问人们从动物身上受到了什么启示

仿生学是生物学、数学和工程技术学互相渗透而结合成的一门新兴的边缘科学。第一届仿生学会议为仿生学确定了一个有趣而形象的标志：一个巨大的积分符号，把解剖刀和电烙铁“积分”在一起。这个符号的含义不仅显示出仿生学的组成，而且也概括表达了仿生学的研究途径。 仿生学的任务就是要研究生物系统的优异能力及产生的原理，并把它模式化，然后应用这些原理去设计和制造新的技术设备。 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。 力学仿生 ◇力学仿生，是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质，以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如，建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑，模仿股骨结构建造的立柱，既消除应力特别集中的区域，又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构，把人工海豚皮包敷在船舰外壳上，可减少航行揣流，提高航速； ◇分子仿生，是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如，在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后，合成了一种类似有机化合物，在田间捕虫笼中用千万分之一微克，便可诱杀雄虫； ◇能量仿生，是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程； ◇信息与控制仿生，是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理，研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上，并在此基础上构造出新型计算机。 模仿人类学习过程，制造出一种称为“感知机”的机器，它可以通过训练，改变元件之间联系的权重来进行学习，从而能实现模式识别。此外，它还研究与模拟体内稳态，运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制，以及人-机系统的仿生学方面。 某些文献中，把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生，而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。 仿生学的范围很广，信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要，另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段，使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究，大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟，生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。 控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程，都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统；而生物控制论则从控制论的一般原理，从技术科学的理论出发，为生物行为寻求解释。 最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节，而是要理解生物系统的工作原理，以实现特定功能为中心目的。—般认为，在仿生学研究中存在下列三个相关的方面：生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础，后者是目的，而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。 由于生物系统的复杂性，搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期，而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作，这是限制仿生学发展速度的主要原因。 仿生学现象简表： 1.从令人讨厌的苍蝇身上，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。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。 2.从萤火虫到人工冷光。 3.从电鱼到伏特电池。 4.水母的顺风耳，仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，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。 5.人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真。 电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场，它能监视飞机的起飞与降落，若发现飞机将要发生碰撞，能及时发出警报。在交通要道，它能指挥车辆的行驶，防止车辆碰撞事故的发生。 6.根据蝙蝠超声定位器的原理，人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今，有类似作用的“超声眼镜”也已制成。 7.模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。 8.根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器——步行机。 9.现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。 10.屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。 11.船桨模仿的是鸭的蹼。 12.锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。 13.苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。 14.嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。 15.壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。 16.贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固，这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。 17.树叶的排列和悉尼大剧院的建设。 18.潜水艇和鱼的沉浮。 19.响尾蛇能感知附近动物的体温而准确捕获猎物和红外制导空对空响尾蛇导弹。 20.人们根据章鱼发明烟雾弹。 21.根据蛋壳发现拱形的承受力量。 22.飞机飞行时产生的剧烈抖动是根据蜻蜓改善的。 23.变色衣服是学习蝴蝶上的鳞片。 24.防水衣服是仿荷叶造的。 25.鼠标是仿老鼠的。 26.从长颈鹿将血液通过长长的颈从到头部中得到启示，设计出特殊的器械，使宇航员在失重状态下，体内的血液也能正常输送到离心脏较远的下肢。 27.从鲸特殊的形体“流线体”得到启示，改进了船体设计，提高了航行速度。 28.模仿袋鼠跳跃，发明越野车。 29.模仿某些贝壳制成外壳坚硬的坦克。 30.从鱼类在水中自由升降得到启示，发明了潜水艇。 31.模仿袋鼠的育儿袋，发明了育儿箱。 32.根据蝴蝶发明了迷彩服。

鸽子与“预警雷达” 鸽子有一双十分锐利的眼睛，这眼有着奇妙的生理结构，它的视网膜主要由三层组成：外层的视锥体即光感受器，是一种生物转换器，能把眼睛所看到的光学图像转变成电化学信号；中层的双极细胞，把这些电化学信号编码为一系列脉冲，发往后层的神经节细胞。这样经过一再变换加工的光学图像的信息，最后由视神经传到了视觉系统的高级部位——视顶盖。鸽子视网膜能对亮度、边缘、方向及运动等发出特殊反应。所以，人们称鸽眼为“神目”。科学家们模仿鸽眼视网膜中的视锥体、双极细胞和神经节细胞，研制了“鸽眼电子模型”，它能改进雷达系统即“预警雷达”，可部署在国境线或飞机场上。 蜜蜂与“偏振定向器” 勤劳的蜜蜂是采花粉酿蜜的能手。据计算，要酿1公斤蜜，蜜蜂必须采集200万朵花的粉，来回飞翔45万公里。人们不禁要问，蜜蜂为什么不会“迷路”呢?原来，蜜蜂的头上有一对奇异的复眼，每只复眼由6300个单眼组成，光线进入眼晶体，通过晶锥，就到达含有感光色素的感光束。感光色素位于密集的微绒毛中，感光色素分子对偏振光特别敏感，因而有着良好的定向功能，能测出天空中不同亮度的各个地段。蜜蜂就是用众多的单眼来感受太阳偏振光，即使乌云蔽日，它们也能根据太阳方位的变化，进行时间、方向的校正。因此，它们外出采蜜和回巢，不会迷失方向。科学家受蜜蜂偏振光定向本领的启示，研制了“偏光天文罗盘”，现已用于航空和航海领域。 蚊虫与“微型侦察器” 在夏天，蚊子是一种非常讨厌的害虫，还会传播疾病。可是蚊子为什么在黑暗中也能找到吸血的对象呢?经科学家研究发现，蚊子虽细小，但是也有诸多特异功能。在每个蚊子身上，有着非常灵敏的二氧化碳传感器、红外线传感器及超声波传感器。蚊子就是利用这些传感器在黑暗中寻找吸血的对象，而人体呼出二氧化碳并辐射红外线。这些特异功能给了科学家们启示。美国专家新近推出了一种如同蚊蚁般的“超微型机器虫”。这种机器虫腹内装有微型传感器，具有视觉、嗅觉和触觉功能，它能飞、能爬、能在水中穿行，并能搜集敌方情报，然后把情报记录下来和发送出去，将来还可以用于人体医学、地球科学和宇宙飞行等许多领域。 鱼鳃与“吸氧式瓶盖” 鱼鳃能最大限度地从水中吸取氧，供鱼儿的生命需要，而人的血红蛋白能携带氧随血液在体内循环参与各种新陈代谢过程。科学家从中得了启示，于是便组合成了一种类似血红素结构的物质，能从空气或水中吸取氧，另外，这种氧吸收剂的发明还展现出美妙的前景：如，美国海军拥有一种鱼雷，可自行在海洋中巡逻，长期监视敌方潜艇，这种鱼雷像鱼一样在水中“呼吸”——吸取水中的氧。氧与燃料进行氧化反应产生能量作为鱼雷的动力。有了这样方便高效的小东西，需要输氧的病人就不必拖着个大氧气袋，只需把装有电池和氧吸收剂的一本书大小的装置系在腰上，就可边漫步，边吸氧了。

都是感情动物 或悲或喜 蝙蝠--超声波声纳仪 蝴蝶--百叶窗，卫星太阳能电池板 蜂鸟--直升飞机