学《仿生科学与技术》有感

发布时间:2024-11-08

学《仿生科学与技术》有感 通过学习《仿生科学与技术》,我很受启发。我们人类在研究技术过程中遇到的很多难题,在生物界中早已得到解决,然而以前我们却很少从生物界寻找答案。 我们应该学会向生物界学习,以自然为师。

早在四百多年前,达芬奇就着眼于鸟类,对其进行仔细的解剖,研究它的身体结构,观察它的飞行,设计制造了世界上第一架人造飞行器。这是可以说是仿生学的先驱。仿生学是指模仿生物建造技术装臵的科学,它是在上世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装臵和机器,创造新技术。仿生学从诞生到现在短短几十年的时间,为人类做出了巨大贡献。仿生学的为我们服务的例子比比皆是。

在学习《仿生科学与技术》过程中,老师给我们灌输了很多理论,讲述了很多例子,让我印象最深的是荷叶。老师告诉我们中国是世界上第一个做出纳米布的国家,用油或水往这种布上倒,既不会浸湿,也不会玷污。荷叶就具有这种性质,它具有良好的疏水性。国外科学家曾经提出,荷叶的疏水性在于其微米结构,而中科院化学所的研究员在研究中进一步发现,荷叶的疏水性在于其纳米结构。他们将这一成果与浙江某企业合作,研制出“防水”领带,并被江泽民主席作为礼物送给布什总统。更令我感到吃惊的是,有人从荷叶上获得灵感研究出的一种涂料,涂在

勺子上,原本脏乎乎的勺子用了一滴水就刷的干干净净。另外,利用荷叶的自“清洁效应” 生产的涂料可方便房屋或建筑物表面的清洁,减少了人们对于清洁剂的使用,有益于环境保护。这愈发让我感到仿生学的重要性。

另一个比较深刻的就非苍蝇莫属了。别看平时苍蝇很讨人厌,但我们确确实实向它们学到很多。苍蝇很难被抓住,即使在它后面也很难接近,这在日常生活中我们都深有体会。人类对其进行了很多研究。昆虫学家研究发现,苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时,平衡棒以一定的频率进行机械振动,可以调节翅膀的运动方向,是保持苍蝇身体平衡导航仪。科学家据此原理研制成振动陀螺仪,改进了飞机的飞行性能,可使飞机自动停止危险的滚翻飞行,在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡,即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。另外,在蝇眼的启示下,我们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机,这种蝇眼照相机广泛应用在军事、医学、航空、航天上。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构,制成了十分灵敏的小型气体分析仪,目前已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分,使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。 电鱼也让我颇感兴趣。自然界中有许多生物都能产生电,仅鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。 各种电鱼放电的本领各不相同,放电能力最强的要数电鳐、电鲶和电鳗了。据说有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,

称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。这也引起了人类的注意,经过对电鱼的解剖研究,发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位臵、电板数都不一样。比如电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。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特电池。

还有许许多多仿生学应用的例子。向萤火虫学习,我们获得了人工冷光;向水母学习,我们研究出水母耳风暴预测仪;向蓝藻学习,我们制造出光解水的装臵;向龙虾学习,我们创造出气味探测仪。研究鲨鱼,我们制造出性能更优良的泳衣;研究蝙蝠,我们发明了雷达;研究蝙蝠超声定位器的原理,我们发明了探路仪;研究壁虎脚趾,我们发明了粘性录音带;研究鱼儿,我们发明了潜水艇……太多太多,我不得不想世界上的每种生物都有我们要研究和学习的地方,只是我们没有去发掘,去探索。

这些发明让我不禁对生物界很感兴趣,对我们人类以前没有对生物界有太多注意而感到遗憾。令人欣慰的是,随着生产的需要和科学技术的发展,从50年代以来,人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一,自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。仿生学作为一门独立的学科,

于1960年9月正式诞生。仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。仿生学的主要研究方法就是提出模型,进行模拟。其研究程序大致有以下三个阶段:首先是对生物原型的研究。第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析,并使其内在的联系抽象化,用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型;最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型。

我们在生物模拟的过程中,应该不仅仅是简单的仿生,还要有自己的创新。也许最终建成的机器设备与生物原型不同,在某些方面甚至超过生物原型的能力。比如我们的计算机,在复杂的计算中比我们的计算能力要迅速和可靠的多。我们制造出的飞机在很多方面都远远超过了鸟的飞行能力。模仿不意味着抄袭,只有深入探索,不断尝试并加以创新才能研究出有价值的成果。

仿生学虽然很年轻,但是它绽放着绚丽的光彩,焕发着迷人的魅力,显示出无穷的活力。大千世界,无所不有。我们应该关注生物界,学会向生物界学习,以自然为师。我相信仿生学会有美好的发展前景,它也会我们人类的发展做出巨大的贡献的。

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