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  tan13751835055 2012-03-06 00:00:00

  蓮葉效應－自潔涂料 “出淤泥而不染”，是人們對蓮花的贊美。它為何能保持高潔呢？謎底是由德國波恩大學的科研人員揭開的。以往科研人員在顯微鏡下觀察植物葉片結構，總要先把葉片洗干凈。有一天，他們突然發(fā)現(xiàn)：表面光滑的葉片反而需要清洗，粗糙的葉片卻是干凈的，而蓮花葉子甚至可以完全不沾水。經仔細觀察發(fā)現(xiàn)，蓮葉面上有許多非常微小的茸毛和臘質凸起物，雨水落在上面，鋪不開、滲不進，只化作粒粒水珠滾落下來，順道兒帶走了荷葉表面的灰塵，從而使葉面始終一塵不染。 靈光一閃?？蒲腥藛T模仿蓮葉的自凈原理，開展防污產品的研究。美國已經開始研究如何將這種自凈原理用于汽車制造，使駕車族不必再日日洗車?？上驳氖牵虾Ｒ惨蜒兄瞥鼍哂凶詽嵭募{米涂料，其干燥成膜過程中，涂層表面會形成類似荷葉的凹凸形貌，構筑一層疏水層。這樣一來，灰塵顆粒只好在涂層表面“懸空而立”，并Z終在風雨沖刷下“縱身躍下”。和田路小學教學大樓外墻已率先采用這種納米涂料，10年無需清洗也能光潔如新。 據(jù)上海納米ZX高級工程師閔國全介紹，除納米涂料外，上海還研制成功納米瓷磚、納米服裝等，去年，納米自凈防污產品創(chuàng)造的效益達1億元。 雌蛾求愛－FZ害蟲 昆蟲是怎樣尋找配偶的？昆蟲學家對此早就懷有濃厚的興趣。他們把雌蛾關在一個小鐵絲籠里，置于農田中，晚上就有許多雄蛾飛來圍著小籠盤旋。昆蟲學家再把雌蛾研碎，將殘體涂抹在紙片上，但雄蛾依然不改癡心。Z后，昆蟲學家發(fā)現(xiàn)，在寂靜的夜晚，雌蛾會抬起腹部，伸出腹部的腺體，釋放求愛氣味，而隨意飛行的雄蛾則擺動著頭部的觸角，一旦嗅到雌蛾的求愛氣味，就循味飛來。 我國科學家破譯了雌蛾的這種化學語言后，研制出“仿生誘芯”，即人工合成這種化學氣味，然后將其加入一種硅橡皮塞中，置于誘捕器中，使其緩緩釋放，引誘大量的雄蛾自投羅網，既殺蟲，又可根據(jù)誘捕量預測害蟲的發(fā)生期。迄今為止，我國科學家已研制成功60多種“仿生誘芯”，對我國主要農林害蟲的測報和FZ起了重要作用。 鯊魚皮膚－泳衣 一件泳衣，在悉尼奧運會上改變了世界泳壇的格局。幾乎大半金牌得主都穿上一種特殊的泳衣———連體鯊魚裝。這種鯊魚裝仿造了海中霸王鯊魚的皮膚結構，泳衣上設計了一些粗糙的齒狀凸起，能有效地引導水流，并收緊身體，避免皮膚和肌肉的顫動。 此后，仿生泳衣越仿越精。第二代鯊魚裝又增加了一些新的亮點，加入了一種叫做“彈性皮膚”的材料，可使人在水中受到的阻力減少4％。此外，還增加了兩個附件，附在前臂上由鈦硅樹脂做成的緩沖器能使運動員游起來更加輕松；附在胸前和肩后的振動控制系統(tǒng)能幫助引導水流。 海蜇－水母耳 每當風暴來臨前，Z古老的腔腸生物海蜇仿佛能未卜先知，早早就離岸游向大海避災。原來，海蜇有個“順風耳”，其“耳”（細柄上的小球)中有小小的聽石，上面布滿神經感受器，能聽到風暴產生時發(fā)出的次聲波（由空氣和波浪摩擦而產生，頻率為8赫茲-13赫茲，傳播比風暴、波浪的速度快）。 模擬海蜇感受次聲波的器官，科技人員設計出一種“水母耳”儀器，可提前15小時左右預報風暴。它由喇叭、接受次聲波的共振器和把這種振動轉變?yōu)殡娒}沖的轉換器以及指示器組成。將這種儀器安裝在船的前甲板上，喇叭做360°旋轉。當它接收到8赫茲－13赫茲的次聲波時，旋轉自動停止，喇叭所指示的方向，就是風暴將要來臨的方向。指示器還可以告訴人們風暴的強度。 仿生成果走向產業(yè) 京滬兩地科學界級別Z高的“香山科學會議”和“東方科技論壇”Z近聯(lián)合就仿生學召開學術研討會，此舉在科學界引起不小震動:為何給予仿生學如此高規(guī)格？ 緣自國際科研和高新技術產業(yè)的競爭態(tài)勢。越來越多的科學家認識到：模仿自然更有無限的潛力和機會，更有可能提升原始創(chuàng)新的能力。 人類進化只有500萬年的歷史，而生命進化已經歷了約35億年。大自然的奧秘不勝枚舉。每當我們發(fā)現(xiàn)一種生物奧秘，就有可能成為我們一種新的設計可能性，也可能帶給我們新的生存方式，仿生思維就是在大自然中尋找解決問題的方程式。10年前，許多國家就開始通過仿生學，提升科技創(chuàng)新活力和產業(yè)能級。在美國，有一項長期研究計劃與仿生科技緊密相關，其優(yōu)先發(fā)展的先進制造、先進材料和先進軍事裝備等，不少是從模擬與仿真入手；德國研究與技術部已就“21世紀的技術”為題，從仿生學出發(fā)，在電子技術、納米技術、富勒碳材料、光子學、材料、生物傳感器等領域投入了相當大的財力和人力；英國、日本、俄羅斯以及韓國等國都有相應的仿生科技和仿生產業(yè)中長期計劃，在先進制造、材料、生物技術、高性能計算與通信計劃等領域開展基礎性研究。 仿生成果已不斷涌現(xiàn)，并開始從基礎研究發(fā)展到商業(yè)化競爭階段。中科院上海生命科學研究院植物生理生態(tài)研究所研究員杜家緯介紹，這些仿生學成果應用于經濟、軍事和人類衛(wèi)生事業(yè)后，在經濟中所創(chuàng)造的份額會越來越大。如德國輪胎設計專家根據(jù)跑行中的貓前爪墊的功能和蜘蛛網的柔順結構及其穩(wěn)定性，設計出一種AMC墊型輪胎，其表面的柔軟性和硬性網狀結構設計，具有較大的抓地性和運行精度，增加了輪胎與地面的摩擦力，使剎車距離從現(xiàn)在的19米縮短為9米，大大提高了安全性。這種輪胎已完成了實地試驗，一旦投產，對世界輪胎業(yè)產生的沖擊可想而知。又如，德國米勒公司新設計的一款洗衣機內桶表面結構仿造蜂巢和龜背殼形狀，所洗的衣服非常干凈，但洗滌過程卻非常柔順，不傷衣料。據(jù)統(tǒng)計，我國每年洗衣機更新量為500萬臺，有關專家已經擔憂，一旦這種仿生洗衣機進入市場，將大大擠壓我國的洗衣機市場。 將仿生研究納入國家戰(zhàn)略 機器人、納米自潔涂料、生物農藥……仿生科研在本市和全國其它城市的不少領域已有開展，但始終難以形成規(guī)模產業(yè)，緣于仿生學缺乏系統(tǒng)的研究規(guī)劃和研究體系，因此源頭創(chuàng)新性研究還遠遠不夠。為此有關專家認為，科研主管部門、科技界和產業(yè)界都應轉變觀念和視角，從模仿國外轉變?yōu)槟７伦匀唬虼笞匀患橙】萍紕?chuàng)新的靈感。 據(jù)了解，我國當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化ZD領域共有141個方面，其中將近有30個領域與仿生學相關。例如:光傳輸系統(tǒng)，生物醫(yī)學材料及體內植入物和人造器官，生物反應器及分離技術與成套設備，醫(yī)藥新劑型，新型醫(yī)用精密診斷及ZL儀器，新型材料－納米材料，膜工程技術，子午線輪胎生產技術及關鍵設備和原材料，新型傳感器，工業(yè)機器人及機器人自動化生產線，環(huán)境與污染源監(jiān)測儀器及自動監(jiān)測系統(tǒng)，GX、安全新農藥、獸藥及生物FZ技術，新型墻體材料等。由此可見，加強仿生科研和仿生成果的轉化，將使我國的高新技術產業(yè)的質與量都產生飛躍。 杜家緯介紹，21世紀的仿生學，正朝著微觀、系統(tǒng)、智能、精細、潔凈方向發(fā)展，更多地表現(xiàn)為將生物系統(tǒng)構造和生命活動過程融合到技術創(chuàng)新的設計思想中去。當前仿生結構和力學的研究在國際上受到高度關注，研制微型飛行器，機器昆蟲和機器魚等正形成熱潮。在新材料研究方面，世界各國也都將目標放在模仿生物界的結構，如海洋殼類構造、蜘蛛絲、植物表面超微結構、動物角趾皮膚等等。 仿生學是多學科的交叉，需要多學科的專家，尤其是生命科學家和工程技術專家的共同關注與參與。專家呼吁：要將仿生學的發(fā)展放在國家重要戰(zhàn)略地位加以考慮，把握21世紀國際仿生學的發(fā)展方向和前沿，加強原始創(chuàng)新研究，從仿生結構與力學，仿生材料與微納系統(tǒng)，仿生功能器件及控制，分子仿生，神經和信息科學等五大“仿生科學與技術”系統(tǒng)性基礎研究方向，建立復雜生物體系的研究與發(fā)現(xiàn)體系。在仿生材料，仿生工藝，仿生機械，仿生功能器件，微納米仿生技術，仿生傳感器，基因仿生工程，組織仿生工程，生物膜仿生工程和人工智能等10個前沿領域，加強仿生研究和產業(yè)孕育。

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  我啊啊35441 2012-03-14 00:00:00

  鯊魚皮膚－泳衣 一件泳衣，在悉尼奧運會上改變了世界泳壇的格局。幾乎大半金牌得主都穿上一種特殊的泳衣———連體鯊魚裝。這種鯊魚裝仿造了海中霸王鯊魚的皮膚結構，泳衣上設計了一些粗糙的齒狀凸起，能有效地引導水流，并收緊身體，避免皮膚和肌肉的顫動。 此后，仿生泳衣越仿越精。第二代鯊魚裝又增加了一些新的亮點，加入了一種叫做“彈性皮膚”的材料，可使人在水中受到的阻力減少4％。此外，還增加了兩個附件，附在前臂上由鈦硅樹脂做成的緩沖器能使運動員游起來更加輕松；附在胸前和肩后的振動控制系統(tǒng)能幫助引導水流。 海蜇－水母耳 每當風暴來臨前，Z古老的腔腸生物海蜇仿佛能未卜先知，早早就離岸游向大海避災。原來，海蜇有個“順風耳”，其“耳”（細柄上的小球)中有小小的聽石，上面布滿神經感受器，能聽到風暴產生時發(fā)出的次聲波（由空氣和波浪摩擦而產生，頻率為8赫茲-13赫茲，傳播比風暴、波浪的速度快）。 模擬海蜇感受次聲波的器官，科技人員設計出一種“水母耳”儀器，可提前15小時左右預報風暴。它由喇叭、接受次聲波的共振器和把這種振動轉變?yōu)殡娒}沖的轉換器以及指示器組成。將這種儀器安裝在船的前甲板上，喇叭做360°旋轉。當它接收到8赫茲－13赫茲的次聲波時，旋轉自動停止，喇叭所指示的方向，就是風暴將要來臨的方向。指示器還可以告訴人們風暴的強度。 仿生成果走向產業(yè) 京滬兩地科學界級別Z高的“香山科學會議”和“東方科技論壇”Z近聯(lián)合就仿生學召開學術研討會，此舉在科學界引起不小震動:為何給予仿生學如此高規(guī)格？ 緣自國際科研和高新技術產業(yè)的競爭態(tài)勢。越來越多的科學家認識到：模仿自然更有無限的潛力和機會，更有可能提升原始創(chuàng)新的能力。 人類進化只有500萬年的歷史，而生命進化已經歷了約35億年。大自然的奧秘不勝枚舉。每當我們發(fā)現(xiàn)一種生物奧秘，就有可能成為我們一種新的設計可能性，也可能帶給我們新的生存方式，仿生思維就是在大自然中尋找解決問題的方程式。10年前，許多國家就開始通過仿生學，提升科技創(chuàng)新活力和產業(yè)能級。在美國，有一項長期研究計劃與仿生科技緊密相關，其優(yōu)先發(fā)展的先進制造、先進材料和先進軍事裝備等，不少是從模擬與仿真入手；德國研究與技術部已就“21世紀的技術”為題，從仿生學出發(fā)，在電子技術、納米技術、富勒碳材料、光子學、材料、生物傳感器等領域投入了相當大的財力和人力；英國、日本、俄羅斯以及韓國等國都有相應的仿生科技和仿生產業(yè)中長期計劃，在先進制造、材料、生物技術、高性能計算與通信計劃等領域開展基礎性研究。 仿生成果已不斷涌現(xiàn)，并開始從基礎研究發(fā)展到商業(yè)化競爭階段。中科院上海生命科學研究院植物生理生態(tài)研究所研究員杜家緯介紹，這些仿生學成果應用于經濟、軍事和人類衛(wèi)生事業(yè)后，在經濟中所創(chuàng)造的份額會越來越大。如德國輪胎設計專家根據(jù)跑行中的貓前爪墊的功能和蜘蛛網的柔順結構及其穩(wěn)定性，設計出一種AMC墊型輪胎，其表面的柔軟性和硬性網狀結構設計，具有較大的抓地性和運行精度，增加了輪胎與地面的摩擦力，使剎車距離從現(xiàn)在的19米縮短為9米，大大提高了安全性。這種輪胎已完成了實地試驗，一旦投產，對世界輪胎業(yè)產生的沖擊可想而知。又如，德國米勒公司新設計的一款洗衣機內桶表面結構仿造蜂巢和龜背殼形狀，所洗的衣服非常干凈，但洗滌過程卻非常柔順，不傷衣料。據(jù)統(tǒng)計，我國每年洗衣機更新量為500萬臺，有關專家已經擔憂，一旦這種仿生洗衣機進入市場，將大大擠壓我國的洗衣機市場。

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  巴啦巴啦天枰 2012-03-22 00:00:00

  蓮葉效應－自潔涂料 “出淤泥而不染”，是人們對蓮花的贊美。它為何能保持高潔呢？謎底是由德國波恩大學的科研人員揭開的。以往科研人員在顯微鏡下觀察植物葉片結構，總要先把葉片洗干凈。有一天，他們突然發(fā)現(xiàn)：表面光滑的葉片反而需要清洗，粗糙的葉片卻是干凈的，而蓮花葉子甚至可以完全不沾水。經仔細觀察發(fā)現(xiàn)，蓮葉面上有許多非常微小的茸毛和臘質凸起物，雨水落在上面，鋪不開、滲不進，只化作粒粒水珠滾落下來，順道兒帶走了荷葉表面的灰塵，從而使葉面始終一塵不染。 靈光一閃?？蒲腥藛T模仿蓮葉的自凈原理，開展防污產品的研究。美國已經開始研究如何將這種自凈原理用于汽車制造，使駕車族不必再日日洗車?？上驳氖牵虾Ｒ惨蜒兄瞥鼍哂凶詽嵭募{米涂料，其干燥成膜過程中，涂層表面會形成類似荷葉的凹凸形貌，構筑一層疏水層。這樣一來，灰塵顆粒只好在涂層表面“懸空而立”，并Z終在風雨沖刷下“縱身躍下”。和田路小學教學大樓外墻已率先采用這種納米涂料，10年無需清洗也能光潔如新。 據(jù)上海納米ZX高級工程師閔國全介紹，除納米涂料外，上海還研制成功納米瓷磚、納米服裝等，去年，納米自凈防污產品創(chuàng)造的效益達1億元。 雌蛾求愛－FZ害蟲 昆蟲是怎樣尋找配偶的？昆蟲學家對此早就懷有濃厚的興趣。他們把雌蛾關在一個小鐵絲籠里，置于農田中，晚上就有許多雄蛾飛來圍著小籠盤旋。昆蟲學家再把雌蛾研碎，將殘體涂抹在紙片上，但雄蛾依然不改癡心。Z后，昆蟲學家發(fā)現(xiàn)，在寂靜的夜晚，雌蛾會抬起腹部，伸出腹部的腺體，釋放求愛氣味，而隨意飛行的雄蛾則擺動著頭部的觸角，一旦嗅到雌蛾的求愛氣味，就循味飛來。 我國科學家破譯了雌蛾的這種化學語言后，研制出“仿生誘芯”，即人工合成這種化學氣味，然后將其加入一種硅橡皮塞中，置于誘捕器中，使其緩緩釋放，引誘大量的雄蛾自投羅網，既殺蟲，又可根據(jù)誘捕量預測害蟲的發(fā)生期。迄今為止，我國科學家已研制成功60多種“仿生誘芯”，對我國主要農林害蟲的測報和FZ起了重要作用。 鯊魚皮膚－泳衣 一件泳衣，在悉尼奧運會上改變了世界泳壇的格局。幾乎大半金牌得主都穿上一種特殊的泳衣———連體鯊魚裝。這種鯊魚裝仿造了海中霸王鯊魚的皮膚結構，泳衣上設計了一些粗糙的齒狀凸起，能有效地引導水流，并收緊身體，避免皮膚和肌肉的顫動。 此后，仿生泳衣越仿越精。第二代鯊魚裝又增加了一些新的亮點，加入了一種叫做“彈性皮膚”的材料，可使人在水中受到的阻力減少4％。此外，還增加了兩個附件，附在前臂上由鈦硅樹脂做成的緩沖器能使運動員游起來更加輕松；附在胸前和肩后的振動控制系統(tǒng)能幫助引導水流。 海蜇－水母耳 每當風暴來臨前，Z古老的腔腸生物海蜇仿佛能未卜先知，早早就離岸游向大海避災。原來，海蜇有個“順風耳”，其“耳”（細柄上的小球)中有小小的聽石，上面布滿神經感受器，能聽到風暴產生時發(fā)出的次聲波（由空氣和波浪摩擦而產生，頻率為8赫茲-13赫茲，傳播比風暴、波浪的速度快）。 模擬海蜇感受次聲波的器官，科技人員設計出一種“水母耳”儀器，可提前15小時左右預報風暴。它由喇叭、接受次聲波的共振器和把這種振動轉變?yōu)殡娒}沖的轉換器以及指示器組成。將這種儀器安裝在船的前甲板上，喇叭做360°旋轉。當它接收到8赫茲－13赫茲的次聲波時，旋轉自動停止，喇叭所指示的方向，就是風暴將要來臨的方向。指示器還可以告訴人們風暴的強度。 仿生成果走向產業(yè) 京滬兩地科學界級別Z高的“香山科學會議”和“東方科技論壇”Z近聯(lián)合就仿生學召開學術研討會，此舉在科學界引起不小震動:為何給予仿生學如此高規(guī)格？ 緣自國際科研和高新技術產業(yè)的競爭態(tài)勢。越來越多的科學家認識到：模仿自然更有無限的潛力和機會，更有可能提升原始創(chuàng)新的能力。 人類進化只有500萬年的歷史，而生命進化已經歷了約35億年。大自然的奧秘不勝枚舉。每當我們發(fā)現(xiàn)一種生物奧秘，就有可能成為我們一種新的設計可能性，也可能帶給我們新的生存方式，仿生思維就是在大自然中尋找解決問題的方程式。10年前，許多國家就開始通過仿生學，提升科技創(chuàng)新活力和產業(yè)能級。在美國，有一項長期研究計劃與仿生科技緊密相關，其優(yōu)先發(fā)展的先進制造、先進材料和先進軍事裝備等，不少是從模擬與仿真入手；德國研究與技術部已就“21世紀的技術”為題，從仿生學出發(fā)，在電子技術、納米技術、富勒碳材料、光子學、材料、生物傳感器等領域投入了相當大的財力和人力；英國、日本、俄羅斯以及韓國等國都有相應的仿生科技和仿生產業(yè)中長期計劃，在先進制造、材料、生物技術、高性能計算與通信計劃等領域開展基礎性研究。 仿生成果已不斷涌現(xiàn)，并開始從基礎研究發(fā)展到商業(yè)化競爭階段。中科院上海生命科學研究院植物生理生態(tài)研究所研究員杜家緯介紹，這些仿生學成果應用于經濟、軍事和人類衛(wèi)生事業(yè)后，在經濟中所創(chuàng)造的份額會越來越大。如德國輪胎設計專家根據(jù)跑行中的貓前爪墊的功能和蜘蛛網的柔順結構及其穩(wěn)定性，設計出一種AMC墊型輪胎，其表面的柔軟性和硬性網狀結構設計，具有較大的抓地性和運行精度，增加了輪胎與地面的摩擦力，使剎車距離從現(xiàn)在的19米縮短為9米，大大提高了安全性。這種輪胎已完成了實地試驗，一旦投產，對世界輪胎業(yè)產生的沖擊可想而知。又如，德國米勒公司新設計的一款洗衣機內桶表面結構仿造蜂巢和龜背殼形狀，所洗的衣服非常干凈，但洗滌過程卻非常柔順，不傷衣料。據(jù)統(tǒng)計，我國每年洗衣機更新量為500萬臺，有關專家已經擔憂，一旦這種仿生洗衣機進入市場，將大大擠壓我國的洗衣機市場。 將仿生研究納入國家戰(zhàn)略 機器人、納米自潔涂料、生物農藥……仿生科研在本市和全國其它城市的不少領域已有開展，但始終難以形成規(guī)模產業(yè)，緣于仿生學缺乏系統(tǒng)的研究規(guī)劃和研究體系，因此源頭創(chuàng)新性研究還遠遠不夠。為此有關專家認為，科研主管部門、科技界和產業(yè)界都應轉變觀念和視角，從模仿國外轉變?yōu)槟７伦匀唬虼笞匀患橙】萍紕?chuàng)新的靈感。 據(jù)了解，我國當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化ZD領域共有141個方面，其中將近有30個領域與仿生學相關。例如:光傳輸系統(tǒng)，生物醫(yī)學材料及體內植入物和人造器官，生物反應器及分離技術與成套設備，醫(yī)藥新劑型，新型醫(yī)用精密診斷及ZL儀器，新型材料－納米材料，膜工程技術，子午線輪胎生產技術及關鍵設備和原材料，新型傳感器，工業(yè)機器人及機器人自動化生產線，環(huán)境與污染源監(jiān)測儀器及自動監(jiān)測系統(tǒng)，GX、安全新農藥、獸藥及生物FZ技術，新型墻體材料等。由此可見，加強仿生科研和仿生成果的轉化，將使我國的高新技術產業(yè)的質與量都產生飛躍。 杜家緯介紹，21世紀的仿生學，正朝著微觀、系統(tǒng)、智能、精細、潔凈方向發(fā)展，更多地表現(xiàn)為將生物系統(tǒng)構造和生命活動過程融合到技術創(chuàng)新的設計思想中去。當前仿生結構和力學的研究在國際上受到高度關注，研制微型飛行器，機器昆蟲和機器魚等正形成熱潮。在新材料研究方面，世界各國也都將目標放在模仿生物界的結構，如海洋殼類構造、蜘蛛絲、植物表面超微結構、動物角趾皮膚等等。

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  呃呃娘家境內衣 2013-04-14 00:00:00

  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。 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。蒼蠅的嗅覺特別靈敏，遠在幾千米外的氣味也能嗅到。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。 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。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。大腦根據(jù)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。因此，蒼蠅的觸角像是一臺靈敏的氣體分析儀。 仿生學家由此得到啟發(fā)，根據(jù)蒼蠅嗅覺器的結構和功能，仿制成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬，而是活的蒼蠅。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。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。 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。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。 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。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。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。 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”。 在眾多的發(fā)光動物中，螢火蟲是其中的一類。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。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。因此，生物光是一種人類理想的光。 科學家研究發(fā)現(xiàn)，螢火蟲的發(fā)光器位于腹部。這個發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。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。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。螢火蟲的發(fā)光，實質上是把化學能轉變成光能的過程。 早在40年代，人們根據(jù)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。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。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，做清除磁性等工作。 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。 電魚與伏特電池 自然界中有許多生物都能產生電，僅僅是魚類就有500余種 。人們將這些能放電的魚，統(tǒng)稱為“電魚”。 各種電魚放電的本領各不相同。放電能力Z強的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產生70伏左右的電壓，而非洲電鰩能產生的電壓高達220伏；非洲電鯰能產生350伏的電壓；電鰻能產生500伏的電壓，有一種南美洲電鰻竟能產生高達880伏的電壓，稱得上電擊guan軍，據(jù)說它能擊斃像馬那樣的大動物。 電魚放電的奧秘究竟在哪里?經過對電魚的解剖研究，終于發(fā)現(xiàn)在電魚體內有一種奇特的發(fā)電器官。這些發(fā)電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細胞構成的。由于電魚的種類不同，所以發(fā)電器的形狀、位置、電板數(shù)都不一樣。電鰻的發(fā)電器呈棱形，位于尾部脊椎兩側的肌肉中；電鰩的發(fā)電器形似扁平的腎臟，排列在身體中線兩側，共有200萬塊電板;電鯰的發(fā)電器起源于某種腺體，位于皮膚與肌肉之間，約有500萬塊電板。單個電板產生的電壓很微弱，但由于電板很多，產生的電壓就很大了。 電魚這種非凡的本領，引起了人們極大的興趣。19世紀初，意大利物理學家伏特，以電魚發(fā)電器官為模型，設計出世界上Z早的伏打電池。因為這種電池是根據(jù)電魚的天然發(fā)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(fā)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。 水母的順風耳 “燕子低飛行將雨，蟬鳴雨中天放晴。”生物的行為與天氣的變化有一定關系。沿海漁民都知道，生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海，就預示著風暴即將來臨。 水母，又叫海蜇，是一種古老的腔腸動物，早在5億年前，它就漂浮在海洋里了。這種低等動物有預測風暴的本能，每當風暴來臨前，它就游向大海避難去了。 原來，在藍色的海洋上，由空氣和波浪摩擦而產生的次聲波 (頻率為每秒8—13次)，總是風暴來臨的前奏曲。這種次聲波人耳無法聽到，小小的水母卻很敏感。仿生學家發(fā)現(xiàn)，水母的耳朵的共振腔里長著一個細柄，柄上有個小球，球內有塊小小的聽石，當風暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時，聽石就剌激球壁上的神經感受器，于是水母就聽到了正在來臨的風暴的隆隆聲。 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(shù)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(yè)的安全都有重要意義。                                                                                                　仿生設計學，亦可稱之為設計仿生學（Design Bionics），它是在仿生學和設計學的基礎上發(fā)展起來的一門新興邊緣學科，主要涉及到數(shù)學、生物學、電子學、物理學、控制論、信息論、人機學、心理學、材料學、機械學、動力學、工程學、經濟學、色彩學、美學、傳播學、倫理學等相關學科。  仿生設計學與舊有的仿生學成果應用不同，它是以自然界萬事萬物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“結構”等為研究對象，有選擇地在設計過程中應用這些特征原理進行的設計，同時結合仿生學的研究成果，為設計提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途徑。在某種意義上，仿生設計學可以說是仿生學的延續(xù)和發(fā)展，是仿生學研究成果在人類生存方式中的反映。  仿生設計學作為人類社會生產活動與自然界的鍥合點，使人類社會與自然達到了高度的統(tǒng)一，正逐漸成為設計發(fā)展過程中新的亮點。  自古以來，自然界就是人類各種科學技術原理及重大發(fā)明的源泉。生物界有著種類繁多的動植物及物質存在，它們在漫長的進化過程中，為了求得生存與發(fā)展，逐漸具備了適應自然界變化的本領。人類生活在自然界中，與周圍的生物作“鄰居”，這些生物各種各樣的奇異本領，吸引著人們去想象和模仿。人類運用其觀察、思維和設計能力，開始了對生物的模仿，并通過創(chuàng)造性的勞動，制造出簡單的工具，增強了自己與自然界斗爭的本領和能力。  人類Z初使用的工具——木棒和石斧，無疑是使用的天然木棒和天然石塊；骨針的使用，無疑是魚刺的模仿……所有這些工具的創(chuàng)造、生活方式的選擇都不能說是人類憑空想象出來的，只能說是對自然中存在的物質及某種構成方式的直接模擬，是人類初級創(chuàng)造階段，也可以說是仿生設計的起源和雛形，它們雖然是比較粗糙的、表面的，但卻是我們今天得以發(fā)展的基礎。  一八ОΟ年左右，英國科學家、空氣動力學的創(chuàng)始人之一—凱利，模仿鱒魚和山鷸的紡錘形，找到阻力小的流線型結構。凱利還模仿鳥翅設計了一種機翼曲線，對航空技術的誕生起了很大的促進作用。同一時期，法國生理學家馬雷，對鳥的飛行進行了仔細的研究，在他的著作《動物的機器》一書中，介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關系。德國人亥姆霍茲也從研究飛行動物中，發(fā)現(xiàn)飛行動物的體重與身體的線度的立方成正比。亥姆霍茲的研究指出了飛行物體身體大小的局限。人們通過對鳥類飛行器官的詳細研究和認真的模仿，根據(jù)鳥類飛行機構的原理，終于制造了能夠載人飛行的滑翔機。  后來，設計師又根據(jù)鶴的體態(tài)設計出了掘土機的懸臂，在一戰(zhàn)期間，人們從毒氣戰(zhàn)幸存的野豬身上中獲得啟示，模仿野豬的鼻子設計出了防毒面具。在海洋中浮沉靈活的潛水艇又是運用了哪些原理？雖然我們無據(jù)考察潛艇設計師在設計潛艇時是否請教了生物界，但是不難設想，設計師一定懂得魚鰾是魚類用來改變身體同水的比重，使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陸兩棲動物，體育工作者就是認真研究了青蛙在水中的運動姿勢，總結出一套既省力、又快速的游泳動作——蛙泳。另外，為潛水員制作的蹼，幾乎完全按照青蛙的后肢形狀做成，這就大大提高了潛水員在水中的活動能力。　到了近代，生物學、電子學、動力學等學科的發(fā)展亦促進了仿生設計學的發(fā)展。以飛機的產生為例： 　　在經過無數(shù)次模仿鳥類的飛行失敗后，人們通過不泄的努力，終于找到了鳥類能夠飛行的原因：鳥的翅膀上彎下平，飛行時，上面的氣流比下面的快，由此形成下面的壓力比上面的大，于是翅膀就產生了垂直向上的升力，飛的越快，升力越大。 　　1852年，法國人季法兒發(fā)明了氣球飛船；1870年，德國人奧托.利連塔爾制造了diyi架滑翔機。利連塔爾是十九世紀末的一位具有大無畏冒險精神的人，他望著家鄉(xiāng)波美拉尼亞的鸛用笨拙的翅膀從他房頂上飛過，他堅信人能飛行。1891年，他開始研制一種弧形肋狀蝙蝠翅膀式的單翼滑翔機，自己還進行試飛；此后五年，他進行了2000多次滑翔飛行，并同鳥類進行了對比研究，提供了很有價值的資料。資料證明：氣流流經機翼上部曲面所走路程，比氣流流經機翼下平直表面距離較長，因而也較快，這樣才能保證氣流在機翼的后緣點匯合；上部氣流由于走的較快，它就較為稀薄，從而產生強大吸力，約占機翼升力的三分之二大小；其余的升力來自翼下氣流對機翼的壓力。 　　19世紀末，內燃機的出現(xiàn)，給了人類有史以來一直夢寐以求的東西：翅膀。不用說這種翅膀是笨拙的、原始的和不可靠的，然而這卻是使人類能隨風伴鳥一起飛翔的翅膀。 　　萊特兄弟發(fā)明了真正意義上的飛機。在飛機的設計制作過程中，怎樣使飛機拐彎和怎樣使它穩(wěn)定一直困擾著他們。為此，萊特兄弟又研究了鳥的飛行。例如，他們研究鶙鵳怎樣使一只翅膀下落，靠轉動這只下落的翅膀保持平衡；這只翅膀上增大的壓力怎樣使鶙鵳保持穩(wěn)定和平衡。這兩個人給他們的滑翔機裝上翼梢副翼進行這些實驗，由地面上的人用繩控制，使之能轉動或彎翹。他們的第二個成功的實驗是用操縱飛機后部一個可轉動的方向舵來控制飛機的方向，通過方向舵使飛機向左或向右轉彎。 　　后來，隨著飛機的不斷發(fā)展，它們逐漸失去了原來那些笨重而難看的體形，它們變的更簡單，更加實用。機身和單曲面機翼都呈現(xiàn)出象海貝、魚和受波浪沖洗的石頭所具有的自然線條。飛機的效率增加了，比以前飛的更快，飛的更高。到了現(xiàn)代，科學高度發(fā)展但環(huán)境破*、生態(tài)失衡、能源枯竭，人類意識到了重新認識自然，探討與自然更加和諧的生存方式的高度緊迫感，亦認識到仿生設計學對人類未來發(fā)展的重要性。特別是一九六Ο年秋，在美國俄亥俄州召開了diyi次仿生學討論會，成為仿生學的正式誕生之日。 　　此后，仿生技術取得了飛躍的發(fā)展，并獲得了廣泛的應用。仿生設計亦隨之獲得突飛猛進的發(fā)展，一大批仿生設計作品如智能機器人、雷達、聲納、人工臟器、自動控制器、自動導航器等等應運而生。 　　近代，科學家根據(jù)青蛙眼睛的特殊構造研制了電子蛙眼，用于監(jiān)視飛機的起落和跟蹤人造衛(wèi)星；根據(jù)空氣動力學原理仿照鴨子頭形狀而設計的高速列車；模仿某些魚類所喜歡的聲音來誘捕魚的電子誘魚器；通過對螢火蟲和海蠅地發(fā)光原理的研究，獲得了化學能轉化為光能的新方法，從而研制出化學熒光燈等等。 　　目前，仿生設計學在對生物體幾何尺寸及其外形的模仿同時，還通過研究生物系統(tǒng)的結構、功能、能量轉換、信息傳遞等各種優(yōu)異特征，并把它運用到技術系統(tǒng)中，改善已有的工程設備，并創(chuàng)造出新的工藝、自動化裝置、特種技術元件等技術系統(tǒng)；同時仿生設計學為創(chuàng)造新的科學技術裝備、建筑結構和新工藝提供原理、設計思想或規(guī)劃藍圖，亦為現(xiàn)代設計的發(fā)展提供了新的方向，并充當了人類社會與自然界溝通信息的“紐帶”。 　　對人腦的探索，可以展望未來的電子計算機有可能具有生物原理的功能。同它相比，現(xiàn)在的電子計算機只能作為算盤。 　　對植物光合作用的研究，將為延長人類的壽命、ZL疾病提供一個嶄新的醫(yī)學發(fā)展途徑。 　　對生物體結構和形態(tài)的研究，有可能使未來的建筑、產品改變模樣。使人們從“城市”這個人造物理環(huán)境中重新回歸“自然”。 　　信天翁是一種海鳥，它具有淡化海水的器官——“去鹽器”。對其“去鹽器”的結構及其工作原理的研究，可以啟發(fā)人們去改善舊的或創(chuàng)造出新的海水淡化裝置。 　　白蟻能把吃下去的木質轉化為脂肪和蛋白質，對其機理的研究，將會對人工合成這些物質有所啟發(fā)。 　　同時仿生設計亦可對人類的生命和健康造成巨大的影響。例如人們可以通過仿生技術，設計制造制造出人造器官，如血管、腎、骨膜、關節(jié)、食道、氣管、尿道、心臟、肝臟、血液、子宮、肺、胰、眼、耳以及人工細胞。專家預測，在本世紀中后期，除腦以外人的所有器官都可以用人工器官代替。例如，模擬血液的功能，可以制造、傳遞養(yǎng)料及廢物，并能與氧氣及二氧化碳自動結合并分離的液態(tài)碳氫化合物人工血；模擬腎功能，用多孔纖維增透膜制成血液過濾器，也就是人工腎；模擬肝臟，根據(jù)活性碳或離子交換樹脂吸附過濾有毒物質，制成人工肝器；模擬心臟功能，用血液和單向導通驅動裝置，組成人工心臟自動循環(huán)器。 　　隨著對宇宙的開發(fā)、認識，又將使人類不但認識宇宙中新形式的生命，而且將為人類提供嶄新的設計，創(chuàng)造出地球上前所未有的新的裝置……　仿生設計學是仿生學與設計學互相交叉滲透而結合成的一門的邊緣學科，其研究范圍非常廣泛，研究內容豐富多彩，特別是由于仿生學和設計學涉及到自然科學和社會科學的許多學科，因此也就很難對仿生設計學的研究內容進行劃分。這里，我們是基于對所模擬生物系統(tǒng)在設計中的不同應用而分門別類的。歸納起來，仿生設計學的研究內容主要有： 　　1、形態(tài)仿生設計學研究的是生物體（包括動物、植物、微生物、人類）和自然界物質存在（如日、月、風、云、山、川、雷、電等）的外部形態(tài)及其象征寓意，以及如何通過相應的藝術處理手法將之應用與設計之中。 　　2、功能仿生設計學主要研究生物體和自然界物質存在的功能原理，并用這些原理去改進現(xiàn)有的或建造新的技術系統(tǒng)，以促進產品的更新?lián)Q代或新產品的開發(fā)。 　　3、視覺仿生設計學研究生物體的視覺器官對圖象的識別、對視覺信號的分析與處理，以及相應的視覺流程；他廣泛應用與產品設計、視覺傳達設計和環(huán)境設計之中。 　　4、結構仿生設計學主要研究生物體和自然界物質存在的內部結構原理在設計中的應用問題，適用與產品設計和建筑設計。研究Z多的是植物的莖、葉以及動物形體、肌肉、骨骼的結構。 　　從國內外仿生設計學的發(fā)展情況來看，形態(tài)仿生設計學和功能仿生設計學是目前研究的ZD。在本文中，還將著重介紹形態(tài)仿生學和功能仿生設計學的一些情況。 　　叉點上的一種新型交叉學科。仿生設計學的研究方法主要為“模型分析法”： 　　1、創(chuàng)造生物模型和技術模型 　　首先從自然中選取研究對象，然后依此對象建立各種實體模型或虛擬模型，用各種技術手段（包括材料、工藝、計算機等）對它們進行研究，做出定量的數(shù)學依據(jù)；通過對生物體和模型定性的、定量的分析，把生物體的形態(tài)、結構轉化為可以利用在技術領域的抽象功能，并考慮用不同的物質材料和工藝手段創(chuàng)造新的形態(tài)和結構。 　?、?nbsp;從功能出發(fā)、研究生物體結構形態(tài)——制造生物模型。 　　找到研究對象的生物原理，通過對生物的感知，形成對生物體的感性認識。從功能出發(fā)，研究生物的結構形態(tài)，在感性認識的基礎上，除去無關因素，并加以簡化，提出一個生物模型。對照生物原型進行定性的分析，用模型模擬生物結構原理。目的是研究生物體本身的結構原理。 　　② 從結構形態(tài)出發(fā)，達到抽象功能——制造技術模型 　　根據(jù)對生物體的分析，做出定量的數(shù)學依據(jù)，用各種技術手段（包括材料、工藝等）制造出可以在產品上進行實驗的技術模型。牢牢掌握量的尺度，從具象的形態(tài)和結構中，抽象出功能原理。目的是研究和發(fā)展技術模型本身。 　　2、可行性分析與研究 　　建立好模型后，開始對它們進行各種可行性的分析與研究： 　　① 功能性分析 　　找到研究對象的生物原理，通過對生物的感知，形成對生物體的感性認識。從功能出發(fā)，對照生物原型進行定性的分析。 　?、?nbsp;外部形態(tài)分析 　　對生物體的外部形態(tài)分析，可以是抽象的，也可以是具象的。在此過程中ZD考慮的是人機工學、寓意、材料與加工工藝等方面的問題。 　?、?nbsp;色彩分析 　　進行色彩的分析同時，亦要對生物的生活環(huán)境進行分析，要研究為什么是這種色彩？在這一環(huán)境下這種色彩有什么功能？ 　?、?nbsp;內部結構分析 　　研究生物的結構形態(tài)，在感性認識的基礎上，除去無關因素，并加以簡化，通過分析，找出其在設計中值得借鑒合利用的地方。 　?、?nbsp;運動規(guī)律分析 　　利用現(xiàn)有的高科技手段，對生物體的運動規(guī)律進行研究，找出其運動的原理，針對性的解決設計工程中的問題。 　　當然，我們還可以就生物體的其它方面進行各種可行性分析。 　　據(jù)了解，這種洗衣機首先具有神經智能網絡功能，可以模仿人的恩維判斷能力，根據(jù)衣物的重量、質地、臟污程度來自行決定洗滌程序、洗滌時間和水位的高低，從而達到Z佳的洗滌狀態(tài)。其次，具有搓衣板的功能。洗衣機內的搓洗棒能夠像手一樣隨心所欲地來回搓動，這種搓動被控制在300度以內，能夠保證把衣服洗干凈又防止衣服纏繞。三是它去除了傳統(tǒng)洗衣機因機械傳動裝置所包含的機械連桿、曲柄、齒輪等部件轉動所帶來的噪音，采用直流永磁無刷電機直接驅動，有效地防止噪音的產生。 　　采用直流永磁無刷電機，在電子驅動器的控制下可實現(xiàn)無級調速，并可精確地控制搓洗棒每次轉動的次數(shù)和角度。因此，不同的衣物質地、臟污程度可以設定不同的洗滌程序，有效地模仿了人工搓洗的快慢節(jié)奏和力度，實現(xiàn)“仿生”搓洗。另外，采用直流永磁電機比采用交流電機節(jié)電50％。 　　電子剎車技術把噪音降到Z低 　　有洗衣機的消費者會有因噪音大而煩惱的體會，他們在換購洗衣機時總希望擁有一臺沒有噪音的洗衣機?！胺律晗础毕匆聶C則恰好能滿足這一點。 　　這主要是因為“仿生搓洗”洗衣機采用電子擎實現(xiàn)電子剎車，剎車時由電機本身迅速降速，從而避免了像其他洗衣機采用機械摩擦剎車時產生的噪音和振動，實現(xiàn)了靜音運轉。 　　搓洗棒確保洗滌過程中不產生碎屑 　　有洗衣機使用經驗的消費者知道，洗衣機的洗滌桶上部都有一個過濾網，用來過濾衣物在洗滌時產生的碎屑。但是“仿生搓洗”洗衣機卻沒有這種過濾網，為什么呢？業(yè)內專家解釋，這是因為“仿生搓洗”洗衣機的內部構造根本有別于波輪式和滾筒式洗衣機?！胺律晗础毕匆聶C采用的驅動擎是豎立的搓洗棒，能夠使動能從ZY向四周傳遞。當洗衣機啟動時，搓洗棒帶動衣物沿著桶壁運動的角度不超過300度，有效避免了衣物因連續(xù)旋轉而形成的纏繞，以及與桶壁摩擦產生的碎屑，洗得干凈、不纏繞、無摩擦，當然不需要過濾網。衣物沿桶壁來回運動與衣物在搓衣板上的來回運動極其相似，并能達到手洗效果，“仿生搓洗”洗衣機也由此得名。 　　飛機在夜間行駛不撞東西 　　人們都知道，飛機在夜間行駛是不會撞上東西的，是因為通過蝙蝠的啟示，蝙蝠嘴里發(fā)出一種超聲波，人是聽不見的，但它能聽見，假如有障礙物，聲音就會反射回來，蝙蝠就立即改變飛行的方向，飛機也是它他通過天線發(fā)出一種無線電波，有障礙物也會反射回來，顯示在熒光屏上， 　　摘 要闡明制造過程與生命現(xiàn)象之間的相似之處：基于自組織機制的有序化、基于信息模型的個體復制，以及通過進化過程形成的高度適應性。論述仿生制造的基本內涵，指出現(xiàn)代制造科學應該從生命現(xiàn)象及生命科學中學習與借鑒的主要內容，它們包括完善的信息技術、由基因控制的生長型的加工成形方法、性能超群的有機材料、奇妙的生物智能、GX的尋優(yōu)與趨優(yōu)方法，以及先進的組織結構和運行模式。提出關于加強學科間的聯(lián)合，促進仿生制造技術研究的建議。 　　結構構件 　　對于構件，在截面面積相同的情況下，把材料盡可能放到遠離中和軸的位置上，是有效的截面形狀。有趣的是，在自然界許多動植物的組織中也體現(xiàn)了這個結論。例如：“疾風知勁草”，許多能承受狂風的植物的莖部是維管狀結構，其截面是空心的。支持人承重和運動的骨骼，其截面上密實的骨質分布在四周，而柔軟的充滿內腔。在建筑結構中常被采用的空心樓板、箱形大梁、工形截面鈑梁以及折板結構、空間薄壁結構等都是根據(jù)這條結論得來的。 　　-- 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(huán)境而衍化出來的保護色。在所有斑馬中，細斑馬長得Z大Z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。 　　一八ОΟ年左右，英國科學家、空氣動力學的創(chuàng)始人之一—凱利，模仿鱒魚和山鷸的紡錘形，找到阻力小的流線型結構。凱利還模仿鳥翅設計了一種機翼曲線，對航空技術的誕生起了很大的促進作用。同一時期，法國生理學家馬雷，對鳥的飛行進行了仔細的研究，在他的著作《動物的機器》一書中，介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關系。德國人亥姆霍茲也從研究飛行動物中，發(fā)現(xiàn)飛行動物的體重與身體的線度的立方成正比。亥姆霍茲的研究指出了飛行物體身體大小的局限。人們通過對鳥類飛行器官的詳細研究和認真的模仿，根據(jù)鳥類飛行機構的原理，終于制造了能夠載人飛行的滑翔機。 　　動物仿生學的例子 　　1。由令人討厭的蒼蠅，仿制成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。 　　2。從螢火蟲到人工冷光； 　　3。電魚與伏特電池； 　　4。水母的順風耳，仿照水母耳朵的結構和功能，設計了水母耳風暴預測儀 　　5。人們根據(jù)蛙眼的視覺原理，已研制成功一種電子蛙眼。 　　6。根據(jù)蝙蝠超聲定位器的原理，人們還仿制了盲人用的“探路儀”。 　　7。模擬藍藻的不完全光合器，將設計出仿生光解水的裝置，從而可獲得大量的氫氣。 　　8。根據(jù)對人體骨胳肌肉系統(tǒng)和生物電控制的研究，已仿制了人力增強器——步行機。 　　9?，F(xiàn)代起重機的掛鉤起源于許多動物的爪子。 　　10。屋頂瓦楞模仿動物的鱗甲。 　　11。船槳模仿的是魚的鰭。 　　12。鋸子學的是螳螂臂，或鋸齒草。 　　13。蒼耳屬植物獲取靈感發(fā)明了尼龍搭扣。 　　14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們制造氣味探測儀提供了思路。 　　15。壁虎腳趾對制造能反復使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。 　　16。貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固，這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。 　　16.樹葉的排列和悉尼大劇院的建設 　　17.潛水艇和魚的沉浮 　　18.聲納 海豚 　　19.雷達蝙蝠</CA> 　　20.人們還通過海豚的流線型發(fā)明了一種船。            

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  Dr佻54k汗f犯6 2017-04-29 00:00:00

  　　蓮葉效應－自潔涂料 “出淤泥而不染”，是人們對蓮花的贊美。它為何能保持高潔呢？謎底是由德國波恩大學的科研人員揭開的。以往科研人員在顯微鏡下觀察植物葉片結構，總要先把葉片洗干凈。有一天，他們突然發(fā)現(xiàn)：表面光滑的葉片反而需要清洗，粗糙的葉片卻是干凈的，而蓮花葉子甚至可以完全不沾水。經仔細觀察發(fā)現(xiàn)，蓮葉面上有許多非常微小的茸毛和臘質凸起物，雨水落在上面，鋪不開、滲不進，只化作粒粒水珠滾落下來，順道兒帶走了荷葉表面的灰塵，從而使葉面始終一塵不染。 　　靈光一閃?？蒲腥藛T模仿蓮葉的自凈原理，開展防污產品的研究。美國已經開始研究如何將這種自凈原理用于汽車制造，使駕車族不必再日日洗車。可喜的是，上海也已研制出具有自潔效應的納米涂料，其干燥成膜過程中，涂層表面會形成類似荷葉的凹凸形貌，構筑一層疏水層。這樣一來，灰塵顆粒只好在涂層表面“懸空而立”，并Z終在風雨沖刷下“縱身躍下”。和田路小學教學大樓外墻已率先采用這種納米涂料，10年無需清洗也能光潔如新。 　　據(jù)上海納米ZX高級工程師閔國全介紹，除納米涂料外，上海還研制成功納米瓷磚、納米服裝等，去年，納米自凈防污產品創(chuàng)造的效益達1億元。 　　雌蛾求愛－FZ害蟲 昆蟲是怎樣尋找配偶的？昆蟲學家對此早就懷有濃厚的興趣。他們把雌蛾關在一個小鐵絲籠里，置于農田中，晚上就有許多雄蛾飛來圍著小籠盤旋。昆蟲學家再把雌蛾研碎，將殘體涂抹在紙片上，但雄蛾依然不改癡心。Z后，昆蟲學家發(fā)現(xiàn)，在寂靜的夜晚，雌蛾會抬起腹部，伸出腹部的腺體，釋放求愛氣味，而隨意飛行的雄蛾則擺動著頭部的觸角，一旦嗅到雌蛾的求愛氣味，就循味飛來。 　　我國科學家破譯了雌蛾的這種化學語言后，研制出“仿生誘芯”，即人工合成這種化學氣味，然后將其加入一種硅橡皮塞中，置于誘捕器中，使其緩緩釋放，引誘大量的雄蛾自投羅網，既殺蟲，又可根據(jù)誘捕量預測害蟲的發(fā)生期。迄今為止，我國科學家已研制成功60多種“仿生誘芯”，對我國主要農林害蟲的測報和FZ起了重要作用。 　　鯊魚皮膚－泳衣 一件泳衣，在悉尼奧運會上改變了世界泳壇的格局。幾乎大半金牌得主都穿上一種特殊的泳衣———連體鯊魚裝。這種鯊魚裝仿造了海中霸王鯊魚的皮膚結構，泳衣上設計了一些粗糙的齒狀凸起，能有效地引導水流，并收緊身體，避免皮膚和肌肉的顫動。 　　此后，仿生泳衣越仿越精。第二代鯊魚裝又增加了一些新的亮點，加入了一種叫做“彈性皮膚”的材料，可使人在水中受到的阻力減少4％。此外，還增加了兩個附件，附在前臂上由鈦硅樹脂做成的緩沖器能使運動員游起來更加輕松；附在胸前和肩后的振動控制系統(tǒng)能幫助引導水流。 　　海蜇－水母耳 每當風暴來臨前，Z古老的腔腸生物海蜇仿佛能未卜先知，早早就離岸游向大海避災。原來，海蜇有個“順風耳”，其“耳”（細柄上的小球)中有小小的聽石，上面布滿神經感受器，能聽到風暴產生時發(fā)出的次聲波（由空氣和波浪摩擦而產生，頻率為8赫茲-13赫茲，傳播比風暴、波浪的速度快）。 　　模擬海蜇感受次聲波的器官，科技人員設計出一種“水母耳”儀器，可提前15小時左右預報風暴。它由喇叭、接受次聲波的共振器和把這種振動轉變?yōu)殡娒}沖的轉換器以及指示器組成。將這種儀器安裝在船的前甲板上，喇叭做360°旋轉。當它接收到8赫茲－13赫茲的次聲波時，旋轉自動停止，喇叭所指示的方向，就是風暴將要來臨的方向。指示器還可以告訴人們風暴的強度。 　　仿生成果走向產業(yè) 　　京滬兩地科學界級別Z高的“香山科學會議”和“東方科技論壇”Z近聯(lián)合就仿生學召開學術研討會，此舉在科學界引起不小震動:為何給予仿生學如此高規(guī)格？ 　　緣自國際科研和高新技術產業(yè)的競爭態(tài)勢。越來越多的科學家認識到：模仿自然更有無限的潛力和機會，更有可能提升原始創(chuàng)新的能力。 　　人類進化只有500萬年的歷史，而生命進化已經歷了約35億年。大自然的奧秘不勝枚舉。每當我們發(fā)現(xiàn)一種生物奧秘，就有可能成為我們一種新的設計可能性，也可能帶給我們新的生存方式，仿生思維就是在大自然中尋找解決問題的方程式。10年前，許多國家就開始通過仿生學，提升科技創(chuàng)新活力和產業(yè)能級。在美國，有一項長期研究計劃與仿生科技緊密相關，其優(yōu)先發(fā)展的先進制造、先進材料和先進軍事裝備等，不少是從模擬與仿真入手；德國研究與技術部已就“21世紀的技術”為題，從仿生學出發(fā)，在電子技術、納米技術、富勒碳材料、光子學、材料、生物傳感器等領域投入了相當大的財力和人力；英國、日本、俄羅斯以及韓國等國都有相應的仿生科技和仿生產業(yè)中長期計劃，在先進制造、材料、生物技術、高性能計算與通信計劃等領域開展基礎性研究。 　　仿生成果已不斷涌現(xiàn)，并開始從基礎研究發(fā)展到商業(yè)化競爭階段。中科院上海生命科學研究院植物生理生態(tài)研究所研究員杜家緯介紹，這些仿生學成果應用于經濟、軍事和人類衛(wèi)生事業(yè)后，在經濟中所創(chuàng)造的份額會越來越大。如德國輪胎設計專家根據(jù)跑行中的貓前爪墊的功能和蜘蛛網的柔順結構及其穩(wěn)定性，設計出一種AMC墊型輪胎，其表面的柔軟性和硬性網狀結構設計，具有較大的抓地性和運行精度，增加了輪胎與地面的摩擦力，使剎車距離從現(xiàn)在的19米縮短為9米，大大提高了安全性。這種輪胎已完成了實地試驗，一旦投產，對世界輪胎業(yè)產生的沖擊可想而知。又如，德國米勒公司新設計的一款洗衣機內桶表面結構仿造蜂巢和龜背殼形狀，所洗的衣服非常干凈，但洗滌過程卻非常柔順，不傷衣料。據(jù)統(tǒng)計，我國每年洗衣機更新量為500萬臺，有關專家已經擔憂，一旦這種仿生洗衣機進入市場，將大大擠壓我國的洗衣機市場。 　　將仿生研究納入國家戰(zhàn)略 　　機器人、納米自潔涂料、生物農藥……仿生科研在本市和全國其它城市的不少領域已有開展，但始終難以形成規(guī)模產業(yè)，緣于仿生學缺乏系統(tǒng)的研究規(guī)劃和研究體系，因此源頭創(chuàng)新性研究還遠遠不夠。為此有關專家認為，科研主管部門、科技界和產業(yè)界都應轉變觀念和視角，從模仿國外轉變?yōu)槟７伦匀?，向大自然汲取科技?chuàng)新的靈感。 　　據(jù)了解，我國當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化ZD領域共有141個方面，其中將近有30個領域與仿生學相關。例如:光傳輸系統(tǒng)，生物醫(yī)學材料及體內植入物和人造器官，生物反應器及分離技術與成套設備，醫(yī)藥新劑型，新型醫(yī)用精密診斷及ZL儀器，新型材料－納米材料，膜工程技術，子午線輪胎生產技術及關鍵設備和原材料，新型傳感器，工業(yè)機器人及機器人自動化生產線，環(huán)境與污染源監(jiān)測儀器及自動監(jiān)測系統(tǒng)，GX、安全新農藥、獸藥及生物FZ技術，新型墻體材料等。由此可見，加強仿生科研和仿生成果的轉化，將使我國的高新技術產業(yè)的質與量都產生飛躍。 　　杜家緯介紹，21世紀的仿生學，正朝著微觀、系統(tǒng)、智能、精細、潔凈方向發(fā)展，更多地表現(xiàn)為將生物系統(tǒng)構造和生命活動過程融合到技術創(chuàng)新的設計思想中去。當前仿生結構和力學的研究在國際上受到高度關注，研制微型飛行器，機器昆蟲和機器魚等正形成熱潮。在新材料研究方面，世界各國也都將目標放在模仿生物界的結構，如海洋殼類構造、蜘蛛絲、植物表面超微結構、動物角趾皮膚等等。 　　仿生學是多學科的交叉，需要多學科的專家，尤其是生命科學家和工程技術專家的共同關注與參與。專家呼吁：要將仿生學的發(fā)展放在國家重要戰(zhàn)略地位加以考慮，把握21世紀國際仿生學的發(fā)展方向和前沿，加強原始創(chuàng)新研究，從仿生結構與力學，仿生材料與微納系統(tǒng)，仿生功能器件及控制，分子仿生，神經和信息科學等五大“仿生科學與技術”系統(tǒng)性基礎研究方向，建立復雜生物體系的研究與發(fā)現(xiàn)體系。在仿生材料，仿生工藝，仿生機械，仿生功能器件，微納米仿生技術，仿生傳感器，基因仿生工程，組織仿生工程，生物膜仿生工程和人工智能等10個前沿領域，加強仿生研究和產業(yè)孕育。

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