1、,仿生学案例,夏浩 136101125,了解仿生学在各方面的成功案例,可以帮助我们厘清仿生学研究的思路,对我们自己的仿生学研究有很高的借鉴价值。下面介绍仿生学在生活的几种应用:,#1,在2008的奥运会中世界纪录屡屡被破,特别是身着鲨鱼皮的费尔普斯连得八金,他的成功不仅归功于选手良好的专业素质也缘于“鲨鱼皮”第四代得良好辅助功能。这次我们将对“鲨鱼皮”的具体原理进行分析。首先介绍游泳的原理: 1 、游泳时因为人体的密度和水近似,约是1g/cm3,所以人可以在水里可以上浮或悬浮。 2 、人体通过划水的方式使身体产生向前的动力,从而可以在水中进行游动。,1、鲨鱼皮的应用,游泳时摩擦的阻力,物体在运
2、动水中时,由于水具有黏滞性的特点,使一部分水黏附在物体表面随物体游进,并引起与其相邻层流的摩擦现象,这种状况在层层水流之间持续不断,直到距离物体一定距离后,摩擦作用约束力才消失。物体所受摩擦制动力的总和,称为摩擦阻力。紧贴物体表面,并与其一同游进的水流称为边界层。,影响体表摩擦阻力大小的主要因素有体表面积、体表的光滑程度和运动速度。尽管摩擦阻力对游泳速度的影响较小,但在激烈的游泳竞赛中往往百分之一秒便决定了胜负。,生物学家发现,鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶可以大大减少水流的摩擦力,使身体周围的水流更高效地流过,鲨鱼得以快速游动。鲨鱼皮泳衣的超伸展纤维表面便是完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的。 鲨鱼皮泳
3、衣是人们根据其外形特征起的绰号,其实它有着更加响亮的名字:快皮,它的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。,鲨鱼皮肤,鲨鱼皮泳衣,有一段时间,我几乎花了百分之百的时间找人,2012中国电子商务人才状况报告, 43%的电子商务企业人员短缺,小米创始人,雷军,此外,这款泳衣还充分融合了仿生学原理,在接缝处模仿人类的肌腱,为运动员向后划水时提供动力。根据计算流体力学和风洞测试技术,在运动员身体最突出的部位(前胸和后背肩胛骨区)增加了微小突起物,以减低阻力。,#2,苍蝇仿生学,令人讨厌的苍蝇,与航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学将它们紧密的联系在一起。苍蝇是有名的“逐臭之夫”,凡是腥脏污秽的地方,都有它的踪迹。
4、苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅得到。 但是苍蝇没有“鼻子”,他靠什么来充当嗅觉的呢?苍蝇的“鼻子”嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。,数据来源,关注变量,苍蝇每一个鼻子只有一个鼻孔与外界相通,内含数百个嗅觉神经细胞。若有气味进入鼻孔,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。仿生专家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器官和特征,仿制出一种非常独特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号
5、经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱内,用来检测舱内气体的成分。现在,这种气体分析仪的探头变成了金属,也是按苍蝇触角的特点来设计的。这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井内的有害气体。,建立零假说,确定检验结果,一只苍蝇停在桌上,如果你想用书本来打死它,那么它总是会在你的书本还未落下去的时候,逃之天天。这是为什么呢?经过研究人们发现苍蝇的每只眼睛是由5一6千个小眼构成的,每只小眼都能独立地看到一个影象,然后苍蝇把这5-6千个影象重叠,这样就把物体看得格外清楚,并且大大提高了分辨率。经测试,一个人在看到一个物体后,需要5%
6、秒才能分辨,而苍蝇只需要1%秒。这也就是说一只苍蝇能清清楚楚的看出从眼前飞过的一只箭而人则永远不行。人们根据苍蝇复眼的构造,仿造了蝇眼相机,其镜由1329块小透镜粘合而成,分辨率达到4000条线厘米,这种照相机被应用来复制计算机的显微电路,苍蝇复眼放大375倍,苍蝇复眼,苍蝇复眼仿生,苍蝇可以脱离捕捉,除了复眼的功劳外,楫翅也在起着很大作用。楫翅位于苍蝇的后翅位置,是后翅退化后形成的,形状与哑铃有些相似,它能够使苍蝇往后“开倒车”,并能使它很快飞离“危险之地”。楫翅的作用不仅能使苍蝇脱离危险,还能为它本身导航。它能够保持苍蝇的飞行方向,使它不至于在原地兜圈子,人们根据这个原理仿制了振动陀螺仪,后又成功地研制了振弦角速度陀螺和振动梁角速率陀螺,这种导航仪现已用于高速飞行的火箭和飞机,使飞机和飞行着的火箭的稳定度提高。,苍蝇还有很多其他方面的应用,根据苍蝇抗病菌的特性,科学家可以研制不产生抗药性的抗生素。它的幼虫蛋白质丰富,可以制成饲料。随处可见的苍蝇是个仿生学的宝贝。,结束,谢谢,