創(chuàng)新方法之-仿生法

仿生法?【創(chuàng)新故事】蒼蠅，被稱(chēng)為“四害”之一，令人討厭。但科學(xué)家卻拜蒼蠅為師，克服了很多難題，發(fā)明了很多新玩意。?1.新型導(dǎo)航儀——振動(dòng)陀螺儀。家蠅的特別之處在于它的快速飛行技術(shù)，這使得它很難被人類(lèi)抓住。即使在它的后面也很難接近它。那么，它是怎么做到的呢？?昆蟲(chóng)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，蒼蠅的后翅退化成一對(duì)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?？茖W(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(wàn)無(wú)一失。?2.蠅眼照像機(jī)。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度范圍內(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。?【定義】什么是仿生法呢？各種動(dòng)物和植物伴隨著我們度過(guò)了成千上萬(wàn)年，但人類(lèi)有意識(shí)地向它們學(xué)習(xí)卻是上世紀(jì)中期才開(kāi)始的。人們往往在遇到難以解決的問(wèn)題時(shí)就開(kāi)始細(xì)心地觀察動(dòng)物和植物，希望能從它們身上找到答案或啟示，這種有意識(shí)地模仿生物進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)明的方法叫仿生法。?我們?yōu)槭裁匆J(rèn)真向生物學(xué)習(xí)呢？有兩點(diǎn)：1.生物身上有太多我們不知道的秘密，而人對(duì)未知事物總是充滿了好奇。2.我們自己解決不了的問(wèn)題通過(guò)向其他生物學(xué)習(xí)獲得了解決，生物身上有很多的優(yōu)點(diǎn)，值得我們學(xué)習(xí)。?我們看一下飛機(jī)在研制過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題：人們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期反復(fù)的實(shí)踐，使飛機(jī)不論在速度、高度和飛行距離上都超過(guò)了鳥(niǎo)類(lèi)，但是在繼續(xù)研制更快更高的飛機(jī)時(shí)，設(shè)計(jì)師又碰到了一個(gè)難題，就是氣體動(dòng)力學(xué)中的顫振現(xiàn)象。當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí)，機(jī)翼發(fā)生有害的振動(dòng)，飛行越快，機(jī)翼的顫振越強(qiáng)烈，甚至使機(jī)翼折斷，造成飛機(jī)墜落，許多試飛的飛行員因此喪生。?飛機(jī)設(shè)計(jì)師們?yōu)榇嘶ㄙM(fèi)了巨大的精力研究消除有害的顫振現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的努力才找到解決這一難題的方法。就是在機(jī)翼前緣的遠(yuǎn)端上安放一個(gè)加重裝置，這樣就把有害的振動(dòng)消除了?？墒?，昆蟲(chóng)早在3億年以前就飛翔在空中了，它們也毫不例外地受到顫振的危害，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化，昆蟲(chóng)早已成功地獲得防止顫振的方法。生物學(xué)家在研究蜻蜓翅膀時(shí)，發(fā)現(xiàn)在每個(gè)翅膀前緣的上方都有一塊深色的角質(zhì)加厚區(qū)——翼眼或稱(chēng)翅痣。如果把翼眼去掉，蜻蜓飛行就變得蕩來(lái)蕩去。實(shí)驗(yàn)證明正是翼眼的角質(zhì)組織使蜻蜓飛行的翅膀消除了顫振的危害，這與設(shè)計(jì)師高超的發(fā)明何等相似。如果早跟蜻蜓學(xué)習(xí)，問(wèn)題早就解決了，用不著費(fèi)那么大的工夫，還有很多飛行員為此付出了生命的代價(jià)。所以向生物學(xué)習(xí)很有價(jià)值。?那么如何應(yīng)用仿生法呢？一、認(rèn)真觀察生物的現(xiàn)象生物身上隱藏著巨大的秘密，讓我們來(lái)看一下：1.小蚋是翅振速率最快的昆蟲(chóng)，每秒鐘可拍打60000萬(wàn)次。2.螞蟻是力氣最大的昆蟲(chóng)，它可支撐其體重300倍的重物。3.跳蚤是跳高冠軍，它一跳就是其體長(zhǎng)的200倍。這相當(dāng)于人跳400m高。4.蝗蟲(chóng)是飛行能力最強(qiáng)的昆蟲(chóng)，它可以連續(xù)不停地飛行9個(gè)小時(shí)。5.食量最大的天蛾幼蟲(chóng)，它在出生一個(gè)月內(nèi)可吃掉比其體重重80000倍的東西。6.移動(dòng)最快的昆蟲(chóng)是熱帶蟑螂，每秒鐘可移動(dòng)40～43倍體長(zhǎng)的距離，相當(dāng)于人每秒前進(jìn)130m。7.天蛾是嗅覺(jué)最靈敏的昆蟲(chóng)，其雄蛾可以在十幾公里以外嗅到雌蛾散發(fā)出的氣味。雖然雌蛾釋放的信息素只有00001mg。?二、聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題創(chuàng)造性地解決仿生工程車(chē)蝎子?仿生學(xué)-------利用研究出來(lái)生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)為工程技術(shù)提供新的設(shè)計(jì)思想和工作方式。提問(wèn)：請(qǐng)問(wèn)在你們的生活中有那些類(lèi)似的仿生設(shè)計(jì)呢？請(qǐng)舉出三個(gè)例子：1、

2、3、

防毒面具蜂窩設(shè)計(jì)鯊魚(yú)皮膚?舉例研究：防毒面具防毒面具從外形上分析其仿生的來(lái)源？仿生原理：根據(jù)野豬長(zhǎng)型鼻子中特殊的生理結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)出一種具有防御有毒氣體的工具。?舉例研究：蜂窩設(shè)計(jì)蜂窩輪胎蜂窩煤仿生優(yōu)點(diǎn)：1、質(zhì)量輕2、剛性高3、節(jié)省材料?舉例研究：鯊魚(yú)的皮膚海洋殺手------鯊魚(yú)由于它的游泳速度是同類(lèi)魚(yú)中的最快，原因是因?yàn)椋?

提速武器——鯊魚(yú)皮泳衣

鯊魚(yú)皮表面粗糙的V形皺褶可以大大減少水流的摩擦力，使身體周的水流更高效地流過(guò)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速游動(dòng)。?知識(shí)的拓展：仿生設(shè)計(jì)創(chuàng)造法應(yīng)用仿照貝殼的形狀，建成了悉尼歌劇院，成為著名的地標(biāo)式建筑。利用變色龍可以隨周?chē)h(huán)境改變自身顏色的特點(diǎn)，制作出來(lái)的戶外運(yùn)動(dòng)鞋。?飛機(jī)飛機(jī)的造型源于模仿飛鳥(niǎo)，這不僅僅是因?yàn)轱w鳥(niǎo)的形態(tài)優(yōu)美，而是其形態(tài)上的合理，由于它展開(kāi)時(shí)身體扁平，體積小、重量輕，因而產(chǎn)生的風(fēng)阻力小，使飛機(jī)飛行速度快且飛得高！?直升飛機(jī)?潛水艇潛水艇是模仿游魚(yú)，蛙泳是模仿青蛙，形態(tài)仿生便是利用具象的自然形態(tài)，結(jié)合相應(yīng)的藝術(shù)處理手法與設(shè)計(jì)理念，使之成為一個(gè)既有觀賞性，又具使用功能的設(shè)計(jì)作品

?超強(qiáng)粘合劑

幾年前，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到壁虎足墊上數(shù)百萬(wàn)個(gè)分叉的小剛毛所擁有的神奇力量，正是這種力量讓壁虎上演飛檐走壁的絕技。目前，科學(xué)家正在研制一系列模仿這種神奇力量的超強(qiáng)粘合劑，用以提高打造爬墻機(jī)器人?像海參一樣軟硬兼?zhèn)涞乃芰?/p>

當(dāng)受到驚嚇之后，身體柔軟的海參會(huì)分泌一種特殊化學(xué)物質(zhì)，能夠在幾秒鐘之內(nèi)將皮膚變硬，此時(shí)的皮膚如同一副鎧甲。這一軟硬兼?zhèn)涞谋绢I(lǐng)為科學(xué)家提供了靈感，促使他們研制一種遇水之后即由硬變軟的塑料材料。?模仿海鷗的偵察機(jī)

美國(guó)佛羅里達(dá)州大學(xué)工程師里克·林德從海鷗身上得到啟發(fā)，研制出一種能在高層建筑周?chē)鷮ふ页雎?，同時(shí)又可猛撲向林蔭大道的遠(yuǎn)程遙控偵察機(jī)，很多現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)正是由高層建筑和林蔭大道構(gòu)成。?在迅速飛動(dòng)的各種形狀的小動(dòng)物里，青蛙可立即識(shí)別出它最喜歡吃的蒼蠅和飛蛾，而對(duì)其他飛動(dòng)著的東西和靜止不動(dòng)景物都毫無(wú)反應(yīng)。弄清了蛙眼的原理和結(jié)構(gòu)，仿生學(xué)家就發(fā)明了電子蛙眼。青蛙與電子眼?水母順風(fēng)耳水母的順風(fēng)耳，仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能，設(shè)計(jì)了水母耳風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀，能提前15小時(shí)對(duì)風(fēng)暴作出預(yù)報(bào)，對(duì)航海和漁業(yè)的安全都有重要意義。

?仿鳥(niǎo)設(shè)計(jì)為高鐵降噪

日本新干線高速列車(chē)是世界上速度最快的列車(chē)之一，每小時(shí)的行駛距離接近200英里(約合321公里)。除此之外，由于采用“取經(jīng)”于貓頭鷹羽毛和翠鳥(niǎo)喙的降噪設(shè)計(jì)，行駛過(guò)程也出奇地安靜。?

螢火蟲(chóng)的特異功能是由它體內(nèi)所含的熒光素、熒光酶和氧氣相互作用的結(jié)果。

冷光燈?放眼看去，動(dòng)物在長(zhǎng)期進(jìn)化中逐漸形成了適合生存環(huán)境的種種形態(tài)，而保持這種形態(tài)的骨骼系統(tǒng)在強(qiáng)度、硬度和穩(wěn)定性等方而是很完美的。仿生建筑的分類(lèi)骨架形態(tài)的建筑結(jié)構(gòu)?昆蟲(chóng)單復(fù)眼與生物顯微鏡高級(jí)研究用正置生物顯微鏡：內(nèi)置“復(fù)眼”照明，使數(shù)碼成像更為理想。?汽車(chē)形態(tài)仿生??蝴蝶形建筑，在建筑形態(tài)上仿若一只只蝴蝶，在湖泊與樹(shù)林之間翩然飛舞。蝶型建筑讓建筑在最大比例上向湖泊開(kāi)放，蝶翅部分由黃金分割的橢圓弧形成，使建筑與自然融為一體，宛若天成。同時(shí)因?yàn)楹岚蚺c身體形態(tài)上的起伏，擴(kuò)大了戶型觀景空間，讓建筑與藝術(shù)完美結(jié)合。淺水半島蝴蝶形建筑?竹筍形建筑竹筍形建筑，其建筑形態(tài)仿佛破地向山的竹筍，充滿著建筑爆發(fā)力。竹筍形建筑中大量的鋼架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，使整個(gè)建筑體系在濃烈的現(xiàn)代主義風(fēng)格中還兼具了工業(yè)文明的建筑表現(xiàn)形式。同時(shí)該建筑整體趨于飽滿的設(shè)計(jì)，讓建筑在視覺(jué)穩(wěn)定性上達(dá)到一個(gè)新高度淺水半島?孔雀椅.漢斯·韋格納孔雀椅?蝴蝶和衛(wèi)星控溫系統(tǒng)遨游太空的人造衛(wèi)星，蝴蝶身體表面生長(zhǎng)著一層細(xì)小的鱗片，這些鱗片有調(diào)節(jié)體溫的作用。人造衛(wèi)星?鳥(niǎo)鳴壺?人們運(yùn)用仿生法發(fā)明碩果累累：1.從螢火蟲(chóng)到人工冷光。2.根據(jù)蛋殼發(fā)現(xiàn)拱形的承受力量。3.人們根據(jù)章魚(yú)發(fā)明煙霧彈。4.鼠標(biāo)是仿老鼠的。5.防水衣服是仿荷葉造的。6.現(xiàn)代起重機(jī)的掛鉤起源于許多動(dòng)物的爪子。7.船槳模仿的是鴨的蹼。8.潛水艇和魚(yú)的沉浮。9.變色衣服是學(xué)習(xí)蝴蝶上的鱗片。10.響尾蛇和空對(duì)空響尾蛇導(dǎo)彈。11.火箭升空利用的是水母、墨魚(yú)反沖原理。12.根據(jù)蝙蝠超聲定位器的原理，人們還仿制了盲人用的“探路儀”。這種探路儀內(nèi)裝一個(gè)超聲波發(fā)射器，盲人帶著它可以發(fā)現(xiàn)電桿、臺(tái)階、橋上的人等。13.人們根據(jù)蛙眼的視覺(jué)原理，研制成功一種電子蛙眼。這種電子蛙眼能像真的蛙眼那樣，準(zhǔn)確無(wú)誤地識(shí)別出特定形狀的物體。把電子蛙眼裝入雷達(dá)系統(tǒng)后，雷達(dá)抗干擾能力大大提高。?謝謝祝大家在創(chuàng)新活動(dòng)中取得豐碩成果?樹(shù)立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。10月-2310月-23Saturday,October14,2023人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。08:53:4408:53:4408:5310/14/20238:53:44AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。10月-2308:53:4408:53Oct-2314-Oct-23加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。08:53:4408:53:4408:53Saturday,October14,2023安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。10月-2310月-2308:53:4408:53:44October14,2023踏實(shí)肯干，努力奮斗。2023年10月14日8:53上午10月-2310月-23追求至善憑技術(shù)開(kāi)拓市場(chǎng)，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹(shù)立形象。14十月20238:53:44上午08:53:4410月-23按章操作莫亂改，合理建議提出來(lái)。十月238:53上午10月-2308:53October14,2023作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2023/10/148:53:4408:53:4414October2023好的事情馬上就會(huì)到來(lái)，一切都是最好的安排。8:53