动物仿生学的结构仿生,动物仿生学的些发明(至少10个,越多越好)

2020-11-18 10:57:39 字数 5021 阅读 9609

1楼:破鬼鬼

自然界中,很多生物都具有一定的强度、刚度和稳定性的结构,很多结构关系如:一面蜘蛛网、一只蛋壳、一个蜂巢,看似弱小,有时却能承受很大的外力,或抵御强大的风暴。这些巧妙合理的结构关系正逐步被给人们所认识和利用。

植物的果实担负着延续种族的任务,亿万年的进化使其果实多呈圆形。圆的外形使它们在较小的空间占用最大的体积来存贮营养,同时使它们对外界的压力如风力等有较大的抵抗力。如花生、核桃等还有着坚硬的外壳,可以保护里面相对娇嫩的果仁。

同样地,动物也具有对自然力的适应性,如蛋壳、乌龟壳和贝壳等,都巧妙利用了一定的力学原理。如果你握住一个鸡蛋,即使加力挤压,也很难把它弄破。原来蛋壳的拱形结构与其表面的弹性膜一起构成了预应力结构,在工程上称为薄壳结构。

自然界中巧妙的薄壳结构具有各种不同形状的弯曲表面,不仅外形美观,还能够承受相当大的压力。在建筑工程上,人们已广泛采用这种结构,如大楼的圆形屋顶、模仿贝类制造的商场顶盖等。

动物界中,辛勤的蜜蜂被称为昆虫世界里的建筑工程师。它们用蜂蜡建筑的蜂巢的结构由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成,每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成,具有结构稳定、用料省和强度高等优点。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。

结构仿生主要是研究生物体和自然界物质存在的内部结构原理在设计中的应用问题,通过研究生物整体或部分的构造组织方式,发现其与产品的潜在相似性进而对其模仿,以创造新的形态或解决新的问题。研究最多的是植物的茎、叶以及动物形体、肌肉、骨骼的结构。因为是在结构原理上的仿生,其仿生借鉴的主要是对象的内在特征,对产品外在造型特征的影响有时非常明显,有时又不是很明显。

例如:铲土机的机械臂的工作原理就是模仿螳螂的前臂的结构,实现可以自由伸缩的功能,产品的形态上也留下了直接仿生痕迹。又如:

豆荚的结构为人们所熟悉,设计师巧妙的将豆荚一分为二,放大比例关系,设计成一个可爱的果盘,形态逼真而直接。

动物仿生学的些发明(至少10个,越多越好)

2楼:火燚

生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线,抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。

响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理,研制开发出来的现代化**。

火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。

科研人员通过研究变色龙的变色本领,为部队研制出了不少军事伪装装备。

科学家研究青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼。

白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的**—一块干胶炮弹。

美国空军通过毒蛇的“热眼”功能,研究开发出了微型热传感器。

我国纺织科技人员利用仿生学原理,借鉴陆地动物的皮毛结构,设计出一种keg保温面料,并具有防风和导湿的功能。

根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理,人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。人类还利用蛙跳的原理设计了**夯。

人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。

1、球型宫殿:非洲文鸟用喙和脚巧妙编织而成的圆巢,它从一个圆支架做起,形成一个圆球最后再将其悬挂在树枝上。

2、稳定的轻质结构:田蜂筑造的纸盒型巢十分精致,它虽然是一种轻质结构,但有令人难以置信的稳定性。

3、完美的胶合:织网蚁的巢是用树叶粘合而成。它们的幼虫能够吐出粘合剂,是理想的"胶水瓶"。

4、树上圆塔住宅:楼群居雀的居所看起来就像架在树上的一个摇摇欲坠的柴草堆,但其结构十分牢固,能够维持几十年,经常是到树不堪重负被压断为止。

5、树杈上的"灶"灶:鸟的巢是用粘土砌成的,一般选在较为安稳的树杈上。一个巢大约需要2500粒粘土,都是灶鸟用喙衔来的。

6、平台建筑群:热带无刺蜂用蜂蜡建筑蜂巢,层层叠叠结合在一起,通常有40层,外表看起来就像是电影《星球大战》中的航天飞船,能够安置10万户"居民"。

7、带空调的古堡:白蚁能够通过一种匪夷所思的管道系统改善巢内的温度状况,白天制冷,夜里供暖。

水母几乎全部由水构成,它身体中的水分实际上占到了百分之九十八,组成它身体的分子之间,有着大量的液体,经过提炼就能从中获得日常用的聚合胶

我国古代著名工匠鲁班,上山伐树时,被丝矛草割破了手。他觉得奇怪,一棵小草怎么会这样厉害?经过仔细观察,他发现丝茅草叶子的边缘长着许多锋利的细齿。于是鲁班发明了木工用的锯子。

苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。

这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。

早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满**性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。

建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚**的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;

在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;

3楼:匿名用户

苍蝇鼻子——宇宙飞船气体分析仪器

苍蝇翅膀——振动陀螺仪

苍蝇眼睛——蝇眼透镜、蝇眼照相机

萤火虫——人工冷光

电鱼——伏特电池

水母——水母耳风暴**仪

长颈鹿——飞行服

蛋壳——薄壳建筑

蝴蝶——蝴蝶花纹迷彩服

蝴蝶鳞片——人造卫星的控温系统的百叶窗样式

蜻蜓——直升飞机

蜂类与仿生:

蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小 蜂房组成,每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成,这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109。28’,锐角70。32’完全相同,是最节省 材料的结构,且容量大、极坚固,令许多专家赞叹不止。

人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板,强度大、重量轻、不易传导声和热,是建筑及制造航天飞 机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片,可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏 振光导航仪,早已广泛用于航海事业中。

蛛丝——高级丝线,抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。

船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。

响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理,研制开发出来的现代化**。

火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。

科研人员通过研究变色龙的变色本领,为部队研制出了不少军事伪装装备。

科学家研究青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼。

白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的**—一块干胶炮弹。

美国空军通过毒蛇的“热眼”功能,研究开发出了微型热传感器。

我国纺织科技人员利用仿生学原理,借鉴陆地动物的皮毛结构,设计出一种keg保温面料,并具有防风和导湿的功能。

根据响尾蛇的颊窝能感觉到0.001℃的温度变化的原理,人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。

利用蛙跳的原理设计了**夯。

模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。

根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。

模仿海豚皮而构造的"海豚皮游泳衣".

学家研究鲸鱼的**时,发现其上有沟漕的结构,于是有个科学家就依照鲸鱼皮构造,造成一个薄膜蒙在飞机的表面,据实验可节约能源3%,若全国的飞机都蒙上这样的表面,每年可节约几十亿。

蜘蛛的腿上没有肌肉,有脚的动物会走,主要是靠肌肉的收缩,现在蜘蛛没有肌肉为什么会走路?经研究蜘蛛不是靠肌肉的收缩进行走路的,而是靠其中的"液压"的结构进行走路,据此人们发明了液压步行机

根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。

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。

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。

现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。

屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。

船桨模仿的是鸭的蹼。

锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。

苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。

嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。

壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。

贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合

到补船等一切事情上。

人们根据章鱼发明烟雾弹。

变色衣服是学习蝴蝶上的鳞片。

防水衣服是仿荷叶造的。

鼠标是仿老鼠的。

4楼:匿名用户

蝙蝠---------------声纳和雷达,还有蝙蝠衫!

鱼类的尾鳍---------船舵

鱼类的胸鳍---------船桨

蜘蛛网-------------鱼网和新型纤维动物的巢穴---------房屋

食肉动物捕猎-------狩猎术

鲨鱼---------------“鲨鱼皮”连体游泳衣鸟类---------------滑翔机和飞机动物的伪装色-------迷彩服

蝴蝶---------------蝶泳和时装狗-----------------狗刨

蛇、猴、鹰等-------蛇拳、猴拳、鹰爪拳等拳术武功各类动物-----------丰富了人类的词汇,特别是形容词各类动物-----------编制用于**气象的农谚、****等灾 害、检测环境污染

各类动物-----------催生仿生学的诞生