四年級(jí)科學(xué)有趣的仿生學(xué)

1、有趣的仿生學(xué) 仿生學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科，形成于20世紀(jì)60年代，它是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、能量轉(zhuǎn)換和信息加工的處理過(guò)程，用來(lái)改善現(xiàn)有的或創(chuàng)造出嶄新的機(jī)械、儀器、建筑結(jié)構(gòu)和工藝過(guò)程的邊緣學(xué)科。仿生技術(shù)是發(fā)展現(xiàn)代高新技術(shù)的重要途徑之一。1.我國(guó)最早的仿生師魯班 我國(guó)古代杰出的工匠魯班，我國(guó)古代杰出的工匠魯班，在一次上山砍樹(shù)時(shí)，不小在一次上山砍樹(shù)時(shí)，不小心被一棵小草劃破了手，心被一棵小草劃破了手，他好奇地摘下草葉觀察，他好奇地摘下草葉觀察，發(fā)現(xiàn)葉子的邊緣有許多鋒發(fā)現(xiàn)葉子的邊緣有許多鋒利的小齒，于是突發(fā)奇想，利的小齒，于是突發(fā)奇想，把鐵片磨上細(xì)齒用來(lái)割斷把鐵片磨上細(xì)齒用來(lái)割斷木頭，從而發(fā)明了常用的木

2、頭，從而發(fā)明了常用的伐木工具伐木工具鋸。鋸的發(fā)鋸。鋸的發(fā)明是魯班從帶齒的葉片得明是魯班從帶齒的葉片得到的啟發(fā)。到的啟發(fā)。2.高速運(yùn)轉(zhuǎn)的恐龍鉆頭 鴨嘴龍是史前巨型爬鴨嘴龍是史前巨型爬行動(dòng)物，它的牙床上行動(dòng)物，它的牙床上重重疊疊地長(zhǎng)了約重重疊疊地長(zhǎng)了約600顆牙齒，它們的牙齒顆牙齒，它們的牙齒是雙層的，如果上面是雙層的，如果上面的牙齒磨掉了，下面的牙齒磨掉了，下面的牙齒會(huì)補(bǔ)上去。外的牙齒會(huì)補(bǔ)上去。外層的牙不能用了，內(nèi)層的牙不能用了，內(nèi)層的牙齒會(huì)自動(dòng)補(bǔ)上層的牙齒會(huì)自動(dòng)補(bǔ)上去，繼續(xù)使用。去，繼續(xù)使用。 機(jī)械師模仿鴨嘴龍牙齒的機(jī)械師模仿鴨嘴龍牙齒的排列形狀，設(shè)計(jì)制成了一排列形狀，設(shè)計(jì)制成了一種恐龍鉆頭。

3、這種新鉆頭種恐龍鉆頭。這種新鉆頭模仿鴨嘴龍的牙齒，裝了模仿鴨嘴龍的牙齒，裝了兩層，內(nèi)層的齒嵌在較軟兩層，內(nèi)層的齒嵌在較軟的材料上，當(dāng)外層的齒磨的材料上，當(dāng)外層的齒磨壞了不能使用時(shí)，鉆頭繼壞了不能使用時(shí)，鉆頭繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，就會(huì)將這層軟材續(xù)旋轉(zhuǎn)，就會(huì)將這層軟材料磨掉，露出內(nèi)層的齒，料磨掉，露出內(nèi)層的齒，于是鉆頭又可以繼續(xù)鉆進(jìn)于是鉆頭又可以繼續(xù)鉆進(jìn)了。這種鉆頭減少了調(diào)換了。這種鉆頭減少了調(diào)換鉆頭的麻煩，其鉆進(jìn)速度鉆頭的麻煩，其鉆進(jìn)速度是一般鉆頭的是一般鉆頭的2倍。倍。4.導(dǎo)彈命名“響尾蛇” 響尾蛇是一種毒性很響尾蛇是一種毒性很強(qiáng)的蛇，它有一種能強(qiáng)的蛇，它有一種能探測(cè)周圍環(huán)境中溫度探測(cè)周圍環(huán)境中溫度變化的

4、紅外線感受器，變化的紅外線感受器，長(zhǎng)在眼睛與鼻孔之間長(zhǎng)在眼睛與鼻孔之間的頰窩里。由于響尾的頰窩里。由于響尾蛇具備了這種紅外線蛇具備了這種紅外線感受器，在黑暗中也感受器，在黑暗中也能準(zhǔn)確無(wú)誤地捕獲獵能準(zhǔn)確無(wú)誤地捕獲獵物。物。 美國(guó)的海軍武器研究美國(guó)的海軍武器研究中心，利用這一原理，中心，利用這一原理，研制出一種空對(duì)空導(dǎo)研制出一種空對(duì)空導(dǎo)彈的敏感器件，能夠彈的敏感器件，能夠探測(cè)來(lái)自目標(biāo)的紅外探測(cè)來(lái)自目標(biāo)的紅外輻射，從而緊緊盯住輻射，從而緊緊盯住目標(biāo)不放，直至把目目標(biāo)不放，直至把目標(biāo)摧毀。這種導(dǎo)彈被標(biāo)摧毀。這種導(dǎo)彈被命名為命名為“響尾蛇導(dǎo)響尾蛇導(dǎo)彈彈”。5.偽裝之王變色龍 變色龍學(xué)名叫變色龍學(xué)名叫“

5、避避役役”，它行動(dòng)遲緩，它行動(dòng)遲緩，面目可憎，渾身灰黑面目可憎，渾身灰黑色，布滿了疙瘩，可色，布滿了疙瘩，可是它在一晝夜中能變是它在一晝夜中能變換六七種顏色。原來(lái)，換六七種顏色。原來(lái)，變色龍的表皮上有一變色龍的表皮上有一個(gè)變幻無(wú)窮的個(gè)變幻無(wú)窮的“色彩色彩倉(cāng)庫(kù)倉(cāng)庫(kù)”，貯藏著黃、，貯藏著黃、綠、藍(lán)、黑等各種色綠、藍(lán)、黑等各種色素細(xì)胞，一旦周圍的素細(xì)胞，一旦周圍的光線、溫度和濕度發(fā)光線、溫度和濕度發(fā)生了變化，變色龍就生了變化，變色龍就隨之改變體色。隨之改變體色。軍裝 科學(xué)家仿照變色龍，制成科學(xué)家仿照變色龍，制成了一種既能自動(dòng)改變顏色，了一種既能自動(dòng)改變顏色，又始終與環(huán)境保持一致的又始終與環(huán)境保持一致

6、的軍裝。這種軍裝用一種對(duì)軍裝。這種軍裝用一種對(duì)光線變化很敏感的化學(xué)纖光線變化很敏感的化學(xué)纖維織成的布料制成，士兵維織成的布料制成，士兵穿上這種軍裝，可以放心穿上這種軍裝，可以放心地從白色的沙灘上登陸，地從白色的沙灘上登陸，在森林里軍裝是深綠色，在森林里軍裝是深綠色，在草地時(shí)又變成麻黃色的在草地時(shí)又變成麻黃色的了。了。6.鱷魚(yú)“流淚”的啟示 兇殘的鱷魚(yú)在吞食獵物時(shí)，兇殘的鱷魚(yú)在吞食獵物時(shí)，總是流著總是流著“悲傷悲傷”的眼淚，的眼淚，其實(shí)它們是在排泄體內(nèi)多余其實(shí)它們是在排泄體內(nèi)多余的鹽分。生活在咸水或海水的鹽分。生活在咸水或海水中的動(dòng)物，體內(nèi)都有一種特中的動(dòng)物，體內(nèi)都有一種特殊的結(jié)構(gòu)殊的結(jié)構(gòu)鹽腺，

7、各種鹽鹽腺，各種鹽腺的構(gòu)造基本一樣：中間是腺的構(gòu)造基本一樣：中間是一根導(dǎo)管，并向四周輻射出一根導(dǎo)管，并向四周輻射出幾千根細(xì)管，跟血管交織在幾千根細(xì)管，跟血管交織在一起，把血液中多余的鹽分一起，把血液中多余的鹽分離析出來(lái)，再通過(guò)中央的導(dǎo)離析出來(lái)，再通過(guò)中央的導(dǎo)管排泄到體外。管排泄到體外。 鹽腺是動(dòng)物天然的鹽腺是動(dòng)物天然的“咸水淡化器咸水淡化器”?？啤？茖W(xué)家從鱷魚(yú)的流淚中學(xué)家從鱷魚(yú)的流淚中得到啟示，模仿鹽腺得到啟示，模仿鹽腺的構(gòu)造原理，研制出的構(gòu)造原理，研制出一種體積小、重量輕、一種體積小、重量輕、效率高、價(jià)格低的效率高、價(jià)格低的“仿生海水淡化器仿生海水淡化器”，從根本上解決了海水從根本上解決了海

8、水淡化的難題。淡化的難題。7.啄木鳥(niǎo)與新型安全帽 啄木鳥(niǎo)一天可發(fā)出約啄木鳥(niǎo)一天可發(fā)出約600次的啄木聲，每啄一次的次的啄木聲，每啄一次的速度可達(dá)每秒速度可達(dá)每秒55，比，比空氣中的音速還快空氣中的音速還快1.6倍，倍，而它的頭部搖動(dòng)的速度更而它的頭部搖動(dòng)的速度更快，約每小時(shí)快，約每小時(shí)2 080，比射出的子彈還要快比射出的子彈還要快1倍倍多。此時(shí)，它頭部所受到多。此時(shí)，它頭部所受到的沖擊力約為所受重力的的沖擊力約為所受重力的1000倍，而一輛時(shí)速為倍，而一輛時(shí)速為56的汽車撞在一堵墻上，的汽車撞在一堵墻上，受到的沖擊力僅為所受重受到的沖擊力僅為所受重力的力的10倍。為什么啄木鳥(niǎo)倍。為什么啄木鳥(niǎo)

9、頭部可以受到那么大的力頭部可以受到那么大的力卻不會(huì)得腦震蕩卻不會(huì)得腦震蕩? 原來(lái)啄木鳥(niǎo)頭部的構(gòu)造與眾原來(lái)啄木鳥(niǎo)頭部的構(gòu)造與眾不同，它的腦殼非常堅(jiān)硬，不同，它的腦殼非常堅(jiān)硬，周圍還有一層海綿狀的骨骼，周圍還有一層海綿狀的骨骼，里面吸附著很多液體，能起里面吸附著很多液體，能起消震作用，頭部?jī)蓚?cè)還有強(qiáng)消震作用，頭部?jī)蓚?cè)還有強(qiáng)有力的肌肉系統(tǒng)，也能起到有力的肌肉系統(tǒng)，也能起到防震作用。科學(xué)家由此得到防震作用。科學(xué)家由此得到啟示，設(shè)計(jì)了一種新型安全啟示，設(shè)計(jì)了一種新型安全帽：外殼堅(jiān)固，里層松軟，帽：外殼堅(jiān)固，里層松軟，帽子下部有一個(gè)保護(hù)領(lǐng)圈，帽子下部有一個(gè)保護(hù)領(lǐng)圈，避免因突然而來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)避免因突然而來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所造成的腦損傷。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，所造成的腦損傷。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，比一般防護(hù)帽效果好得多。比一般防護(hù)帽效果好得多。蝙蝠是一門仿生學(xué)，蝙蝠是一門仿生學(xué)，那么，雷達(dá)就是它來(lái)那么，雷達(dá)就是它來(lái)制造的制造的蝙蝠也是一門仿生學(xué)，蝙蝠也是一門仿生學(xué)，那么雷達(dá)就是用蝙蝠的那么雷達(dá)就是用蝙蝠的仿生學(xué)制造的仿生學(xué)制造的。雞蛋也是一門仿生學(xué)雞蛋也是一門仿生學(xué)因?yàn)殡u蛋怎樣用手捏怎樣捏都捏不破因?yàn)殡u蛋怎樣用手捏怎樣捏都捏不破，所以用雞蛋式圓頂房來(lái)制造，可更，所以用雞蛋式圓頂房來(lái)制造，可更加堅(jiān)固。加堅(jiān)固。人人工工冷冷光光就就是是螢火蟲(chóng)也是一門仿生學(xué)螢火蟲(chóng)也是一門仿生學(xué)Glo