”(自组织多层神经网络) 。
电子计算机是智能模拟的物质技术工具。它是一种自动、高速处理信息的电子机器。它采用五个与大脑功能相似的部件组成了电脑,来模拟人脑的相应功能。这五个部件是:(1) 输入设备,模拟人的感受器(眼、耳、鼻等) ,用以接受外来的信息。人通过输入设备将需要计算机完成的任务、课题、运算步骤和原始数据采用机器所能接受的形式告诉计算机,并经输入设备把这些存放到存贮器中。(2) 存贮器,模拟人脑的记忆功能, 将输入的信息存储起来,供随时提取使用,是电子计算机的记忆装置。(3) 运算器,模拟人脑的计算、判断和选择功能,能进行加减乘除等算术运算和逻辑运算。(4) 控制器,人脑的分析综合活动以及通过思维活动对各个协调工作的控制功能,根据存贮器内的程序,控制计算机的各个部分协调工作。它是电脑的神经中枢。 (5)输出设备,模拟人脑的思维结果和对外界刺激的反映,把计算的结果报告给操作人员或与外部设备联系,指挥别的机器动作。
以上五部分组成的电脑是电子模拟计算机的基本部分,称为硬件。只有硬件还不能有效地模拟和代替人脑的某些功能,还必须有相应的软件或软设备。所谓软件就是一套又一套事先编好的程序系统。
人工智能的产生是人类科学技术进步的结果,是机器进化的结果。人类的发展史是人们利用各种生产工具有目的地改造第一自然( 自然造成的环境,如江河湖海、山脉森林等) ,创造第二自然( 即人化自然,如人造房屋、车辆机器等) 的历史。人类为了解决生理机能与劳动对象之间的矛盾,生产更多的财富,就要使其生产工具不断向前发展。人工智能,是随着科学技术的发展,在人们创造了各种复杂的机器设备,大大延伸了自己的手脚功能之后,为了解决迫切要延伸思维器官和放大智力功能的要求而产生和发展起来的。
从哲学上看,物质世界不仅在本原上是统一的,而且在规律上也是相通的。不论是机器、动物和人,都存在着共同的信息与控制规律,都是信息转换系统,其活动都表现为一定信息输入与信息输出。人们认识世界与在实践中获取和处理信息的过程相联系,改造世界与依据已有的信息对外界对象进行控制的过程相联系。总之,一切系统都能通过信息交换与反馈进行自我调节,以抵抗干扰和保持自身的稳定。因此,可以由电子计算机运用信息与控制原理来模拟人的某些智能活动。
从其它科学上来说,控制论与信息论就是运用系统方法,从功能上揭示了机器、动物、人等不同系统所具有的共同规律。以此把实际的描述形式化,即为现象和行为建立一个数学模型;把求解问题的方式机械化,即根据数学模型,制定某种算法和规则,以便机械地执行;把解决问题的过程自动化,即用符号语言把算法和规则编成程序,交给知识智能机器执行某种任务,使电子计算机模拟人的某些思维活动。所以,控制论、信息论是"智能模拟"的科学依据,“智能模拟”是控制论、信息论在实践中的最重要的实践结果。
人工智能是人类智能的必要补充,但是人工智能与人类智能仍存在着本质的区别:
1 、人工智能是机械的物理过程,不是生物过程。它不具备世界观、人生观、情感、意志、兴趣、爱好等心理活动所构成的主观世界。而人类智能则是在人脑生理活动基础上产生的心理活动,使人形成一个主观世界。因此,电脑与人脑虽然在信息的输入和输出的行为和功能上有共同之处,但在这方面两者的差别是十分明显的。从信息的输入看,同一件事,对于两个智能机具有相同的信息量,而对于两个不同的人从中获取的信息量却大不相同。“行家看门道,外行看热闹”就是这个道理。从信息的输出方面看,两台机器输出的同一信息,其信息量相等。而同一句话,对于饱于风霜的老人和天真幼稚的儿童,所说的意义却大不相同。
2 、人工智能在解决问题时,不会意识到这是什么问题,它有什么意义,会带来什么后果。电脑没有自觉性,是靠人的操作完成其机械的运行机能;而人脑智能,人的意识都有目的性,可控性,人脑的思维活动是自觉的,能动的。
3 、电脑必须接受人脑的指令,按预定的程序进行工作。它不能输出末经输入的任何东西。所谓结论,只不过是输入程序和输入数据的逻辑结果。它不能自主地提出问题,创造性地解决问题,在遇到没有列入程序的“意外”情况时,就束手无策或中断工作。人工智能没有创造性。而人脑功能则能在反映规律的基础上,提出新概念,作出新判断,创造新表象,具有丰富的想象力和创造性。
4 、人工机器没有社会性。作为社会存在物的人,其脑功能是适应社会生活的需要而产生和发展的。人们的社会需要远远超出了直接生理需要的有限目的,是由社会的物质文明与精神文明的发展程序所决定的。因此,作为人脑功能的思维能力,是通过社会的教育和训练,通过对历史上积累下来的文化的吸收逐渐形成的。人的内心世界所以丰富多采,是由于人的社会联系是丰富的和多方面的,人类智能具有社会性。所以要把人脑功能全面模拟下来,就需要再现人的思想发展的整个历史逻辑。这是无论多么“聪明”的电脑都做不到的。随着科学技术的发展,思维模拟范围的不断扩大,电脑在功能上会不断向人脑接近。但从本质上看,它们之间只能是一条渐近线,它们之间的界限是不会清除的。模拟是近似而不能是等同。
人工智能与人脑在功能上是局部超过,整体上不及。由于人工智能是由人造机器而产生的,因此,人工智能永远也不会赶上和超过人类智能。所谓“机器人将超过人奴役人”、“人将成为计算机思想家的玩物或害虫,…… 保存在将来的动物园”的“预言”是不能成立的。因为,它抹煞了人与机器的本质差别与根本界限。
人工智能充实和演化了辩证唯物主义的意识论。它进一步表明了意识是人脑的机能,物质的属性。电脑对人脑的功能的模拟,表明了意识并不是神秘的不可捉摸的东西,不是游离于肉体内外脱离人脑的灵魂,也不是人脑分泌出来的特殊物质形态,而是人脑的机能属性。这就进一步证明了意识本质的原理。
人工智能的出现深化了意识对物质的反作用的原理。人工智能是人类意识自我认识的产物。电脑的出现,意昧着人类意识已能部分地从人脑中分化出来,物化为物质的机械运动。这不仅延长了意识的器官,也说明意识能反过来创造"人脑"。这是意识对人脑的巨大的反作用。从意识与人脑的相互关系中进一步深化了意识对物质形态进步的反作用,意识作为最高的物质属性对于物质运动发展的反作用。
人工智能引起了意识结构的变化,扩大了意识论的研究领域。电脑作为一种新形态的机器而进入了意识器官的行列。它不仅能完成人脑的一部分意识活动,而且在某种功能上还优于人脑。如人脑处理信息和采取行动的速度不如电脑,记忆和动作的准确性不如电脑。因此,在现代科学认识活动中,没有人工智能,就不会有人类认识能力的突破性发展和认识范围的不断扩大。电脑不仅依赖于人,人也依赖于电脑。这就使得在意识论结构上增加了对人工智能的探讨以及对人机互补的关系的探讨。同时思维模拟,也把思维形式在思维中的作用问题突出出来,为意识论的研究提出了一个重要课题。
4. 有哪些仪器,机械运用了仿生学原理
仿生学是研究生物系统的结构和性质以及工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学例子:苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“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。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。苍蝇与宇宙飞船
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
从萤火虫到人工冷光
自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。
电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。
各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。
水母的顺风耳
在自然界中,水母,早在5亿多年前,它们就以经在海水里生活了。“但是,水母跟顺风耳又有什么关系呢?”人们肯定会问这样一个问题.因为,水母在风暴来临之前,就会成群结队地游向大海,就预示风暴既将来临.但是,这又与“顺风耳”有什么关系呢?原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波(频率为8~13赫),是风暴来临之前的预告.这种次声波,人耳是听不到的,而对水母来说却是易如反掌.科学家经过研究发现,水母的耳朵里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石.
科学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官.
技能训练长颈鹿与宇航员失重现象
长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部,是由于长颈鹿的血压很高。据测定,长颈鹿的血压比人的正常血压高出2倍。这样高的血压为什么不会使长颈鹿患脑溢血而死亡呢?这与长颈鹿身体的结构有关。首先,长颈鹿血管周围的肌肉非常发达,能压缩血管,控制血流量;同时长颈鹿腿部及全身的皮肤和筋膜绷得很紧,利于下肢的血液向上回流。科学家由此受到启示,在训练宇航员对,设置一种特殊器械,让宇航员利用这种器械每天锻炼几小时,以防止宇航员血管周围肌肉退化;在宇宙飞船升空时,科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理,研制了飞行服——“抗荷服”。抗荷服上安有充气装置,随着飞船速度的增高,抗荷服可以充入一定量的气体,从而对血管产生一定的压力,使宇航员的血压保持正常。同时,宇航员腹部以下部位是套入抽去空气的密封装置中的,这样可以减小宇航员腿部的血压,利于身体上部的血液向下肢输送。
蛋壳与薄壳建筑
蛋壳呈拱形,跨度大,包括许多力学原理。虽然它只有2 mm的厚度,但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点:用料少,跨度大,坚固耐用。薄壳建筑也并非都是拱形,举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。
-- 结构构件
对于构件,在截面面积相同的情况下,把材料尽可能放到远离中和轴的位置上,是有效的截面形状。有趣的是,在自然界许多动植物的组织中也体现了这个结论。例如:“疾风知劲草”,许多能承受狂风的植物的茎部是维管状结构,其截面是空心的。支持人承重和运动的骨骼,其截面上密实的骨质分布在四周,而柔软的骨髓充满内腔。在建筑结构中常被采用的空心楼板、箱形大梁、工形截面钣梁以及折板结构、空间薄壁结构等都是根据这条结论得来的。
-- 斑马
斑马生活在非洲大陆,外形与一般的马没有什么两样,它们身上的条纹是为适应生存环境而衍化出来的保护色。在所有斑马中,细斑马长得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圆又大,条纹细密且多。斑马常与草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鸵鸟等共外,以抵御天敌。人类将斑马条纹应用到军事上是一个是很成功仿生学例子。
昆虫与仿生
昆虫个体小,种类和数量庞大,占现存动物的75%以上,遍布全世界。它们有各自的生存绝技,有些技能连人类也自叹不如。人们对自然资源的利用范围越来越广泛,特别是仿生学方面的任何成就,都来自生物的某种特性,本文简要介绍昆虫与仿生学。(右为家蝇的眼睛)
蝴蝶与仿生五彩的蝴蝶锦色粲然,如重月纹凤蝶,褐脉金斑蝶等,尤其是萤光翼凤蝶,其后翅在阳光下时而金黄,时而翠绿,有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴 蝶色彩的研究,为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间,德军包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时 人们对伪装缺乏认识的情况,提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此,尽管德军费尽心机,但列宁格勒的军事 基地仍安然无惹,为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理,后来人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。
人造卫星在太空中由于位 置的不断变化可引起温度骤然变化,有时温差可高达两、三网络,严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调 节体温的启发,将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式,在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝,随温度变化可 调节窗的开合,从而保持了人造卫星内部温度的恒定,解决了航天事业中的一大难题。
甲虫与仿生屁步甲炮虫自卫时,可喷射出具有恶臭的高温液体 “炮弹”,以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室,分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶 混合发生化学反应,瞬间就成为100℃的毒液,并迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。二战期间,德国纳粹为了战争的需要,据此机理制造出了一种功 率极大且性能安全可靠的新型发动机,安装在飞航式导弹上,使之飞行速度加快,安全稳定,命中率提高,英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。美国军事专家受甲虫喷 射原理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中,炮弹发射后隔膜破裂,两种毒剂中间体在弹体飞 行的8—10秒内混合并发生反应,在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输,安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光 能,且转化效率达100%,而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍,大大节约了能量。另外,根据甲 虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
蜻蜓与仿生
蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流,井 利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔,不但可向前飞行,还能向后和左右两侧飞行,其向前飞行速度可达72km/小时。此外,蜻蜒的 飞行行为简单,仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时,常会引起剧烈振动,甚至有时会折断机翼而引起飞机失 事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙,于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤,解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
苍蝇与仿生昆虫学家研究发现,苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时,平衡棒以一定的频率进行机械振动,可以调节翅膀的运动方向,是保持苍蝇身体平 衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪,大大改进了飞机的飞行性能LlJ,可使飞机自动停止危险的滚翻飞行,在机体强烈倾斜时还 能自动恢复平衡,即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼,能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示 下,人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机,在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对 数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构,把各种化学反应转变成电脉冲的方式,制成了十分灵敏的小型气体分析仪,目前已广 泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分,使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
蜂类与仿生蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小 蜂房组成,每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109。28’,锐角70。32’完全相同,是最节省 材料的结构,且容量大、极坚固,令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞 机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏 振光导航仪,早已广泛用于航海事业中。
其它昆虫与仿生
跳蚤的跳跃本领十分高强,航空专家对此进行了
生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线,抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理,研制开发出来的现代化武器。
火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。
科研人员通过研究变色龙的变色本领,为部队研制出了不少军事伪装装备。
科学家研究青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼。
白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。
美国空军通过毒蛇的“热眼”功能,研究开发出了微型热传感器。
我国纺织科技人员利用仿生学原理,借鉴陆地动物的皮毛结构,设计出一种KEG保温面料,并具有防风和导湿的功能。
根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理,人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。
仿生学是人类一直使用的方法,如模仿海豚皮而构造的"海豚皮游泳衣"、科学家研究鲸鱼的皮肤时,发现其上有沟漕的结构,于是有个科学家就依照鲸鱼皮构造,造成一个薄膜蒙在飞机的表面,据实验可节约能源3%,若全国的飞机都蒙上这样的表面,每年可节约几十亿。又如有科学家研究蜘蛛,发现蜘蛛的腿上没有肌肉,有脚的动物会走,主要是靠肌肉的收缩,现在蜘蛛没有肌肉为什么会走路?经研究蜘蛛不是靠肌肉的收缩进行走路的,而是靠其中的"液压"的结构进行走路,据此人们发明了液压步行机……总之,从自然界得到启迪,模仿其结构进行发明创造.这就是仿生学. 这是我们向自然界学习的一个方面。
附(仿生学现象简表):
1。从令人讨厌的苍蝇身上,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光;
3。电鱼与伏特电池;
4。水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鸭的蹼。
12。锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
16.树叶的排列和悉尼大剧院的建设。
17.潜水艇和鱼的沉浮。
18.响尾蛇和空对空响尾蛇导弹。
19.人们根据章鱼发明烟雾弹。
20.根据蛋壳发现拱形的承受力量。
21.飞机飞行时产生的剧烈抖动是根据蜻蜓改善的。
22.变色衣服是学习蝴蝶上的鳞片。
23.防水衣服是仿荷叶造的。
24.鼠标是仿老鼠的。
都是网络搜的 希望可以帮你解决。。
5. 3d仿生眼什么时间问世
据外媒报道,美国明尼苏达大学的研究团队近日成功利用3D打印技术,研发出一款能模仿视网膜功能、可感应光线变化的“仿生眼”。经改良后,这项新发明或可让视力障碍人士重见光明。研究人员把玻璃制的半球体放进3D打印机中,打印机将含有银粒的墨水均匀地印在半球体上。待墨水干透后,研究人员把光电二极管装在半球体上。光电二极管能感应光线、把眼前的影像转为电脉冲,并把它们传送到视网膜细胞中。最后,视网膜细胞把信息传到大脑,令视障者“看见”眼前影像。麦卡尔平博士承认,暂时无法确定这款仿生眼何时可推出市面,团队目前仍在尝试把更多感光零件安装在义眼上,并且希望能用一种更柔软的材料制作,让它可以更安全地植入人类的眼窝中。
6. 再装一个眼睛变杨戬如何仿生眼是不是给盲人和机器人朋友带来福音呢
人眼是一种复杂的仪器,图像通过球体前面的一个弯曲的透镜进入,并通过其粘稠的玻璃体液体,然后到达感光视网膜,视网膜将信号传递给视神经,视神经将图像传送到大脑。
为了解决这个问题,香港科学技术大学的研究者将软铝箔变形成半球形。然后他们用电化学方法处理这种金属,将其转化为一种叫做氧化铝的绝缘体。这个过程也使这种材料布满了纳米级的孔隙。结果,研究人员得到了一个弯曲的半球体,这个半球体上有密集聚集的孔,他们可以在其中“生长”钙钛矿纳米线。纳米线的密度非常高,它实际上甚至比人类眼睛中感光细胞的密度还要高。
7. 各种眼病患者都有救,首个人造软性视网膜问世
一名英国的研究人员研发了世界上第一个人造的视网膜软组织。因为它不包含任何坚硬的材料,所以这个组织可以避开目前的机械植入物所造成的问题,成功植入人体。
眼睛不再是一个难题
大家都知道,当眼睫毛或是一点点灰尘,以及哪怕是最微小的异物进入眼睛,都将会引起疼痛。虽然这种程度的敏感性对于保护我们的眼睛,让它们能正常工作是必不可少的,但对于视网膜的植入,这确实是一个很严重的问题。
视网膜是眼睛后面的一层敏感组织,在视力中起了重要的作用,若是视网膜损害则会导致眼睛失明。在过去的几年里,植入了视网膜的患者们在恢复的过程中都会遇到各样问题,但这些问题都是机械性设备的植入所引起的,它们会给已经损坏的眼睛带来巨大的伤害。
牛津大学的研究人员Vanessa Restrepo-Schild在大学新闻发布会上表示:“人类的眼睛是非常敏感的,这就是为什么像金属视网膜这样的异物在植入后,会导致炎症或是留下疤痕。”为了解决这一难题,她带领她的团队,创造出了世界上第一个人工合成的视网膜软组织。
8. 机器人仿生
“仿生机器人”是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人。
首先,模仿某些昆虫而制造出来的机器人并非简单。比如,国外有的科学家观察发现,蚂蚁的大脑很小,视力极差,但它的导航能力高超:当蚂蚁发现食物源后回去召唤同伴时,是把这一食物的映像始终存储在它的大脑里,并利用大脑里的映像与眼前真实的景像相匹配的方法,循原路返回。科学家认为,模仿蚂蚁这一功能,可使机器人在陌生的环境中具有高超的探路能力。其次,过去、现在甚至未来,对仿生机械(器)的研究,都是多方面的,也就是既要发展模仿人的机器人,又要发展模仿其他生物的机械(器)。机器人未问世之前,人们除研究制造自动偶人外,对机械动物非常感兴趣,如传说诸葛亮制造木牛流马,现代计算机先驱巴贝吉设计的鸡与羊玩具,法国著名工程师鲍堪松制造的凫水的铁鸭子等,都非常有名。在机器人向智能机器人发展的时程中,就有人提出“反对机器人必须先会思考才能做事”的观点,并认为,用许多简单的机器人也可以完成复杂的任务。20世纪90年代初,美国麻省理工学院的教授布鲁克斯在学生的帮助下,制造出一批蚊型机器人,取名昆虫机器人,这些小东西的习惯和蟑螂十分相近。它们不会思考,只能按照人编制的程序动作。几年前,科技工作者为圣地亚哥市动物园制造电子机器鸟,它能模仿母兀鹰,准时给小兀鹰喂食;日本和俄罗斯制造了一种电子机器蟹,能进行深海控测,采集岩样,捕捉海底生物,进行海下电焊等作业。美国研制出一条名叫查理的机器金枪鱼,长1.32米,由2843个零件组成。通过摆动躯体和尾巴,能像真的鱼一样游动,速度为7.2千米/小时。可以利用它在海下连续工作数个月,由它测绘海洋地图和检测水下污染,也可以用它来拍摄生物,因为它模仿金枪鱼惟妙惟肖。有的科学家正在设计金枪鱼潜艇,其实就是金枪鱼机器人,行驶速度可达20节,是名副其实的水下游动机器。它的灵活性远远高于现有的潜艇,几乎可以达到水下任何区域,由人遥控,它可轻而易举地进入海底深处的海沟和洞穴,悄悄地溜进敌方的港口,进行侦察而不被发觉。作为军用侦察和科学探索工具,其发展和应用的前景十分广阔。同样,研究制造昆虫机器人,其前景也是非常美好的。例如,有人研制一种有弹性腿的机器昆虫,大小只有一张信用卡的1/3左右,可以像蟋蟀一样轻松地跳过障碍,一小时几乎可前进37米。这种机器昆虫最特殊的地方是突破了“牵动关节必须加发动机”的观念。发明家用的新方法是:由铅、锆仿生机器人
、钛等金属条构成一个双压电晶片调节器。当充电时,调节器弯曲,充完电了它又弹回原状,反复充电,它就成了振动条。在振动条上装有昆虫肢体,振动条振动就成了机器昆虫的动力,每次振动都会使这种爬行昆虫前进2毫米。通过一只“虫王”就可以控制一大群机器昆虫,由它以接力形式把控制指令传送给每个机器昆虫。应用这种机器昆虫可以在战场上完成侦察、运送物品,或在其他星球进行探路
9. 仿生学的机器
1.苍蝇与航天
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
2.从萤火虫到人工冷光
自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。
3.电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。
各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。