DOCX《关联图之一》

关联图之一 仙人掌 曼陀罗花 针叶 小面积叶子 箭袋树 叶脉形状与散热 肥厚的叶片 气孔的数目极少 非洲大象 汤姆森瞪羚 颈动脉网络冷却大脑 白蚁窝 「烟囱」原理 阿勃勒树 叶子冷却效应 皮肤微调的内部温度 巨大的耳朵 土拨鼠 洞穴形状创建通风 黄蜂 角质层 黑尾大耳野兔 集热器 夜鹰 喉吐废热 地衣大戟 硬蜡 粗壮的茎 调节温度 哺乳动物 流汗控制体温 蜜蜂 收集水分冷却蜂巢 袋鼠 舔皮肤以利冷却 利用水结合风扇冷却建筑物 衣服,散热 仿皮肤发明蒸发膜为建筑散热 潮湿散热网 关联图之二普通翠鸟 啄 羽毛 新干线 新型激光 猫头鹰 羽毛 大黄蜂 散热系统 眼睛 夜视镜 服装 点翠 阿根廷「翠鸟」导弹 仿生是什麽? 结合古老的生物智慧与最新科技而产生的有趣学问.

籍了解生物的结构和功能原理,来研制新的机械和新技术,或解决机械技术的难题. 观察、研究和模拟自然界生物各种各样的特殊本领,包括生物本身结构、原理、行为、各种器官功能、体内的物理和化学过程、能量的供给、记忆与传递等.从而为科学技术中利用这些原理,提供新的设计思想、工作原理和系统架构的技术科学. 打破了生物和机器的界限,将各种不同的系统沟通起来. 向自然学习 想法从哪里来? 如何取得想法:想像、搜寻… 从自然得到什麽? 从自然的天才中学习:解决什麽问题、找到最佳的自然模 自然的智慧您不知道的早知道 自然界往往充满著智慧,例如: 蜜麻花→空隙→阻力减少→平滑 莲叶效应 蜘蛛不会被自己的网黏住→蜘蛛丝→防弹背心 沙漠甲虫:凸亲水 凹疏水→用以喝水→集水 放屁甲虫:释放化学物质以防御 企鹅脚有半膜→控制血流 骨髓→艾菲尔铁塔 人类在科技发展当中,常常利用自然的力量,寻求帮助: 大自然摺纸法:蛹、山毛榉、三浦摺→展开外太空太阳能电板 节能减碳屋:叶绿素、莲叶效应 当中也有不少来自於昆虫: 昆虫五大特徵 坚强保护外骨骼 良好的神经系统 繁殖能力强 个体少 飞行能力 例: 摩尔佛蝶结构色:多层次的结构 { -反向用途:反射式伪装与反雷达隐形飞机 -迷彩装 调节气温 仙人掌:针表面积小→减少蒸发 太阳最高处时散热最小 叶脉提供阴影→降低温度 曼陀罗花:小叶子缓冲外界温度变化 控制蒸发作用→调温 表面气孔:增加蒸发与冷却 封闭气孔:叶片比空气温暖 * 叶面边界层散热 边界层:接触叶片薄薄静止的空气 水蒸气离开气孔→边界层→水蒸气达到大气压力→移动空气带走 汤姆森瞪羚:颈动脉网络冷却大脑 血液流经鼻腔→冷却 白蚁家 阿勃勒树:让风容易穿过 非洲大象:耳朵有许多血管→散热 自然界中的奈米现象 莲叶效应出污泥而不染 自我净洁(self-cleaning)疏水性 右图为疏水性且具有奈米结构的表面,水珠滚动时可将灰尘带走;

左图为无奈米结构的表面,水珠滚动时无法将灰尘带走. 接触角:液体与固体间附著力的平衡,受角质表面影响 影响莲叶效应的条件: { * 奈米科技:拉近自然与人类工程 附著系统 趋势:黏而不腻、抗水性 目的: 了解功能性:材料性质 发展方法:测量刚性、硬度、摩擦 找出生物系统有趣性质 了解演化趋势 例:壁虎 黏附刚毛 脚部具多重层次结构,与各种表面达到近乎完全的结合 可举起超出自身的重量 凡得尔力(微小分子间的作用力) 壁虎贴布:不留痕迹、乾净 动物附著垫动物附著垫 毛状:苍蝇(分泌液体,增加附著力) 旋转 平移 光滑:螽斯 扭转 拖行 * 动物重量越重,附著构造越细微 刚毛 刚毛倾斜功能 减少刚毛扭曲的刚性 增加单点接触的可能性(壁虎附著力的特性) 身上脱离机制的一部分 性质:不是活的、具自我清洁性、不依靠肌肉活动 吸附力属凡得尔力 摩擦系统与抗摩擦系统 { * 粗糙度增加,摩擦力增加 关节、关节软骨 蝴蝶翅膀散热系统 { 相异的两个世界人造、自然 生物演化就像一面镜子→提供参考 生命高深的技术 两个世界间的异同: 自然 人造科技 所处行星 相同 物质材料 相同 物理和化学限制 相同 进度 极慢 有目的性,快 直角数量 少多建筑 湿润而柔软易曲 乾燥又僵硬 引擎 收缩、滑行 膨胀、旋转 大型设计 微小物件的精密放大 直接制造 精密科技跟自然学习,例: 皱褶 增加强度,不失精巧,如:海扇贝、折叠纸张 利用细网捕Y:蜘蛛、鲸鱼、渔船 合成、分析 生物科技:合成创新 生物力学:分析探索 工程师提供某种设计→体现自然之美 天择 自然界的设计,是一个产生物种变异性的过程 天择演化≠人类科技发展(目的有否的分别) 演化 演化原则浓缩成「天择」,为一盲目结果 演化限制:过程由小到大,满足生长又不失固有功能→问题衍生 例: 软体动物:外展蛋白(枢纽韧带连结,如贝类) 节肢动物:节肢弹性蛋白(储存能量→加速) 脊椎动物:弹力素(连接头和胸部脊椎骨) 大自然的技术转移 白蚁:体内原生动物进行分解(共生) 水母:刺细胞→海蜗牛 大型设计不适用於小事物,反之亦然 伽俐略:尺寸效应 笛卡儿:凭籍大到感官足以察觉的器具机械 仰赖小得几乎逃过大类眼睛自然 人类科技:由大到小 自然:始於微小 大小的差异 大小保温 保温 不保温(体温散失快→不断觅食) 飞行速度 快慢飞行阻力 小大期末报告 普通翠鸟仿生的应用 从古代说普通翠鸟 早在古代,普通翠鸟就已经受到人们的重视,它的羽毛在过去就像宝石般值钱. 由於其羽毛折光缘故,羽毛中一些类似镜的结构将蓝色光分离了出来,因此翠蓝发亮,色泽美丽非常,翠鸟因此而得名,也正因这绮丽夺目的羽毛而美名远播. 一份大约出自三世纪罗马帝国的中文文献描述了西方的一张财报清单,那上面罗列著:象牙,金子,玛瑙和翠鸟羽毛.可想而知,翠鸟羽毛在当时的珍贵程度,可谓是价值连城了. 而在2500年间,中国也有一种被称为 点翠 的工艺,技师们将这些闪亮的羽毛插在珠宝、扇子、屏风上面.发展到乾隆时代已达顶峰.翟姓趺薇欢急蛔笆纬烧庋渡吐躺姆缇盎.朝鲜的皇室也有这样的爱好. 流线体型 翠鸟有一项很厉害的技能,就是捕鱼,还有因它们擅长捉鱼而取的「鱼狗」或「钓鱼翁」.翠鸟在潜入水中一瞬间的速度可以达到每小时100公里,每天需要捕捉大约80条小鱼作为食物.它们能够既准又狠地抓到鱼飞离水面. 所以就有人利用了翠鸟这项特技.人们发现,当翠鸟从空中迅速进入水中的时候,却不会发出很大的声响,原因就是它尖尖的鸟喙结构,因此,它就被用来解决日本新干线列车的毛病. 日本第一列新干线列车在1964年建造出来的时候,它的速度达到每小时120英里(约合每小时193公里).但是,如此快的速度却有一个缺点,列车驶出隧道时总会发出巨大的噪音,乘客抱怨说有一种火车挤到一起的感觉.因此日本工程师中津英治介入了这件事.他同时还是一位鸟类爱好者. 他发现新干线列车总在不断推挤前面的空气,形成了一堵「风墙」.所以当这堵墙同隧道外面的空气相碰撞时,便产生了震耳欲聋的声响,同时也对列车施加了巨大的压力.中津英治仔细分析之后,明白到新干线也要像跳水运动员入水一样「穿透」隧道.为了获取灵感,他开始研究善於俯冲的鸟类――翠鸟的行为.翠鸟生活在河流湖泊附近高高的枝头上,经常俯冲入水捕鱼,它们的喙外形像刀子一样,瞬间穿越空气,从水面穿过时几乎不产生一点涟漪. 中津英治对新干线进行了改造以后,现在,日本的高速列车都具有长长的像鸟喙一样的车头,除了能相对安静地离开隧道之外,外形改进后的速度比以前快10%,能效高出15%. 相片来源: http://digital.photosharp.com.tw/DGPHOTO/ViewPublish.aspx?PublishId=393029&

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version=43 http://chinese.engadget.com/2007/07/04/type-n700-bullet-train-is-japans-fastest-yet/ 羽毛服装 翠鸟美丽的羽毛,没有了以往的杀戳,现在变成了人们模仿的对象.其中之一,它作为自然秋天的色调,也被用於服装上,配搭出怡人的秋色. 翠鸟外型导弹仿作 目前,主要有三种用动物命名的武器:一是武器的设计中运用了「仿生学」原理,模仿某种动物掠食、躲避敌害等方面的特殊功能及其原理;

二是武器在外形上或被使用时的动作方面、功能上与某种动物相似;

三是虽然和该种动物没有联系,但用猛兽、猛禽来命名以显示其威力和优异性. 因此,........