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书名 人类的仿生/换个角度看世界
分类 科学技术-自然科学-生物科学
作者 刘清廷
出版社 成都地图出版社
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简介
编辑推荐

《换个角度看世界》介绍了生命科学、化学领域中各方面的基础知识,通过趣味性、知识性、实用性良好结合的具体实例,让孩子换上科学的角度去认识感知这个世界。

刘清廷编著的《人类的仿生》从生物的神奇功能、各领域的仿生应用和未来仿生之路3个部分为大家介绍了神奇的仿生学,书中含有很多人类成功的仿生科技。

内容推荐

学习科普知识,可以激发青少年探索世界的欲望;学习科普知识,可以让青少年更好地把握生活,因为科学在生活中无处不在:学习科普知识,可以让青少年充分地释放求知热情,在游戏中获得知识。刘清廷编著的《换个角度看世界》是一套优秀的青少年课外科普读物,与课本的枯燥单调柏比,本套书中的知识点言简意赅、通俗易懂,易丁被读者们接受。

《人类的仿生》是其中一册,从生物的神奇功能、各领域的仿生应用和未来仿生之路3个部分为大家介绍了神奇的仿生学。

《人类的仿生》由刘清廷编著。

目录

生物的奇功

神眼揽胜

顺风耳

敏锐的鼻子

超级导航功夫

奇特的化学才能

怪异的发电技巧

造型妙术

护身妙法

能工巧匠

不可思议的发光

仿生学发展简史

人类仿生由来已久

发人深省的对比

连接生物与技术的桥梁

仿生学的研究方法与内容

力学仿生

由飞鸟到飞机

鸟类的“V”形编队

昆虫飞行的启示

鲸类潜水的启示

昆虫翅膀引出的螺旋桨

海豚创造的流线型

细胞组织的静体力学

鲫鱼与吸锚

乌贼与喷水船

啄木鸟啄木与脑震荡

化学仿生

动物“化学通信”的启示

鳄鱼式海水净化设想

动物“淡化器”与海水淡化

乌贼与烟幕弹

萤火虫与照明光源

蚕与人造丝

昆虫的“性导弹”与杀虫技术

生物的善趋气与引诱剂

蜘蛛丝与防弹衣

高效率的催化剂

化学武器的诞生

生物膜的模

生物体内的魔术师——酶

奇妙的化学反应

化学仿生研究前景展望

定向导航仿生

动物远程导航的启示

昆虫隐身术的启示

昆虫导航的启示

昆虫楫翅的启示

由鱼类推出的声呐系统

夜蛾的启示v

导弹红外跟踪术

蜂眼与天文罗盘

蝙蝠与“探路仪”

海豚与水下回声探测器

竖起的耳朵及天线

信息与控制仿生

动物味觉的启示

动物“热感受器”的启示

动物“生物钟”的启示

蝇眼的启示

跟踪技术顾问——蛙眼

鸽子的监视技术

来源于大海的检测蜂鸣器

广角鱼眼

海蜇与风暴预测仪

狗与“电子警犬”

视觉程序与人造眼

睡眠机

电控假手

夜视仪与动物的夜视

建筑仿生

兽类与人工发汗材料

蛋壳耐压的启示

奇妙的植物的建筑结构

蜂窝状泡沫建材的诞生

都灵展览馆的灵感来源

悬索结构的由来

出气孔和充气结构

兽类骨骼的启示

混凝土的发明

拱形结构的灵感

蜂窝与太空飞行器

蜗牛壳与复合陶瓷材料

能量、动力与电子仿生

转换能量的高手

叶绿素发电

“发电”鱼与电池

企鹅与极地越野汽车

蚂蚁与人造肌肉发动机

长了眼睛的步枪

布满“神经”的电脑

从生物界找灵感的现代电子科学

蛙眼与电子模型

机械仿生

从人造假手谈起

仿生机械学及研究动向

生物形态与工程结构

生物形态与运动

动物前爪的启示

人体肌肉的启示

龙虾与天文望远镜

尺蠖与坦克

机器人技术

鸟与戈

蜘蛛仿生车

蜘蛛机器人

麦秆与自行车

未来的仿生之路

仿生学向生物工程进发

新时代的疾病克星——生物医学工程

跨世纪的研究热点——大脑与人工智能

人工创造新生物——遗传工程简介

尚待开发的新能源——人体能

试读章节

灵敏的昆虫“鼻子”

昆虫是没有鼻子的,但人们常把昆虫头上的一对须须——触角看作昆虫的鼻子。这是因为昆虫的触角上密布着数以千计的大小不一、形状不同的微型“鼻子”——嗅觉窝,即嗅觉器。蝇类的一根触角上大约有3600个这种微型“鼻子”;蜜蜂有4000~30000个这种嗅觉器;有种金龟子雌虫有35000个嗅觉器,而雄虫可达40000个之多。每个嗅觉窝内都分布着很多神经末梢,直接与脑神经中枢相连,它们就像人的鼻子一样能闻到各种气味,所以昆虫总是不停地舞动这两根须须,东嗅西闻,寻找猎物。

昆虫的嗅觉非常灵敏,盛开的鲜花发出芬芳的香味,会引来许多蜜蜂采蜜授粉;一条臭鱼扔在地上,过不了多久就会招来一大群苍蝇;梨天蚕蛾的雄虫竟能闻到远在8千米以外雌虫所散发的特殊气味,而兴冲冲地赶去幽会。这样灵敏的“鼻子”,就是高等哺乳动物的真正的鼻子也望尘莫及。除触角外,昆虫的下唇须、下颚须上也布有这种嗅觉器。

触角这种特殊的“鼻子”,对于昆虫的生活是十分重要的。昆虫不但用它来寻找食物,而且还用它来寻找配偶和识别同伴。囚禁在罩笼内的蟑螂能很快判别出放在笼内的糖是可以吃的,而木屑是不可以吃的,因为糖和木屑有不同的气味。然而去掉它的触角,这只蟑螂就无法辨清糖和木屑,碰到木屑也会乱啃。蚂蚁是根据自己蚁群的特殊气味来识别同伴的,如有外来的蚂蚁闯入,就会群起而攻之,把它杀死。然而切去蚂蚁的触角,即使是亲如手足的同胞兄弟之间也会展开剧烈的厮杀。雄蛾能追逐相隔很远的雌蛾,是由于闻到雌蛾所分泌的性信息素的缘故,而割掉了触角的雄蛾却不知道去亲昵近在咫尺的“未婚妻”。

昆虫种类繁多,它们“鼻子”的形状也各不相同。蟋蟀、螽斯的触角又细又长,叫丝状触角。蝶类的触角像根打垒球的棒头,所以叫棍棒状触角。白蚁的触角恰似一串珠子,称为念珠状触角。金龟子的触角似鱼鳃,叫鳃状触角。蜂类触角呈膝状弯曲,叫膝状触角。此外,还有刚毛状、羽状、锯齿状以及其他不规则形状的触角,五花八门,干变万化。即使是同种昆虫,雌虫和雄虫的触角形状也会不同,一般来说雄虫的触角比雌虫的长、复杂和发达。

为什么动物鼻子比人灵敏

为什么很多动物的嗅觉器官比人类发达呢?从解剖学的观点看,人脑属于,“新脑”,大脑皮质高度发达,而嗅叶则相对萎缩,仅有一个很小的嗅球,鼻腔内,嗅膜面积较小,嗅觉细胞也较少。而动物脑属于“古脑”,很多哺乳动物的大脑有很大的嗅叶,鼻腔因嗅觉需要,充分发育,有较大的嗅区。

嗅觉是怎样引起的?空气中的气味分子接触嗅觉感受器后,会刺激嗅觉细胞,嗅觉细胞将刺激迅速转换为输入脉冲信号,由嗅觉神经传到大脑嗅区,就产生了嗅觉。

动物的嗅觉特别灵敏,不但说明动物的嗅觉感受器有极其敏感的接受能力,也告诉我们:动物大脑的嗅区有高超的终端识别力。

象甩鼻子猪拱地——鼻有其妙

去过坦桑尼亚天然动物园的人,有时在其原野上能看到一个奇怪的现象:大象常常高举起鼻子,好像向空中搜索什么似的。它在干什么?

原来象的视觉很差,而嗅觉和味觉却十分发达。大象高举起鼻子,就是在搜索空气中的“气味情报”,根据气味来判断附近有没有其他动物,以思索“对策”。当大象没有闻到异常的气味时,它往往会疑虑重重、踌躇不前。

猪常拿鼻子拱来拱去的,其实是在凭嗅觉找东西吃。有人曾把243种蔬菜放在猪的面前,猪就专拣其中72种好吃的吃,不好吃的,它碰也不碰,这样看来,猪也有聪明之处呢!P12-14

序言

仿生学是生物学和工程技术学结合在一起,互相渗透孕育出的一门新生的边缘学科。

自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。经过亿万年的优胜劣汰的进化过程,种类繁多的生物具备了适应环境变化的能力,从而得到生存和发展,也因此造就了它们干奇百怪的形态和功能。在这方面,作为“万物之灵”的人类处于劣势,但人类拥有其他生物望尘莫及的智慧。为了弥补自身的不足,聪明的人类开始向这些生物的学习。见鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨模仿鱼类的鳍。见鸟儿展翅翱翔于空中,人们就研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行,开始人造飞行器的研制和试验。人们模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在舰船的外壳上,以减少航行湍流,提高航行速度;模仿蚕吐丝的过程,人工制取纤维。研究和提取昆虫性信息素,人为释放性信息素,可以诱捕农业害虫,还可以把性信息素和黏胶、灯光、水盆、杀虫剂和化学不育剂等结合使用,消灭大量害虫。

随着相关学科的深入发展,仿生学也得到进一步发展。人类的仿生技术进入了一个突飞猛进的时代,例如人工基因重组、转基因技术是自然重组、基因转移的模仿;天然药物分子、生物高分子的人工合成是分子水平的仿生;人工神经元、神经网络是细胞系统水平的仿生。可以说,人类的仿生技术已经达到了一定高度,其研究成果也大量应用于生产生活以及科研等多个领域。但是由于生物系统的复杂性,弄清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题还需要多学科长时间的密切协作,所以八举的仿生之路环很漫长。

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更新时间:2025/3/3 4:23:06