大自然的啟示
一、 通過動(dòng)物啟發(fā)發(fā)明創(chuàng)造的：
青蛙肌肉——抗干擾系統(tǒng)
響尾蛇——紅外技術(shù)
昆蟲的觸角——天線
蜜蜂的超順磁鐵——導(dǎo)航超長波
人力增強(qiáng)器——步行機(jī)
鋸子——鋸齒草
尼龍搭扣——蒼耳屬植物
人工冷光——螢火蟲
現(xiàn)代起重機(jī)的掛鉤——?jiǎng)游锏淖ψ?br />小鳥——飛機(jī)
青蛙——電子蛙眼
鯊魚——潛水艇
變色龍——便衣
鯨魚——提高輪船速度
蜻蜓——讓飛機(jī)的機(jī)翼不會(huì)破碎
長頸鹿——抗荷服
海母——暴雨檢查器
龍蝦——?dú)馕短綔y儀
飛機(jī)———大雁
機(jī)器人——人
蝴蝶——迷彩服
甲殼蟲——裝甲車
鴨蹼——櫓板
蒼蠅——復(fù)眼照相機(jī)

螢火蟲 日光燈 蜘朱絲 防彈衣

海豚 超聲波 聲納

動(dòng)物在億萬年的漫長進(jìn)化過程中，逐步形成了各種奇異的構(gòu)造，特殊的功能和有趣的習(xí)性。人們通過長期的觀察和研究，從動(dòng)物身上得到許許多多極其寶貴的啟示。人類按照動(dòng)物的體型結(jié)構(gòu)和特殊功能，創(chuàng)造發(fā)明了性能優(yōu)異的新型機(jī)械系統(tǒng)、儀器設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)和工藝流程，這就是仿生學(xué)。 古人看到魚兒在水中自由地游來游去，是多么羨慕魚的本領(lǐng)啊！后來模仿魚的體形做成船體，仿照魚的胸鰭和尾鰭，制成雙槳和單櫓，從此人類就能在水上自由行動(dòng)了。從鳥的飛行原理，制造了飛機(jī)，在蔚藍(lán)色的天空中飛翔，實(shí)現(xiàn)了人類夢寐以求的飛上天空的愿望。 通過研究狗的鼻子，人類模仿制成了小型、快速、靈敏的自動(dòng)分析儀——“電子鼻”，可以用于化學(xué)、食品工業(yè)，也可以用于分析礦井、倉庫、潛艇和宇宙飛船座艙里的氣體成分，還可以用于探礦和作輸氣管道的檢漏。現(xiàn)在還研究成功了“電子警犬”，可以用來測定毒氣，檢測染料、漆、酸、氨、苯、瓦斯及新鮮蘋果和香蕉的氣味，可以測定氣體一千萬分之一的濃度，其靈敏度已達(dá)到了狗鼻的水平，還可以用作偵緝工作。 通過研究魚的呼吸器官——鰓，人類模仿魚鰓的結(jié)構(gòu)，用兩層硅橡膠薄膜做成了具有鰓的功能的半透明膜，可以作為人在水中呼吸使用的“人工鰓”。人類還根據(jù)鱷魚排鹽的機(jī)理，制成了高效的“淡化器”，可以用于提取或濃集某些分散狀態(tài)的元素…… 蒼蠅的眼睛是六千至八千只小眼組成的，叫復(fù)眼。人類模仿蒼蠅的眼睛，制成了“復(fù)眼照相機(jī)”。在人造衛(wèi)星上裝上這種照相機(jī)，一次能拍下一千三百二十九張不同的照片，可用于復(fù)制電子計(jì)算機(jī)的特別精細(xì)的顯微線路。如果用這種照相機(jī)進(jìn)行郵票印刷的制版工作，在一塊板上印二十五張郵票，一次拍照就可以制成一塊版。而用普通照相機(jī)，則要一張一張地拍二十五次。 人類研究了卵生動(dòng)物的卵殼，薄而堅(jiān)固，耐壓力強(qiáng)。模仿卵殼的外形特點(diǎn)，創(chuàng)造了“薄殼結(jié)構(gòu)”，省料耐壓，廣泛應(yīng)用在建筑工程上。 人類通過研究螢火蟲等生物發(fā)光，正在進(jìn)一步造出新型的高效人工冷光源。如果能創(chuàng)造出一種象生物放光的物質(zhì)一樣，涂在室內(nèi)墻壁上，白天能接受光照，貯存能量，夜晚就自然地發(fā)出光亮來，那該是多好啊! 可見，研究動(dòng)物的特點(diǎn)，有助于開闊眼界，解放思想，大膽想象，勇于實(shí)踐，從而設(shè)計(jì)出各種各樣的工程機(jī)械藍(lán)圖，創(chuàng)制出更加精致、更加完善的現(xiàn)代技術(shù)裝置。

蒼蠅是細(xì)菌的傳播者，誰都討厭它。可是蒼蠅的楫翅（又叫平衡棒）是“天然導(dǎo)航儀”，人們模仿它制成了“振動(dòng)陀螺儀”。這種儀器目前已經(jīng)應(yīng)用在火箭和高速飛機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛。 蒼蠅的眼睛是一種“復(fù)眼”，由30O0多只小眼組成，人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”。“蠅眼透鏡”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的，用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機(jī)”，一次就能照出千百張相同的相片。這種照相機(jī)已經(jīng)用于印刷制版和大量復(fù)制電子計(jì)算機(jī)的微小電路，大大提高了工效和質(zhì)量。“蠅眼透鏡”是一種新型光學(xué)元件，它的用途很多。
利用仿生學(xué)原理的成績還有很多，如蛙眼雷達(dá)等…

長頸鹿 ——航天高壓服
鳥——飛機(jī)
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從蝙蝠身上學(xué)會(huì)了雷達(dá)，從青蛙身上發(fā)明了電子蛙眼，五彩的蝴蝶錦色粲然，如重月紋鳳蝶、褐脈金斑蝶等，尤其是螢光翼鳳蝶，其后翅在陽光下時(shí)而金黃，時(shí)而翠綠，有時(shí)還由紫變藍(lán)。科學(xué)家通過對蝴蝶色彩的研究，為軍事防御帶來了極大的裨益。在二戰(zhàn)期間，德軍包圍了列寧格勒，企圖用轟炸機(jī)摧毀其軍事目標(biāo)和其他防御設(shè)施。蘇聯(lián)昆蟲學(xué)家施萬維奇根據(jù)當(dāng)時(shí)人們對偽裝缺乏認(rèn)識的情況，提出利用蝴蝶的色彩在花叢中不易被發(fā)現(xiàn)的道理，在軍事設(shè)施上覆蓋蝴蝶花紋般的偽裝。因此，盡管德軍費(fèi)盡心機(jī)，但列寧格勒的軍事基地仍安然無惹，為贏得最后的勝利奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)同樣的原理，后來人們還生產(chǎn)出了迷彩服，大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。

人造****在太空中由于位置的不斷變化可引起溫度驟然變化，有時(shí)溫差可高達(dá)兩、三百度，嚴(yán)重影響許多儀器的正常工作。科學(xué)家們受蝴蝶身上的鱗片會(huì)隨陽光的照射方向自動(dòng)變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā)，將人造****的控溫系統(tǒng)制成了葉片正反兩面輻射、散熱能力相差很大的百葉窗樣式，在每扇窗的轉(zhuǎn)動(dòng)位置安裝有對溫度敏感的金屬絲，隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開合，從而保持了人造****內(nèi)部溫度的恒定，解決了航天事業(yè)中的一大難題。

甲蟲與仿生

屁步甲****蟲自衛(wèi)時(shí)，可噴射出具有惡臭的高溫液體“****彈”，以迷惑、刺激和驚嚇敵害。科學(xué)家將其解剖后發(fā)現(xiàn)甲蟲體內(nèi)有3個(gè)小室，分別儲有二元酚溶液、雙氧水和生物酶。二元酚和雙氧水流到第三小室與生物酶混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，瞬間就成為100℃的毒液，并迅速射出。這種原理目前已應(yīng)用于軍事技術(shù)中。二戰(zhàn)期間，德國納粹為了戰(zhàn)爭的需要，據(jù)此機(jī)理制造出了一種功率極大且性能安全可靠的新型發(fā)動(dòng)機(jī)，安裝在飛航式導(dǎo)彈上，使之飛行速度加快，安全穩(wěn)定，命中率提高，英國倫敦在受其轟炸時(shí)損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發(fā)研制出了先進(jìn)的二元化武器。這種武器將兩種或多種能產(chǎn)生毒劑的化學(xué)物質(zhì)分裝在兩個(gè)隔開的容器中，****彈發(fā)射后隔膜破裂，兩種毒劑中間體在彈體飛行的8—10秒內(nèi)混合并發(fā)生反應(yīng)，在到達(dá)目標(biāo)的瞬間生成致命的毒劑以殺傷敵人。它們易于生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸，安全且不易失效。螢火蟲可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成光能，且轉(zhuǎn)化效率達(dá)100%，而普通電燈的發(fā)光效率只有6%。人們模仿螢火蟲的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍，大大節(jié)約了能量。另外，根據(jù)甲蟲的視動(dòng)反應(yīng)機(jī)制研制成功的空對地速度計(jì)已成功地應(yīng)用于航空事業(yè)中。

蜻蜓與仿生

蜻蜒通過翅膀振動(dòng)可產(chǎn)生不同于周圍大氣的局部不穩(wěn)定氣流，并利用氣流產(chǎn)生的渦流來使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飛行，還能向后和左右兩側(cè)飛行，其向前飛行速度可達(dá)72km/小時(shí)。此外，蜻蜒的飛行行為簡單，僅靠兩對翅膀不停地拍打。科學(xué)家據(jù)此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研制成功了直升飛機(jī)。飛機(jī)在高速飛行時(shí)，常會(huì)引起劇烈振動(dòng)，甚至有時(shí)會(huì)折斷機(jī)翼而引起飛機(jī)失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時(shí)安然無恙，于是人們仿效蜻蜒在飛機(jī)的兩翼加上了平衡重錘，解決了因高速飛行而引起振動(dòng)這個(gè)令人棘手的問題。

為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動(dòng)力學(xué)以及其飛行的效率，一個(gè)四葉驅(qū)動(dòng)，用遠(yuǎn)程水平儀控制的機(jī)動(dòng)機(jī)翼（翅膀）模型被研制，并第一次在風(fēng)洞內(nèi)測試了各項(xiàng)飛行參數(shù)。

第二個(gè)模型試圖安裝一個(gè)以更快頻率飛行的翅膀，達(dá)到每秒18次震動(dòng)的速度。有特色的是，這個(gè)模型采用了可變可調(diào)節(jié)前后兩對機(jī)翼之間相差的裝置。

研究的中心和長遠(yuǎn)目標(biāo)，是要研究使用“翅膀”驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)表現(xiàn)，以及與傳統(tǒng)的螺旋推動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)效率的比較等等。

蒼蠅與仿生

家蠅的特別之處在于它的快速的飛行技術(shù)，這使得它很難被人類抓住。即使在它的后面也很難接近它。它設(shè)想到了每一種情況，非常小心，并能快速移動(dòng)。那么，它是怎么做到的呢？

昆蟲學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，蒼蠅的后翅退化成一對平衡棒。當(dāng)它飛行時(shí)，平衡棒以一定的頻率進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)，可以調(diào)節(jié)翅膀的運(yùn)動(dòng)方向，是保持蒼蠅身體平衡的導(dǎo)航儀。科學(xué)家據(jù)此原理研制成一代新型導(dǎo)航儀——振動(dòng)陀螺儀，大大改進(jìn)了飛機(jī)的飛行性能，可使飛機(jī)自動(dòng)停止危險(xiǎn)的滾翻飛行，在機(jī)體強(qiáng)烈傾斜時(shí)還能自動(dòng)恢復(fù)平衡，即使是飛機(jī)在最復(fù)雜的急轉(zhuǎn)彎時(shí)也萬無一失。蒼蠅的復(fù)眼包含4000個(gè)可獨(dú)立成像的單眼，能看清幾乎360。范圍內(nèi)的物體。在蠅眼的啟示下，人們制成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高分辨率照片的蠅眼照像機(jī)，在軍事、醫(yī)學(xué)、航空、航天上被廣泛應(yīng)用。蒼蠅的嗅覺特別靈敏并能對數(shù)十種氣味進(jìn)行快速分析且可立即作出反應(yīng)。科學(xué)家根據(jù)蒼蠅嗅覺器官的結(jié)構(gòu)，把各種化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成電脈沖的方式，制成了十分靈敏的小型氣體分析儀，目前已廣泛應(yīng)用于宇宙飛船、潛艇和礦井等場所來檢測氣體成分，使科研、生產(chǎn)的安全系數(shù)更為準(zhǔn)確、可靠。

蜂類與仿生

蜂巢由一個(gè)個(gè)排列整齊的六棱柱形小蜂房組成，每個(gè)小蜂房的底部由3個(gè)相同的菱形組成，這些結(jié)構(gòu)與近代數(shù)學(xué)家精確計(jì)算出來的——菱形鈍角109°28’，銳角70°32’完全相同，是最節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)，且容量大、極堅(jiān)固，令許多專家贊嘆不止。人們仿其構(gòu)造用各種材料制成蜂巢式夾層結(jié)構(gòu)板，強(qiáng)度大、重量輕、不易傳導(dǎo)聲和熱，是建筑及制造航天飛機(jī)、宇宙飛船、人造****等的理想材料。蜜蜂復(fù)眼的每個(gè)單眼中相鄰地排列著對偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太陽準(zhǔn)確定位。科學(xué)家據(jù)此原理研制成功了偏振光導(dǎo)航儀，早已廣泛用于航海事業(yè)中。

其它昆蟲與仿生

跳蚤的跳躍本領(lǐng)十分****，航空專家對此進(jìn)行了大量研究，英國一飛機(jī)制造公司從其垂直起跳的方式受到啟發(fā)，成功制造出了一種幾乎能垂直起落的鷂式飛機(jī)。現(xiàn)代電視技術(shù)根據(jù)昆蟲單復(fù)眼的構(gòu)造特點(diǎn)，造出了大屏幕彩電，又可將一臺臺小彩電熒光屏組成一個(gè)大畫面，且可在同一屏幕上任意位置框出某幾個(gè)特定的小畫面，既可播映相同的畫面，又可播映不同的畫面。科學(xué)家根據(jù)昆蟲復(fù)眼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)研制成功的多孔徑光學(xué)系統(tǒng)裝置，更易于搜索到目標(biāo)，已在國外一些重要武器系統(tǒng)中應(yīng)用。根據(jù)某些水生昆蟲的組成復(fù)眼的單眼之間相互抑制的原理，制成的側(cè)抑制電子模型，用于各類攝影系統(tǒng)，拍出的照片可增強(qiáng)圖像邊緣反差和突出輪廓，還可用來提高雷達(dá)的顯示靈敏度，也可用于文字和圖片識別系統(tǒng)的預(yù)處理工作。美國利用昆蟲復(fù)眼加工信息及定向?qū)Ш皆恚兄屏司哂泻艽髮?shí)用價(jià)值的仿昆蟲復(fù)眼尋的末制導(dǎo)導(dǎo)引頭的工程模型。日本利用昆蟲形態(tài)及特性開發(fā)研制了六足機(jī)器人等工學(xué)機(jī)器和建筑物的新構(gòu)造方式。

未來展望

昆蟲在億萬年的進(jìn)化過程中，隨著環(huán)境的變遷而逐漸進(jìn)化，都在不同程度地發(fā)展著各自的生存本領(lǐng)。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對昆蟲的各種生命活動(dòng)掌握得越來越多，越來越意識到昆蟲對人類的重要性，再加上信息技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)新一代生物電子技術(shù)在昆蟲學(xué)上的應(yīng)用，模擬昆蟲的感應(yīng)能力而研制的檢測物質(zhì)種類和濃度的生物傳感器，參照昆蟲神經(jīng)結(jié)構(gòu)開發(fā)的能夠模仿大腦活動(dòng)的計(jì)算機(jī)等等一系列的生物技術(shù)工程，將會(huì)由科學(xué)家的設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，并進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域，昆蟲將會(huì)為人類做出更大的貢獻(xiàn)
海豚-----聲納
鳥-------飛機(jī)
昆蟲-----液壓裝置
蛇-------紅外線
魚-------潛水艇
蜘蛛----人造纖維
烏龜-----裝甲車
貓眼-----夜視儀
海豚-----潛水艇
野豬的鼻子-----世界第一防毒面具
袋鼠-----沙漠運(yùn)動(dòng)的獨(dú)輪汽車
變色龍----軍事偽裝裝備

直升機(jī)。圓頭船