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仿生學發明的東西

來源:環保設備     添加時間:2023-01-28 07:01:09

一、仿生學發明的東西

如將海豚的體形或皮膚結構(游泳時能使身體表面不產生紊流)應用到潛艇設計原理上。 蒼蠅,是細菌的傳播者,誰都討厭它??墒巧n蠅的楫翅(又叫平衡棒)是“天然導航儀”,人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。這種儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是一種“復眼”,由30O0多只小眼組成,人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”?!跋壯弁哥R”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機”,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用于印刷制版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量?!跋壯弁哥R”是一種新型光學元件,它的用途很多。

據《韓非子》記載魯班用竹木作鳥“成而飛之,三日不下”。然而人們更希望仿制鳥兒的雙翅使自己也飛翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奧那多達芬奇和他的助手對鳥類進行仔細的解剖,研究鳥的身體結構并認真觀察鳥類的飛行。設計和制造了一架撲翼機,這是世界上第一架人造飛行器。

意大利人斯帕蘭贊尼很早以前就發現蝙蝠能在完全黑暗中任意飛行,既能躲避障礙物也能捕食在飛行中的昆蟲,但是堵塞蝙蝠的雙耳后,它們在黑暗中就寸步難行了。面對這些事實,帕蘭贊尼提出了一個使人們難以接受的結論:蝙蝠能用耳朵“看東西”。第一次世界大戰結束后,1920年哈臺認為蝙蝠發出聲音信號的頻率超出人耳的聽覺范圍。并提出蝙蝠對目標的定位方法與第一次世界大戰時郎之萬發明的用超聲波回波定位的方法相同。遺憾的是,哈臺的提示并未引起人們的重視,而工程師們對于蝙蝠具有“回聲定位”的技術是難以相信的。直到1983年采用了電子測量器,才完完全全證實蝙蝠就是以發出超聲波來定位的。但是這對于早期雷達和聲納的發明已經不能有所幫助了。

早在40年代,人們根據對螢火蟲的研究,創造了日光燈,使人類的照明光源發生了很大變化。近年來,科學家先是從螢火蟲的發光器中分離出了純熒光素,后來又分離出了熒光酶,接著,又用化學方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當閃光燈。由于這種光沒有電源,不會產生磁場,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

19世紀初,意大利物理學家伏特,以電魚發電器官為模型,設計出世界上最早的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電器設計的,所以把它叫做“人造電器官”。對電魚的研究,還給人們這樣的啟示:如果能成功地模仿電魚的發電器官,那么,船舶和潛水艇等的動力問題便能得到很好的解決。

仿生學家仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,相當精確地模擬了水母感受次聲波的器官。把這種儀器安裝在艦船的前甲板上,當接受到風暴的次聲波時,可令旋轉360°的喇叭自行停止旋轉,它所指的方向,就是風暴前進的方向;指示器上的讀數即可告知風暴的強度。這種預測儀能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。

斑馬

斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒有什么兩樣,它們身上的條紋是為適應生存環境而衍化出來的保護色。在所有斑馬中,細斑馬長得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圓又大,條紋細密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥等共外,以抵御天敵。人類將斑馬條紋應用到到軍事上是一個是很成功仿生學例子。。

二、中國農業大學考研昆蟲與害蟲防治專業分方向

如果你要想好畢業我建議你選擇生態方面的,這些容易出成果缺點就是到處跑做調查一個人的話比較累。另外生態是防治的基礎,現在越來越多的人開始重視。

分子方面要看你實驗室的條件了,需要的儀器較多,而且與運氣又很大關系,很有可能你一下就出結果,也可能三年都出不了,因為分子是精細的實驗一點點你想不的原因都可能導致實驗失敗。

分類方面不建議選,純粹基礎課程。

感覺害蟲綜合治理是個好方向,無論研究啥最后還不是都得治理,就是比較難

,非人為因素會造成實驗的失敗,另外試驗周期長也是個困難。

好了,就這寫 LZ本人純手打,可參考。

三、跟據昆蟲的啟示,可發明什么

1.蒼蠅:蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是“天然導航儀”,人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。這種儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上,實現了自動駕駛。蒼蠅的眼睛是一種“復眼”,由30O0多只小眼組成,人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”?!跋壯弁哥R”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機”,一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機已經用于印刷制版和大量復制電子計算機的微小電路,大大提高了工效和質量?!跋壯弁哥R”是一種新型光學元件,它的用途很多。

2.螢火蟲:在眾多的發光動物中,螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1 500種,它們發出的冷光的顏色有黃綠色、橙色,光的亮度也各不相同。螢火蟲發出冷光不僅具有很高的發光效率,而且發出的冷光一般都很柔和,很適合人類的眼睛,光的強度也比較高。因此,生物光是一種人類理想的光。

科學家研究發現,螢火蟲的發光器位于腹部。這個發光器由發光層、透明層和反射層三部分組成。發光層擁有幾千個發光細胞,它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。在熒光酶的作用下,熒光素在細胞內水分的參與下,與氧化合便發出熒光。螢火蟲的發光,實質上是把化學能轉變成光能的過程。

3.白蟻:白蟻不僅使用膠粘劑建筑它們的土堆,還可以通過頭部的小管向敵人噴射膠粘劑。于是人們按照同樣的原理制造了工作的武器一塊干膠炮彈。

4.螞蟻:螞蟻覓食時,在它走過的路上,留下外激素,這些外激素就象留下路標一樣,留給后來蟻一個路徑的標志。后面的螞蟻,就會沿著有外激素的路徑行走(外激素越多引誘螞蟻的能力就越強)??茖W家們對此進行過試驗:用人造的外激素在紙上畫上一條路徑,對螞蟻進行試驗。結果螞蟻果然都沿畫有外激素的路徑行走。

用螞蟻算法求最短程

1.一群螞蟻隨機從出發點出發,遇到食物,銜住食物,沿原路返回

2. 螞蟻在往返途中,在路上留下外激素標志

3. 外激素將隨時間逐漸蒸發(一般可用負指數函數來描述,即乘上因子e-at)

4. 由蟻穴出發的螞蟻,其選擇路徑的概率與各路徑上的外激素濃度成正比

螞蟻算法還可以應用于很多實際問題,例如用于重建通訊路由,管理公司的電話網,對用戶記帳 收費等工作,任務分配問題等

5.蝴蝶:五彩的蝴蝶顏色粲然,如重月紋鳳蝶、褐脈金斑蝶等,尤其是螢光翼鳳蝶,其后翊在陽光下時而金黃,時而翠綠,有時還由紫變藍??茖W家通過對蝴蝶色彩的研究,為軍事防御帶來了極大的稗益。在二戰期間,德軍包圍了列寧格勒,企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防御設施。蘇聯昆蟲學家施萬維奇根據當時人們對偽裝缺乏認識的情況,提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發現的道理,在軍事設施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此,盡管德軍費盡心機,但列寧格勒的軍事基地仍然無恙,為贏得最后的勝利奠定了堅實的基礎。根據同樣的原理,后來人們還生產出了迷彩服,大大減少了戰斗中的傷亡。

人造衛星在太空中由于位置的不斷變化可引起溫度驟然變化,有時溫差可高達兩、三百度,嚴重影響許多儀器的正常工作??茖W家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調節體溫的啟發,將人造衛星的控溫系統制成了葉片反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式,在每扇窗的轉動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲,隨溫度變化可調節窗的開合,從而保持了人造衛星內部溫度的恒定,解決了航天事業中的一大難題

6.蜻蜓: 蜻蜓通過翅膀振動可產生不同于周圍大氣的局部不穩定氣流,并利用氣流產生的渦流來使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向后和左右兩側飛行,其向前飛行速度可達72公里/小時。此外,蜻蜓的飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打??茖W家據此結構基礎研制成功了直升飛機。飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飛行時安然無恙,于是人們效仿蜻蜓在飛機的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題。

為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動力學以及其飛行的效率,一個四葉驅動,用遠程水平儀控制的機動機翼(翅膀)模型被研制,并第一次在風洞內測試了各項飛行參數。

第二個模型試圖安裝一個以更快頻率飛行的翅膀,達到每秒18次震動的速度。有特色的是,這個模型采用了可變可調節前后兩對機翼之間相差的裝置。

研究的中心和長遠目標,是要研究使用“翅膀”驅動的飛機表現,以及與傳統的螺旋推動器驅動的飛機效率的比較等等。

 


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