仿生设计动力装置

❶ 仿生学有哪些发明

仿生学有下列发明创造：

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.从电鱼到伏特电池。

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

❷ 仿生设计的发展

到了近代，生物学、电子学、动力学等学科的发展亦促进了仿生设计学的发展。以飞机的产生为例：
在经过无数次模仿鸟类的飞行失败后，人们通过不泄的努力，终于找到了鸟类能够飞行的原因：鸟的翅膀上弯下平，飞行时，上面的气流比下面的快，由此形成下面的压力比上面的大，于是翅膀就产生了垂直向上的升力，飞的越快，升力越大。
1852年，法国人季法儿发明了气球飞船；1870年，德国人奥托.利连塔尔制造了第一架滑翔机。利连塔尔是十九世纪末的一位具有大无畏冒险精神的人，他望着家乡波美拉尼亚的鹳用笨拙的翅膀从他房顶上飞过，他坚信人能飞行。1891年，他开始研制一种弧形肋状蝙蝠翅膀式的单翼滑翔机，自己还进行试飞；此后五年，他进行了2000多次滑翔飞行，并同鸟类进行了对比研究，提供了很有价值的资料。资料证明：气流流经机翼上部曲面所走路程，比气流流经机翼下平直表面距离较长，因而也较快，这样才能保证气流在机翼的后缘点汇合；上部气流由于走的较快，它就较为稀薄，从而产生强大吸力，约占机翼升力的三分之二大小；其余的升力来自翼下气流对机翼的压力。
19世纪末，内燃机的出现，给了人类有史以来一直梦寐以求的东西：翅膀。不用说这种翅膀是笨拙的、原始的和不可靠的，然而这却是使人类能随风伴鸟一起飞翔的翅膀。
莱特兄弟发明了真正意义上的飞机。在飞机的设计制作过程中，怎样使飞机拐弯和怎样使它稳定一直困绕着他们。为此，莱特兄弟又研究了鸟的飞行。例如，他们研究鶙鵳怎样使一只翅膀下落，靠转动这只下落的翅膀保持平衡；这只翅膀上增大的压力怎样使鶙鵳保持稳定和平衡。这两个人给他们的滑翔机装上翼梢副翼进行这些实验，由地面上的人用绳控制，使之能转动或弯翘。他们的第二个成功的实验是用操纵飞机后部一个可转动的方向舵来控制飞机的方向，通过方向舵使飞机向左或向右转弯。
后来，随着飞机的不断发展，它们逐渐失去了原来那些笨重而难看的体形，它们变的更简单，更加实用。机身和单曲面机翼都呈现出象海贝、鱼和受波浪冲洗的石头所具有的自然线条。飞机的效率增加了，比以前飞的更快，飞的更高。到了现代，科学高度发展但环境破*、生态失衡、能源枯竭，人类意识到了重新认识自然，探讨与自然更加和谐的生存方式的高度紧迫感，亦认识到仿生设计学对人类未来发展的重要性。特别是一九六Ο年秋，在美国俄亥俄州召开了第一次仿生学讨论会，成为仿生学的正式诞生之日。
此后，仿生技术取得了飞跃的发展，并获得了广泛的应用。仿生设计亦随之获得突飞猛进的发展，一大批仿生设计作品如智能机器人、雷达、声纳、人工脏器、自动控制器、自动导航器等等应运而生。
近代，科学家根据青蛙眼睛的特殊构造研制了电子蛙眼，用于监视飞机的起落和跟踪人造卫星；根据空气动力学原理仿照鸭子头形状而设计的高速列车；模仿某些鱼类所喜欢的声音来诱捕鱼的电子诱鱼器；通过对萤火虫和海蝇地发光原理的研究，获得了化学能转化为光能的新方法，从而研制出化学荧光灯等等。
目前，仿生设计学在对生物体几何尺寸及其外形的模仿同时，还通过研究生物系统的结构、功能、能量转换、信息传递等各种优异特征，并把它运用到技术系统中，改善已有的工程设备，并创造出新的工艺、自动化装置、特种技术元件等技术系统；同时仿生设计学为创造新的科学技术装备、建筑结构和新工艺提供原理、设计思想或规划蓝图，亦为现代设计的发展提供了新的方向，并充当了人类社会与自然界沟通信息的“纽带”。
对人脑的探索，可以展望未来的电子计算机有可能具有生物原理的功能。同它相比，现在的电子计算机只能作为算盘。
对植物光合作用的研究，将为延长人类的寿命、治疗疾病提供一个崭新的医学发展途径。
对生物体结构和形态的研究，有可能使未来的建筑、产品改变模样。使人们从“城市”这个人造物理环境中重新回归“自然”。
信天翁是一种海鸟，它具有淡化海水的器官——“去盐器”。对其“去盐器”的结构及其工作原理的研究，可以启发人们去改善旧的或创造出新的海水淡化装置。
白蚁能把吃下去的木质转化为脂肪和蛋白质，对其机理的研究，将会对人工合成这些物质有所启发。
同时仿生设计亦可对人类的生命和健康造成巨大的影响。例如人们可以通过仿生技术，设计制造制造出人造器官，如血管、肾、骨膜、关节、食道、气管、尿道、心脏、肝脏、血液、子宫、肺、胰、眼、耳以及人工细胞。专家预测，在本世纪中后期，除脑以外人的所有器官都可以用人工器官代替。例如，模拟血液的功能，可以制造、传递养料及废物，并能与氧气及二氧化碳自动结合并分离的液态碳氢化合物人工血；模拟肾功能，用多孔纤维增透膜制成血液过滤器，也就是人工肾；模拟肝脏，根据活性碳或离子交换树脂吸附过滤有毒物质，制成人工肝解毒器；模拟心脏功能，用血液和单向导通驱动装置，组成人工心脏自动循环器。
随着对宇宙的开发、认识，又将使人类不但认识宇宙中新形式的生命，而且将为人类提供崭新的设计，创造出地球上前所未有的新的装置……

❸ 您好我想找一篇关于仿生设计（Bionics Design）和情感化设计

你自己亲自去做最好的拖把。

网上和商店里面全都是垃圾货，整个市场都是如此。
俺家是用自制的全不锈钢结构的，非人体动力的脱水装置，
其不锈钢材料厚度1毫米到2毫米，整机不锈钢材料重量超过4公斤，绝对厚重，耐用，寿命几十年以上，可以方便地更换动力源，还有更加安全、绝对高端的结构，可以制造出来，供西方工业发达国家有钱人收藏。
中国的生产企业，你们咋就不做点结实耐用的产品，尽在那里做偷工减料到极限的垃圾货？？？！！！
嘿嘿，本地的报社，都不予以报道，
这其实是有钱人，有地位的家庭，才能够使用的奢侈品。
大批量生产的全不锈钢结构，用薄的不锈钢材料冲压成型，不锈钢材料的重量也就一公斤以下，
出售的底价是，连同不锈钢水桶的整机也就150元，到200元，比不少塑料桶的装置还要便宜。
这就是中国的国民素质大体现，理工科的大学生和研究生，做的是精密机械制造“尖端”课题，
“研究”的是先进运动控制理论，天天面对的是“高性能”工业控制，
眼睁睁地看着自己的自行车被连续盗窃，
也做不出像样的自行车防盗锁。
那些富有的、知名的中国企业家，自己家里也是依靠市场上采购的垃圾货，
根本不会运用自己企业的生产设备进行制造，
仅仅知道去模仿台湾的产品。
这种装置，欧美日还没有生产呢，国际市场上采购不到！！
那些富豪自己的高档进口轿车，也是从市场上采购的防盗装置，
他们有几亿身家，也做不出高性能的汽车动力装置，只知道山寨拼装方式的“改装和升级”。
其实，低端的电动全不锈钢结构的拖把旋转脱水装置，出厂价大约是150元到200元，
高端的电动全不锈钢结构的拖把旋转脱水装置，出厂价大约是500元。
自己去制造最好的拖把和拖把甩水装置。
已经通知花都市政府、清远市政府、佛山市政府，是否安排生产和出口，是他们的决定。
从“精英、富豪、博导、院士、高级工程师、总工程师、董事长”家里的装修和日用品的自行施工与制造比例，和是否具备超越欧美日现在产品的功能、可靠性和技术性能，就能够清楚地反映出这个国家的基础素质、基本的工业制造能力、国防实力、空间技术实力。这些制造工作，一样能够运用到高精尖的制造装备，精深的制造工艺，顶尖的基础材料。到市场上去采购和聘请民工来服务，包括那些航天工业的“高级技工”的技艺，都是一样的垃圾！！！！！
现在中国的制造业都是卖苦力，薄利多销，十分艰辛。
发大财的都是那些个淘宝商人、超市、商贸部门，
他们过手就价格翻番！！
所以嘛，中国军工企业的高级工程师、中国航天企业的总工程师，
他们家里自己的日用品都是垃圾中的垃圾，
即使是进口欧美日的产品，其中一样有许多设计和制造缺陷，
他们无法识别，掌控着进口高级精密加工设备却无能力改进。

这是基础工业水平和道德水平的问题。
一般地说，旋转拖把头，只要更换棉纱线就可以了，固定棉纱线塑料盘是可以反复使用的，如果用防锈的金属材质，则是半永久性寿命的。
关键是旋转拖把杆内的结构和杆身的材质差，材料单薄，寿命极端地短，浪费地球不可再生的资源，如果要修理，割开后，得使用进口的不锈钢焊接机器才能重新封接，手工是无法重新焊接的。
现在的脚踏旋转机构，工作期限也是很短的，塑料桶的寿命也是十分短暂的。
一般地统计，只要两套现有的垃圾旋转拖把桶和旋转拖把的零售价格，就可以制造出耐用几十年的不锈钢材质硬件系统，这个总金额也就是500元人民币以下。

现在的旋转拖把是高度浪费不可再生的资源，
用垃圾货来某私利，
寿命短，无法回收，
太无耻了。

老老实实地去做广泛和大量的习题吧，
考试都不行，
那是无知愚昧的农民工！！！
基本的外语都烂，数理基础都不了解，咋理解洋人开拓的现代科技世界？？！！！
而且，现在西方工业国家，在精密机械制造领域的能力，已经是鸡国无法追赶的。
人家大量生产的物理量测量仪器，精密度和可靠性是鸡国的2到3个数量级以上，
例如，对于电压的测量，对于电流的测量，早就超越了n级别，到了P的级别，
中国的举国上下，以自己的力量，只能到微安，微伏的级别，还要依赖进口器件，
实验室的电烙铁头，人家要卖30元一个，鸡国的一元一个，寿命差老鼻子了。
基础的仪器，基础的各种高性能材料都要完全依靠进口，
从硬件上就不能获得科技诺贝尔奖。

❹ 和仿生有关的仪器有哪些

苍蝇与宇宙飞船 令人厌恶的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们严密地联系起来了。 苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”，但凡腥臭龌龊的中央，都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特地灵敏，远在几千米外的气息也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充任嗅觉的呢? 原本，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器散布在头部的一对触角上。 每个“鼻子”只要一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。若有气息进入“鼻孔”，这些神经立刻把气息抚慰改动成神经电脉冲，送往大脑。大脑依据不同气息肉体所发生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气息的肉体。因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体剖析仪。 仿生学家由此失掉启示，依据苍蝇嗅觉器的构造和功用，仿制成一种十分奇特的小型气体剖析仪。这种仪器的“探头”不是金属，而是活的苍蝇。就是把十分纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将指点进去的神经电信号经电子线路缩小后，送给剖析器；剖析器一经觉察气息肉体的信号，便能收回警报。这种仪器曾经被装置在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。 这种小型气体剖析仪，也可丈量潜水艇和矿井里的有害气体。应用这种原理，还可用来改良计算机的输入装置和相关气体色层剖析仪的构造原理中。 从萤火虫到野生冷光 自从人类创造了电灯，生活变得便利、丰厚多了。但电灯只能将电能的很少一局部改动成可见光，其他大局部都以热能的方式糜费掉了，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、软体植物、甲壳植物、昆虫和鱼类等，而且这些植物收回的光都不发生热，所以又被称为“冷光”。 在众多的发光植物中，萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们收回的冷光的颜色有黄绿色、橙色，光的亮度也各不相同。萤火虫收回冷光不只具有很高的发光效率，而且收回的冷光一般都很温和，很适宜人类的眼睛，光的强度也比拟高。因此，生物光是一种人类梦想的光。 迷信家研讨觉察，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三局部组成。发光层具有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种肉体。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便收回荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能改动成光能的进程。 早在40年代，人们依据对萤火虫的研讨，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。近年来，迷信家先是从萤火虫的发光器中分别出了纯荧光素，事先又分别出了荧光酶，接着，又用化学方法野生合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充溢爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源，不会发生磁场，因此可以在生物光源的照明下，做肃清磁性水雷等任务。 往常，人们已能用掺和某些化学肉体的方法失掉相似生物光的冷光，作为平安照明用。 电鱼与伏特电池 自然界中有许多生物都能发生电，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”。 各种电鱼放电的身手各不相同。放电才干最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能发生70伏左右的电压,而非洲电鳐能发生的电压高达220伏；非洲电鲶能发生350伏的电压；电鳗能发生500伏的电压，有一种南美洲电鳗竟能发生高达880伏的电压，称得上电击冠军,听说它能击毙像马那样的大植物。 电鱼放电的微妙终究在哪里?经过对电鱼的解剖研讨， 终究觉察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形成的。由于电鱼的种类不同，所以发电器的外形、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，陈设在身体中线两侧，共有200万块电板;电鲶的发电器根源于某种腺体，位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板发生的电压很微小，但由于电板很多，发生的电压就很大了。 电鱼这种特殊的身手，惹起了人们极大的兴味。19世纪初，意大利物理学家伏特，以电鱼发电器官为模型，想象出世界上最早的伏打电池。由于这种电池是依据电鱼的自然发电器想象的,所以把它叫做“天然电器官”。对电鱼的研讨，还给人们这样的启示：假设能胜利地模拟电鱼的发电器官，那么，船舶和潜水艇等的动力效果便能失掉很好的处置。 水母的迎风耳 “燕子低飞行将雨，蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有肯定联系。内地渔民都知道，生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海，就预示着风暴即未降临。 水母，又叫海蜇，是一种新鲜的腔肠植物，早在5亿年前,它就漂浮在陆地里了。这种高等植物有预测风暴的天赋，每当风暴降临前，它就游向大海避难去了。 原本，在蓝色的陆地上，由气氛和波浪抵触而发生的次声波 (频次为每秒8—13次)，总是风暴降临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到，小小的水母却很愚钝。仿生学家觉察，水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石，当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时，听石就抚慰球壁上的神经感受器，于是水母就听到了正在降临的风暴的隆隆声。 仿生学家仿照水母耳朵的构造和功用，想象了水母耳风暴预测仪，相当准确地模拟了水母感受次声波的器官。把这种仪器装置在舰船的前甲板上，当接遭到风暴的次声波时，可令旋转360°的喇叭自行中止旋转,它所指的方向，就是风暴行进的方向；指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提早15小时对风暴作出预告，对航海和渔业的平安都有主要意义。 -- 构造构件 关于构件，在截面面积相同的状况下，把资料尽可能放到远离中和轴的位置上，是有效的截面外形。幽默的是，在自然界许多动植物的组织中也表现了这个结论。例如：“疾风知劲草”，许多能接受狂风的植物的茎部是维管状构造，其截面是空心的。支持人承重和活动的骨骼，其截面上密实的骨质散布在周围，而稳固的骨髓充溢内腔。在修建构造中常被采用的空心楼板、箱形大梁、工形截面钣梁以及折板构造、空间薄壁构造等都是依据这条结论得来的。 -- 斑马 斑马生活在非洲海洋，外形与一般的马没有什么两样，它们身上的条纹是为顺应生活环境而衍化进去的维护色。在一切斑马中，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。人类将斑马条纹运用到军事上是一个是很胜利仿生学例子。。 补充（ 最新开展）： 仿生学与遗传学的整合是系统生物工程（systems bio-engineering）的理念，也就是开展遗传工程的仿生学。野生基因重组、转基因技术是自然重组、基因转移的模拟，还自然药物分子、生物高分子的野生合成是分子水平的仿生，野生神经元、神经网络、细胞自效果是细胞系统水平的仿生，跟随单基因遗传学、单基因转移开展到多基因系统调控研讨的系统遗传学（system genetics）、多基因转基因的合成生物学（synthetic biology），以及纳米生物技术（nano-biotechnology）、生物计算（bio - 。putation、DNA计算机技术的系统生物工程开展，仿生学曾经片面开展到一个从分子、细胞到器官的野生生物系统（artificial biosystem）开拓的时期。 人类的创造——来自植物的灵感迷信家依据火野猪的鼻子测毒的奇特身手制成了世界上第一批防毒面具。火箭升空应用的是水母、墨鱼反冲原理。科研人员经过研讨变色龙的变色身手，为部队研制出了不少军事伪装装备。迷信家研讨青蛙的眼睛，创造了电子蛙眼。美国空军经过毒蛇的“热眼”功用，研讨开拓出了微型热传感器。人类还应用蛙跳的原梦想象了蛤蟆夯(hang)。人类模拟警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。 仿生与高科技 迷信家经过对海豚游泳阻力小的研讨创造了能提高鱼雷航速的野生海豚皮；以及模拟袋鼠在沙漠活动方式的无轮汽车(腾跃机)等。 前苏联迷信院植物研讨所的迷信家在企鹅王的启示下，他们想象了一种新型汽车－－“企鹅王”牌极地越野汽车。这种汽车的开阔的底部，直接贴在雪面上，用轮勺撑动着行进，行驶速度可达50公里／小时。 迷信家模拟昆虫制造了太空机器人。 澳大利亚国立大学的一个科研小组经过对几种昆虫的研讨，曾经研制出一个小型的导航和飞行掌握装置。这种装置可以用来装备用于火星调查的小型飞行器。 英国迷信家在仿生学启示下，正在研制一种可以靠尾鳍摆动以S形“游水”的潜艇新式潜艇的主要创新之处是运用了被称为“象鼻致动器”的装置。“象鼻”由一组用薄而稳固的资料做成的软管组成，模拟肌肉活动，推进鳍的活动。这种新式潜艇可以充任水底扫雷潜艇，用来凑合最细微的声响或搅扰便会引爆的水雷。 2011-10-24 11:20:57

❺ 有哪些仿生技术产品

1。由令人讨厌的苍蝇，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.电子蛙眼
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。船桨模仿的是鱼的鳍。
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。
17。利用蝙蝠的回声定位系统的雷达
18。利用龟壳结构的澳大利亚歌剧院
19。利用长颈鹿的结构的宇航服

❻ 鸟和飞机仿生学的资料

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科学。日常生活中的很多发明都来源于自然界的仿生原理，飞机的设计制造也不例外。

机翼曲线与鸟类。1800年左右，英国科学家、空气动力学的创始人之一凯利，模仿山鹬的纺锤形，找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线，对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期，法国生理学家马雷，对鸟的飞行进行了仔细的研究，在他的著作《动物的机器》一书中，介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中，发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿，根据鸟类飞行机构的原理，终于制造了能够载人飞行的滑翔机。

雷达导航与蝙蝠。蝙蝠是在夜里飞行的，还能捕捉飞蛾和蚊子；而且无论怎么飞，从来没见过它跟什么东西相撞。为了弄清楚这个问题，100多年前，科学家做了三次不同的试验证明，蝙蝠夜里飞行，靠的不是眼睛，它是用嘴和耳朵配合起来探路的。它能够用嘴发出超声波后，在超声波接触到障碍物反射回来时，用双耳接收到。科学家模仿蝙蝠探路的方法，给飞机装上了雷达。雷达通过天线发出无线电波，无线电波遇到障碍物就反射回来，显示在荧光屏上。驾驶员从雷达的荧光屏上，能够看清楚前方有没有障碍物，所以飞机在夜里飞行也十分安全。

翼尖小翼与鹰隼。飞机在飞行中由于上下压差的不同，翼尖附近机翼下表面空气会绕流到上表面，形成翼尖涡，致使翼尖附近区域机翼上下表面的压差降低，从而导致这一区域产生的升力降低。这是产生诱导阻力的根源。人们通过长期观察自然界大型鸟类，比如鹰和隼，发现它们在飞行中展开翅膀向上偏折翅尖羽毛以减小阻力，从而实现远距离滑翔。受此启发，有专家提出在翼尖加装短板来减小诱导阻力的想法。后来，设计师们不断研究，发明了翼尖小翼，并将其安装在运输飞机上，以减小飞机的阻力。

机身蒙皮与蒙古弓。飞机的机身是由蒙皮包裹的，然后再将受力传递到翼梁和翼肋。同时，蒙皮的完整性也影响着飞机整体的气动性能。因此，蒙皮的强度关系到整架飞机的结构安全。数百年前蒙古铁骑的战弓引起了设计师们的兴趣。为适应马上作战，蒙古弓要做的短小，但又要保证弓的强度。聪明的古人采用了复合材料的方法，他们用水牛角和鹿腱来加强弓的强度。设计师们由此获得启发，将玻璃纤维与铝合金相结合，完成了适应现代大飞机要求的复合材料。

机翼震颤与蜻蜓。飞机在高速飞行的时候，机翼会发生颤振现象。也就是说，飞机的翅膀会不由自主地振动，这种有害的振动可能造成翼折人亡的惨剧。被誉为昆虫里“飞行之王”的蜻蜓，它在振翅飞行时，也会遇到有害的颤振现象。但是，神奇的造物者赋予了它们消除这种现象的方法。蜻蜓每一片翅膀前缘的上方，都有一块加厚的深色角质层或称色素斑，叫翅痣。这就是它们消除颤振隐患的特殊装置。科学家虚心向蜻蜓学习，在飞机机翼前端的边缘，像打补丁一样，安装了一块长方形的金属板，称为抗震颤装置。昆虫的小技巧，帮助人类解决了大问题。

机翼表面与海鸟。海鸟可以通过喙部察觉出空气中的阵风荷载量（Gust Load），并通过调节翅膀的形状抑制升力。运用此原理，新型的空客A350 XWB通过安装在机头的探测器可以检测风力并利用其可移动的机翼表面提高飞行效率。此设计可以进一步节能减排。

飞机涂料与鲨鱼皮。自适应表面的设计与开发是飞机设计具备显著环境适应性的领域，要从自然界寻找灵感。今天的民用客机，40%的阻力可归结于湍流边界层。连续的自适应表面可以破坏这层湍流然后消除蒙皮摩擦阻力。拉条（飞机表面顺气流方向的一行小沟）可以减少4-7%的蒙皮摩擦力。但是拉条很容易损坏，所以是个重大工程问题。不过，德国弗劳恩霍夫研究所设计了一种涂料，模仿鲨鱼皮并加入了类似拉条的小沟，可以用蜡纸版作为飞机最外侧涂层。该涂料包含纳米件，保证它可以抵挡紫外线而改变温度。研究所表示该涂料应用到飞机上可以每年节省448万吨燃油。

机舱设备与荷叶。在现在的进化阶段，荷叶表面的角质可以使其表面的雨水滚落并带走污浊以保持自身的清洁与干燥。这就是“荷花效应（the Lotus Effect）”。荷叶的这种特性激发了人们在机舱设备涂层设计上的灵感。这种涂层可以使水分以滚珠的形式流走并同时去除污物。这样就提高了飞机的清洁度，同时还能省水，减重，降耗并减少碳排放。此灵感已经在空客飞机上的卫生间得到了应用。在未来，座位和地毯的材料也很可能被这样设计。

列阵飞行与大雁。在自然界中，大雁迁徙时会列阵集体飞行以节省能量并增加飞行距离。列阵飞行时，领头雁的翅膀会产生漩涡状气流，其后的雁就会因此得到额外的升力，也就是说会省力。机翼也可以有同样的效果，称之为“尾涡”（Trailing Vortex）。军用飞机经常利用列阵飞行减少能耗。目前，客运喷气式飞机出于安全考虑，还没有使用这种方法。

飞机降落与苍蝇。苍蝇一旦起飞，可在0.15秒内加速至每小时10公里的速度。苍蝇飞行时的转向角速度可达每秒6个旋转，即2160度。苍蝇还能垂直上下飞行，甚至倒退飞行，即使因撞到障碍物而突然失速，也可以在几毫秒内恢复飞行。不管在哪种表面，苍蝇都能轻巧地达成零速度着地。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。

机翼结构与蝴蝶。蝴蝶可谓是地球上最精美的生物之一，但其华丽的外表也掩饰了其复杂精细的翅膀结构。这些翅膀可是它们高效飞行的利器。它们柔软的外膜和血管时紧时松，使其能在任何飞行阶段都收放自如。同样，空客工程师已研发出可以在飞行中自动翻转的机翼。如果可以控制其转动，那么飞行效率将得到提高，能耗也会降低。目前，工程师们正在研究是否能够效仿蝴蝶的微毛细血管翅膀结构，在机翼设计中采用小型可移动表面及灵活的内部组件，从而提高飞行效率。

气动噪声与猫头鹰。经历了2000万年的进化，如今，猫头鹰已拥有锯齿状的翅羽以及绒毛状的腿部羽毛。这可以帮助它们最大限度地减少气动噪声。尽管相比于40年前的飞机，现代飞机的噪声已经降低了75%，空客工程师仍希望通过进一步的研究，揭示猫头鹰静音飞翔的奥秘。新的创意包括：模仿猫头鹰羽毛后缘的可伸缩式刷子边缘及天鹅绒般的起落架涂层。

喷气发动机与乌贼。根据牛顿第三定律，作用在物体上的力都有大小相等方向相反的反作用力。事实上，这一原理在海洋生物中也是早就存在的。比如乌贼（墨鱼）、水母的反冲原理。乌贼遭到危险时，能从腔内喷出一束墨汁，一方面把水的颜色弄深，一方面提供反作用力向前迅速窜逃。飞机喷气发动机推进的原理也是如此。喷气发动机在工作时，从前端吸入大量的空气，燃烧后高速喷出，在此过程中，发动机向气体施加力，使之向后加速，气体也给发动机一个反作用力，推动飞机前进。

❼ 仿生学的小发明

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

“燕子低飞行将雨，蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道，生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海，就预示着风暴即将来临。

水母，又叫海蜇，是一种古老的腔肠动物，早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能，每当风暴来临前，它就游向大海避难去了。

原来，在蓝色的海洋上，由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次)，总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到，小小的水母却很敏感。仿生学家发现，水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石，当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时，听石就刺激球壁上的神经感受器，于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。

仿生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。把这种仪器安装在舰船的前甲板上，当接受到风暴的次声波时，可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向，就是风暴前进的方向；指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前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。

-- 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。。

❽ 仿生学发明有那些，是如何发明的。

1、人工冷光

科学家通过萤火虫的光，发明了一种不伤眼的光人工冷光。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。

2、水母耳风暴预测仪

海上风暴来临之前，海浪与空气摩擦产生8~13HZ的次声波，人耳无法听到，而水母特殊的听觉系统可以听到这种声音。科学家通过研究，仿照水母的听觉系统，发明了水母耳风暴预测仪。

3、探路仪

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。

4、蝴蝶与卫星控温系统

当人造地球卫星在太空中受到强烈的阳光照射时，卫星上的各种精密仪器仪表很容易“烘烤”或“冻结”。蝴蝶的体表上长出一层薄薄的鳞片，用来调节体温。科学家们仿照蝴蝶翅膀的结构，为人造卫星的太阳能表面设计加载了一种和蝴蝶鳞片相仿的控温系统。

5、长颈鹿与宇航员

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导致长颈鹿患脑溢血而死亡呢？这和长颈鹿身体的结构有关。长颈鹿血管周围的肌肉非常发达，能压缩血管，控制血流量。

科学家由此受到启示，在训练宇航员对，设置特殊器械，让宇航员利用这种器械每天锻炼，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。

❾ 来自动物灵感的仿生设计有哪些

什么是仿生设计

自古以来，自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。经过亿万年的进化，生物逐渐具备了适应自然界变化的本领。人类运用其观察、思维和设计能力，开始了对生物的模仿，并制造出工具，增强了自己与自然界斗争的本领和能力。

五指鞋

我们正生活在一个创造性的世界。