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仿生學手抄報內容

發(fā)布時間:2017-03-30 編輯:文力

  大家學過《蝙蝠和雷達》這篇課文嗎?它主要內容是講科學家從蝙蝠身上得到啟示,經過多次試驗研究,由此發(fā)明了雷達。你也許會問吧:蝙蝠和雷達可以說是“八竽子打不著”,它們怎么會有牽連呢?下面隨YJBYS小編一起來看看吧。

仿生學手抄報內容

  仿生學的作文

  大自然很神奇,我對大自然最感興趣的就是“仿生學”了。

  我們學習了《蝙蝠和雷達》,這篇課文的主要內容是講科學家從蝙蝠身上得到啟示,經過多次試驗研究,由此發(fā)明了雷達。你也許會問吧:蝙蝠和雷達可以說是“八竽子打不著”,它們怎么會有牽連呢?好了,我來告訴你吧,你在電視里或許看到過一些蝙蝠在夜晚飛出洞穴去尋找食物吧,可你見過它們碰到障礙物上嗎?沒有吧,你知道這是怎么回事嗎?原來,蝙蝠有一套可以在夜間安全飛行的“秘密武器”使它不會與障礙物相撞?茖W家經過試驗得知了這個答案,而且發(fā)現(xiàn),蝙蝠夜間飛行并不是靠眼睛,而是靠它們的嘴巴和耳朵配合指揮路的。因為蝙蝠的嘴巴可以發(fā)出一種人類聽不到的聲音,叫超聲波。這種超聲波像波浪一樣推到前方,超聲波遇到障礙物又傳回蝙蝠的耳朵里,蝙蝠便得知前方有障礙物,并繞道而行。所以蝙蝠能安全地在夜空飛行。

  仿生學還不止有這一點,從我查的資料上看,還有很多,現(xiàn)在最先進的防彈衣技術是源于蜘蛛絲,電池是源于青蛙肌肉……等等;我覺得發(fā)現(xiàn)這些動物特點并加以利用的科學家相公棒!我也要好好學習,去找找生活中的動植物還有沒有其它作用!

  仿生學現(xiàn)象簡表

  電子蛙眼還廣泛應用在機場及交通要道上。在機場,它能監(jiān)視飛機的起飛與降落,若發(fā)現(xiàn)飛機將要發(fā)生碰撞,能及時發(fā)出警報。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。

  仿生學最新發(fā)展

  1994年中科院(CAS)曾邦哲[曾杰]提出系統(tǒng)生物工程(systems bio-engineering)與系統(tǒng)遺傳學的概念與原理,探討細胞仿生工程,并于德國2002年提出細胞通訊的生物計算機( Automatic Cell and Bionic Computer)模型。仿生學與遺傳學的整合是系統(tǒng)生物工程的理念,也就是發(fā)展遺傳工程的仿生學。人工基因重組、轉基因技術是自然重組、基因轉移的模仿,還天然藥物分子、生物高分子的人工合成是分子水平的仿生,人工神經元、神經網絡、細胞自動機是細胞系統(tǒng)水平的仿生,跟隨單基因遺傳學單基因轉移發(fā)展到多基因系統(tǒng)調控研究的系統(tǒng)遺傳學(system genetics)、多基因轉基因的合成生物學(synthetic biology),以及納米生物技術(nano-biotechnology)、生物計算(bio - computation、DNA計算機技術的系統(tǒng)生物工程發(fā)展,仿生學已經全面發(fā)展到一個從分子、細胞到器官的人工生物系統(tǒng)(artificial biosystem)開發(fā)的時代。

  組成內容

  仿生學的研究范圍主要包括:力學仿生、分子仿生、能量仿生、信息與控制仿生等

  力學仿生

  是研究并模仿生物體大體結構與精細結構的靜力學性質,以及生物體各組成部分在體內相對運動和生物體在環(huán)境中運動的動力學性質。例如,建筑上模仿貝殼修造的大跨度薄殼建筑,模仿股骨結構建造的立柱,既消除應力特別集中的區(qū)域,又可用最少的建材承受最大的載荷。軍事上模仿海豚皮膚的溝槽結構,把人工海豚皮包敷在船艦外殼上,可減少航行揣流,提高航速;

  分子仿生

  是研究與模擬生物體中酶的催化作用、生物膜的選擇性、通透性、生物大分子或其類似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害蟲舞毒蛾性引誘激素的化學結構后,合成了一種類似有機化合物,在田間捕蟲籠中用千萬分之一微克,便可誘殺雄蟲;

  能量仿生

  是研究與模仿生物電器官生物發(fā)光、肌肉直接把化學能轉換成機械能等生物體中的能量轉換過程;

  信息與控制仿生

  ,是研究與模擬感覺器官、神經元與神經網絡、以及高級中樞的智能活動等方面生物體中的信息處理過程。例如,根據象鼻蟲視動反應制成的“自相關測速儀”可測定飛機著陸速度。根據鱟復眼視網膜側抑制網絡的工作原理,研制成功可增強圖像輪廓、提高反差、從而有助于模糊目標檢測的—些裝置。已建立的神經元模型達100種以上,并在此基礎上構造出新型計算機。

  模仿人類學習過程,制造出一種稱為“感知機”的機器,它可以通過訓練,改變元件之間聯(lián)系的權重來進行學習,從而能實現(xiàn)模式識別。此外,它還研究與模擬體內穩(wěn)態(tài),運動控制、動物的定向與導航等生物系統(tǒng)中的控制機制,以及人-機系統(tǒng)的仿生學方面。

  某些文獻中,把分子仿生與能量仿生的部分內容稱為化學仿生,而把信息和控制仿生的部分內容稱為神經仿生。

  仿生學的范圍很廣,信息與控制仿生是一個主要領域。一方面由于自動化向智能控制發(fā)展的需要,另一方面是由于生物科學已發(fā)展到這樣一個階段,使研究大腦已成為對神經科學最大的挑戰(zhàn)。人工智能和智能機器人研究的仿生學方面——生物模式識別的研究,大腦學習記憶和思維過程的研究與模擬,生物體中控制的可靠性和協(xié)調問題等——是仿生學研究的主攻方面。

  控制與信息仿生和生物控制論關系密切。兩者都研究生物系統(tǒng)中的控制和信息過程,都運用生物系統(tǒng)的模型。但前者的目的主要是構造實用人造硬件系統(tǒng);而生物控制論則從控制論的一般原理,從技術科學的理論出發(fā),為生物行為尋求解釋。

  最廣泛地運用類比、模擬和模型方法是仿生學研究方法的突出特點。其目的不在于直接復制每一個細節(jié),而是要理解生物系統(tǒng)的工作原理,以實現(xiàn)特定功能為中心目的。—般認為,在仿生學研究中存在下列三個相關的方面:生物原型、數學模型和硬件模型。前者是基礎,后者是目的,而數學模型則是兩者之間必不可少的橋梁。

  由于生物系統(tǒng)的復雜性,搞清某種生物系統(tǒng)的機制需要相當長的研究周期,而且解決實際問題需要多學科長時間的密切協(xié)作,這是限制仿生學發(fā)展速度的主要原因。

  細胞仿生學

  細胞仿生學也在水過濾領域初露崢嶸,科學家們希望借用人體與植物體內存在的一種薄膜(只讓水進出微生物的細胞),將海水變成飲用水。在這一思路的指導下,他們研制出了一種“水通道”濾水設備,這款配備了“內部水通道(Aquaporin Inside)”技術的纖細薄膜,有望將海水變成飲用水,讓臟水變成干凈水。

  與此同時,光合作用過程也正被科學家們用于能源的捕獲和存儲領域。美國康奈爾大學薩賓設計實驗室的科學家們正在研制名為“電子皮膚(eSkin)”的適應性建筑外層,這一外層利用了肺部細胞的特性,讓建筑可與周圍環(huán)境有效地相互作用。

  很多能源問題解決方案都在采用這一原則,包括生物電池的研制等。據報道,美國猶他大學的研究人員根據人體的新陳代謝過程——幾乎所有的活體微生物都用葡萄糖來制造能量,研制出了一種生物電池,這款電池用糖做燃料,用天生擁有能量轉化屬性的酶做催化劑。

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