主題仿生機(jī)器魚設(shè)計(jì)心得體會(huì)總結(jié)(6篇)

心中有不少心得體會(huì)時(shí)，不如來(lái)好好地做個(gè)總結(jié)，寫一篇心得體會(huì)，如此可以一直更新迭代自己的想法。那么心得體會(huì)怎么寫才恰當(dāng)呢？下面是小編幫大家整理的心得體會(huì)范文大全，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

主題仿生機(jī)器魚設(shè)計(jì)心得體會(huì)總結(jié)一

蒼蠅為人類做出了的偉大的貢獻(xiàn)。

令人討厭的蒼蠅，與宏偉的航天事業(yè)似乎風(fēng)馬牛不相及，但仿生學(xué)卻把它們緊密地聯(lián)系起來(lái)了。蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污穢的地方，都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏，遠(yuǎn)在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅并沒有“鼻子”，它靠什么來(lái)充當(dāng)嗅覺的呢?原來(lái)，蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的一對(duì)觸角上。每個(gè)“鼻子”只有一個(gè)“鼻孔”與外界相通，內(nèi)含上百個(gè)嗅覺神經(jīng)細(xì)胞。若有氣味進(jìn)入“鼻孔”，這些神經(jīng)立即把氣味刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)電脈沖，送往大腦。大腦根據(jù)不同氣味物質(zhì)所產(chǎn)生的神經(jīng)電脈沖的不同，就可區(qū)別出不同氣味的物質(zhì)。因此，蒼蠅的觸角像是一臺(tái)靈敏的氣體分析儀。仿生學(xué)家由此得到啟發(fā)，根據(jù)蒼蠅嗅覺器官的結(jié)構(gòu)和功能，仿制成一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬，而是活的蒼蠅。就是把非常纖細(xì)的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經(jīng)上，將引導(dǎo)出來(lái)的神經(jīng)電信號(hào)經(jīng)電子線路放大后，送給分析器;分析器一經(jīng)發(fā)現(xiàn)氣味物質(zhì)的信號(hào)，便能發(fā)出警報(bào)。這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來(lái)檢測(cè)艙內(nèi)氣體的成分。這種小型氣體分析儀，也可測(cè)量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理，還可用來(lái)改進(jìn)計(jì)算機(jī)的輸入裝置和有關(guān)氣體色層分析儀的結(jié)構(gòu)原理中。另外蒼蠅的楫翅(又叫平衡棒)是個(gè)“天然導(dǎo)航儀”，人們模仿它制成了“振動(dòng)陀螺儀”。這種儀器已經(jīng)應(yīng)用在火箭和高速飛機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛。

蝙蝠與雷達(dá)

蝙蝠會(huì)釋放出一種超聲波，這種聲波遇見物體時(shí)就會(huì)反彈回來(lái)，而人類聽不見。雷達(dá)就是根據(jù)蝙蝠的這種特性發(fā)明出來(lái)的。在各種地方都會(huì)用到雷達(dá)，例如：飛機(jī)、航空等。

人工冷光

自從人類發(fā)明了電燈，生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見光，其余大部分都以熱能的形式浪費(fèi)掉了，而且電燈的熱射線有害于人眼。那么，有沒有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢?人類又把目光投向了大自然。

在自然界中，有許多生物都能發(fā)光，如細(xì)菌、真菌、蠕蟲、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、昆蟲和魚類等，而且這些動(dòng)物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱，所以又被稱為“冷光。”在眾多的發(fā)光動(dòng)物中，螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色，光的亮度也各不相同。螢火蟲發(fā)出冷光不僅具有很高的發(fā)光效率，而且發(fā)出的冷光一般都很柔和，很適合人類的眼睛，光的強(qiáng)度也比較高。因此，生物光是一種人類理想的光。

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，螢火蟲的發(fā)光器位于腹部。這個(gè)發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。發(fā)光層擁有幾千個(gè)發(fā)光細(xì)胞，它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下，熒光素在細(xì)胞內(nèi)水分的參與下，與氧化合便發(fā)出熒光。螢火蟲的發(fā)光，實(shí)質(zhì)上是把?化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程。

早在40年代，人們根據(jù)對(duì)螢火蟲的研究，創(chuàng)造了日光燈，使人類的照明光源發(fā)生了很大變化?？茖W(xué)家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分離出了純熒光素，后來(lái)又分離出了熒光酶，接著，又用化學(xué)方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當(dāng)閃光燈。由于這種光沒有電源，不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。

人們已能用摻和某些化學(xué)物質(zhì)的方法得到類似生物光的冷光，作為安全照明用。

電魚與伏特電池

自然界中有許多生物都能產(chǎn)生電，僅僅是魚類就有500余種。人們將這些能放電的魚，統(tǒng)稱為“電魚”。

各種電魚放電的本領(lǐng)各不相同。放電能力最強(qiáng)的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產(chǎn)生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產(chǎn)生的電壓高達(dá)220伏;非洲電鯰能產(chǎn)生350伏的電壓;電鰻能產(chǎn)生500伏的電壓，有一種南美洲電鰻竟能產(chǎn)生高達(dá)880伏的電壓，稱得上電擊冠軍,據(jù)說(shuō)它能擊斃像馬那樣的大動(dòng)物。

電魚放電的奧秘究竟在哪里?經(jīng)過(guò)對(duì)電魚的解剖研究，終于發(fā)現(xiàn)在電魚體內(nèi)有一種奇特的發(fā)電器官。這些發(fā)電器官是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細(xì)胞構(gòu)成的。由于電魚的種類不同，所以發(fā)電器的形狀、位置、電板數(shù)都不一樣。電鰻的發(fā)電器呈棱形，位于尾部脊椎兩側(cè)的肌肉中;電鰩的發(fā)電器形似扁平的腎臟，排列在身體中線兩側(cè)，共有200萬(wàn)塊電板;電鯰的發(fā)電器起源于某種腺體，位于皮膚與肌肉之間,約有500萬(wàn)塊電板。單個(gè)電板產(chǎn)生的電壓很微弱，但由于電板很多，產(chǎn)生的電壓就很大了。

電魚這種非凡的本領(lǐng)，引起了人們極大的興趣。19世紀(jì)初，意大利物理學(xué)家伏特，以電魚發(fā)電器官為模型，設(shè)計(jì)出世界上最早的伏特電池。因?yàn)檫@種電池是根據(jù)電魚的天然發(fā)電器設(shè)計(jì)的,所以把它叫做“人造電器官”。對(duì)電魚的研究，還給人們這樣的啟示：如果能成功地模仿電魚的發(fā)電器官，那么，船舶和潛水艇等的動(dòng)力問題便能得到很好的解決。

水母的順風(fēng)耳

在自然界中，水母，早在5億多年前，它們就已經(jīng)在海水里生活了。“但是，水母跟順風(fēng)耳又有什么關(guān)系呢?”人們肯定會(huì)問這樣一個(gè)問題。因?yàn)椋冈陲L(fēng)暴來(lái)臨之前，就會(huì)成群結(jié)隊(duì)地游向大海，就預(yù)示風(fēng)暴即將來(lái)臨。但是，這又與“順風(fēng)耳”有什么關(guān)系呢?原來(lái)，在藍(lán)色的海洋上，由空氣和波浪摩擦而產(chǎn)生的次聲波(頻率為8～13赫茲)，是風(fēng)暴來(lái)臨之前的預(yù)告。這種次聲波，人耳是聽不到的，而對(duì)水母來(lái)說(shuō)卻是易如反掌。科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，水母的耳朵里長(zhǎng)著一個(gè)細(xì)柄，柄上有個(gè)小球，球內(nèi)有塊小小的聽石。科學(xué)家仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能，設(shè)計(jì)了水母耳風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀，相當(dāng)精確地模擬了水母感受次聲波的器官。

失重現(xiàn)象

長(zhǎng)頸鹿之所以能將血液通過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)的頸輸送到頭部，是由于長(zhǎng)頸鹿的血壓很高。據(jù)測(cè)定，長(zhǎng)頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍。這樣高的血壓為什么不會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)頸鹿患腦溢血而死亡呢?這和長(zhǎng)頸鹿身體的結(jié)構(gòu)有關(guān)。首先，長(zhǎng)頸鹿血管周圍的肌肉非常發(fā)達(dá)，能壓縮血管，控制血流量;同時(shí)長(zhǎng)頸鹿腿部及全身的皮膚和筋膜繃得很緊，利于下肢的血液向上回流?？茖W(xué)家由此受到啟示，在訓(xùn)練宇航員對(duì)，設(shè)置一種特殊器械，讓宇航員利用這種器械每天鍛煉幾小時(shí)，以防止宇航員血管周圍肌肉退化;在宇宙飛船升空時(shí)，科學(xué)家根據(jù)長(zhǎng)頸鹿利用緊繃的皮膚可控制血管壓力的原理，研制了飛行服——“抗荷服”?？购煞习灿谐錃庋b置，隨著飛船速度的增高，抗荷服可以充入一定量的氣體，從而對(duì)血管產(chǎn)生一定的壓力，使宇航員的血壓保持正常。同時(shí)，宇航員腹部以下部位是套入抽去空氣的密封裝置中的，這樣可以減小宇航員腿部的血壓，利于身體上部的血液向下肢輸送。

蛋殼與薄殼建筑

蛋殼呈拱形，跨度大，包括許多力學(xué)原理。雖然它只有2mm的厚度，但使用鐵錘敲砸也很難破壞它。建筑學(xué)家模仿它進(jìn)行了薄殼建筑設(shè)計(jì)。這類建筑有許多優(yōu)點(diǎn)：用料少，跨度大，堅(jiān)固耐用。薄殼建筑也并非都是拱形，舉世聞名的悉尼歌劇院則像一組泊港的群帆。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件

對(duì)于構(gòu)件，在截面面積相同的情況下，把材料盡可能放到遠(yuǎn)離中和軸的位置上，是有效的截面形狀。有趣的是，在自然界許多動(dòng)植物的組織中也體現(xiàn)了這個(gè)結(jié)論。例如：“疾風(fēng)知?jiǎng)挪荨?，許多能承受狂風(fēng)的植物的莖部是維管狀結(jié)構(gòu)，其截面是空心的。支持人承重和運(yùn)動(dòng)的骨骼，其截面上密實(shí)的骨質(zhì)分布在四周，而柔軟的骨髓充滿內(nèi)腔。在建筑結(jié)構(gòu)中常被采用的空心樓板、箱形大梁、工形截面鈑梁以及折板結(jié)構(gòu)、空間薄壁結(jié)構(gòu)等都是根據(jù)這條結(jié)論得來(lái)的。

斑馬

斑馬生活在非洲大陸，外形與一般的馬沒有什么兩樣，它們身上的條紋是為適應(yīng)生存環(huán)境而衍化出來(lái)的保護(hù)色。在所有斑馬中，細(xì)斑馬長(zhǎng)得最大最美。它的肩高140-160厘米，耳朵又圓又大，條紋細(xì)密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥等共處，以抵御天敵。人類將斑馬條紋應(yīng)用到軍事上是一個(gè)是很成功仿生學(xué)例子。

昆蟲與仿生

昆蟲個(gè)體小，種類和數(shù)量龐大，占現(xiàn)存動(dòng)物的75%以上，遍布全世界。它們有各自的生存絕技，有些技能連人類也自嘆不如。人們對(duì)自然資源的利用范圍越來(lái)越廣泛，特別是仿生學(xué)方面的任何成就，都來(lái)自生物的某種特性。

蝴蝶與仿生

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(yáng)光下時(shí)而金黃，時(shí)而翠綠，有時(shí)還由紫變藍(lán)?？茖W(xué)家通過(guò)對(duì)蝴蝶色彩的研究，為軍事防御帶來(lái)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(wàn)維奇根據(jù)當(dāng)時(shí)人們對(duì)偽裝缺乏認(rèn)識(shí)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(wú)恙，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(lái)人們還生產(chǎn)出了迷彩服，大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。

人造衛(wèi)星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?？茖W(xué)家們受蝴蝶身上的鱗片會(huì)隨陽(yáng)光的照射方向自動(dòng)變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā)，將人造衛(wèi)星的控溫系統(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(duì)溫度敏感的金屬絲，隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開合，從而保持了人造衛(wèi)星內(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

氣步甲炮蟲自衛(wèi)時(shí)，可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”，以迷惑、刺激和驚嚇敵害?？茖W(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(chǔ)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。這種原理已應(yīng)用于軍事技術(shù)中。二戰(zhàn)期間，德國(guó)納粹為了戰(zhàn)爭(zhēng)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(guó)倫敦在受其轟炸時(shí)損失慘重。美國(guó)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，炮彈發(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(chǔ)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(duì)地速度計(jì)已成功地應(yīng)用于航空事業(yè)中。

蜻蜓與仿生學(xué)

蜻蜒通過(guò)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，井利用氣流產(chǎn)生的渦流來(lái)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(jiǎn)單，僅靠?jī)蓪?duì)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(wú)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。

蒼蠅與仿生

昆蟲學(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llj，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。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相機(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(duì)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，已廣泛應(yīng)用于宇宙飛船、潛艇和礦井等場(chǎng)所來(lái)檢測(cè)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(lái)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、人造衛(wèi)星等的理想材料。蜜蜂復(fù)眼的每個(gè)單眼中相鄰地排列著對(duì)偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太陽(yáng)準(zhǔn)確定位?？茖W(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。

其它仿生

跳蚤的跳躍本領(lǐng)十分高強(qiáng)，航空專家對(duì)此進(jìn)行了研究。

生物學(xué)家通過(guò)對(duì)蛛絲的研究制造出高級(jí)絲線，抗撕斷裂降落傘與臨時(shí)吊橋用的高強(qiáng)度纜索。船和潛艇來(lái)自人們對(duì)魚類和海豚的模仿。

響尾蛇導(dǎo)彈等就是科學(xué)家模仿蛇的“熱眼”功能和其舌上排列著一種似照相機(jī)裝置的天然紅外線感知能力的原理，研制開發(fā)出來(lái)的現(xiàn)代化武器。

火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理。

科研人員通過(guò)研究變色龍的變色本領(lǐng)，為部隊(duì)研制出了不少軍事偽裝裝備。

科學(xué)家研究青蛙的眼睛，發(fā)明了電子蛙眼。

白蟻不僅使用膠粘劑建筑它們的土堆，還可以通過(guò)頭部的小管向敵人噴射膠粘劑。于是人們按照同樣的原理制造了工作的武器——干膠炮彈。

美國(guó)空軍通過(guò)毒蛇的“熱眼”功能，研究開發(fā)出了微型熱傳感器。

我國(guó)紡織科技人員利用仿生學(xué)原理，借鑒陸地動(dòng)物的皮毛結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出一種keg保溫面料，并具有防風(fēng)和導(dǎo)濕的功能。

根據(jù)響尾蛇的頰窩能感覺到0.001℃的溫度變化的原理，人類發(fā)明了跟蹤追擊的響尾蛇導(dǎo)彈。人類還利用蛙跳的原理設(shè)計(jì)了蛤蟆夯。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺制成了用于偵緝的“電子警犬”?？茖W(xué)家根據(jù)野豬的鼻子測(cè)毒的奇特本領(lǐng)制成了世界上第一批防毒面具。

仿生學(xué)是人類一直使用的方法，如模仿海豚皮而構(gòu)造的“海豚皮游泳衣”、科學(xué)家研究鯨魚的皮膚時(shí)，發(fā)現(xiàn)其上有溝漕的結(jié)構(gòu)，于是有個(gè)科學(xué)家就依照鯨魚皮構(gòu)造，造成一個(gè)薄膜蒙在飛機(jī)的表面，據(jù)實(shí)驗(yàn)可節(jié)約能源3%，若全國(guó)的飛機(jī)都蒙上這樣的表面，每年可節(jié)約幾十億。又如有科學(xué)家研究蜘蛛，發(fā)現(xiàn)蜘蛛的腿上沒有肌肉，有腳的動(dòng)物會(huì)走，主要是靠肌肉的收縮，蜘蛛沒有肌肉為什么會(huì)走路?經(jīng)研究蜘蛛不是靠肌肉的收縮進(jìn)行走路的，而是靠其中的“液壓”的結(jié)構(gòu)進(jìn)行走路，據(jù)此人們發(fā)明了液壓步行機(jī)……總之,從自然界得到啟迪,模仿其結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造.這就是仿生學(xué).這是我們向自然界學(xué)習(xí)的一個(gè)方面。

主題仿生機(jī)器魚設(shè)計(jì)心得體會(huì)總結(jié)二

1。由令人討厭的蒼蠅，仿制成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來(lái)檢測(cè)艙內(nèi)氣體的成分。

2。從螢火蟲到人工冷光；

3。電魚與伏特電池；

4。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。

5。人們根據(jù)蛙眼的視覺原理，已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。這種雷達(dá)系統(tǒng)能快速而準(zhǔn)確地識(shí)別出特定形狀的飛機(jī)、艦船和導(dǎo)彈等。特別是能夠區(qū)別真假導(dǎo)彈，防止以假亂真。

電子蛙眼還廣泛應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)及交通要道上。在機(jī)場(chǎng)，它能監(jiān)視飛機(jī)的起飛與降落，若發(fā)現(xiàn)飛機(jī)將要發(fā)生碰撞，能及時(shí)發(fā)出警報(bào)。在交通要道，它能指揮車輛的行駛，防止車輛碰撞事故的發(fā)生。

6。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。如今，有類似作用的“超聲眼鏡”也已制成。

7。模擬藍(lán)藻的不完全光合器，將設(shè)計(jì)出仿生光解水的裝置，從而可獲得大量的氫氣。

8。根據(jù)對(duì)人體骨胳肌肉系統(tǒng)和生物電控制的研究，已仿制了人力增強(qiáng)器——步行機(jī)。

9?，F(xiàn)代起重機(jī)的掛鉤起源于許多動(dòng)物的爪子。10。屋頂瓦楞模仿動(dòng)物的鱗甲。11。船槳模仿的是魚的鰭。12。鋸子學(xué)的是螳螂臂，或鋸齒草。

13。蒼耳屬植物獲取靈感發(fā)明了尼龍搭扣。

14。嗅覺靈敏的龍蝦為人們制造氣味探測(cè)儀提供了思路。

15。壁虎腳趾對(duì)制造能反復(fù)使用的粘性錄音帶提供了令人鼓舞的前景。

16。貝用它的蛋白質(zhì)生成的膠體非常牢固，這樣一種膠體可應(yīng)用在從外科手術(shù)的縫合到補(bǔ)船等一切事情上。

好運(yùn)

生物學(xué)家通過(guò)對(duì)蛛絲的研究制造出高級(jí)絲線，抗撕斷裂降落傘與臨時(shí)吊橋用的高強(qiáng)度纜索。船和潛艇來(lái)自人們對(duì)魚類和海豚的模仿。

響尾蛇導(dǎo)彈等就是科學(xué)家模仿蛇的“熱眼”功能和其舌上排列著一種似照相機(jī)裝置的天然紅外線感知能力的原理，研制開發(fā)出來(lái)的現(xiàn)代化武器。

火箭升空利用的是水母、墨魚反沖原理。

科研人員通過(guò)研究變色龍的變色本領(lǐng)，為部隊(duì)研制出了不少軍事偽裝裝備。

科學(xué)家研究青蛙的眼睛，發(fā)明了電子蛙眼。

白蟻不僅使用膠粘劑建筑它們的土堆，還可以通過(guò)頭部的小管向敵人噴射膠粘劑。于是人們按照同樣的原理制造了工作的武器—一塊干膠炮彈。

美國(guó)空軍通過(guò)毒蛇的“熱眼”功能，研究開發(fā)出了微型熱傳感器。

我國(guó)紡織科技人員利用仿生學(xué)原理，借鑒陸地動(dòng)物的皮毛結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出一種keg保溫面料，并具有防風(fēng)和導(dǎo)濕的功能。

根據(jù)響尾蛇的頰窩能感覺到0.001℃的溫度變化的原理，人類發(fā)明了跟蹤追擊的響尾蛇導(dǎo)彈。人類還利用蛙跳的原理設(shè)計(jì)了蛤蟆夯。人類模仿警犬的高靈敏嗅覺制成了用于偵緝的“電子警犬”?？茖W(xué)家根據(jù)野豬的鼻子測(cè)毒的奇特本領(lǐng)制成了世界上第一批防毒面具

雷達(dá)：根據(jù)蝙蝠的聲波定位原理！

潛水艇，魚換氣。流水型

直升機(jī)，根據(jù)蜻蜓形象仿的。

“電光鷹眼”一聽名字便可猜出一定是模仿老鷹的眼睛制造出來(lái)的。

攝像機(jī)啊根據(jù)蜜蜂的復(fù)眼

超聲波根據(jù)海豚的聲

參考資料：別人說(shuō)的

回答者：cjd6383-初學(xué)弟子一級(jí)3-2411:21

仿生學(xué)的研究范圍主要包括：力學(xué)仿生、分子仿生、能量仿生、信息與控制仿生等。

力學(xué)仿生，是研究并模仿生物體大體結(jié)構(gòu)與精細(xì)結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)性質(zhì)，以及生物體各組成部分在體內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)和生物體在環(huán)境中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。例如，建筑上模仿貝殼修造的大跨度薄殼建筑，模仿股骨結(jié)構(gòu)建造的立柱，既消除應(yīng)力特別集中的區(qū)域，又可用最少的建材承受最大的載荷。軍事上模仿海豚皮膚的溝槽結(jié)構(gòu)，把人工海豚皮包敷在船艦外殼上，可減少航行揣流，提高航速；

分子仿生，是研究與模擬生物體中酶的催化作用、生物膜的選擇性、通透性、生物大分子或其類似物的分析和合成等。例如，在搞清森林害蟲舞毒蛾性引誘激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)后，合成了一種類似有機(jī)化合物，在田間捕蟲籠中用千萬(wàn)分之一微克，便可誘殺雄蟲；

能量仿生，是研究與模仿生物電器官生物發(fā)光、肌肉直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能等生物體中的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程；

信息與控制仿生，是研究與模擬感覺器官、神經(jīng)元與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、以及高級(jí)中樞的智能活動(dòng)等方面生物體中的信息處理過(guò)程。例如根據(jù)象鼻蟲視動(dòng)反應(yīng)制成的“自相關(guān)測(cè)速儀”可測(cè)定飛機(jī)著陸速度。根據(jù)鱟復(fù)眼視網(wǎng)膜側(cè)抑制網(wǎng)絡(luò)的工作原理，研制成功可增強(qiáng)圖像輪廓、提高反差、從而有助于模糊目標(biāo)檢測(cè)的—些裝置。已建立的神經(jīng)元模型達(dá)100種以上，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造出新型計(jì)算機(jī)。

模仿人類學(xué)習(xí)過(guò)程，制造出一種稱為“感知機(jī)”的機(jī)器，它可以通過(guò)訓(xùn)練，改變?cè)g

聯(lián)系的權(quán)重來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而能實(shí)現(xiàn)模式識(shí)別。此外，它還研究與模擬體內(nèi)穩(wěn)態(tài)，運(yùn)動(dòng)控制、動(dòng)物的定向與導(dǎo)航等生物系統(tǒng)中的控制機(jī)制，以及人-機(jī)系統(tǒng)的仿生學(xué)方面。

某些文獻(xiàn)中，把分子仿生與能量仿生的部分內(nèi)容稱為化學(xué)仿生，而把信息和控制仿生的部分內(nèi)容稱為神經(jīng)仿生。

仿生學(xué)的范圍很廣，信息與控制仿生是一個(gè)主要領(lǐng)域。一方面由于自動(dòng)化向智能控制發(fā)展的需要，另一方面是由于生物科學(xué)已發(fā)展到這樣一個(gè)階段，使研究大腦已成為對(duì)神經(jīng)科學(xué)最大的挑戰(zhàn)。人工智能和智能機(jī)器人研究的仿生學(xué)方面——生物模式識(shí)別的研究，大腦學(xué)習(xí)記憶和思維過(guò)程的研究與模擬，生物體中控制的可靠性和協(xié)調(diào)問題等——是仿生學(xué)研究的主攻方面。

控制與信息仿生和生物控制論關(guān)系密切。兩者都研究生物系統(tǒng)中的控制和信息過(guò)程，都運(yùn)用生物系統(tǒng)的模型。但前者的目的主要是構(gòu)造實(shí)用人造硬件系統(tǒng)；而生物控制論則從控制論的一般原理，從技術(shù)科學(xué)的理論出發(fā)，為生物行為尋求解釋。

最廣泛地運(yùn)用類比、模擬和模型方法是仿生學(xué)研究方法的突出特點(diǎn)。其目的不在于直接復(fù)制每一個(gè)細(xì)節(jié)，而是要理解生物系統(tǒng)的工作原理，以實(shí)現(xiàn)特定功能為中心目的?！阏J(rèn)為，在仿生學(xué)研究中存在下列三個(gè)相關(guān)的方面：生物原型、數(shù)學(xué)模型和硬件模型。前者是基礎(chǔ)，后者是目的，而數(shù)學(xué)模型則是兩者之間必不可少的橋梁。

由于生物系統(tǒng)的復(fù)雜性，搞清某種生物系統(tǒng)的機(jī)制需要相當(dāng)長(zhǎng)的研究周期，而且解決實(shí)際問題需要多學(xué)科長(zhǎng)時(shí)間的密切協(xié)作，這是限制仿生學(xué)發(fā)展速度的主要原因。

其他生物學(xué)分支學(xué)科

生物學(xué)概述、植物學(xué)、孢粉學(xué)、動(dòng)物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物分類學(xué)、習(xí)性學(xué)、生理學(xué)、細(xì)菌學(xué)、微生物生理學(xué)、微生物遺傳學(xué)、土壤微生物學(xué)、細(xì)胞學(xué)、細(xì)胞化學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、免疫學(xué)、胚胎學(xué)、優(yōu)生學(xué)、悉生生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、仿生學(xué)、生物物理學(xué)、生物力學(xué)、生物力能學(xué)、生物聲學(xué)、生物化學(xué)、生物數(shù)學(xué)

附：部分“仿生學(xué)”實(shí)例

蒼蠅與宇宙飛船

令人討厭的蒼蠅，與宏偉的航天事業(yè)似乎風(fēng)馬牛不相及，但仿生學(xué)卻把它們緊密地聯(lián)系起來(lái)了。

蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污穢的地方，都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺特別靈敏，遠(yuǎn)在幾千米外的氣味也能嗅到。但是蒼蠅并沒有“鼻子”，它靠什么來(lái)充當(dāng)嗅覺的呢?原來(lái)，蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的一對(duì)觸角上。

每個(gè)“鼻子”只有一個(gè)“鼻孔”與外界相通，內(nèi)含上百個(gè)嗅覺神經(jīng)細(xì)胞。若有氣味進(jìn)入“鼻

孔”，這些神經(jīng)立即把氣味刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)電脈沖，送往大腦。大腦根據(jù)不同氣味物質(zhì)所產(chǎn)生的神經(jīng)電脈沖的不同，就可區(qū)別出不同氣味的物質(zhì)。因此，蒼蠅的觸角像是一臺(tái)靈敏的氣體分析儀。

仿生學(xué)家由此得到啟發(fā)，根據(jù)蒼蠅嗅覺器的結(jié)構(gòu)和功能，仿制成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬，而是活的蒼蠅。就是把非常纖細(xì)的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經(jīng)上，將引導(dǎo)出來(lái)的神經(jīng)電信號(hào)經(jīng)電子線路放大后，送給分析器；分析器一經(jīng)發(fā)現(xiàn)氣味物質(zhì)的信號(hào)，便能發(fā)出警報(bào)。這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來(lái)檢測(cè)艙內(nèi)氣體的成分。

這種小型氣體分析儀，也可測(cè)量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理，還可用來(lái)改進(jìn)計(jì)算機(jī)的輸入裝置和有關(guān)氣體色層分析儀的結(jié)構(gòu)原理中。

從螢火蟲到人工冷光

自從人類發(fā)明了電燈，生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見光，其余大部分都以熱能的形式浪費(fèi)掉了，而且電燈的熱射線有害于人眼。那么，有沒有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢?人類又把目光投向了大自然。

在自然界中，有許多生物都能發(fā)光，如細(xì)菌、真菌、蠕蟲、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、昆蟲和魚類等，而且這些動(dòng)物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱，所以又被稱為“冷光”。

在眾多的發(fā)光動(dòng)物中，螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色，光的亮度也各不相同。螢火蟲發(fā)出冷光不僅具有很高的發(fā)光效率，而且發(fā)出的冷光一般都很柔和，很適合人類的眼睛，光的強(qiáng)度也比較高。因此，生物光是一種人類理想的光。

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，螢火蟲的發(fā)光器位于腹部。這個(gè)發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。發(fā)光層擁有幾千個(gè)發(fā)光細(xì)胞，它們都含有熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下，熒光素在細(xì)胞內(nèi)水分的參與下，與氧化合便發(fā)出熒光。螢火蟲的發(fā)光，實(shí)質(zhì)上是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程。

早在40年代，人們根據(jù)對(duì)螢火蟲的研究，創(chuàng)造了日光燈，使人類的照明光源發(fā)生了很大變化。近年來(lái)，科學(xué)家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分離出了純熒光素，后來(lái)又分離出了熒光酶，接著，又用化學(xué)方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當(dāng)閃光燈。由于這種光沒有電源，不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。

現(xiàn)在，人們已能用摻和某些化學(xué)物質(zhì)的方法得到類似生物光的冷光，作為安全照明用。

電魚與伏特電池

自然界中有許多生物都能產(chǎn)生電，僅僅是魚類就有500余種。人們將這些能放電的魚，統(tǒng)稱為“電魚”。

各種電魚放電的本領(lǐng)各不相同。放電能力最強(qiáng)的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產(chǎn)生70伏左右的電壓,而非洲電鰩能產(chǎn)生的電壓高達(dá)220伏；非洲電鯰能產(chǎn)生350伏的電壓；電鰻能產(chǎn)生500伏的電壓，有一種南美洲電鰻竟能產(chǎn)生高達(dá)880伏的電壓，稱得上電擊冠軍,據(jù)說(shuō)它能擊斃像馬那樣的大動(dòng)物。

電魚放電的奧秘究竟在哪里?經(jīng)過(guò)對(duì)電魚的解剖研究，終于發(fā)現(xiàn)在電魚體內(nèi)有一種奇特的發(fā)電器官。這些發(fā)電器是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細(xì)胞構(gòu)成的。由于電魚的種類不同，所以發(fā)電器的形狀、位置、電板數(shù)都不一樣。電鰻的發(fā)電器呈棱形，位于尾部脊椎兩側(cè)的肌肉中；電鰩的發(fā)電器形似扁平的腎臟，排列在身體中線兩側(cè)，共有200萬(wàn)塊電板;電鯰的發(fā)電器起源于某種腺體，位于皮膚與肌肉之間,約有500萬(wàn)塊電板。單個(gè)電板產(chǎn)生的電壓很微弱，但由于電板很多，產(chǎn)生的電壓就很大了。

電魚這種非凡的本領(lǐng)，引起了人們極大的興趣。19世紀(jì)初，意大利物理學(xué)家伏特，以電魚發(fā)電器官為模型，設(shè)計(jì)出世界上最早的伏打電池。因?yàn)檫@種電池是根據(jù)電魚的天然發(fā)電器設(shè)計(jì)的,所以把它叫做“人造電器官”。對(duì)電魚的研究，還給人們這樣的啟示：如果能成功地模仿電魚的發(fā)電器官，那么，船舶和潛水艇等的動(dòng)力問題便能得到很好的解決。

水母的順風(fēng)耳

“燕子低飛行將雨，蟬鳴雨中天放晴?！鄙锏男袨榕c天氣的變化有一定關(guān)系。沿海漁民都知道，生活在沿岸的魚和水母成批地游向大海，就預(yù)示著風(fēng)暴即將來(lái)臨。

水母，又叫海蜇，是一種古老的腔腸動(dòng)物，早在5億年前,它就漂浮在海洋里了。這種低等動(dòng)物有預(yù)測(cè)風(fēng)暴的本能，每當(dāng)風(fēng)暴來(lái)臨前，它就游向大海避難去了。

原來(lái)，在藍(lán)色的海洋上，由空氣和波浪摩擦而產(chǎn)生的次聲波(頻率為每秒8—13次)，總是風(fēng)暴來(lái)臨的前奏曲。這種次聲波人耳無(wú)法聽到，小小的水母卻很敏感。仿生學(xué)家發(fā)現(xiàn)，水母的耳朵的共振腔里長(zhǎng)著一個(gè)細(xì)柄，柄上有個(gè)小球，球內(nèi)有塊小小的聽石，當(dāng)風(fēng)暴前的次聲波沖擊水母耳中的聽石時(shí)，聽石就剌激球壁上的神經(jīng)感受器，于是水母就聽到了正在來(lái)臨的風(fēng)暴的隆隆聲。

仿生學(xué)家仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能，設(shè)計(jì)了水母耳風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀，相當(dāng)精確地模擬了水母感受次聲波的器官。把這種儀器安裝在艦船的前甲板上，當(dāng)接受到風(fēng)暴的次聲波時(shí)，可令旋轉(zhuǎn)360°的喇叭自行停止旋轉(zhuǎn),它所指的方向，就是風(fēng)暴前進(jìn)的方向；指示器上的讀數(shù)即可告知風(fēng)暴的強(qiáng)度。這種預(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。

主題仿生機(jī)器魚設(shè)計(jì)心得體會(huì)總結(jié)三

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（一）：

魚漂與潛水艇

潛水艇是怎能樣發(fā)明的呢？為了讓一種船既能在水面劃，又能在海底游，科學(xué)家觀察到了魚這種動(dòng)物。

魚肚中有一種東西叫魚鰾，里面裝滿了空氣。在魚想潛到水底時(shí)，將魚鰾中的空氣排出，浮力就立刻變小了，魚可自由地沉下水面。而潛水艇中也有一種機(jī)器，里面也裝滿了空氣，將空氣一排出，潛水艇便能沉下水底?？茖W(xué)家是按這個(gè)原理制造的潛水艇。

看，我們?nèi)缃褚呀?jīng)很高級(jí)的潛水艇，原先它們是利用魚鰾原理而做的。是的，生活中若沒有動(dòng)物，人類將會(huì)失去很多發(fā)明的機(jī)會(huì)。能夠說(shuō)，動(dòng)物對(duì)人類生活也有很大的幫忙。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（二）：

蝙蝠與雷達(dá)

蝙蝠會(huì)釋放出一種超聲波，這種聲波遇見物體時(shí)就會(huì)反彈回來(lái)，而人類聽不見。雷達(dá)就是根據(jù)蝙蝠的這種特性發(fā)明出來(lái)的。在各種地方都會(huì)用到雷達(dá)，例如：飛機(jī)、航空等。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（三）：

烏賊和魚雷誘餌

烏賊體內(nèi)的囊狀物能分泌黑色液體，遇到危險(xiǎn)時(shí)它便釋放出這種黑色液體，誘騙攻擊者上當(dāng)。潛艇設(shè)計(jì)者們仿效烏賊的這一功能讀者設(shè)計(jì)出了魚雷誘餌。魚雷誘醋似袖珍潛艇，可按潛艇的原航向航行，航速不變，也可模擬噪音、螺旋節(jié)拍、聲信號(hào)和多普勒音調(diào)變化等。正是它這種惟妙惟肖的表演，令敵潛艇或攻擊中的魚雷真假難辯，最終使?jié)撏У靡蕴用摗?/p>

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（四）：

青蛙與電子娃眼

我從《小愛迪生》這本書中讀到了“青蛙的眼睛”，《小愛迪生》上頭說(shuō)的是“青蛙的眼睛只能夠看見動(dòng)的東西”。我將信將疑，問了一下爸爸。爸爸說(shuō)：“你還是做一個(gè)試驗(yàn)比較好?！蔽尹c(diǎn)點(diǎn)頭。

首先，我先找來(lái)一只青蛙，這只青蛙蹲坐在報(bào)紙上，用它警惕的大眼睛

盯著我的一舉一動(dòng)，好像警察監(jiān)視罪犯一樣。它身穿美麗的綠皮襖，好像一個(gè)貴婦人，儀態(tài)端莊。

我先把事先拍死的蒼蠅放到它面前。那只蒼蠅好像在青蛙的眼里消失了，對(duì)這“嗟來(lái)之食”無(wú)動(dòng)于衷。我拿出了小細(xì)線，將蒼蠅細(xì)心翼翼地扎好，然后在它的眼前不停地?fù)u晃。突然，青蛙的注意力不在我身上了，它目不轉(zhuǎn)睛地盯著那只“會(huì)飛”的蒼蠅。沒過(guò)一會(huì)兒，只聽“撲”的一聲，青蛙伸出了它長(zhǎng)長(zhǎng)的、粉紅色的舌頭，輕輕一卷，便把蒼蠅卷進(jìn)了肚子里。

這次實(shí)驗(yàn)證明了：青蛙的眼睛只能夠看見動(dòng)的東西，看不見不會(huì)動(dòng)的東西。于是，科學(xué)家們便經(jīng)過(guò)青蛙的眼睛發(fā)明了“電子蛙眼”！

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（五）：

人工冷光

自從人類發(fā)明了電燈，生活變得方便、豐富多了。但電燈只能將電能的很少一部分轉(zhuǎn)變成可見光，其余大部分都以熱能的形式浪費(fèi)掉了，并且電燈的熱射線有害于人眼。那么，有沒有只發(fā)光不發(fā)熱的光源呢人類又把目光投向了大自然。

在自然界中，有許多生物都能發(fā)光，如細(xì)菌、真菌、蠕蟲、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物、昆蟲和魚類等，并且這些動(dòng)物發(fā)出的光都不產(chǎn)生熱，所以又被稱為“冷光?！痹诒姸嗟陌l(fā)光動(dòng)物中，螢火蟲是其中的一類。螢火蟲約有1500種，它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色，光的亮度也各不相同。螢火蟲發(fā)出冷光不僅僅具有很高的發(fā)光效率，并且發(fā)出的冷光一般都很柔和，很適合人類的眼睛，光的強(qiáng)度也比較高。所以，生物光是一種人類夢(mèng)想的光。

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，螢火蟲的發(fā)光器位于腹部。這個(gè)發(fā)光器由發(fā)光層、透明層和反射層三部分組成。發(fā)光層擁有幾千個(gè)發(fā)光細(xì)胞，它們都包含熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)。在熒光酶的作用下，熒光素在細(xì)胞內(nèi)水分的參與下，與氧化合便發(fā)出熒光。螢火蟲的發(fā)光，實(shí)質(zhì)上是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能的過(guò)程。

早在40年代，人們根據(jù)對(duì)螢火蟲的研究，創(chuàng)造了日光燈，使人類的照明光源發(fā)生了很大變化。科學(xué)家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分離出了純熒光素，之后又分離出了熒光酶，之后，又用化學(xué)方法人工合成了熒光素。由熒光素、熒光酶、atp(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源，可在充滿爆炸性瓦斯的礦井中當(dāng)閃光燈。由于這種光沒有電源，不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，因而能夠在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。

人們已能用摻和某些化學(xué)物質(zhì)的方法得到類似生物光的冷光，作為安全照明用。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（六）：

蜘蛛和裝甲

生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)蜘蛛絲的強(qiáng)度相當(dāng)于同等體積的鋼絲的5倍。受此啟發(fā)，英國(guó)劍橋一所技術(shù)公司試制成猶如蜘蛛絲一樣的高強(qiáng)度纖維。用這種纖維做成的復(fù)合材料能夠用來(lái)做防彈衣、防彈車、坦克裝甲車等結(jié)構(gòu)材料。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（七）：[整理]

電魚與伏特電池

自然界中有許多生物都能產(chǎn)生電，僅僅是魚類就有500余種。人們將這些能放電的魚，統(tǒng)稱為“電魚”。

各種電魚放電的本領(lǐng)各不相同。放電本事最強(qiáng)的是電鰩、電鯰和電鰻。中等大小的電鰩能產(chǎn)生70伏左右的電壓，而非洲電鰩能產(chǎn)生的電壓高達(dá)220伏；非洲電鯰能產(chǎn)生350伏的電壓；電鰻能產(chǎn)生500伏的電壓，有一種南美洲電鰻竟能產(chǎn)生高達(dá)880伏的電壓，稱得上電擊冠軍，據(jù)說(shuō)它能擊斃像馬那樣的大動(dòng)物。

電魚放電的奧秘究竟在哪里經(jīng)過(guò)對(duì)電魚的解剖研究，最終發(fā)此刻電魚體內(nèi)有一種奇特的發(fā)電器官。這些發(fā)電器官是由許多叫電板或電盤的半透明的盤形細(xì)胞構(gòu)成的。由于電魚的種類不一樣，所以發(fā)電器的形狀、位置、電板數(shù)都不一樣。電鰻的發(fā)電器呈棱形，位于尾部脊椎兩側(cè)的肌肉中；電鰩的發(fā)電器形似扁平的腎臟，排列在身體中線兩側(cè)，共有200萬(wàn)塊電板;電鯰的發(fā)電器起源于某種腺體，位于皮膚與肌肉之間，約有500萬(wàn)塊電板。單個(gè)電板產(chǎn)生的電壓很微弱，但由于電板很多，產(chǎn)生的電壓就很大了。

電魚這種非凡的本領(lǐng)，引起了人們極大的興趣。19世紀(jì)初，意大利物理學(xué)家伏特，以電魚發(fā)電器官為模型，設(shè)計(jì)出世界上最早的伏特電池。因?yàn)檫@種電池是根據(jù)電魚的天然發(fā)電器設(shè)計(jì)的，所以把它叫做“人造電器官”。對(duì)電魚的研究，還給人們這樣的啟示：如果能成功地模仿電魚的發(fā)電器官，那么，船舶和潛水艇等的動(dòng)力問題便能得到很好的解決。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（八）：

水母的順風(fēng)耳

在自然界中，水母，早在5億多年前，它們就已經(jīng)在海水里生活了。“可是，水母跟順風(fēng)耳又有什么關(guān)系呢？”人們肯定會(huì)問這樣一個(gè)問題。因?yàn)?，水母在風(fēng)暴來(lái)臨之前，就會(huì)成群結(jié)隊(duì)地游向大海，就預(yù)示風(fēng)暴即將來(lái)臨?？墒牵@又與“順風(fēng)耳”有什么關(guān)系呢？原先，在藍(lán)色的海洋上，由空氣和波浪摩擦而產(chǎn)生的次聲波（頻率為8～13赫茲），是風(fēng)暴來(lái)臨之前的預(yù)告。這種次聲波，人耳是聽不到的，而對(duì)水母來(lái)說(shuō)卻是易如反掌?？茖W(xué)家經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，水母的耳朵里長(zhǎng)著一個(gè)細(xì)柄，柄上有個(gè)小球，球內(nèi)有塊小小的聽石?？茖W(xué)家仿照水母耳朵的結(jié)構(gòu)和功能，設(shè)計(jì)了水母耳風(fēng)暴預(yù)測(cè)儀，相當(dāng)精確地模擬了水母感受次聲波的器官。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（九）：

失重現(xiàn)象

長(zhǎng)頸鹿之所以能將血液經(jīng)過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)的頸輸送到頭部，是由于長(zhǎng)頸鹿的血壓很高。據(jù)測(cè)定，長(zhǎng)頸鹿的血壓比人的正常血壓高出2倍。這樣高的血壓為什么不會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)頸鹿患腦溢血而死亡呢？這和長(zhǎng)頸鹿身體的結(jié)構(gòu)有關(guān)。首先，長(zhǎng)頸鹿血管周圍的肌肉十分發(fā)達(dá)，能壓縮血管，控制血流量；同時(shí)長(zhǎng)頸鹿腿部及全身的皮膚和筋膜繃得很緊，利于下肢的血液向上回流?？茖W(xué)家由此受到啟示，在訓(xùn)練宇航員對(duì)，設(shè)置一種特殊器械，讓宇航員利用這種器械每一天鍛煉幾小時(shí)，以防止宇航員血管周圍肌肉退化；在宇宙飛船升空時(shí)，科學(xué)家根據(jù)長(zhǎng)頸鹿利用緊繃的皮膚可控制血管壓力的原理，研制了飛行服——“抗荷服”。抗荷服上安有充氣裝置，隨著飛船速度的增高，抗荷服能夠充入必須量的氣體，從而對(duì)血管產(chǎn)生必須的壓力，使宇航員的血壓堅(jiān)持正常。同時(shí)，宇航員腹部以下部位是套入抽去空氣的密封裝置中的，這樣能夠減小宇航員腿部的血壓，利于身體上部的血液向下肢輸送。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（十）：

蛋殼與薄殼建筑

蛋殼呈拱形，跨度大，包括許多力學(xué)原理。雖然它僅有2mm的厚度，但使用鐵錘敲砸也很難破壞它。建筑學(xué)家模仿它進(jìn)行了薄殼建筑設(shè)計(jì)。這類建筑有許多優(yōu)點(diǎn)：用料少，跨度大，堅(jiān)固耐用。薄殼建筑也并非都是拱形，舉世聞名的悉尼歌劇院則像一組泊港的群帆。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（十一）：

斑馬與斑馬線

斑馬生活在非洲大陸，外形與一般的馬沒有什么兩樣，它們身上的條紋是為適應(yīng)生存環(huán)境而衍化出來(lái)的保護(hù)色。在所有斑馬中，細(xì)斑馬長(zhǎng)得最大最美。它的肩高140-160厘米，耳朵又圓又大，條紋細(xì)密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥等共處，以抵御天敵。人類將斑馬條紋應(yīng)用到軍事上是一個(gè)是很成功仿生學(xué)例子。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（十二）：

蝴蝶與人造衛(wèi)星

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(yáng)光下時(shí)而金黃，時(shí)而翠綠，有時(shí)還由紫變藍(lán)。科學(xué)家經(jīng)過(guò)對(duì)蝴蝶色彩的研究，為軍事防御帶來(lái)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(wàn)維奇根據(jù)當(dāng)時(shí)人們對(duì)偽裝缺乏認(rèn)識(shí)的情景，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。所以，盡管德軍費(fèi)盡心機(jī)，但列寧格勒的軍事基地仍安然無(wú)恙，為贏得最終的勝利奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)同樣的原理，之后人們還生產(chǎn)出了迷彩服，大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。

人造衛(wèi)星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(yáng)光的照射方向自動(dòng)變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā)，將人造衛(wèi)星的控溫系統(tǒng)制成了葉片正反兩面輻射、散熱本事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(duì)溫度敏感的金屬絲，隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開合，從而堅(jiān)持了人造衛(wèi)星內(nèi)部溫度的恒定，解決了航天事業(yè)中的一大難題。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（十三）：

兀鷲是世界上最大的食腐鳥類，專門吃死去的動(dòng)物的尸體。

兀鷲能夠在空中飛行數(shù)小時(shí)尋找動(dòng)物的尸體而不會(huì)疲憊。其他種類的鳥類要想做到這一點(diǎn)就必須消耗很多的能量，而兀鷲飛行同樣的時(shí)間所消耗的能量卻很少?？茖W(xué)家們經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，兀鷲在飛行時(shí)翅膀幾乎是不動(dòng)的，它們主要是靠上升氣流為其飛行供給足夠的升力。與其說(shuō)兀鷲是在空中飛行，還不如說(shuō)兀鷲是在空中滑翔。兀鷲能夠做到這一點(diǎn)，除了兀鷲的翅膀十分寬大外，翅膀的形狀也起到了很大的作用?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，兀鷲在空中飛行時(shí)幾乎不需要振動(dòng)翅膀，這就意味著這種飛行方式幾乎不用消耗能量。這就解釋了兀鷲在空中長(zhǎng)時(shí)間飛行而不會(huì)疲憊的原因。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)?？茖W(xué)家們制造了一艘仿生小型載人潛艇。這艘潛艇與傳統(tǒng)潛艇的區(qū)別是加裝了仿兀鷲翅膀的結(jié)構(gòu)，類似于飛機(jī)的機(jī)翼。這一看似簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)卻給這艘潛艇供給了相當(dāng)大額外的動(dòng)力，能夠使這艘潛艇借助于洋流在海水中“滑翔”。也就是說(shuō)，在加裝相等的燃料的情景下，仿生潛艇的續(xù)航里程是傳統(tǒng)潛艇的幾倍。這就為科學(xué)家進(jìn)行海洋科研供給了便利。

以前，科學(xué)家們對(duì)某一海域的海底進(jìn)行研究時(shí)，必須先到達(dá)指定海域，然后釋放科研潛艇，并且，必須受時(shí)間的限制。因?yàn)閭鹘y(tǒng)潛艇的續(xù)航里程實(shí)在是有限。為此，科學(xué)家們不得不放棄很多立刻就要觀察到的現(xiàn)象，這對(duì)科研是很大的影響。而新型仿生科研潛艇就完美的解決這一難題。利用這種潛艇進(jìn)行科研不必非要到達(dá)預(yù)定海域，在水下潛行也幾乎不受時(shí)間的限制。這就為某些特殊的海洋科研的開展供給了便利。

比如，利用這種潛艇能夠長(zhǎng)時(shí)間地觀察珊瑚礁周邊的生物活動(dòng)情景；能夠潛入更深的海里觀察深海生物的活動(dòng)規(guī)律等。這對(duì)人類認(rèn)識(shí)海洋，保護(hù)海洋，開發(fā)利用海洋都有著不可估量的意義。造物主的神奇給人類以巨大的啟迪，仿生學(xué)的研究也才剛剛開始。向動(dòng)物學(xué)習(xí)，我們還有很長(zhǎng)的路要走。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（十四）：

甲蟲與炮彈

氣步甲炮蟲自衛(wèi)時(shí)，可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”，以迷惑、刺激和驚嚇敵害?？茖W(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(chǔ)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。這種原理已應(yīng)用于軍事技術(shù)中。二戰(zhàn)期間，德國(guó)納粹為了戰(zhàn)爭(zhēng)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(guó)倫敦在受其轟炸時(shí)損失慘重。美國(guó)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，炮彈發(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(chǔ)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)光效率僅有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)儉了能量。另外，根據(jù)甲蟲的視動(dòng)反應(yīng)機(jī)制研制成功的空對(duì)地速度計(jì)已成功地應(yīng)用于航空事業(yè)中。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（十五）：

蜻蜓與平衡重錘

蜻蜒經(jīng)過(guò)翅膀振動(dòng)可產(chǎn)生不一樣于周圍大氣的局部不穩(wěn)定氣流，井利用氣流產(chǎn)生的渦流來(lái)使自我上升。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(jiǎn)單，僅靠?jī)蓪?duì)翅膀不停地拍打?？茖W(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(wú)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。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（十六）：

蒼蠅與平衡棒

昆蟲學(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)，平衡棒以必須的頻率進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)，能夠調(diào)節(jié)翅膀的運(yùn)動(dòng)方向，是堅(jiān)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，大大改善了飛機(jī)的飛行性能llj，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。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相機(jī)，在軍事、醫(yī)學(xué)、航空、航天上被廣泛應(yīng)用。蒼蠅的嗅覺異常靈敏并能對(duì)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，已廣泛應(yīng)用于宇宙飛船、潛艇和礦井等場(chǎng)所來(lái)檢測(cè)氣體成分，使科研、生產(chǎn)的安全系數(shù)更為準(zhǔn)確、可靠。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（十七）：

蜂巢與偏振光導(dǎo)航儀

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(lái)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、人造衛(wèi)星等的夢(mèng)想材料。蜜蜂復(fù)眼的每個(gè)單眼中相鄰地排列著對(duì)偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太陽(yáng)準(zhǔn)確定位?？茖W(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。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（十八）：

翠鳥是一種可愛的小型鳥類，以捕食水中的小魚為生。

但我們都明白，水面會(huì)反射太陽(yáng)的光線。當(dāng)我們俯瞰水面時(shí)會(huì)受到反射光的影響，看不清水下的情景。如果水是流動(dòng)的或水面受風(fēng)的影響而產(chǎn)生波浪，就更加看不清水下的情景。那么翠鳥是如何對(duì)水下的情景“一目了然”的呢？答案就藏在翠鳥的眼睛里。翠鳥的眼睛與人類相比除了大小差別很大外，結(jié)構(gòu)也存在著巨大差異。翠鳥的眼睛里有一種特殊的細(xì)胞，能夠?yàn)V除太陽(yáng)光中的藍(lán)色光。而太陽(yáng)光中的藍(lán)光是導(dǎo)致我們看不清水面的主要光線，所以，翠鳥能夠輕而易舉的看清水下的情景。而人類的眼睛中沒有這種特殊的細(xì)胞，所以我們看不清水下的情景。

翠鳥眼睛的特殊功能對(duì)我們?nèi)祟愑惺裁磫⑹灸?？科學(xué)家仿照翠鳥的眼睛制造了一臺(tái)仿生學(xué)攝像機(jī)，這臺(tái)攝像機(jī)除了具有傳統(tǒng)攝像機(jī)的攝像功能外，還有一個(gè)特殊功能，那就是能夠?yàn)V除太陽(yáng)光中的任何一種光線。顯然，這臺(tái)仿生攝像機(jī)的功能比翠鳥的眼睛還要強(qiáng)大。為了驗(yàn)證這臺(tái)攝像機(jī)的功能，科學(xué)家們做了比較試驗(yàn)。將傳統(tǒng)攝像機(jī)安放在直升機(jī)上對(duì)波濤洶涌的大海進(jìn)行航拍，得到的圖像很單一，監(jiān)視器上僅僅出現(xiàn)了藍(lán)色的海浪。而將仿翠鳥眼睛攝像機(jī)安放在直升機(jī)上對(duì)同一海域進(jìn)行航拍時(shí)，監(jiān)視器上出現(xiàn)了不一樣的情景：這片海域有兩頭海豚和三頭座頭鯨，其中有一頭是幼鯨。這樣的結(jié)果令科學(xué)家喜出望外。有了這樣的攝像機(jī)，科學(xué)家們就有可能對(duì)鯨類的覓食、遷徙、繁殖等習(xí)性進(jìn)行跟蹤研究，從而保護(hù)這類瀕危物種。這對(duì)維護(hù)海洋的生態(tài)平衡、保護(hù)物種多樣性具有巨大的意義。當(dāng)然，筆者不期望這種高端產(chǎn)品落入日本的捕鯨者手里，否則，后果不堪設(shè)想！

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（十九）：

蒼蠅與小型氣體分析儀

令人厭惡的蒼蠅，與宏偉的航天事業(yè)似乎風(fēng)馬牛不相及，但仿生學(xué)卻把它們緊密地聯(lián)系起來(lái)了。

蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污穢的地方，都有它們的蹤跡。蒼蠅的嗅覺異常靈敏，遠(yuǎn)在幾千米外的氣味也能嗅到?？墒巧n蠅并沒有“鼻子”，它靠什么來(lái)充當(dāng)嗅覺的呢原先，蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的一對(duì)觸角上。

每個(gè)“鼻子”僅有一個(gè)“鼻孔”與外界相通，內(nèi)含上百個(gè)嗅覺神經(jīng)細(xì)胞。若有氣味進(jìn)入“鼻孔”，這些神經(jīng)立即把氣味刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)電脈沖，送往大腦。大腦根據(jù)不一樣氣味物質(zhì)所產(chǎn)生的神經(jīng)電脈沖的不一樣，就可區(qū)別出不一樣氣味的物質(zhì)。所以，蒼蠅的觸角像是一臺(tái)靈敏的氣體分析儀。

仿生學(xué)家由此得到啟發(fā)，根據(jù)蒼蠅嗅覺器的結(jié)構(gòu)和功能，仿制成一種十分奇特的小型氣體分析儀。這種儀器的“探頭”不是金屬，而是活的蒼蠅。就是把十分纖細(xì)的微電極插到蒼蠅的嗅覺神經(jīng)上，將引導(dǎo)出來(lái)的神經(jīng)電信號(hào)經(jīng)電子線路放大后，送給分析器；分析器一經(jīng)發(fā)現(xiàn)氣味物質(zhì)的信號(hào)，便能發(fā)出警報(bào)。這種儀器已經(jīng)被安裝在宇宙飛船的座艙里，用來(lái)檢測(cè)艙內(nèi)氣體的成分。

這種小型氣體分析儀，也可測(cè)量潛水艇和礦井里的有害氣體。利用這種原理，還可用來(lái)改善計(jì)算機(jī)的輸入裝置和有關(guān)氣體色層分析儀的結(jié)構(gòu)原理中。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（二十）：

貓頭鷹是完美的夜間捕獵者，是鼠類等小型哺乳動(dòng)物的天敵。

它們能夠悄無(wú)聲息地飛向獵物發(fā)起致命一擊。要明白，老鼠的聽覺、嗅覺等感官及其靈敏，貓頭鷹是如何做到悄無(wú)聲息靠近獵物的呢？科學(xué)家對(duì)貓頭鷹的翅膀做了深入的研究。他們發(fā)現(xiàn)貓頭鷹的翅膀及其柔軟，好像天鵝絨一般。這種材質(zhì)的翅膀?yàn)槭裁茨艽蠓冉档驮胍裟?？科學(xué)家們把貓頭鷹翅膀模型放在風(fēng)洞中進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)空氣基本上是貼著翅膀表面流動(dòng)的，這就減小了空氣的振動(dòng)。這種材質(zhì)的翅膀在飛行時(shí)能大幅度減少翅膀后面的空氣擾流，從而大幅度降低噪音。而形狀相同、材質(zhì)不一樣的翅膀模型放入風(fēng)洞中進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)空氣流經(jīng)翅膀時(shí)不會(huì)緊貼翅膀表面，擾流比較嚴(yán)重，噪音也大。

難道我們要把飛機(jī)的翅膀粘上天鵝絨嗎？顯然不行。飛機(jī)的翅膀和貓頭鷹的翅膀有很多區(qū)別，照抄照搬顯然是不科學(xué)的。那么貓頭鷹的翅膀還有什么值得模仿的呢？

科學(xué)家又做了一個(gè)比較試驗(yàn)，讓貓頭鷹和家鴿近距離飛過(guò)一層羽毛。家鴿的體型與貓頭鷹相仿，是很好的比較對(duì)象。試驗(yàn)的結(jié)果是：當(dāng)貓頭鷹飛過(guò)這些羽毛時(shí)，羽毛基本是不動(dòng)的；而當(dāng)鴿子飛過(guò)這些羽毛時(shí)，羽毛被大幅度的攪動(dòng)。為什么會(huì)有這么大的差別呢？科學(xué)家對(duì)貓頭鷹和鴿子的翅膀形狀進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)貓頭鷹的翅膀邊緣呈鋸齒狀。正是這種特殊的形狀降低了空氣的波動(dòng)，加上特殊的材質(zhì)，從而降低了噪音。基于這一發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家制造了一臺(tái)有著鋸齒狀邊緣的仿生風(fēng)機(jī)。與傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)相比，這臺(tái)仿生風(fēng)機(jī)的噪音降低了80%，并且節(jié)儉了能源。要明白，從電腦的散熱風(fēng)扇到大型客機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，從家用電風(fēng)扇到大型中央空調(diào)的散熱器，風(fēng)扇幾乎無(wú)處不在。如果這些風(fēng)扇都能換成仿生風(fēng)扇，將大幅度降低噪音和能源消耗，對(duì)節(jié)儉資源、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)人與自然和諧相處都有著不可估量的現(xiàn)實(shí)意義。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（二十一）：

蝴蝶和衛(wèi)星控溫系統(tǒng)

遨游太空的人造衛(wèi)星，當(dāng)受到陽(yáng)光強(qiáng)烈輻射時(shí)，衛(wèi)星溫度會(huì)高達(dá)200攝氏度；而在陰影區(qū)域，衛(wèi)星溫度會(huì)下降至零下200攝氏度左右，這很容易烤壞或凍壞衛(wèi)星上的精密儀器儀表，它一度曾使航天科學(xué)家傷透了腦筋。之后，人們從蝴蝶身上受到啟迪。原先，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。每當(dāng)氣溫上升、陽(yáng)光直射時(shí)，鱗片自動(dòng)張開，以減少陽(yáng)光的輻射角度，從而減少對(duì)陽(yáng)光熱能的吸收；當(dāng)外界氣溫下降時(shí)，鱗片自動(dòng)閉合，緊貼體表，讓陽(yáng)光直射鱗片，從而把體溫控制在正常范圍之內(nèi)。科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究，為人造地球衛(wèi)星設(shè)計(jì)了一種猶如蝴蝶鱗片般的控溫系統(tǒng)。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（二十二）：

壁虎腳趾對(duì)制造能反復(fù)使用的粘性錄音帶供給了令人鼓舞的前景。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（二十三）：

長(zhǎng)頸鹿和“抗荷服”

長(zhǎng)頸鹿是目前世界上最高的動(dòng)物，其大腦和心臟的距離約3米，完全是靠高達(dá)160~260毫米汞柱的血壓把血液送到大腦的。按一般分析，當(dāng)長(zhǎng)頸鹿低頭飲水時(shí)，大腦的位置低于心臟，很多的血液會(huì)涌入大腦，使血壓更加增高，那么長(zhǎng)頸鹿會(huì)在飲水時(shí)得腦充血或血管破烈等疾病而死?？墒枪陂L(zhǎng)頸鹿身上的一層、厚皮緊緊箍住了血管，限制了血壓，飛機(jī)設(shè)計(jì)師和航空生物學(xué)家依照長(zhǎng)頸鹿皮膚原理，設(shè)計(jì)出一種新穎的“抗荷服”，從而解決了超高速殲擊機(jī)駕駛員在突然加速爬升時(shí)因腦部缺血而引起的痛苦。這種“抗荷服”內(nèi)有一裝置，當(dāng)飛機(jī)加速時(shí)可壓縮空氣，也能對(duì)血管產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，這比長(zhǎng)頸鹿的厚皮更高明了。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（二十四）：

模擬藍(lán)藻的不完全光合器，將設(shè)計(jì)出仿生光解水的裝置，從而可獲得很多的氫氣。

動(dòng)物仿生學(xué)的例子（二十五）：

貝用它的蛋白質(zhì)生成的膠體十分牢固，這樣一種膠體可應(yīng)用在從外科手術(shù)的縫合到補(bǔ)船等一切事情上。

主題仿生機(jī)器魚設(shè)計(jì)心得體會(huì)總結(jié)四

斑馬與斑馬線

斑馬生活在非洲大陸，外形與一般的馬沒有什么兩樣，它們身上的條紋是為適應(yīng)生存環(huán)境而衍化出來(lái)的保護(hù)色。在所有斑馬中，細(xì)斑馬長(zhǎng)得最大最美。它的肩高140-160厘米，耳朵又圓又大，條紋細(xì)密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥等共處，以抵御天敵。人類將斑馬條紋應(yīng)用到軍事上是一個(gè)是很成功仿生學(xué)例子。

蝴蝶與人造衛(wèi)星

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(yáng)光下時(shí)而金黃，時(shí)而翠綠，有時(shí)還由紫變藍(lán)?？茖W(xué)家經(jīng)過(guò)對(duì)蝴蝶色彩的研究，為軍事防御帶來(lái)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(wàn)維奇根據(jù)當(dāng)時(shí)人們對(duì)偽裝缺乏認(rèn)識(shí)的情景，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。所以，盡管德軍費(fèi)盡心機(jī)，但列寧格勒的軍事基地仍安然無(wú)恙，為贏得最終的勝利奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)同樣的原理，之后人們還生產(chǎn)出了迷彩服，大大減少了戰(zhàn)斗中的傷亡。

人造衛(wèi)星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?？茖W(xué)家們受蝴蝶身上的鱗片會(huì)隨陽(yáng)光的照射方向自動(dòng)變換角度而調(diào)節(jié)體溫的啟發(fā)，將人造衛(wèi)星的控溫系統(tǒng)制成了葉片正反兩面輻射、散熱本事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(duì)溫度敏感的金屬絲，隨溫度變化可調(diào)節(jié)窗的開合，從而堅(jiān)持了人造衛(wèi)星內(nèi)部溫度的恒定，解決了航天事業(yè)中的一大難題。

兀鷲是世界上最大的食腐鳥類，專門吃死去的動(dòng)物的尸體。

兀鷲能夠在空中飛行數(shù)小時(shí)尋找動(dòng)物的尸體而不會(huì)疲憊。其他種類的鳥類要想做到這一點(diǎn)就必須消耗很多的能量，而兀鷲飛行同樣的時(shí)間所消耗的能量卻很少。科學(xué)家們經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，兀鷲在飛行時(shí)翅膀幾乎是不動(dòng)的，它們主要是靠上升氣流為其飛行供給足夠的升力。與其說(shuō)兀鷲是在空中飛行，還不如說(shuō)兀鷲是在空中滑翔。兀鷲能夠做到這一點(diǎn)，除了兀鷲的翅膀十分寬大外，翅膀的形狀也起到了很大的作用?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，兀鷲在空中飛行時(shí)幾乎不需要振動(dòng)翅膀，這就意味著這種飛行方式幾乎不用消耗能量。這就解釋了兀鷲在空中長(zhǎng)時(shí)間飛行而不會(huì)疲憊的原因。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)。科學(xué)家們制造了一艘仿生小型載人潛艇。這艘潛艇與傳統(tǒng)潛艇的區(qū)別是加裝了仿兀鷲翅膀的結(jié)構(gòu)，類似于飛機(jī)的機(jī)翼。這一看似簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)卻給這艘潛艇供給了相當(dāng)大額外的動(dòng)力，能夠使這艘潛艇借助于洋流在海水中“滑翔”。也就是說(shuō)，在加裝相等的燃料的情景下，仿生潛艇的續(xù)航里程是傳統(tǒng)潛艇的幾倍。這就為科學(xué)家進(jìn)行海洋科研供給了便利。

以前，科學(xué)家們對(duì)某一海域的海底進(jìn)行研究時(shí)，必須先到達(dá)指定海域，然后釋放科研潛艇，并且，必須受時(shí)間的限制。因?yàn)閭鹘y(tǒng)潛艇的續(xù)航里程實(shí)在是有限。為此，科學(xué)家們不得不放棄很多立刻就要觀察到的現(xiàn)象，這對(duì)科研是很大的影響。而新型仿生科研潛艇就完美的解決這一難題。利用這種潛艇進(jìn)行科研不必非要到達(dá)預(yù)定海域，在水下潛行也幾乎不受時(shí)間的限制。這就為某些特殊的海洋科研的開展供給了便利。

比如，利用這種潛艇能夠長(zhǎng)時(shí)間地觀察珊瑚礁周邊的生物活動(dòng)情景；能夠潛入更深的海里觀察深海生物的活動(dòng)規(guī)律等。這對(duì)人類認(rèn)識(shí)海洋，保護(hù)海洋，開發(fā)利用海洋都有著不可估量的意義。造物主的神奇給人類以巨大的啟迪，仿生學(xué)的研究也才剛剛開始。向動(dòng)物學(xué)習(xí)，我們還有很長(zhǎng)的路要走。

甲蟲與炮彈

氣步甲炮蟲自衛(wèi)時(shí)，可噴射出具有惡臭的高溫液體“炮彈”，以迷惑、刺激和驚嚇敵害?？茖W(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(chǔ)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。這種原理已應(yīng)用于軍事技術(shù)中。二戰(zhàn)期間，德國(guó)納粹為了戰(zhàn)爭(zhēng)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(guó)倫敦在受其轟炸時(shí)損失慘重。美國(guó)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，炮彈發(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(chǔ)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)光效率僅有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)儉了能量。另外，根據(jù)甲蟲的視動(dòng)反應(yīng)機(jī)制研制成功的空對(duì)地速度計(jì)已成功地應(yīng)用于航空事業(yè)中。

蜻蜓與平衡重錘

蜻蜒經(jīng)過(guò)翅膀振動(dòng)可產(chǎn)生不一樣于周圍大氣的局部不穩(wěn)定氣流，井利用氣流產(chǎn)生的渦流來(lái)使自我上升。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(jiǎn)單，僅靠?jī)蓪?duì)翅膀不停地拍打?？茖W(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(wú)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。

主題仿生機(jī)器魚設(shè)計(jì)心得體會(huì)總結(jié)五

論人工智能與自然智能的關(guān)系

摘要：人工智能從其產(chǎn)生開始，就表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，已成為人類科學(xué)認(rèn)識(shí)和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)不可缺少的工具，它開拓了解放人類智能的道路。但與人類智能相比，其局限性也非常明顯，只有在人類智能的配合下，它才能真正發(fā)揮預(yù)先設(shè)定的功能。不論從人工智能與自然智能的關(guān)系以及能動(dòng)與被動(dòng)的關(guān)系看，還是從認(rèn)識(shí)論的基本原理看，人工智能超過(guò)人類智能、甚至統(tǒng)治人類智能都是不可能的。

中圖分類號(hào)：b80文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a文章編號(hào)：1009-4474(2007)02-0137-04

延長(zhǎng)和增強(qiáng)人腦的智能，提高主體認(rèn)識(shí)能力，是研究人工智能的目的。在某些局部功能上，人工智能已經(jīng)可以代替甚至超過(guò)人類智能，但從全局看，造出一個(gè)與人一樣能夠思維的機(jī)器來(lái)，是不可能的。人的認(rèn)識(shí)能力是無(wú)限發(fā)展的，人的智能水平處于進(jìn)化之中，作為人類認(rèn)識(shí)工具的人工智能也在不斷發(fā)展，但人工智能與人的智能的差距始終存在，人的主體地位是改變不了的。

當(dāng)我們對(duì)智能機(jī)器作哲學(xué)分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)實(shí)事求是、恰如其分地評(píng)價(jià)，否則，對(duì)人工智能這門新學(xué)科的發(fā)展是不利的。實(shí)際上，人工智能的重大突破，還有待智能科學(xué)、思維科學(xué)的發(fā)展?，F(xiàn)在距離真正的智能系統(tǒng)尚很遠(yuǎn)，盡管就其潛力而言，人工智能是2l世紀(jì)的科學(xué)。

一、人工智能的發(fā)展

人工智能是相對(duì)人類智能而言的，它是指用機(jī)械和電子裝置來(lái)模擬和代替人類的某些智能，也稱“機(jī)器智能”或“智能模擬”。人工智能的發(fā)展主要有兩條途徑：一是利用電子技術(shù)成果和仿生學(xué)方法，從大腦的結(jié)構(gòu)方面模擬人腦的智能活動(dòng)，即結(jié)構(gòu)模擬；二是以控制論、信息論為理論基礎(chǔ)，采取黑箱的方法，用電子計(jì)算機(jī)從功能或行為方面模擬和代替人的某些智能，即功能模擬。

人工智能作為具有高度綜合性的學(xué)科范疇，包含著非常豐富深廣的內(nèi)容。它是系統(tǒng)論、控制論、信息集約論、電子學(xué)、仿生學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、機(jī)器人學(xué)、數(shù)理邏輯學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)等多學(xué)科橫斷跨界、交融結(jié)合的產(chǎn)物，其包羅各門學(xué)科的廣泛性，可以說(shuō)除哲學(xué)之外，任何一門科學(xué)都不能與之相比。概括地說(shuō)，人工智能是自然科學(xué)技術(shù)、社會(huì)科學(xué)技術(shù)和思維科學(xué)技術(shù)三大領(lǐng)域有機(jī)綜合的產(chǎn)物，其誕生和發(fā)展將促使人類認(rèn)識(shí)改造客觀世界及主體自身升華到一個(gè)劃時(shí)代的新高度。

雖然人工智能這個(gè)控制論的分支，從產(chǎn)生到現(xiàn)在還只有很短的歷史，但無(wú)論在理論方面，還是在應(yīng)用研究方面都已取得很大成績(jī)。

二、人工智能的優(yōu)越性

人工智能作為本世紀(jì)中葉新崛起的、綜合性最強(qiáng)的新興前沿科學(xué)，它涉及非常廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，它也可以同各門科技成果相結(jié)合，形成獨(dú)立的綜合性智能科學(xué)體系。在當(dāng)代新的科學(xué)技術(shù)革命浪潮中，它愈來(lái)愈顯示出強(qiáng)大的生命活力，具有無(wú)限廣闊的發(fā)展前景。

1、人工智能是人類智能的必要補(bǔ)充。人工智能是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在人們創(chuàng)造了各種復(fù)雜的機(jī)器設(shè)備，大大延伸和擴(kuò)展了自己的手腳功能，迫切需要相應(yīng)地延伸思維器官和放大智力功能的情況下，產(chǎn)生發(fā)展起來(lái)的。它是機(jī)器進(jìn)化的結(jié)果，也是人類智能的物質(zhì)化。它和人腦功能相互聯(lián)系、相互促進(jìn)，使人類的認(rèn)識(shí)范圍不斷地向微觀和宏觀兩極擴(kuò)展，使人能通過(guò)間接方式達(dá)到對(duì)事物更深層次的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，使意識(shí)的內(nèi)容得到極大豐富和增長(zhǎng)。它已成為人類科學(xué)認(rèn)識(shí)和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)不可缺少的技術(shù)“助手”。

中國(guó)科學(xué)院吳文俊在機(jī)器證明方面取得的成果，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的重視。他在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)找到了一個(gè)快速判定過(guò)程，將幾何問題表示為代數(shù)問題，于1977年證明了初等幾何主要一類定理證明可以機(jī)械化。后又于1978年證明了初等微分幾何中主要一類定理證明可以機(jī)械化，而且找到了實(shí)現(xiàn)機(jī)械化證明切實(shí)可行的方法。1980年，他只用了幾十個(gè)小時(shí)就在一臺(tái)微型機(jī)上得出一個(gè)不算簡(jiǎn)單的新定理。吳文俊的工作對(duì)人工智能有兩點(diǎn)啟發(fā)：一是強(qiáng)調(diào)在人工智能研究中從機(jī)器模擬人的求解目的轉(zhuǎn)向討論機(jī)器求解問題的方法；二是使人們重新注意定理證明技術(shù)在實(shí)際中的具體應(yīng)用，特別是在實(shí)現(xiàn)信息檢索機(jī)械化中的重要作用。

2、人工智能開辟了人類智力解放的道路。人工智能預(yù)示著第三次工業(yè)革命的到來(lái)，成為改變社會(huì)生活面

貌的巨大杠桿?，F(xiàn)在，自動(dòng)化技術(shù)不僅滲透到工業(yè)、 農(nóng)業(yè)、 建筑、交通、航天和武器等生產(chǎn)和軍事領(lǐng)域，例如，現(xiàn)代軍事技術(shù)的重要分支——戰(zhàn)術(shù)模擬技術(shù)，就是用“蒙特一卡洛法”的處理隨機(jī)因素的數(shù)學(xué)方法，在 計(jì)算機(jī)上完整地模擬包含在戰(zhàn)斗過(guò)程中可能出現(xiàn)成百上千的偶然性因素，并使過(guò)程多次重復(fù)，從而模擬出可能出現(xiàn)的戰(zhàn)斗結(jié)局；而且滲透到產(chǎn)品訂貨、自動(dòng)售貨以及分配等流通領(lǐng)域；還滲透到銀行 管理等金融領(lǐng)域，圖書館管理、情報(bào)資料檢索，電化 教育以及通信等信息領(lǐng)域；甚至在家庭里面，也出現(xiàn)了各種自動(dòng)化家用電器。有人把這些自動(dòng)化叫做四“a”革命或者五“a”革命，即四個(gè)或五個(gè)方面的自動(dòng)化：工業(yè)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、信息自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化或家庭自動(dòng)化。

三、人212智能的局限性

同人的智能比較，人工智能有若干局限性。人工智能是利用了人和機(jī)器的共性——兩者都是一個(gè)信息轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，而拋開了人和機(jī)器的區(qū)別。但實(shí)際上這種區(qū)別是存在的，而且是不容忽視的本質(zhì)區(qū)別：人工智能不等于人的智能，而是人的智能的物化，它既有可能性，又有局限性。

1、人工智能只能模擬人的某些自然屬性，人的 社會(huì)屬性是不能模擬的。以電子計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的人工智能只是主體認(rèn)識(shí)客體的手段。電子計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是它的邏輯結(jié)構(gòu)建立在二值邏輯基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)只懂機(jī)器 語(yǔ)言，即由“1”與“0”組成的代碼。嚴(yán)格地說(shuō)，機(jī)器連“1”與“0”也不認(rèn)識(shí)，只不過(guò)是穿孔卡片通過(guò)光電管把代碼變成脈沖信號(hào)而已。即使給計(jì)算機(jī)配上智能 軟件，可以稱之為智能機(jī)器，也不能改變計(jì)算機(jī)的性質(zhì)，它仍然是 認(rèn)識(shí)工具。早期的電子計(jì)算機(jī)由人直接操作，是人在使用工具。目前雖已部分用程序完全代替了人的操作，使信息處理自動(dòng)化，但程序體現(xiàn)的是人的認(rèn)識(shí)活動(dòng)，它僅把人的直接操作變?yōu)殚g接操作，因此，仍然是人在使用工具。作為認(rèn)識(shí)工具的計(jì)算機(jī)，在本質(zhì)上是一種處理信息的機(jī)器。

人腦與這種信息轉(zhuǎn)換器不同，它不僅是加工廠，而且是信息源。雖然人的認(rèn)識(shí)過(guò)程也需要信息處理，但更需要對(duì)所理解的信息進(jìn)行思維，加以去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的改造，由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。

2、人工智能不具有人的主觀能動(dòng)性。如果以控制論的觀點(diǎn)來(lái)分析，那么所謂能動(dòng)性，就是人的大腦在獲取外界各種信息后，自動(dòng)地進(jìn)行分析、綜合而作出反映；同時(shí)，又與原來(lái)儲(chǔ)存的信息進(jìn)行比較、概括，最后作出控制客觀對(duì)象的決策，付諸具體的行動(dòng)。在整個(gè)過(guò)程中，相對(duì)于主觀來(lái)說(shuō)，認(rèn)識(shí)和 改造的客觀對(duì)象總是處于被動(dòng)的地位。

智能機(jī)可以模擬人的思維，甚至可以部分地超過(guò)人的思維功能，但在人事先沒有給它安排好程序的情況下，它不能主動(dòng)地提出任何一個(gè)問題，更不能有目的地改造客觀世界。就是說(shuō)，它沒有人和人腦那樣的能動(dòng)性。相對(duì)于人來(lái)說(shuō)，它只能是被動(dòng)的。由此可見，信息處理與認(rèn)識(shí)活動(dòng)之不同，就在于機(jī)器只“理解”信息的形式，進(jìn)行符號(hào)加工；人腦卻能理解信息的內(nèi)容，進(jìn)行能動(dòng)思維。

3、人工智能只有在自然智能密切配合之下，才能真正發(fā)揮自己的作用。人工智能和自然智能之間存在自然而合理的分工，決不是相互排斥和相互取代，而是要相互補(bǔ)充和相互支援，并合理地 組織優(yōu)化相互間的關(guān)系。對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)而言，人是主要的。人工智能應(yīng)處處為人 工作，適應(yīng)并滿足人的需要。人和自然智能不僅是人工智能的建立者和使用者，而且是人工智能的唯一掌握者。

四、人工智能不可能取代人類智能

隨著控制論研究的深入和智能機(jī)器的 發(fā)展，出現(xiàn)了人與計(jì)算機(jī)的關(guān)系問題，包括機(jī)器能否思維，人工智能與人類智能有無(wú)界限，機(jī)器能否超過(guò)人、統(tǒng)治人等。對(duì)于人和（人工）智能機(jī)器的關(guān)系問題，應(yīng)該進(jìn)行辯證的考察，既要看到兩者的 聯(lián)系，又要看到兩者的區(qū)別；既不能把有機(jī)物和無(wú)機(jī)物之間的界限絕對(duì)化，又不能抹煞兩者在性質(zhì)上的差異。

就人類的總體而言，智能機(jī)的 應(yīng)用，只能保證人類思維的發(fā)展，決不會(huì)取消或減弱人的思維活動(dòng)。

1、從人工智能與自然智能的關(guān)系看，機(jī)器超過(guò)人、統(tǒng)治人是不可能的。人的自然智能，就是指人的智慧和能力。它與人的知識(shí)不同。如果說(shuō)，人的知識(shí)是對(duì)客觀外界規(guī)律性的認(rèn)識(shí)，那么智能則是運(yùn)用這種對(duì)客觀外界規(guī)律性的認(rèn)識(shí)來(lái)解決矛盾，有目的地改造客觀世界的能力。從信息論的觀點(diǎn)看，知識(shí)主要指一個(gè)人有目的地以某種很好的方式使用這些有用信息的能力。因此，我們認(rèn)為，知識(shí)是智能的基礎(chǔ)，智能是知識(shí)的深化和發(fā)展。

人工智能則是用電子計(jì)算機(jī)模擬人的思維活動(dòng)，完成一部分原來(lái)需要人的大腦擔(dān)負(fù)的工作。人工智能的本質(zhì)是用機(jī)器模擬人腦的功能，是人腦的延長(zhǎng)。人工智能只是人腦智能的放大和延伸，它是由人創(chuàng)造的。機(jī)器智能所具有的“思維”能力，不過(guò)是人的思維能力在機(jī)器上的投影，是模擬人的思維的結(jié)果。人工智能僅僅是對(duì)輸入的信息根據(jù)指令進(jìn)行歸納和選擇，它決沒有自身的目的性，不會(huì)產(chǎn)生自覺的目標(biāo)。

人工智能不具有人類智能的本質(zhì)特征。人工智能只能在原有的知識(shí)中進(jìn)行排比、篩選，而不能產(chǎn)生創(chuàng)造的靈感。人腦的思維可以通過(guò)概念、判斷、推理等形式，直接越過(guò)一系列復(fù)雜的邏輯次序，可以不拘泥于原來(lái)腦中儲(chǔ)存的信息辨認(rèn)客體。人工智能和人類思維的不同還在于，人工智能不能模擬人類思維的社會(huì)本質(zhì)。由于人工智能不具有社會(huì)屬性，因而它永遠(yuǎn)也不能成為獨(dú)立的思維主體。

2、從認(rèn)識(shí)論的基本原理看，機(jī)器超過(guò)人、統(tǒng)治人是不可能的。人工智能的本質(zhì)是用機(jī)器模擬人的思維功

能。因?yàn)樽鳛槲镔|(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)形式的思維活動(dòng)是可以認(rèn)識(shí)的，是有一定的物質(zhì)基礎(chǔ)的，因此人們可以制造出特定的機(jī)器來(lái)模擬思維的一定方面和特性。機(jī)器模擬思維的前提是對(duì)思維的認(rèn)識(shí)，其中包括對(duì)思維的物質(zhì)基礎(chǔ)、思維規(guī)律以及思維功能的認(rèn)識(shí)。然而，辯證唯物論的認(rèn)識(shí)論的一條基本原理就是，認(rèn)識(shí)的客體決定認(rèn)識(shí)的主體，認(rèn)識(shí)的客體先于認(rèn)識(shí)的主體。主體對(duì)客體的認(rèn)識(shí)總是受客體發(fā)展程度的制約。作為認(rèn)識(shí)客體和模擬對(duì)象的認(rèn)識(shí)在后，只有隨著人腦及其思維能力的發(fā)展，人對(duì)大腦及其思維能力的認(rèn)識(shí)才能發(fā)展，從而機(jī)器模擬大腦及其思維能力的活動(dòng)才能深入。因此，人工智能只能理解信息的形式，而人卻能理解信息的內(nèi)容。

3、從能動(dòng)與被動(dòng)的關(guān)系看，機(jī)器超過(guò)人、統(tǒng)治人是不可能的。用哲學(xué)語(yǔ)言說(shuō)，就是人具有主觀能動(dòng)性。這種主觀能動(dòng)性是建立在實(shí)踐基礎(chǔ)上的，因此，不僅機(jī)器不可能有這種能動(dòng)性，連動(dòng)物也沒有這種能動(dòng)性。正是這一點(diǎn)，電子計(jì)算機(jī)雖然可以在某些方面，如運(yùn)算速度、精確性及記憶容量等方面超過(guò)人，但在總體方面，永遠(yuǎn)不可能等同于大腦，更談不上超過(guò)人、統(tǒng)治人。綜上所述，人工智能是以機(jī)器為主體，模擬人的智能而人工地制作出來(lái)的。作為模擬，它就不是機(jī)器作為主體的智能，而是人的智能向機(jī)器的傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)移。機(jī)器本身沒有智能，它不能自我控制和自我調(diào)節(jié)，不能作為智能活動(dòng)的主體。人與機(jī)器智能效應(yīng)是互補(bǔ)互促的關(guān)系，彼此相互作用、取長(zhǎng)補(bǔ)短，互相推動(dòng)、攜手并進(jìn)，因而既要發(fā)揮人的主導(dǎo)作用，又要充分利用機(jī)器的高效處理信息的特長(zhǎng)。這樣，人類將會(huì)更好地認(rèn)識(shí)世界和改造世界。可見，用人工智能系統(tǒng)來(lái)模擬人、模擬思維，是自然科學(xué)中唯物主義路線的體現(xiàn)；仿生學(xué)、控制論、自動(dòng)化的成就，是唯物主義的勝利和唯心主義的破產(chǎn)。

主題仿生機(jī)器魚設(shè)計(jì)心得體會(huì)總結(jié)六

【摘 要】 人工智能（ai）是研究使計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的某些思維過(guò)程和智能行為的學(xué)科，是二十一世紀(jì)三大尖端技術(shù)之一。ai未來(lái)的發(fā)展必將越來(lái)越廣泛，越來(lái)越深入，越來(lái)越快地向著人類智能的方向逼近。伴隨著人工智能和智能機(jī)器人的發(fā)展，為人類文化生活提供了新的模式。

人工智能（artificial intelligence），英文縮寫為ai，是研究使計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的某些思維過(guò)程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的學(xué)科，主要包括計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的原理、制造類似于人腦智能的計(jì)算機(jī)。二十世紀(jì)七十年代以來(lái)被稱為世界三大尖端技術(shù)之一（空間技術(shù)、能源技術(shù)、人工智能）。也被認(rèn)為是二十一世紀(jì)（基因工程、納米科學(xué)、人工智能）三大尖端技術(shù)之一。

（1）人工智能的思想萌芽可以追溯到十七世紀(jì)的巴斯卡和萊布尼茨，他們較早萌生了有智能的機(jī)器的想法。十九世紀(jì)，英國(guó)數(shù)學(xué)家布爾和德摩爾根提出了“思維定律”，這些可謂是人工智能的開端。十九世紀(jì)二十年代，英國(guó)科學(xué)家巴貝奇設(shè)計(jì)了第一架“計(jì)算機(jī)器”，它被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)硬件，也是人工智能硬件的前身。1936年，24歲的英國(guó)數(shù)學(xué)家圖靈提出了“自動(dòng)機(jī)”理論，把研究會(huì)思維的機(jī)器和計(jì)算機(jī)的工作大大向前推進(jìn)了一步，在定義智慧時(shí)，圖靈做出了解釋，如果一臺(tái)機(jī)器能夠通過(guò)稱之為圖靈實(shí)驗(yàn)的測(cè)試，那它就是智慧的，圖靈實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)就是讓人在不看外型的情況下不能區(qū)別是機(jī)器的行為還是人的行為。（2）上世紀(jì)三四十年代，維納、弗雷治、羅素的數(shù)理邏輯，和丘奇、圖靈的數(shù)字功用以及計(jì)算機(jī)處理發(fā)展促使了1956年夏dartmouth會(huì)議上人工智能學(xué)科（由“人工智能之父”麥卡錫提出，麥卡錫曾是stanford人工智能實(shí)驗(yàn)室主任）的誕生20世紀(jì)60年代以來(lái)，采用生物模仿來(lái)建立功能強(qiáng)大的算法，包括進(jìn)化計(jì)算等，人工生命以進(jìn)化計(jì)算為基礎(chǔ)，研究自組織、自復(fù)制、自修復(fù)以及形成這些特征的進(jìn)化和環(huán)境適應(yīng)。70年代以來(lái)，conrad等研究人工仿生系統(tǒng)中的自適應(yīng)、進(jìn)化和群體動(dòng)力學(xué)，提出不斷完善的“人工世界”模型。80年代，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)再度興起促進(jìn)人工生命的發(fā)展。（3）1992年貝茲德克提出計(jì)算智能。專家系統(tǒng)在90年代興起，模擬人類專家解決領(lǐng)域問題。

強(qiáng)人工智能的觀點(diǎn)認(rèn)為有可能制造出真正能推理和解決問題的智能機(jī)器，并且，這樣的機(jī)器能將被認(rèn)為是有知覺的，有自我意識(shí)的。弱人工智能的觀點(diǎn)認(rèn)為不可能制造出能真正地推理和解決問題的智能機(jī)器，這些機(jī)器只不過(guò)看起來(lái)像是智能的，但是并不真正擁有智能，也不會(huì)有自主意識(shí)?，F(xiàn)在主流科研集中在弱人工智能上，強(qiáng)人工智能的研究則處于停滯不前的狀態(tài)下。

目前人工智能主要研究?jī)?nèi)容是：知識(shí)表示、自動(dòng)推理和搜索方法、機(jī)器學(xué)習(xí)和知識(shí)獲取、知識(shí)處理系統(tǒng)、自然語(yǔ)言理解、計(jì)算機(jī)視覺、智能機(jī)器人、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)等方面，分布式人工智能與多智能主體系統(tǒng)、人工思維模型、知識(shí)系統(tǒng)、知識(shí)發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘、遺傳與演化計(jì)算、人工生命應(yīng)用等等。未來(lái)人工智能可能會(huì)向以下幾個(gè)方面發(fā)展：模糊處理、并行化、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器情感。

ibm公司“deep blue”電腦擊敗了人類的世界國(guó)際象棋冠軍，美國(guó)sandia實(shí)驗(yàn)室建立了國(guó)際上最龐大的“虛擬現(xiàn)實(shí)”實(shí)驗(yàn)室，擬通過(guò)數(shù)據(jù)頭盔和數(shù)據(jù)手套實(shí)現(xiàn)更友好的人機(jī)交互。國(guó)際各大計(jì)算機(jī)公司相繼開始將人工智能作為其研究?jī)?nèi)容，幾乎包括所有it企業(yè)，以及很多金融巨頭，紛紛建立自己的人工智能產(chǎn)業(yè)部，利用“智能”來(lái)解決問題。無(wú)人駕駛車的誕生，打破了汽車靠人駕駛的時(shí)代。

mit開發(fā)出了shrdlu，student系統(tǒng)可以解決代數(shù)問題，而sir系統(tǒng)則開始理解簡(jiǎn)單的英文句子了，sir的出現(xiàn)導(dǎo)致了新學(xué)科的出現(xiàn)：自然語(yǔ)言處理。在70年代出現(xiàn)的專家系統(tǒng)成了一個(gè)巨大的進(jìn)步，它頭一次讓人知道計(jì)算機(jī)可以代替人類專家進(jìn)行工作。在理論方面，計(jì)算機(jī)開始有了簡(jiǎn)單的思維和視覺，而不能不提的是人工智能語(yǔ)言prolog語(yǔ)言誕生了，它和lisp一起幾乎成了人工智能工作者不可缺少的工具。

（1）人工智能對(duì)自然科學(xué)的影響。在需要使用數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)工具解決問題的學(xué)科，ai帶來(lái)的幫助不言而喻。更重要的是，ai反過(guò)來(lái)有助于人類最終認(rèn)識(shí)自身智能的形成。（2）人工智能對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響。專家系統(tǒng)更深入各行各業(yè)，帶來(lái)巨大的宏觀效益。ai也促進(jìn)了計(jì)算機(jī)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)的發(fā)展。但同時(shí)，也帶來(lái)了勞務(wù)就業(yè)問題。由于ai在科技和工程中的應(yīng)用，能夠代替人類進(jìn)行各種技術(shù)工作和腦力勞動(dòng)，會(huì)造成社會(huì)結(jié)構(gòu)的劇烈變化。（3）人工智能對(duì)社會(huì)的影響。ai也為人類文化生活提供了新的模式。現(xiàn)有的游戲?qū)⒅鸩桨l(fā)展為更高智能的交互式文化娛樂手段，今天，游戲中的人工智能應(yīng)用已經(jīng)深入到各大游戲制造商的開發(fā)中。

伴隨著人工智能和智能機(jī)器人的發(fā)展，不得不討論是人工智能本身就是超前研究，需要用未來(lái)的眼光開展現(xiàn)代的科研，因此很可能觸及倫理底線。作為科學(xué)研究可能涉及到的敏感問題，需要針對(duì)可能產(chǎn)生的沖突及早預(yù)防，而不是等到問題矛盾到了不可解決的時(shí)候才去想辦法化解。

智能機(jī)器人具有類似于人的智能，它裝備了高靈敏度的傳感器，因而具有超過(guò)一般人的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺的能力，能對(duì)感知的信息進(jìn)行分析，控制自己的行為，處理環(huán)境發(fā)生的變化，完成交給的各種復(fù)雜、困難的任務(wù)。而且有自我學(xué)習(xí)、歸納、總結(jié)、提高已掌握知識(shí)的能力。目前研制的智能機(jī)器人大都只具有部分的智能，和真正的意義上的智能機(jī)器人，還差得很遠(yuǎn)。

當(dāng)然，雖然人工智能一直都處于計(jì)算機(jī)技術(shù)的最前沿，但人工智能的發(fā)展也并不是一帆風(fēng)順的，并不象我們期待的那樣迅速，也曾因計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的限制無(wú)法模仿人腦的思考以及與實(shí)際需求的差距過(guò)遠(yuǎn)而走入低谷。人工智能的問題的在于，一方面哲學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、思維科學(xué)和心理學(xué)等學(xué)科所研究的智能層次高而抽象；另一方面ai邏輯符號(hào)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和行為主義所研究的智能層次太基本。由于對(duì)中間機(jī)制知之甚少，這種背景下提出的各種ai理論，就只能是或者完全不同于人類思維，與人類的思維模式相距太遠(yuǎn)，同時(shí)在人類思維方式的理解上也有待突破，不然很難形成更新的ai框架和理論體系。盡管如此，多學(xué)科的聯(lián)合協(xié)作研究也帶來(lái)了足夠引人注目的增長(zhǎng)。因?yàn)槿斯ぶ悄艿幕纠碚撨€不完整，我們還不能從本質(zhì)上解釋我們的大腦為什么能夠思考，這種思考來(lái)自于什么，這種思考為什么得以產(chǎn)生等一系列問題。但經(jīng)過(guò)這幾十年的發(fā)展，我們相信它會(huì)給世界帶來(lái)難以預(yù)料的變化。

[1][美]l[美]peternorvig人工智能：一種現(xiàn)代的方法（第3版）。

[2]人工智能及其應(yīng)用蔡自興徐光佑。

[3]游戲人工智能編程案例精粹[美]matbuckland.

[4]機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論[美]克來(lái)格（craig，j.j）。

[5]計(jì)算智能導(dǎo)論（第2版）（南非）英吉布雷切特。