科学·技术·社会　动物与仿生.ppt

1、动物与仿生,什么是仿生？,仿生学是研究生物系统的结构性质、能量转换和信息过程，并将所获得的知识用来改善现有的或创造崭新的机械、仪器、建筑结构和工艺过程一门综合性科学。它不仅对技术的发展有重大影响。而且对生物科学本身的发展也产生巨大的推动作用。,仿生学需要生物学、生理学、神经学、神经病学、神经生理学、心理学、流行病学、电子学、物理学、生物物理学、生物化学、化学、医学、数学、空气动力学、计算技术、通讯、自动学、控制论、航空和航海工程等领域的工作者进行合作；仿生学的发展，反过来又推动上述科学的进一步发展。,仿生还分很多种类,医学,为延长人类的寿命和战胜衰老、疾病而重点研究的人工器官、人工调节器以及用

2、优生学治疗疾病等，也已经开展了深入研究。动物定向和导航的仿生如海啄、蝙蝠等的超声定位；响尾蛇、铜头蛇的热定位；电鳗和某些昆虫的电磁定位以及研究鸟类的迁飞和鱼、龟、鲸等的洄游机理，从而在改进近程定位和导航及通讯技术等诸方面有的已经应用于生产、生活和军事上，有的还在研制中。在“人-机”关系的仿生学方面，如何使机器“生物化”，已引起了 人们的极大兴趣。,For example,利用电流驱动的人造手面世至今已有超过五十年的历史它们都有一个共通点那就是全为完全没有手的人士而设计忽略了手掌或部分手掌残缺的病人的需要。 发明由简单组件配合崭新意念而成独特之处在于灵活易用就连年仅几岁的小孩子亦能够驾驭符合轻便

3、实用美化和便宜四大设计原则。,生物力学,生物力学的仿生。科学工作者在研究鸟类、昆虫、鱼类等结构的 基础人已经创造了模拟各种生物在陆上、空中、水里的运动器官。如可供实用的扑冀机；模仿膝关节的液压系统；能提高鱼雷航速的人工海豚皮；以及模仿袋鼠在沙漠运动形式的无轮汽车(跳跃机)等。,感觉器官仿生,感觉器官的仿生。根据生物的感觉器官，来研制能够接受、记录和测定信号的装置。特别是各种有关视觉、听觉、嗅觉、触觉以及包括冷热、酸痛、振动和平衡等等感觉方面的新颖传感器。生物的各种感觉器官，经过千万年的锤练，无论在选择性、适应性、灵活性、灵敏度、抗干扰性、微型化等方面，和我们目前各种自动装置中的传感器相比较，都

4、优越得多。,生物运动器官仿生,生物运动器官的仿生。例如肌肉是一个高效率的发动机，它把化学能变换为机械能，其效率在80%左右，而近代汽轮发电机系统的效率殿只在40%左右。据报道，一种用聚丙烯酸制成的“人造肌肉”已经问世，它的应用远景是广阔的，如用于宇航来控制宙飞船；通过人造肌肉，也可以利用河水与海水之间存在着的天然的化学能差，来获得大量的廉价的机械能。,酶学也是人们研究的重点。已发现某些蓝藻含有一种不完全的光合器，可以在一定条件下产生氢气。模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。氢是无污染的能源物质，利用光合作用获得氢能源，将引起动力工业的革命。,根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器步行机。步行机有两条长腿和强有力的臂，“头”部便是它的“脑”操纵者。它能越过复杂的地形，行进的速度每小时可达56公里；也能拿起比较重的物件。用步行机装备部队，可期望它抬担架、运输、作战，或在崎岖的山区搬运空投物资。也可代替人负重，或在人迹罕至的原始森林中代替人开辟道路、搬运木材等。,总之，仿生学的研究范围相当广范，其内容也已涉及到各种类型 的科学领域。无论是宏观的还是微观的，是整体的还是局部