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  尹口木子i 2014-12-28 00:00:00

  蝙蝠-雷達(dá) 小鳥-飛機(jī) 青蛙-電子蛙眼 鯊魚-潛水艇 變色龍-便衣 鯨魚-提高輪船速度 蜻蜓-讓飛機(jī)的機(jī)翼不會(huì)破碎 長頸鹿-抗荷服 海母-暴雨檢查器 螢火蟲-人工冷光 龍蝦-氣味探測(cè)儀 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。已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來檢測(cè)艙內(nèi)氣體的成分。 2。從螢火蟲到人工冷光； 3。電魚與伏特電池； 4。水母的順風(fēng)耳，仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能，設(shè)計(jì)了水母耳風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀，能提前15小時(shí)對(duì)風(fēng)暴作出預(yù)報(bào)，對(duì)航海和漁業(yè)的安全都有重要意義。 5。人們根據(jù)蛙眼的視覺原理，已研制成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣，準(zhǔn)確無誤地識(shí)別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達(dá)系統(tǒng)后，雷達(dá)抗干擾能力大大提高。這種雷達(dá)系統(tǒng)能快速而準(zhǔn)確地識(shí)別出特定形狀的飛機(jī)、艦船和等。特別是能夠區(qū)別真假，防止以假亂真。 電子蛙眼還廣泛應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)及交通要道上。在機(jī)場(chǎng)，它能監(jiān)視飛機(jī)的起飛與降落，若發(fā)現(xiàn)飛機(jī)將要發(fā)生碰撞，能及時(shí)發(fā)出警報(bào)。在交通要道，它能指揮車輛的行駛，防止車輛碰撞事故的發(fā)生。 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”。這種探路儀內(nèi)裝一個(gè)超聲波發(fā)射器，盲人帶著它可以發(fā)現(xiàn)電桿、臺(tái)階、橋上的人等。如今，有類似作用的“超聲眼鏡”也已制成。 7。模擬藍(lán)藻的不完全光合器，將設(shè)計(jì)出仿生光解水的裝置，從而可獲得大量的氫氣。 8。根據(jù)對(duì)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(qiáng)器——步行機(jī)。 9?，F(xiàn)代起重機(jī)的掛鉤起源于許多動(dòng)物的爪子。 10。屋頂瓦楞模仿動(dòng)物的鱗甲。 11。船槳模仿的是魚的鰭。 12。鋸子學(xué)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(cè)儀提供了思路。 15。壁虎腳趾對(duì)制造能反復(fù)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(zhì)生成的膠體非常牢固，這樣一種膠體可應(yīng)用在從外科手術(shù)的縫合到補(bǔ)船等一切事情上。 有名的例子很多，如模仿海豚皮而構(gòu)造的“海豚皮游泳衣”、科學(xué)家研究鯨魚的皮膚時(shí)，發(fā)現(xiàn)其上有溝漕的結(jié)構(gòu)，于是有個(gè)科學(xué)家就依照鯨魚皮構(gòu)造，造成一個(gè)薄膜蒙在飛機(jī)的表面，據(jù)實(shí)驗(yàn)可節(jié)約能源3%，若全國的飛機(jī)都蒙上這樣的表面，每年可節(jié)約幾十億。又如有科學(xué)家研究蜘蛛，發(fā)現(xiàn)蜘蛛的腿上沒有肌肉，有腳的動(dòng)物會(huì)走，主要是靠肌肉的收縮，現(xiàn)在蜘蛛沒有肌肉為什么會(huì)走路？經(jīng)研究蜘蛛不是靠肌肉的收縮進(jìn)行走路的，而是靠其中的“液壓”的結(jié)構(gòu)進(jìn)行走路，據(jù)此人們發(fā)明了液壓步行機(jī)……總之，從自然界得到啟迪， 模仿其結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造.這就是仿生學(xué). 這是我們向自然界學(xué)習(xí)的一個(gè)方面.另一方面，我們還可以從自然的規(guī)律中得到啟迪，利用其原理進(jìn)行設(shè)計(jì)(包括設(shè)計(jì)算法)，這就是智能計(jì)算的思想 鳥類對(duì)仿生學(xué)的貢獻(xiàn) 從始祖鳥的出現(xiàn)到現(xiàn)在，在這億萬年的漫長進(jìn)化過程中，鳥類形成了許多卓有成效的導(dǎo)航、識(shí)別、計(jì)算、能量轉(zhuǎn)換等系統(tǒng)，其靈敏性、GX性、準(zhǔn)確性、抗干旱性都另人驚嘆不已。人們研究這些結(jié)構(gòu)和功能原理并加以模擬，用來改善現(xiàn)有的或創(chuàng)造新的機(jī)械、儀器、工藝，這就是仿生學(xué)研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 鳥類有高超的飛行本領(lǐng)，當(dāng)然現(xiàn)代的飛機(jī)在很多性能上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鳥類，可是在節(jié)約能源上，在靈巧性上就相形見絀了。如一只鳥連續(xù)在海洋上空飛行4000多公里，體重減輕0.06公斤；小巧的蜂鳥不僅能垂直起落，而且在吮吸花蜜時(shí)能取直立姿勢(shì)，懸在空中進(jìn)退自如，靈活異常。對(duì)這些特殊功能的研究利用，將會(huì)使飛機(jī)的性能進(jìn)一步得到改進(jìn)。 如野鴨能悠然自得地飛行在9500米的半高空，而人在登上4500米時(shí)呼吸已經(jīng)感到很困難了。研究鳥為什么會(huì)在空氣稀薄的條件下腦血管依然暢通，可對(duì)人類在供氧不足的環(huán)境中正常生活和延長生命有重要意義。 鴿子在仿生學(xué)方面有很大的貢獻(xiàn)。它的腿上有一個(gè)小巧而靈敏的感受地震的特殊結(jié)構(gòu)，人們根據(jù)它的原理仿制出一種新的地震儀，使地震預(yù)報(bào)更加準(zhǔn)確。它的眼睛有著特殊的識(shí)別本領(lǐng)，這是由于它的視網(wǎng)膜上有6種功能專一的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞：葉亮度檢測(cè)器、普通邊檢測(cè)器、凸邊檢測(cè)器、方向檢測(cè)器、垂直邊檢測(cè)器、水平檢測(cè)器，人們模仿它視網(wǎng)膜上的細(xì)胞結(jié)構(gòu)制成的鴿眼電子模型，雖結(jié)構(gòu)還不及它的復(fù)雜和完善，但安裝在警戒雷達(dá)上、應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)處理有關(guān)數(shù)據(jù)方面已有廣闊的前景。 地球上海水占總水量的97％。而海水的人工淡化器目前設(shè)備龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗能量高。但海鷗、信天翁這些海鳥卻可以通過眼睛附近一條鹽腺把喝下去的海水中的鹽分排出，一旦完成這個(gè)功能的模擬，人類利用海洋的前景將會(huì)更加廣闊。 此外，人們根據(jù)鷹眼的結(jié)構(gòu)正在研制鷹眼系統(tǒng)，這種在飛臨打擊目標(biāo)上空時(shí)就能自動(dòng)尋找、識(shí)別目標(biāo)而跟蹤攻擊。 蝴蝶與仿生 五彩的蝴蝶錦色粲然，如重月紋鳳蝶，褐脈金斑蝶等，尤其是螢光翼鳳蝶，其后翅在陽光下時(shí)而金黃，時(shí)而翠綠，有時(shí)還由紫變藍(lán)?？茖W(xué)家通過對(duì)蝴蝶色彩的研究，為軍事防御帶來了極大的裨益。在二戰(zhàn)期間，德軍包圍了列寧格勒，企圖用轟炸機(jī)摧毀其軍事目標(biāo)和其他防御設(shè)施。蘇聯(lián)昆蟲學(xué)家施萬維奇根據(jù)當(dāng)時(shí)人們對(duì)偽裝缺乏認(rèn)識(shí)的情況，提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發(fā)現(xiàn)的道理，在軍事設(shè)施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此，盡管德軍費(fèi)盡心機(jī)，但列寧格勒的軍事基地仍安然無惹，為贏得Z后的勝利奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)同樣的原理，后來人們還生產(chǎn)出了迷彩服，大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。 人造衛(wèi)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(shí)溫差可高達(dá)兩、三百度，嚴(yán)重影響許多儀器的正常工作。科學(xué)家們受蝴蝶身上的鱗片會(huì)隨陽光的照射方向自動(dòng)變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā)，將人造衛(wèi)星的控溫系統(tǒng)制成了葉片正反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式，在每扇窗的轉(zhuǎn)動(dòng)位置安裝有對(duì)溫度敏感的金屬絲，隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開合，從而保持了人造衛(wèi)星內(nèi)部溫度的恒定，解決了航天事業(yè)中的一大難題。 -- 甲蟲與仿生 屁步甲炮蟲自衛(wèi)時(shí)，可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”，以迷惑、刺激和驚嚇敵害?？茖W(xué)家將其解剖后發(fā)現(xiàn)甲蟲體內(nèi)有3個(gè)小室，分別儲(chǔ)有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，瞬間就成為100℃的毒液，并迅速射出。這種原理目前已應(yīng)用于軍事技術(shù)中。二戰(zhàn)期間，德國納粹為了戰(zhàn)爭的需要，據(jù)此機(jī)理制造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發(fā)動(dòng)機(jī)，安裝在飛航式上，使之飛行速度加快，安全穩(wěn)定，命中率提高，英國倫敦在受其轟炸時(shí)損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發(fā)研制出了先進(jìn)的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產(chǎn)生毒劑的化學(xué)物質(zhì)分裝在兩個(gè)隔開的容器中，炮彈發(fā)射后隔膜破裂，兩種毒劑中間體在彈體飛行的8～10秒內(nèi)混合并發(fā)生反應(yīng)，在到達(dá)目標(biāo)的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易于生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸，安全且不易失效。螢火蟲可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成光能，且轉(zhuǎn)化效率達(dá)，而普通電燈的發(fā)光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍，大大節(jié)約了能量。另外，根據(jù)甲蟲的視動(dòng)反應(yīng)機(jī)制研制成功的空對(duì)地速度計(jì)已成功地應(yīng)用于航空事業(yè)中。 -- 蜻蜓與仿生 蜻蜒通過翅膀振動(dòng)可產(chǎn)生不同于周圍大氣的局部不穩(wěn)定氣流，井利用氣流產(chǎn)生的渦流來使自己上升。蜻蜒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(cè)飛行，其向前飛行速度可達(dá)72km/h。此外，蜻蜒的飛行行為簡單，僅靠兩對(duì)翅膀不停地拍打?？茖W(xué)家據(jù)此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研制成功了直升飛機(jī)。飛機(jī)在高速飛行時(shí)，常會(huì)引起劇烈振動(dòng)，甚至有時(shí)會(huì)折斷機(jī)翼而引起飛機(jī)失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時(shí)安然無恙，于是人們仿效蜻蜒在飛機(jī)的兩翼加上了平衡重錘，解決了因高速飛行而引起振動(dòng)這個(gè)令人棘手的問題。 -- 蒼蠅與仿生 昆蟲學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，蒼蠅的后翅退化成一對(duì)平衡棒。當(dāng)它飛行時(shí)，平衡棒以一定的頻率進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)，可以調(diào)節(jié)翅膀的運(yùn)動(dòng)方向，是保持蒼蠅身體平衡的導(dǎo)航儀?？茖W(xué)家據(jù)此原理研制成一代新型導(dǎo)航儀——振動(dòng)陀螺儀，大大改進(jìn)了飛機(jī)的飛行性能LlJ，可使飛機(jī)自動(dòng)停止危險(xiǎn)的滾翻飛行，在機(jī)體強(qiáng)烈傾斜時(shí)還能自動(dòng)恢復(fù)平衡，即使是飛機(jī)在Z復(fù)雜的急轉(zhuǎn)彎時(shí)也萬無一失。 蒼蠅的復(fù)眼包含4000個(gè)可獨(dú)立成像的單眼，能看清幾乎360°范圍內(nèi)的物體。在蠅眼的啟示下，人們制成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高分辨率照片的蠅眼照像機(jī)，在軍事、醫(yī)學(xué)、航空、航天上被廣泛應(yīng)用。蒼蠅的嗅覺特別靈敏并能對(duì)數(shù)十種氣味進(jìn)行快速分析且可立即作出反應(yīng)?？茖W(xué)家根據(jù)蒼蠅嗅覺器官的結(jié)構(gòu)，把各種化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成電脈沖的方式，制成了十分靈敏的小型氣體分析儀，目前已廣泛應(yīng)用于宇宙飛船、潛艇和礦井等場(chǎng)所來檢測(cè)氣體成分，使科研、生產(chǎn)的安全系數(shù)更為準(zhǔn)確、可靠。 -- 蜂類與仿生 蜂巢由一個(gè)個(gè)排列整齊的六棱柱形小蜂房組成，每個(gè)小蜂房的底部由3個(gè)相同的菱形組成，這些結(jié)構(gòu)與近代數(shù)學(xué)家精確計(jì)算出來的——菱形鈍角109°28\'，銳角70°32\' 完全相同，是Z節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)，且容量大、極堅(jiān)固，令許多專家贊嘆不止。人們仿其構(gòu)造用各種材料制成蜂巢式夾層結(jié)構(gòu)板，強(qiáng)度大、重量輕、不易傳導(dǎo)聲和熱，是建筑及制造航天飛機(jī)、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等的理想材料。蜜蜂復(fù)眼的每個(gè)單眼中相鄰地排列著對(duì)偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太陽準(zhǔn)確定位。科學(xué)家據(jù)此原理研制成功了偏振光導(dǎo)航儀，早已廣泛用于航海事業(yè)中。 -- 其它昆蟲與仿生 跳蚤的跳躍本領(lǐng)十分高強(qiáng)，航空專家對(duì)此進(jìn)行了大量研究，英國一飛機(jī)制造公司從其垂直起跳的方式受到啟發(fā)，成功制造出了一種幾乎能垂直起落的鷂式飛機(jī)?，F(xiàn)代電視技術(shù)根據(jù)昆蟲單復(fù)眼的構(gòu)造特點(diǎn)，造出了大屏幕彩電，又可將一臺(tái)臺(tái)小彩電熒光屏組成一個(gè)大畫面，且可在同一屏幕上任意位置框出某幾個(gè)特定的小畫面，既可播映相同的畫面，又可播映不同的畫面?？茖W(xué)家根據(jù)昆蟲復(fù)眼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)研制成功的多孔徑光學(xué)系統(tǒng)裝置，更易于搜索到目標(biāo)，已在國外一些重要武器系統(tǒng)中應(yīng)用。根據(jù)某些水生昆蟲的組成復(fù)眼的單眼之間相互YZ的原理，制成的側(cè)YZ電子模型，用于各類攝影系統(tǒng)，拍出的照片可增強(qiáng)圖像邊緣反差和突出輪廓，還可用來提高雷達(dá)的顯示靈敏度，也可用于文字和圖片識(shí)別系統(tǒng)的預(yù)處理工作。美國利用昆蟲復(fù)眼加工信息及定向?qū)Ш皆恚兄屏司哂泻艽髮?shí)用價(jià)值的仿昆蟲復(fù)眼尋的末制導(dǎo)導(dǎo)引頭的工程模型。日本利用昆蟲形態(tài)及特性開發(fā)研制了六足機(jī)器人等工學(xué)機(jī)器和建筑物的新構(gòu)造方式。 -- 未來展望 昆蟲在億萬年的進(jìn)化過程中，隨著環(huán)境的變遷而逐漸進(jìn)化，都在不同程度地發(fā)展著各自的生存本領(lǐng)。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)昆蟲的各種生命活動(dòng)掌握得越來越多，越來越意識(shí)到昆蟲對(duì)人類的重要性，再加上信息技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)新一代生物電子技術(shù)在昆蟲學(xué)上的應(yīng)用，模擬昆蟲的感應(yīng)能力而研制的檢測(cè)物質(zhì)種類和濃度的生物傳感器，參照昆蟲神經(jīng)結(jié)構(gòu)開發(fā)的能夠模仿大腦活動(dòng)的計(jì)算機(jī)等等一系列的生物技術(shù)工程，將會(huì)由科學(xué)家的設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，并進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域，昆蟲將會(huì)為人類做出更大的貢獻(xiàn)。 -- 昆蟲知多少 對(duì)人類危害Z大的昆蟲是蚊子，它們每年使300萬人死于其傳染的瘧疾、黃熱病、登革熱等疾病。 螞蟻是力氣Z大的昆蟲，它可支撐其體重300倍的重物。 跳蚤是跳高guan軍，它一跳就是其體長的200倍。這相當(dāng)于人跳400m高。 蝗蟲是飛行能力Z強(qiáng)的昆蟲，它可以連續(xù)不停地飛行9個(gè)小時(shí)。 食量Z大的天蛾幼蟲，它在出生一個(gè)月內(nèi)可吃掉比其體重重80000倍的東西。 一頭桑蠶可紡出長達(dá)一公里多長的單條纖維。 移動(dòng)Z快的昆蟲是熱帶蟑螂，每秒鐘可移動(dòng)40～43倍體長的距離，相當(dāng)于人每秒前進(jìn)130m。 小蚋是翅振速率Z快的昆蟲，每秒鐘可拍打60000萬次。 反差Z大的昆蟲是產(chǎn)于非洲的一種鳳蝶，美不勝收，但其臭無比，而且有劇毒。 天蛾是嗅覺歸靈敏的昆蟲，其雄蛾可以在十幾公里以外嗅到雌蛾散發(fā)出的氣味。雖然雌蛾釋放的信息素只有0.0001mg。 眼睛Z多的昆蟲是晴蜓，它的一只復(fù)眼由28000個(gè)單眼組成。 Z勤勞的昆蟲是蜜蜂，它一生不辭勞苦地到處尋覓花粉、花蜜，直到死亡。 蜂巢中，由40g蠟筑出的蜜室可以承載2kg重蜂蜜。 蜜蜂要采集2000朵花的花蜜才能生產(chǎn)出一茶匙的蜂蜜。 螢火蟲是光能轉(zhuǎn)換率Z好的昆蟲，它們可將90%的能量轉(zhuǎn)換成光能。我們平時(shí)用的燈泡能量轉(zhuǎn)換率只有5.5%。 Z小的昆蟲是北美的一種小蟲，身長僅0.25mm，可直接穿過一個(gè)針眼。 Z大的昆蟲是產(chǎn)于印度尼西亞的大竹節(jié)蟲，其翼間寬33cm，另一種印度大蠶蛾，翅展開寬度亦有30cm。 外表形態(tài)Z原始的昆蟲是蟑螂，2.5億年來它們幾乎完全沒變。 白蟻含有60%的蛋白質(zhì)，而牛排只含15%，所以以昆蟲作食物的人越來越多，可以預(yù)料白蟻將是人類未來重要的蛋白質(zhì)來源之一。 Z美麗的昆蟲是鞘翅目中的一種花金龜，其鞘翅上有金色、寶藍(lán)、煙黑、檸檬黃、桃紅和豆綠等色，還有發(fā)亮的紫色觸角，而且極協(xié)調(diào)。據(jù)說每只可售到五萬美元。 種類Z多的昆蟲是鞘翅目昆蟲，科學(xué)家預(yù)計(jì)地球上可能有三百萬種以上，而目前有記錄的已近五十萬種，幾乎占已知?jiǎng)游锟傤惖?0%和昆蟲種類的一半。 從仿生學(xué)角度來看，被人類研究得Z多的昆蟲是蒼蠅，其眼、足、平衡棒、舐吸式口器、免疫能力、飛行技巧等諸多方面的仿生成果以應(yīng)用到人類生活的許多方面。 炮蟲（步甲科屁步甲屬）會(huì)自行噴出溫度約100℃、由過氧化氫和氫醌混合腐蝕性氣體來驅(qū)趕進(jìn)犯者。它像槍一樣地連續(xù)射20次，射程為5cm，為其體長的4倍。這種甲蟲不會(huì)受熱或腐蝕性氣體的傷害。 智商Z高的昆蟲是蜜蜂，一美科學(xué)家在按1、2、4、8、16、32……的規(guī)律往地上白方塊上加糖，在其加完32正準(zhǔn)備到64位方塊時(shí)，那兒已經(jīng)有許多蜜蜂在等候了，該科學(xué)家沮喪地說：“也不知是我在拿它們做試驗(yàn)，還是它們?cè)谀梦以谧鲈囼?yàn)！”。這一發(fā)現(xiàn)證明了有些動(dòng)物也有抽象思維能力。 昆蟲中Z殘酷且規(guī)模Z大的戰(zhàn)爭發(fā)生在螞蟻中，本人曾親睹過這樣一件事。在一近一平方米的范圍內(nèi)全是我們常見的螞蟻，它們?cè)诩?zhàn)，死傷無數(shù)。據(jù)說南美的蟻戰(zhàn)規(guī)模還有大得多。這種戰(zhàn)爭場(chǎng)面不太容易看得到。 -- 昆蟲與仿生學(xué) 被稱為“仿生蒼蠅”的一種機(jī)器人可能會(huì)引起戰(zhàn)場(chǎng)外科的一場(chǎng)革命。它將是diyi種在戰(zhàn)場(chǎng)上那能被帶領(lǐng)到負(fù)傷軍人那里和給他們作緊急處理的機(jī)器人，在那里，由外科醫(yī)生操作太危險(xiǎn)了。 以前的外科醫(yī)生機(jī)器人局限性很大，因?yàn)樗鼈円揽渴軅能娙藬y帶。 “仿生蒼蠅”找到傷員后，就展開它的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的手臂，執(zhí)行外科手術(shù)，由可能在數(shù)百英里遠(yuǎn)的醫(yī)生來引導(dǎo)。這種新的機(jī)器人是diyi次使用兩只手臂來進(jìn)行遙控外科操作。 這種機(jī)器人將于本周稍后在海牙的國際醫(yī)學(xué)仿真和教育會(huì)議上展示。 遠(yuǎn)程外科醫(yī)生用視頻照相機(jī)， 3D視頻圖像，立體聲和遠(yuǎn)程工具和力量反饋來控制機(jī)器人。當(dāng)外科醫(yī)生移動(dòng)工具，仿生蒼蠅的手臂就進(jìn)行模仿。當(dāng)機(jī)器人碰到軟組織，外科醫(yī)生就通過力量反饋感到有阻力。 它已經(jīng)被美國軍醫(yī)使用，作為訓(xùn)練幫助，并且在動(dòng)物身上進(jìn)行一些復(fù)雜的操作。 -- 蜜 蜂 蜂有許多種。有些蜂生活在由12只左右的蜂組成的群體之中，還有些則獨(dú)居。Z具有社會(huì)性的是蜜蜂，在一個(gè)蜂巢內(nèi)可以有多達(dá)8萬只的蜜蜂。 蜂巢Z具特色的地方在于蜂室，許多蜂室連在一起形成蜂房。每個(gè)蜂室都呈六角形，這是一種結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的形狀。與建造其他形狀相比，它既省蠟又省力。 一部分蜂室用來貯藏食物，即蜜蜂從花中采集來的那些花粉和花蜜?；蹠?huì)在蜂室中變成蜂蜜。所有的卵都是由蜂后產(chǎn)下的，它在每個(gè)蜂室中產(chǎn)下一只卵。接下來，這些卵將由雌性工蜂來照料。 每個(gè)蜂室都是由蜜蜂體內(nèi)分泌出的蠟制成的。蜜蜂會(huì)用嘴和前腿把蠟揉軟以便加工。 當(dāng)一只工蜂在花間飛來飛去時(shí)，它會(huì)把采集到的花粉貯藏在后腿的花粉藍(lán)中。 一間蜂房有許多蜂室，其墻的厚度都是相同的。建造蜂房的工蜂會(huì)用它們的觸角刺墻，看究竟刺進(jìn)去多少，以此來判斷墻的厚度。 -- 發(fā)現(xiàn)螞蟻“吸血鬼” 解開螞蟻進(jìn)化之謎 在馬達(dá)加斯加發(fā)現(xiàn)了一種食肉蟻群落。據(jù)科學(xué)家周二的介紹說，螞蟻是這個(gè)世界上進(jìn)化得Z成功的昆蟲物種，而這次發(fā)現(xiàn)的食肉蟻對(duì)于解開螞蟻進(jìn)化之謎將起到非常重要的作用。 這種螞蟻長相非?？膳?，發(fā)現(xiàn)它的人給它取名為“Dracula”蟻，它們?cè)陴囸I時(shí)會(huì)吸取它們自己幼蟲體內(nèi)的汁液來補(bǔ)充營養(yǎng)，這種行為被認(rèn)為是螞蟻與黃蜂之間在數(shù)百萬年前進(jìn)行的一種進(jìn)化行為。 來自美國加州科學(xué)院的布來恩-費(fèi)舍(Brian Fisher)在馬達(dá)加斯加首都安塔那那利弗(Antananarivo)郊外55英里處的一個(gè)爛樹樁內(nèi)發(fā)現(xiàn)了這些食肉螞蟻。 在人類已經(jīng)了解的昆蟲種類中，螞蟻雖然很弱小，但它們?cè)诘厍蛏戏植糧廣，并且在數(shù)量上超過地球上任何種類的生物。研究人員想知道到底是什因素使螞蟻進(jìn)化得如此成功。 馬達(dá)加斯加，是非洲東南部海域的一個(gè)島國，由于其相對(duì)與世隔絕的生態(tài)環(huán)境，缺少新物種的競(jìng)爭，部分較老或者可以說是“遺跡“物種在這里能夠幸存下來，所以這個(gè)島國已經(jīng)被人們看成是一塊富有生物信息的珍寶之地。 “Dracula”蟻是1993年首次在馬達(dá)加斯加發(fā)現(xiàn)的，但這次費(fèi)舍的發(fā)現(xiàn)是首次對(duì)這種螞蟻生活群落的發(fā)現(xiàn)。這將允許科學(xué)家們了解到更多的螞蟻進(jìn)化細(xì)節(jié)。費(fèi)舍認(rèn)為“Dracula”蟻與早期的黃蜂之間有些必然聯(lián)系。 在這種螞蟻群落中，蟻后和工蟻在饑餓的時(shí)候，會(huì)到洞內(nèi)的幼蟻室，在它們的幼蟲身上打出一個(gè)洞，吸取它們的體液，獲取養(yǎng)料。 費(fèi)舍解釋說，這就是為什么他會(huì)給這種螞蟻起名為“Dracula”的原因，“Dracula”指的一種吸血鬼。他說：“我們認(rèn)為這是一種非常殘忍的自相殘殺行為?！? 他認(rèn)為，以后對(duì)于“Dracula”蟻的研究可以使科學(xué)家們掌握更多螞蟻行為的發(fā)展線索。Z終使科學(xué)家可以重新考慮他們對(duì)于螞蟻進(jìn)化過程的所有設(shè)想?！斑@些Z初的發(fā)現(xiàn)告訴我們，目前人們對(duì)螞蟻進(jìn)化過程的設(shè)想是不準(zhǔn)確的。這次發(fā)現(xiàn)，Z重要的事情不是我們找到了一個(gè)新物種，而是它對(duì)于幫助我們解開生命進(jìn)化之謎非常重要。” -- 從蝴蝶翅膀到防偽 在一般人看來，蝴蝶翅膀與防偽或防偽本是南其轅北其轍互不著邊的兩個(gè)事物，根本沒有什么聯(lián)系，可是，只要你耐心讀完這不到千字的小文，你就會(huì)明白這其中確有某些因緣，而且，你還會(huì)看到仿生學(xué)這個(gè)學(xué)科的又一個(gè)妙用。請(qǐng)繼續(xù)往下讀！ 所謂仿生學(xué)，它是研究如何模仿生物的結(jié)構(gòu)和功能，來制造設(shè)備或物件以造福人類的學(xué)科。日前發(fā)表在英國《自然》雜志上的關(guān)于一種生活在印度尼西亞的蝴蝶翅膀的顏色的形成問題的報(bào)告，不僅向我們展示了大自然的奧妙，也為我們研制更新的、壞人再也無法偽造的防偽打開了一條仿生學(xué)的思路。 英國?？巳兀‥xeter）大學(xué)薄膜光子實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家烏維西克（Vuvisic）和另外兩名同事，由于一個(gè)偶然的機(jī)遇，在幾年前開始研究一種名叫大鳳蝶的蝴蝶翅膀，這個(gè)蝴蝶的翅膀顏色本來是有黃有藍(lán)，但是在人眼里就成為閃閃發(fā)光的綠色。他們用顯微鏡觀察大鳳蝶翅膀發(fā)現(xiàn)，蝴蝶翅膀上竟然布滿了下凹的小坑，這些小坑太小，尺寸只有大約萬分之四厘米，小坑底是黃色，而坑的斜坡是蘭色的。烏維西克用如下方式來解釋為什么在人看來大鳳蝶的翅膀是綠色的：當(dāng)光線照射到坑底時(shí)，它被反射而呈黃色，而照射到小坑一個(gè)斜坡的光線也被反射，但此反射光線又入射到另一斜坡再被反射，此時(shí)，由于小坑太小，人眼無法將從坑底反射的黃色光與周圍兩次反射的蘭色光區(qū)分開來，從而感覺到的是綠色。另外，他們還發(fā)現(xiàn)，這兩次反射也改變了光的極化方向，人眼無法區(qū)別這一改變，但是蜜蜂等昆蟲卻能察覺。要解釋光的極化方向還真需要點(diǎn)專門知識(shí)，淺顯但不太精確的解釋就是光子在電磁場(chǎng)中振動(dòng)的方向。 換了我們常人，發(fā)現(xiàn)這些奧妙，大概也無非是擊掌贊嘆造化的神奇，此外就不在做什么了。然而烏維西克等人卻想到。他們目前正在研究如何仿照大鳳蝶翅膀的結(jié)構(gòu)，在或上也不滿小坑，這樣無論制造者將印制得在外表上多么與真幣相似，他們絕沒有技術(shù)也在上布滿分布和大小都與真幣一樣的小坑，只要用專門的光學(xué)設(shè)備發(fā)出極化光一照，看看反射光的極化方向，就會(huì)真假立現(xiàn)，我們辛辛苦苦掙來的那點(diǎn)血汗錢也就再不會(huì)被騙子騙走了。你看，蝴蝶翅膀與防偽有沒有關(guān)系？ -- 蠶:未來理想的“昆蟲工廠” 蠶，原產(chǎn)地在ZG，它產(chǎn)下的蠶絲是Z好的天然纖維，用其生產(chǎn)出的絲綢為美化人類生活作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。隨著生物技術(shù)的高度發(fā)展，它有可能在21世紀(jì)成為生產(chǎn)高級(jí)醫(yī)藥品等有用物質(zhì)的“昆蟲工廠”，為人類再立新功。 日本農(nóng)林省建在筑波科學(xué)城內(nèi)的蠶絲和昆蟲農(nóng)業(yè)技術(shù)研究所，正在從事利用蠶建立“昆蟲工廠”的研究。這里的科學(xué)家以家蠶為對(duì)象，已基本上開發(fā)出“昆蟲工廠”所必需的各種“設(shè)備”和工藝，如生產(chǎn)有用物質(zhì)的轉(zhuǎn)基因蠶、自動(dòng)化養(yǎng)蠶系統(tǒng)及凍結(jié)融解體液采取法等。 例如，該所田村俊樹領(lǐng)導(dǎo)的遺傳工程研究室通過植入DNA（脫氧核糖核酸），把水母的綠色熒光蛋白質(zhì)基因作為標(biāo)記植入家蠶染色體中，已成功培育出了發(fā)光蠶。該成果意味著，如果把綠色熒光蛋白質(zhì)基因置換為其它有用物質(zhì)的基因，那么，蠶將能夠成為這種物質(zhì)的“制造廠”。 作為生產(chǎn)高級(jí)醫(yī)藥品等的“昆蟲工廠”，轉(zhuǎn)基因蠶的飼養(yǎng)環(huán)境必須保持高度清潔。為此，該所開發(fā)出了一套全自動(dòng)飼料制造和供給系統(tǒng)。它由人工飼料制造裝置、多級(jí)循環(huán)型轉(zhuǎn)基因蠶飼養(yǎng)裝置和飼料供給裝置等構(gòu)成。全部過程也都由電腦控制，電腦可對(duì)室內(nèi)的溫度、濕度和空氣等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。由于實(shí)現(xiàn)了無人化操作，外界的雜物、細(xì)菌和病毒等都不會(huì)進(jìn)入室內(nèi)。這套自動(dòng)化系統(tǒng)可飼養(yǎng)2萬條蠶，“昆蟲工廠”的生產(chǎn)規(guī)模相當(dāng)可觀。 與大腸桿菌、螞蟻等相比，家蠶體積相對(duì)龐大。但它畢竟是一種昆蟲，一只蠶所能生產(chǎn)的有用物質(zhì)是極少量的。怎樣GX地從轉(zhuǎn)基因蠶體內(nèi)把有用物質(zhì)提取出來，也成為 “昆蟲工廠”技術(shù)開發(fā)的課題之一?？茖W(xué)家宮澤光博利用凍結(jié)的幼蟲（主要是鱗翅目昆蟲）溶解后體積收縮的現(xiàn)象，開發(fā)成功了“凍結(jié)溶解體液采取法”。該方法是把處于麻醉狀態(tài)的轉(zhuǎn)基因蠶放在濃度為70％的乙醇里，在零下30攝氏度下加以凍結(jié)。在這種狀態(tài)下把蠶的腹腳切除，然后移至置有防黑色素化劑的緩沖液中進(jìn)行融解，有用體液就會(huì)由于融解過程中產(chǎn)生的收縮而從被切除腹腳的地方直接流出。這一方法優(yōu)點(diǎn)是不需專用設(shè)備，也不要繁雜的程序，而且冷凍能把所產(chǎn)的有用物質(zhì)長期保存在蠶體內(nèi)。這位科學(xué)家曾用該方法從500條蠶體內(nèi)抽取了370毫升的體液，效率頗高。他的這個(gè)液體采集法已申請(qǐng)了國際ZL。 該所負(fù)責(zé)人、農(nóng)學(xué)博士北村實(shí)彬告訴記者，“利用昆蟲功能”是該所的主要研究領(lǐng)域之一，各科室正在對(duì)大約50種昆蟲，如蜻蜓、螞蟻、蝗蟲、椿象、蜜蜂、白薯天蛾、獨(dú)角仙、美洲大蠊和斜紋夜蛾等進(jìn)行研究，目的是利用它們特有的組織結(jié)構(gòu)與腦神經(jīng)系統(tǒng)、生殖功能和運(yùn)動(dòng)功能等制造新材料（如氨基酸分離膜、人工皮膚、抗血凝材料、骨結(jié)合材料、KJ性蛋白質(zhì)、抗血栓藥物、免疫活性物質(zhì)等）和發(fā)展仿生技術(shù)（如制造生物傳感器、生物芯片、微型機(jī)械以及害蟲、家畜、漁類的行為控制技術(shù)等）。使用蠶建立“昆蟲工廠”，是其中的ZD之一。 北村認(rèn)為，蠶非常適合用做 “昆蟲工廠”。理由是蠶體格較大，并有大量制造蛋白質(zhì)的器官——絹絲腺。迄今，科學(xué)家們已從生理學(xué)、生化學(xué)和遺傳學(xué)等各個(gè)角度對(duì)蠶進(jìn)行了研究，因此技術(shù)開發(fā)比較容易。另外，家蠶不會(huì)飛，容易進(jìn)行隔離和管理，安全性高。到目前為止，世界上還沒有應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)蠶進(jìn)行技術(shù)改造和利用的先例，日本科學(xué)家的研究是開創(chuàng)性的。

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