眼睛与仿生学ppt课件.ppt

相传早在大禹时期，我国古代劳动人民观察鱼在水中用的摇摆而游动、转弯，他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成橹（一种古代发明的仿生鱼尾，安装在船尾，左右摆动可使舟船像鱼儿摆尾那样前进）和舵，增加了船的动力，掌握了使船转弯的手段。这样，即使在波涛滚滚的江河中，人们也能让船只航行自如。,1,2,3,据韩非子记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之，三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。设计和制造了一架扑翼机，这是世界上第一架人造飞行器。以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试，可以认为是人类仿生学的先驱，也是仿生学的萌芽。,4,日本东京大学的研究人员正在探索通过人工实验建立蝴蝶等昆虫飞行力学，他们用轻木木材，聚氨酯和聚合物薄膜加上橡皮筋制成了一种人造蝴蝶，它和普通的凤蝶重量相近，翅膀由曲柄带动，目前只能持续几秒钟的飞行，但这些数据已经可以模仿凤蝶的扑翼动作。,5,眼睛与仿生学,6,明察秋毫：比喻目光敏锐，连极小的事物都能看清。察：看到；秋毫：秋天鸟兽身上新长的细毛。视敏度：眼辨别物体形态细节的能力即视觉的角分辨力。别具一格：比喻另有一种独特的风格（风味）。,7,本文的说明对象,眼睛与仿生学,8,生物的眼睛,人眼蛙眼鹰眼象鼻虫眼蜜蜂眼节肢动物眼睛（蜻蜓与苍蝇）,9,人眼-信息加工感知自身的运动状态，确定物体的距离、形状和相对大小,10,人眼,人造眼,11,青蛙能敏捷地发现具有特定形状的运动目标，准确地确定目标的位置、运动方向和速度，并能选择最佳的攻击时刻。,12,蛙眼,电子蛙眼,13,展翅翱翔于两三千米高空的雄鹰，一下子就能发现地面上宽广范围内的一只小兔或小鸡。,14,鹰眼,如果我们能够研制出“电子鹰眼”，就能够大大扩充和提高飞行员的视野和视敏度。,电子鹰眼,15,象鼻虫眼,象鼻虫根据各个小眼看到同一个物体的时间差以及自身在此期间飞过的距离，可以出很快地“计算”它相对于地面的飞行速度。,地速计,16,蜜蜂眼,蜜蜂的复眼，能够看到太阳偏振光的振动方向，而这种方向与太阳的位置有确定的关系。,偏光天文罗盘,17,蜻蜓眼,苍蝇眼,复眼透镜,剥去蜻蜓和苍蝇复眼的角膜，放在显微镜下观察，尽管在角膜前面只放一个目标，但通过角膜却可以看到许许多多个像。,18,19,眼睛的分类,一般眼睛（3-9节）,复眼（10-14节）,由一般到特殊,20,问题,这类“别具一格”的眼睛叫什么？它有什么特点？作者采用什么方法来说明它的特点的？,21,1-3节：说明研究各种不同构造的眼睛的意义。,15-16节：仿生学研究的意义、范围、任务以及发展重点。,22,科技说明文的语言特点,用语简洁具有科学性，准确性,23,基本结构,课文的整体结构采用“总分总”的形式，开头一至三段是引言部分，总提人眼和动物眼睛在构造和功能上各有许多特殊之处，从中得到的启示对发展现代科学技术有重要意义。四至十四自然段分别介绍了人眼和几种动物眼睛在仿生学上的作用。最后两自然段，总结概括了仿生学的定义，指出它的任务，介绍了它的研究范围、类别和发展重点。,24,说明顺序,由浅入深,由具体到抽象,由一般到特殊,由简单到复杂,25,课文主体部分运用分类别，将被说明的对象，按照一定的标准，一类一类地加以说明。本文以眼睛为说明对象，以十段为分界和过渡，前面说明一般的眼，后面说明复眼。本文交错运用举例和比较这两种方法进行说明。一边大量举例子，一边对所举例子进行比较，既简略介绍相关事物的共同性，又详细地说明了它们的不同之处。本文还运用了下定义。分析说明通常指对某一说明对象按照不同的角度分开来说明。如本文对眼睛的说明，一般的眼睛(人眼、蛙眼、鹰眼)特殊的眼睛复眼(蜻蜓、象鼻虫、蜜蜂、苍蝇)。,说明方法,26,这篇文章是介绍仿生学这门新兴学科的科技说明文，为了说明这门新兴学科，作者运用了举例和比较交错运用，以及分析与综合等说明方法，具体生动的生活实例加上本文准确、严密、简明的语言把深奥难懂的科学道理表达得深入浅出、通俗易懂。,小结,27,目前仿生学已经成为现代发展新技术的重要途径。其研究范围已发展有一、感觉器官模拟目前以眼、耳、鼻三种器官为主。已模拟制成了“人造眼”、“电子耳”、“电子鼻”、“电子警犬”等二、神经元和神经网络的模拟目前已制成的“人工智能机”、“自学习机”（经过两小时的训练就能正确分辨超声波是潜艇还是海豚发出的）。三、生物定向和导航目前已制成的有：模仿蝙蝠的盲人“探路仪”；模仿能感知千分之一温度变化的响尾蛇“探热器”模仿鸟类迁飞和鱼、龟、鲸等回游的机制，以研制导航机制；模仿蜜蜂“太阳罗盘”和生物种的“偏光罗盘”，“人工电子蜜蜂”；模仿蚊、蝇等具有天然导航器官楫翅的“振动陀螺仪”，用于高速飞机和火箭。四、生物力学模拟人或动物肌肉的器具。如模仿膝关节制成的液压模型，可以行成。做成鲸形状的日本大型远洋货轮，提高航速百分之二十五。模仿企鹅的特殊运动方式制成了深雪上行驶速度达时速50公里的雪地汽车。模仿袋鼠的运动制成了在沙漠中通行无阻的无轮汽车跳跃机等。五、生物力能学如模仿萤火虫把化学能变化光能的效率几乎达百分之百的