生活中的仿生学（生活中的仿生学论文）

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生活中的仿生学有哪些

1、生活中的仿生学有雷达、水母耳风暴预测仪、薄壳建筑设计、导航仪、蝇眼照相机等等，仿生学的研究范围主要包括：力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。

2、力学仿生，是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质，以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。

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生活中的仿生学有哪些？

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。他认为“仿生学是研究以模仿生物系统的方式、或是以具有生物系统特征的方式、或是以类似于生物系统方式工作的系统的科学”。尽管人类在文明进化中不断从生物界受到新的启示，但仿生学的诞生，一般以1960年全美第一届仿生学讨论会的召开为标志。

仿生学的研究范围主要包括：力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。

力学仿生，是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质，以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如，建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑，模仿股骨结构建造的立柱，既消除应力特别集中的区域，又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构，把人工海豚皮包敷在船舰外壳上，可减少航行揣流，提高航速；

分子仿生，是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如，在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后，合成了一种类似有机化合物，在田间捕虫笼中用千万分之一微克，便可诱杀雄虫；

能量仿生，是研究与模仿生物电 *** 生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程；

信息与控制仿生，是研究与模拟感觉 *** 、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。例如根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理，研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上，并在此基础上构造出新型计算机。

模仿人类学习过程，制造出一种称为“感知机”的机器，它可以通过训练，改变元件之间联系的权重来进行学习，从而能实现模式识别。此外，它还研究与模拟体内稳态，运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制，以及人-机系统的仿生学方面。

某些文献中，把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生，而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。

仿生学的范围很广，信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要，另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段，使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究，大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟，生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。

控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程，都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统；而生物控制论则从控制论的一般原理，从技术科学的理论出发，为生物行为寻求解释。

最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节，而是要理解生物系统的工作原理，以实现特定功能为中心目的。—般认为，在仿生学研究中存在下列三个相关的方面：生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础，后者是目的，而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。

由于生物系统的复杂性，搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期，而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作，这是限制仿生学发展速度的主要原因。

其他生物学分支学科

生物学概述、植物学、孢粉学、动物学、微生物学、细胞生物学、分子生物学、生物分类学、习性学、生理学、细菌学、微生物生理学、微生物遗传学、土壤微生物学、细胞学、细胞化学、细胞遗传学、免疫学、胚胎学、优生学、悉生生物学、遗传学、分子遗传学、生态学、仿生学、生物物理学、生物力学、生物力能学、生物声学、生物化学、生物数学

附：部分“仿生学”实例

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 *** 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，仿制成功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 *** 。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 *** 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 *** ”。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 *** ，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，听石就剌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 *** 。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。

仿生学在生活中的例子有哪些?

蝙蝠：雷达.苍蝇：宇宙飞船.青蛙：电子蛙眼.警犬：电子警犬.猪鼻子：防毒面具.

船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿.

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.

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.

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.

人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯(hang).

人类模仿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

现代的雷达——一种无线电 *** 和测距装置:科学家研究发现蝙蝠不是靠眼睛,而是靠嘴、喉和耳朵组成的回声 *** 系统.因为蝙蝠在飞行时发出超声波,又能觉察出障碍物反射回来的超声波.科学家据此设计出了现代的雷达——一种无线电 *** 和测距装置

科学家通过对海豚游泳阻力小的研究发明了能提高鱼雷航速的人工海豚皮；以及模仿袋鼠在沙漠运动形式的无轮汽车(跳跃机)等.

前苏联科学院动物研究所的科学家在企鹅的启示下,他们设计了一种新型汽车－－“企鹅”牌极地越野汽车.这种汽车的宽阔的底部,直接贴在雪面上,用轮勺撑动着前进,行驶速度可达50公里／小时.

科学家模仿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通过对几种昆虫的研究,已经研制出一个小型的导航和飞行控制装置.这种装置可以用来装备用于火星考察的小型飞行器.

英国科学家在仿生学启发下,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使用了被称为“象鼻致动器”的装置.“象鼻”由一组用薄而柔软的材料做成的软管组成,模仿肌肉活动,推动鳍的运动.这种新式潜艇可以充当水底扫雷潜艇,用来对付最轻微的声响或干扰便会引爆的水雷.（《中国国防报》）

一教师发明六边形课桌 学生们称道“其乐无穷”

宁波市 一青年教师陈董发明一种六边形桌面的新型课桌,取代了教坛长期沿袭的传统长方形课桌.陈董接受采访时说,设计这种新课桌的构思,受到了仿生学理论的启发,大自然中,六边形的蜂巢结构巧夺天工,六边形的雪花品体千姿百态……课桌桌面改革为六边形后,组合灵活、外观悦目,可以有效利用有限空间,活跃教室气氛,受到学生欢迎.现至诚学校小学各班组已全面 *** 使用六边形课桌.

仿生学的例子是什么？

仿生学的例子是：萤火虫与人工冷光还有电鱼与伏特电池。

1、萤火虫与人工冷光：在自然界中，萤火虫发出的光就不产生热，所以又被称为“冷光”。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。科学家通过研究萤火虫腹部的发光器，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。 现在，科学家已利用发明出接近生物光的冷光作为安全照明之用，称之为“人工冷光”。

2、电鱼与伏特电池：电鱼这种非凡的本领，引起了科学家极大的兴趣。19世纪初，意大利物理学家伏特，以电鱼发电 *** 为模型，设计出世界上最早的电池。

因为这种电池是根据电鱼的天然发电气设计的，所以称为“人造电 *** ”。除了电池之外，还有一种想法存在理论可能，但科技不能实现的启迪：如果能成功地模仿电鱼的发电 *** ，那么，所有交通工具的动力问题是否能得到很好的解决。

小昆虫中的仿生学有：

苍蝇与气体分析仪，气味探测仪、蝇眼透镜。

我们讨厌的苍蝇被普遍归类为害虫，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”。

它是一种用途很广的新型光学元件，用几百或者数千块小透镜整齐排列组合而成的的镜头便制成了“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机被应用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路，大大提高了效率和质量。

另外，通过苍蝇对气味的敏感属性，又仿制成功一种十分奇特的“小型气体分析仪”。已经被安装在太空飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。所以，我们不能绝对化的把苍蝇定义为害虫。

仿生在生活中的应用有哪些？

动物在亿万年的漫长进化过程中，逐步形成了各种奇异的构造，特殊的功能和有趣的习性。人们通过长期的观察和研究，从动物身上得到许许多多极其宝贵的启示。人类按照动物的体型结构和特殊功能，创造发明了性能优异的新型机械系统、仪器设备、建筑结构和工艺流程，这就是仿生学。

古人看到鱼儿在水中自由地游来游去，是多么羡慕鱼的本领啊！后来模仿鱼的体形做成船体，仿照鱼的胸鳍和尾鳍，制成双桨和单橹，从此人类就能在水上自由行动了。从鸟的飞行原理，制造了飞机，在蔚蓝色的天空中飞翔，实现了人类梦寐以求的飞上天空的愿望。

通过研究狗的鼻子，人类模仿制成了小型、快速、灵敏的自动分析仪——“电子鼻”，可以用于化学、食品工业，也可以用于分析矿井、仓库、潜艇和宇宙飞船座舱里的气体成分，还可以用于探矿和作输气管道的检漏。现在还研究成功了“电子警犬”，可以用来测定毒气，检测染料、漆、酸、氨、苯、瓦斯及新鲜苹果和香蕉的气味，可以测定气体一千万分之一的浓度，其灵敏度已达到了狗鼻的水平，还可以用作侦缉工作。

通过研究鱼的呼吸 *** ——鳃，人类模仿鱼鳃的结构，用两层硅橡胶薄膜做成了具有鳃的功能的半透明膜，可以作为人在水中呼吸使用的“人工鳃”。人类还根据鳄鱼排盐的机理，制成了高效的“淡化器”，可以用于提取或浓集某些分散状态的元素……

苍蝇的眼睛是六千至八千只小眼组成的，叫复眼。人类模仿苍蝇的眼睛，制成了“复眼照相机”。在人造卫星上装上这种照相机，一次能拍下一千三百二十九张不同的照片，可用于复制电子计算机的特别精细的显微线路。如果用这种照相机进行邮票印刷的制版工作，在一块板上印二十五张邮票，一次拍照就可以制成一块版。而用普通照相机，则要一张一张地拍二十五次。

人类研究了卵生动物的卵壳，薄而坚固，耐压力强。模仿卵壳的外形特点，创造了“薄壳结构”，省料耐压，广泛应用在建筑工程上。

人类通过研究萤火虫等生物发光，正在进一步造出新型的高效人工冷光源。如果能创造出一种象生物放光的物质一样，涂在室内墙壁上，白天能接受光照，贮存能量，夜晚就自然地发出光亮来，那该是多好啊!

可见，研究动物的特点，有助于开阔眼界，解放思想，大胆想象，勇于实践，从而设计出各种各样的工程机械蓝图，创制出更加精致、更加完善的现代技术装置。

写出仿生学的例子（6句）

1、蝙蝠与雷达

原理：蝙蝠“回声 *** ”。

蝙蝠本领：蝙蝠发射出的超声波碰到飞舞的昆虫能立刻反射回来，这时，蝙蝠就知道：周围有吃的了。

仿生运用：根据蝙蝠发明的雷达能及时探测出敌机的方位和距离，以便发出警报，然后进行狙击。

2、苍蝇与照相机

原理：苍蝇复眼。

苍蝇本领：苍蝇复眼观察物体比人类还要仔细和全面，当看到目标后，苍蝇能够立刻出动。

仿生运用：根据苍蝇复眼原理发明的“蝇眼”航空照相机一次能拍摄1000多张 *** 照片。天文学也有能在无月光的夜晚探测到空气簇射光线的 “蝇眼”光学仪器。

3、蝴蝶与防伪纸币

原理：蝴蝶翅膀颜色根据光的折射发生变化。

蝴蝶本领：蝴蝶翅膀上有很多小坑，当阳光照射在蝴蝶翅膀上的时候，由于发生光的折射，人眼看到的蝴蝶是绿色的。仿生运用：纸币或信用卡上设置了许多小坑，这样，无论假币有多么逼真，都难逃光学设备的“法眼”。

4、萤火虫与人工冷光

原理：萤火虫自带“发光器”。

萤火虫本领：萤火虫自身的荧光素和荧光酶与氧气发生反应，将化学能转化成光能。氧气越充分，萤火虫发出的光越强烈。

仿生运用：由荧光素和水等一些物质混合而成的生物光源，可在充满爆炸性瓦斯的矿井中充当闪光灯，且不会引爆瓦斯。

5、电鱼与伏特电池

原理：电鱼发电原理。

电鱼本领：电鱼体内有一种奇特的发电 *** ，它由许多叫电板或电盘的半透明盘形细胞构成。

仿生运用：以电鱼发电 *** 为模型设计了世界上最早的伏打电池，这种伏打电池被叫做“人造电 *** ”。

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