仿生学与仿生实例

仿生学是生物学、数学和工程技术学等学科相互渗透、交叉而形成的一门新学科。作为一门独立的学科，仿生学出现于20世纪60年代初。它主要研究生物的结构和性质、能量转换和信息传递，把得到的知识用来改善现有的机械、仪器、建筑结构和工艺过程。几个仿生实例：(1)带刺齿的小草和锯子相传我国古代的着名工匠鲁班，他在土木工程方面有许多创造发明。有一次，鲁班上山伐木被野草划破了手。他摘下草叶轻轻一摸，发现叶子边缘有许多锋利的小齿。于是鲁班就在铁片上做出小齿，经过反复试验和改进，终于发明了当时急需的木工用锯子。

(2）飞蓬草和轮子飞蓬草是菊科植物，生长在山坡、草地、牧场或林带边缘。它的茎直立高达60厘米。由于它枯后根断，遇风飞旋，因此叫飞蓬。传说古人是受飞蓬的启示后发明轮子的。(3）蛋壳和屋顶蛋壳呈凸曲面，凸曲面能把外力沿着曲面均匀地分散开来，避免应力集中。因此，能抵挡很大的外来压力。人们从蛋壳等生物的凸曲面壳体表现出来的良好抗压能力受到启发，设计了薄壳结构屋顶。北京火车站的大厅、上海动物园的象房等建筑，都采用了薄壳屋顶。

(4）海豚和潜水艇海豚是游泳能手，时速可达53千米，在追捕食物和逃避敌害时，速度还能增大一倍。主要原因是海豚的体形呈良好的流线型，还有特殊的皮肤结构像个很好的消振器，所以海豚在水中受到的阻力很小。现代潜艇的外形很像海豚，还在潜艇表面上覆盖人造海豚皮，使潜艇在水中受到的阻力至少降低一半，使潜艇的速度大大提高，也节约了燃料。

(5）杉树和电视塔云杉为适应山上长年累月的狂风袭击，树干底部显着增粗，形成圆锥形。人们模仿云杉对大风的适应，把建造在风速达80米/秒山顶上的电视塔设计成类似圆锥体，就能抵抗住大风袭击。

(6）飞机和蜻蜓翅膀蜻蜓在长期的进化中有一种抗颤振的结构，那就是在翅膀末端前缘长有“翅痣”，如果把它们切除，蜻蜓就飞不好。现代飞机机翼末端前缘也有类似的“配重区”，用来消除颤振。

(7）狗鼻和电子鼻狗的嗅觉十分灵敏，它的嗅觉比人灵敏100万倍。现在人们已研制成功比狗鼻灵敏1 000倍的电子鼻。电子鼻是一种气体检测器。各种电子鼻的构造、原理、灵敏度不尽相同。它常被用来检验化学物品，鉴别食物好坏，测定空气污染程度，分析密闭舱的气体成分，甚至用来帮助医生诊断疾病。此外，高分辨力、高灵敏度的电子鼻还可用来代替警犬，进行侦缉、反毒、防卫、救援等工作，因此也叫电子警犬。(8)蝙蝠和雷达蝙蝠采用回声定位的方式来探测目标。它在喉内产生超声波，通过口或鼻孔发射出来。被物体反射回来的超声信号，由蝙蝠的耳朵接收，蝙蝠就根据反射信号判定目标的性质和距离。雷达的工作原理和蝙蝠的回声定位方式相似。

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