人们是怎样在生物启示下进行发明创造的?

人们是怎样在生物启示下进行发明创造的?
人们是怎样在生物启示下进行发明创造的?

人们是怎样在生物启示下进行发明创造的?
苍蝇与宇宙飞船
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了.
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹.苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到.但是苍蝇并没有“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.
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞.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.
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇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.就是把非常纤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里,用来检测舱内气体的成分.
这种小型气体分析仪,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.
从萤火虫到人工冷光
自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了.但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼.那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然.
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”.
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类.萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同.萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高.因此,生物光是一种人类理想的光.
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部.这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成.发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质.在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光.萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程.
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化.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,可在充满爆炸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.
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用.
电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有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.放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗.中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏；非洲电鲶能产生350伏的电压；电鳗能产生500伏的电压,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.
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于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、位置、电板数都不一样.电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中；电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;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.
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣.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”.对电鱼的研究,还给人们这样的启示：如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决.
水母的顺风耳
“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴.”生物的行为与天气的变化有一定关系.沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临.
水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了.这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了.
原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲.这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感.仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声.
仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官.把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向；指示器上的读数即可告知风暴的强度.这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义.
1.比较明显的一个例子是飞机：确切的说,飞机是根据流体力学中空气动力学原理制造出来的.不过人类很久以前,就向往像鸟儿一样能在空中自由的飞翔,在飞机没有出现以前,人类曾模仿鸟类做过多次飞行试验,只是都没有成功.也可以说,人类是受到了鸟儿的启发,进而在流体力学理论的支持下,发明了飞机.“早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行.设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器.”引号内容引自百度.
2.蜻蜓:人类受其飞行能力（空中悬停）的启发制造出了直升机,它为人类做出的另一大贡献是,人类根据仿生学原理,模仿蜻蜓“复眼”的特出功能,制造出了“相控阵雷达”.
相控阵雷达（引自百度） : 我们知道,蜻蜓的每只眼睛由许许多多个小眼组成,每个小眼都能成完整的像,这样就使得蜻蜓所看到的范围要比人眼大得多.与此类似,相控阵雷达的天线阵面也由许多个辐射单元和接收单元（称为阵元）组成,单元数目和雷达的功能有关,可以从几百个到几万个.这些单元有规则地排列在平面上,构成阵列天线.利用电磁波相干原理,通过计算机控制馈往各辐射单元电流的相位,就可以改变波束的方向进行扫描,故称为电扫描.辐射单元把接收到的回波信号送入主机,完成雷达对目标的搜索、跟踪和测量.每个天线单元除了有天线振子之外,还有移相器等必须的器件.不同的振子通过移相器可以被馈入不同的相位的电流,从而在空间辐射出不同方向性的波束.天线的单元数目越多,则波束在空间可能的方位就越多.这种雷达的工作基础是相位可控的阵列天线,“相控阵”由此得名.
3.苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹.苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到.但是苍蝇并没有“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.
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞.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.
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,仿制成一种十分奇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.就是把非常纤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里,用来检测舱内气体的成分.（引自百度）
4.苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它.可是苍蝇的楫翅,是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”.这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶.（引自百度）
5.最著名的例子要数蒸汽机：瓦特受到蒸汽将壶盖顶起的启发,而发明了蒸汽机.
牛顿根据苹果落地,发现了万有引力定律.
阿基米德在洗澡的时候感受到了水的浮力,从而发现了浮力定律.（这是我自己想到的）
6.每当说道人类受到大自然的启发时,人们往往很容易就想到了高端发明,其实我们的生活中就有很多例子.
我们身上穿的衣服所用的面料,很早以前都是天然的动植物纤维（棉花、麻、毛、蚕丝）纺织而成,如今的各种化纤纤维都是根据这些动植物纤维的性质制造出来的.（我觉得应该是这样）
7.我们每天都要面对的“镜子”,就是早期的人类发现了在水中、冰面里自己的倒影,受到的启发,进而发现光滑的表面可以显出自己的模样,最终发明了镜子.（同上）
8.刀、斧是古人被锋利的石头划破了手脚,受到启发首先制作出了石刀石斧,有了金属以后才逐步有了今天的刀斧. （同上）
9.有些人把今天的“船”的发明与“鱼联系在一起,其实不然.人类最早的船是古人根据木头能漂浮在水面的现象,进而将木头或竹子捆扎在一起做成的“木筏”或竹筏.直到人类掌握了浮力定律才逐步演变成木船,掌握了金属冶炼和机械动力（蒸汽机,内燃机）后,才有了今天的各种用途的大小金属体船只.不过人类根据仿生学原理,模仿多种鱼类、豚类等流线型躯体,对船只进行了改进道是真的. （因为在人类还没有对鱼类进行深入观察和研究时,人类很早就制造出了“船”,所以我认为模仿鱼来造船是不可能的.）

10.火箭是根据烟花发明的,其动力也是源自对飞行的向往（模仿鸟类）.火箭是现代发射人造卫星和宇宙飞船的运载工具,是我们祖先首先发明的.起初,只是用于过年过节放烟火时使用,到13世纪,人们把火箭用作战争武器,以后传入欧洲.
第一个想到利用火箭飞天的人是聪明的中国人——明朝的万户.14世纪末期,明朝的士大夫万户把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在椅子上,双手举着大风筝.设想利用火箭的推力,加上风筝的力量飞起.不幸火箭爆炸,万户也为此献出了生命 .（引自百度）
建议你到百度百科,查仿生学词条,也许会对你有所帮助.本来我以前回答网友类似的提问时,也曾把蝙蝠启发人类发明雷达作为答案,其实这是错的,你看了“仿生学”词条后就会明白,我已把蝙蝠哪一条改掉了.