什么是仿生學舉兩個例子（什么是仿生學）

關于什么是仿生學舉兩個例子，什么是仿生學這個問題很多朋友還不知道，今天小六來為大家解答以上的問題，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、仿生學（bionics）在具有生命之意的希臘語bion上，加上有工程技術涵義的ics而組成的詞。

2、大約從1960年才開始使用。

3、生物具有的功能迄今比任何人工制造的機械都優(yōu)越得多，仿生學就是要在工程上實現(xiàn)并有效地應用生物功能的一門學科。

4、例如關于信息接受（感覺功能）、信息傳遞（神經功能）、自動控制系統(tǒng)等，這種生物體的結構與功能在機械設計方面給了很大啟發(fā)。

5、可舉出的仿生學例子，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。

6、仿生學也被認為是與控制論有密切關系的一門學科，而控制論主要是將生命現(xiàn)象和機械原理加以比較，進行研究和解釋的一門學科。

7、蒼蠅，是細菌的傳播者，誰都討厭它。

8、可是蒼蠅的楫翅（又叫平衡棒）是“天然導航儀”，人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。

9、這種儀器目前已經應用在火箭和高速飛機上，實現(xiàn)了自動駕駛。

10、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”。

11、“蠅眼透鏡”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。

12、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。

13、“蠅眼透鏡”是一種新型光學元件，它的用途很多。

14、自然界形形色色的生物，都有著怎樣的奇異本領？它們的種種本領，給了人類哪些啟發(fā)？模仿這些本領，人類又可以造出什么樣的機器？這里要介紹的一門新興科學——仿生學。

15、仿生學是指模仿生物建造技術裝置的科學，它是在本世紀中期才出現(xiàn)的一門新的邊緣科學。

16、仿生學研究生物體的結構、功能和工作原理，并將這些原理移植于工程技術之中，發(fā)明性能優(yōu)越的儀器、裝置和機器，創(chuàng)造新技術。

17、從仿生學的誕生、發(fā)展，到現(xiàn)在短短幾十年的時間內，它的研究成果已經非常可觀。

18、仿生學的問世開辟了獨特的技術發(fā)展道路，也就是向生物界索取藍圖的道路，它大大開闊了人們的眼界，顯示了極強的生命力。

19、【仿生學的誕生】隨著生產的需要和科學技術的發(fā)展，從20世紀50年代以來，人們已經認識到生物系統(tǒng)是開辟新技術的主要途徑之一，自覺地把生物界作為各種技術思想、設計原理和創(chuàng)造發(fā)明的源泉。

20、人們用化學、物理學、數學以及技術模型對生物系統(tǒng)開展著深入的研究，促進了生物學的極大發(fā)展，對生物體內功能機理的研究也取得了迅速的進展。

21、此時模擬生物不再是引人入勝的幻想，而成了可以做到的事實。

22、生物學家和工程師們積極合作，開始將從生物界獲得的知識用來改善舊的或創(chuàng)造新的工程技術設備。

23、生物學開始跨入各行各業(yè)技術革新和技術革命的行列，而且首先在自動控制、航空、航海等軍事部門取得了成功。

24、于是生物學和工程技術學科結合在一起，互相滲透孕育出一門新生的科學——仿生學。

25、作為一門獨立的學科，仿生學正式誕生于1960年9月。

26、由美國空軍航空局在俄亥俄州的空軍基地戴通召開了第一次仿生學會議。

27、會議討論的中心議題是“分析生物系統(tǒng)所得到的概念能夠用到人工制造的信息加工系統(tǒng)的設計上去嗎？”斯梯爾為新興的科學命名為“Bionics”，希臘文的意思代表著研究生命系統(tǒng)功能的科學，1963年我國將“Bionics”譯為“仿生學”。

28、斯梯爾把仿生學定義為“模仿生物原理來建造技術系統(tǒng)，或者使人造技術系統(tǒng)具有或類似于生物特征的科學”。

29、簡言之，仿生學就是模仿生物的科學。

30、確切地說，仿生學是研究生物系統(tǒng)的結構、特質、功能、能量轉換、信息控制等各種優(yōu)異的特征，并把它們應用到技術系統(tǒng)，改善已有的技術工程設備，并創(chuàng)造出新的工藝過程、建筑構型、自動化裝置等技術系統(tǒng)的綜合性科學。

31、從生物學的角度來說，仿生學屬于“應用生物學”的一個分支；從工程技術方面來看，仿生學根據對生物系統(tǒng)的研究，為設計和建造新的技術設備提供了新原理、新方法和新途徑。

32、仿生學的光榮使命就是為人類提供最可靠、最靈活、最高效、最經濟的接近于生物系統(tǒng)的技術系統(tǒng)，為人類造福。

33、【仿生學的研究方法與內容】仿生學是生物學、數學和工程技術學相互滲透而結合成的一門新興的邊緣科學。

34、第一屆仿生學會議為仿生學確定了一個有趣而形象的標志：一個巨大的積分符號，把解剖刀和電烙鐵“積分”在一起。

35、這個符號的含義不僅顯示出仿生學的組成，而且也概括表達了仿生學的研究途徑。

36、仿生學的任務就是要研究生物系統(tǒng)的優(yōu)異能力及產生的原理，并把它模式化，然后應用這些原理去設計和制造新的技術設備。

37、仿生學的主要研究方法就是提出模型，進行模擬。

38、其研究程序大致有以下三個階段：首先是對生物原型的研究。

39、根據生產實際提出的具體課題，將研究所得的生物資料予以簡化，吸收對技術要求有益的內容，取消與生產技術要求無關的因素，得到一個生物模型；第二階段是將生物模型提供的資料進行數學分析，并使其內在的聯(lián)系抽象化，用數學的語言把生物模型“翻譯”成具有一定意義的數學模型；最后數學模型制造出可在工程技術上進行實驗的實物模型。

40、當然在生物的模擬過程中，不僅僅是簡單的仿生，更重要的是在仿生中有創(chuàng)新。

41、經過實踐——認識——再實踐的多次重復，才能使模擬出來的東西越來越符合生產的需要。

42、這樣模擬的結果，使最終建成的機器設備將與生物原型不同，在某些方面甚上超過生物原型的能力。

43、例如今天的飛機在許多方面都超過了鳥類的飛行能力，電子計算機在復雜的計算中要比人的計算能力迅速而可靠。

44、仿生學的基本研究方法使它在生物學的研究中表現(xiàn)出一個突出的特點，就是整體性。

45、從仿生學的整體來看，它把生物看成是一個能與內外環(huán)境進行聯(lián)系和控制的復雜系統(tǒng)。

46、它的任務就是研究復雜系統(tǒng)內各部分之間的相互關系以及整個系統(tǒng)的行為和狀態(tài)。

47、生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我復制，它們與外界的聯(lián)系是密不可分的。

48、生物從環(huán)境中獲得物質和能量，才能進行生長和繁殖；生物從環(huán)境中接受信息，不斷地調整和綜合，才能適應和進化。

49、長期的進化過程使生物獲得結構和功能的統(tǒng)一，局部與整體的協(xié)調與統(tǒng)一。

50、仿生學要研究生物體與外界刺激（輸入信息）之間的定量關系，即著重于數量關系的統(tǒng)一性，才能進行模擬。

51、為達到此目的，采用任何局部的方法都不能獲得滿意的效果。

52、因此，仿生學的研究方法必須著重于整體。

53、仿生學的研究內容是極其豐富多彩的，因為生物界本身就包含著成千上萬的種類，它們具有各種優(yōu)異的結構和功能供各行業(yè)來研究。

54、自從仿生學問世以來的二十幾年內，仿生學的研究得到迅速的發(fā)展，且取得了很大的成果。

55、就其研究范圍可包括電子仿生、機械仿生、建筑仿生、化學仿生等。

56、隨著現(xiàn)代工程技術的發(fā)展，學科分支繁多，在仿生學中相應地開展對口的技術仿生研究。

57、例如：航海部門對水生動物運動的流體力學的研究；航空部門對鳥類、昆蟲飛行的模擬、動物的定位與導航；工程建筑對生物力學的模擬；無線電技術部門對于人神經細胞、感覺器宮和神經網絡的模擬；計算機技術對于腦的模擬似及人工智能的研究等。

58、在第一屆仿生學會議上發(fā)表的比較典型的課題有：“人造神經元有什么特點”、“設計生物計算機中的問題”、“用機器識別圖像”、“學習的機器”等。

59、從中可以看出以電子仿生的研究比較廣泛。

60、仿生學的研究課題多集中在以下三種生物原型的研究，即動物的感覺器官、神經元、神經系統(tǒng)的整體作用。

61、以后在機械仿生和化學仿生方面的研究也隨之開展起來，近些年又出現(xiàn)新的分支，如人體的仿生學、分子仿生學和宇宙仿生學等。

62、總之，仿生學的研究內容，從模擬微觀世界的分子仿生學到宏觀的宇宙仿生學包括了更為廣泛的內容。

63、而當今的科學技術正是處于一個各種自然科學高度綜合和互相交叉、滲透的新時代，仿生學通過模擬的方法把對生命的研究和實踐結合起來，同時對生物學的發(fā)展也起了極大的促進作用。

64、在其它學科的滲透和影響下，使生物科學的研究在方法上發(fā)生了根本的轉變；在內容上也從描述和分析的水平向著精確和定量的方向深化。

65、生物科學的發(fā)展又是以仿生學為渠道向各種自然科學和技術科學輸送寶貴的資料和豐富的營養(yǎng)，加速科學的發(fā)展。

66、閃此，仿生學的科研顯示出無窮的生命力，它的發(fā)展和成就將為促進世界整體科學技術的發(fā)展做出巨大的貢獻。

67、【仿生學的研究范圍】仿生學的研究范圍主要包括：力學仿生、分子仿生、能量仿生、信息與控制仿生等。

68、◇力學仿生，是研究并模仿生物體大體結構與精細結構的靜力學性質，以及生物體各組成部分在體內相對運動和生物體在環(huán)境中運動的動力學性質。

69、例如，建筑上模仿貝殼修造的大跨度薄殼建筑，模仿股骨結構建造的立柱，既消除應力特別集中的區(qū)域，又可用最少的建材承受最大的載荷。

70、軍事上模仿海豚皮膚的溝槽結構，把人工海豚皮包敷在船艦外殼上，可減少航行揣流，提高航速；◇分子仿生，是研究與模擬生物體中酶的催化作用、生物膜的選擇性、通透性、生物大分子或其類似物的分析和合成等。

71、例如，在搞清森林害蟲舞毒蛾性引誘激素的化學結構后，合成了一種類似有機化合物，在田間捕蟲籠中用千萬分之一微克，便可誘殺雄蟲；◇能量仿生，是研究與模仿生物電器官生物發(fā)光、肌肉直接把化學能轉換成機械能等生物體中的能量轉換過程；◇信息與控制仿生，是研究與模擬感覺器官、神經元與神經網絡、以及高級中樞的智能活動等方面生物體中的信息處理過程。

72、例如,根據象鼻蟲視動反應制成的“自相關測速儀”可測定飛機著陸速度。

73、根據鱟復眼視網膜側抑制網絡的工作原理，研制成功可增強圖像輪廓、提高反差、從而有助于模糊目標檢測的—些裝置。

74、已建立的神經元模型達100種以上，并在此基礎上構造出新型計算機。

75、模仿人類學習過程，制造出一種稱為“感知機”的機器，它可以通過訓練，改變元件之間聯(lián)系的權重來進行學習，從而能實現(xiàn)模式識別。

76、此外，它還研究與模擬體內穩(wěn)態(tài)，運動控制、動物的定向與導航等生物系統(tǒng)中的控制機制，以及人-機系統(tǒng)的仿生學方面。

77、某些文獻中，把分子仿生與能量仿生的部分內容稱為化學仿生，而把信息和控制仿生的部分內容稱為神經仿生。

78、仿生學的范圍很廣，信息與控制仿生是一個主要領域。

79、一方面由于自動化向智能控制發(fā)展的需要，另一方面是由于生物科學已發(fā)展到這樣一個階段，使研究大腦已成為對神經科學最大的挑戰(zhàn)。

80、人工智能和智能機器人研究的仿生學方面——生物模式識別的研究，大腦學習記憶和思維過程的研究與模擬，生物體中控制的可靠性和協(xié)調問題等——是仿生學研究的主攻方面。

81、控制與信息仿生和生物控制論關系密切。

82、兩者都研究生物系統(tǒng)中的控制和信息過程，都運用生物系統(tǒng)的模型。

83、但前者的目的主要是構造實用人造硬件系統(tǒng)；而生物控制論則從控制論的一般原理，從技術科學的理論出發(fā)，為生物行為尋求解釋。

84、最廣泛地運用類比、模擬和模型方法是仿生學研究方法的突出特點。

85、其目的不在于直接復制每一個細節(jié)，而是要理解生物系統(tǒng)的工作原理，以實現(xiàn)特定功能為中心目的。

86、—般認為，在仿生學研究中存在下列三個相關的方面：生物原型、數學模型和硬件模型。

87、前者是基礎，后者是目的，而數學模型則是兩者之間必不可少的橋梁。

88、由于生物系統(tǒng)的復雜性，搞清某種生物系統(tǒng)的機制需要相當長的研究周期，而且解決實際問題需要多學科長時間的密切協(xié)作，這是限制仿生學發(fā)展速度的主要原因。

89、【仿生學的現(xiàn)象】蒼蠅與宇宙飛船令人討厭的蒼蠅，與宏偉的航天事業(yè)似乎風馬牛不相及，但仿生學卻把它們緊密地聯(lián)系起來了。

90、蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污穢的地方，都有它們的蹤跡。

91、蒼蠅的嗅覺特別靈敏，遠在幾千米外的氣味也能嗅到。

92、但是蒼蠅并沒有“鼻子”，它靠什么來充當嗅覺的呢? 原來，蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的一對觸角上。

93、每個“鼻子”只有一個“鼻孔”與外界相通，內含上百個嗅覺神經細胞。

94、若有氣味進入“鼻孔”，這些神經立即把氣味刺激轉變成神經電脈沖，送往大腦。

95、大腦根據不同氣味物質所產生的神經電脈沖的不同，就可區(qū)別出不同氣味的物質。

96、因此，蒼蠅的觸角像是一臺靈敏的氣體分析儀。

97、仿生學家由此得到啟發(fā)，根據蒼蠅嗅覺器的結構和功能，仿制成一種十分奇特的小型氣體分析儀。

98、這種儀器的“探頭”不是金屬，而是活的蒼蠅。

99、就是把非常纖細的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經上，將引導出來的神經電信號經電子線路放大后，送給分析器；分析器一經發(fā)現(xiàn)氣味物質的信號，便能發(fā)出警報。

100、這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來檢測艙內氣體的成分。

101、這種小型氣體分析儀，也可測量潛水艇和礦井里的有害氣體。

102、利用這種原理，還可用來改進計算機的輸入裝置和有關氣體色層分析儀的結構原理中。

103、從螢火蟲到人工冷光自從人類發(fā)明了電燈，生活變得方便、豐富多了。

104、但電燈只能將電能的很少一部分轉變成可見光，其余大部分都以熱能的形式浪費掉了，而且電燈的熱射線有害于人眼。

105、那么，有沒有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢? 人類又把目光投向了大自然。

106、在自然界中，有許多生物都能發(fā)光，如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等，而且這些動物發(fā)出的光都不產生熱，所以又被稱為“冷光”。

107、在眾多的發(fā)光動物中，螢火蟲是其中的一類。

108、螢火蟲約有1 500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色，光的亮度也各不相同。

109、螢火蟲發(fā)出冷光不僅具有很高的發(fā)光效率，而且發(fā)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。

110、因此，生物光是一種人類理想的光。

111、科學家研究發(fā)現(xiàn)，螢火蟲的發(fā)光器位于腹部。

112、這個發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。

113、發(fā)光層擁有幾千個發(fā)光細胞，它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質。

114、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(fā)出熒光。

115、螢火蟲的發(fā)光，實質上是把化學能轉變成光能的過程。

116、早在40年代，人們根據對螢火蟲的研究，創(chuàng)造了日光燈，使人類的照明光源發(fā)生了很大變化。

117、近年來，科學家先是從螢火蟲的發(fā)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。

118、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。

119、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。

120、現(xiàn)在，人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光，作為安全照明用。

本文分享完畢，希望對大家有所幫助。

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