人类从什么动物身上得到了启发 人类在什么动物身上得到了什么启发?
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人类在什么动物身上得到了什么启发?
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提到“动物”和“启发”,我们很容易就能够联想到很多和动物有关的人生哲理。
殊不知,大多数与动物有关的所谓“道理”,实际上都是伪科学。虽然其中的道理确实对人有益,但勉强把动物牵扯进来则有些太不厚道。比如最为著名的“温水煮青蛙理论”吧,这个理论告诉我们的道理就是生于忧患死于安乐。但就“温水煮青蛙”本身则是极不科学的。你可以亲手进行一下这个实验,除非你在实验前将青蛙打成傻瓜,否认实验一万次,青蛙一万次都会从锅里跳出来。
再比如大象最怕的动物是老鼠,因为老鼠能够钻到大象的鼻子里,从而给大象带来致命的伤害。
通过这种现象,我们受到了启发,不要小看那些看似弱小的家伙,只要方法得当,也能以小博大,完成逆袭。这的确很立志。但同样也是伪科学,老鼠不会钻进大象的鼻子,就算你把一头大象和一万只老鼠关在同一个房子里,也没有一只老鼠会钻进大象的鼻子,大象也根本不会惧怕这些老鼠。其实很多道理和人生启发本身很好,不知为何一定要把动物牵扯进来,披上伪科学的外衣。
要说人在动物身上得到的启发当然也是有的。
整个人类文明的发展史实际上就是一场与动物的竞争史。人类要生存,一方面要防护动物的袭击,另一方面则要捕获动物为食。为了更好的完成这两项任务,人类不断发明新的攻击,开发新的技艺,并将其传承下去。就是在这个过程中,人类的智慧得以发展,文明得以建立。从这一点上来讲,人类的整个文明的建立都与动物有着密不可分的关系。虽然现而今人类已经远远凌驾于动物之上,但仍然要与动物和谐相处,共生才能共赢。
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人类在什么动物身上得到了什么启发?
尽管我们如今非常依赖技术,但今天使用的许多技术都是受自然界思想启发的。从世界上最快的火车到沙漠中集水的理念,所有灵感都来自自然理论,也有许多受动物启发的成功发明。来吧,让我们来看看都有什么发明是受动物启发得来的。
仿生学是鲜为人知的科学分支,致力于复制自然界的思想。用筒单的话来说,是复制自然的科学,下面是人类从动物身上得到启发后发明的8样东西。
机械臂
您一生中见过机器人吗?也许在你所在的城市科学博物馆中看到机器人并不难。但是,您是否看到过机械臂在你面前工作呢?这很有趣,因为你会发现它几乎像人的手一样有效。但是它的灵感来自何处?它来自大象的鼻子。也许现在你已经发现了它们之间的相似之处。大象的鼻子由40000块肌肉组成,能够非常有效地执行很多事情。由此,德国 Festo公司开发了一种仿生搬运助手,可用于处理各种物品。
子弹头列车
子弹头列车的建造是受翠鸟启发的。工程师兼观鸟者 Eiji Nakatsu首次提出了模仿子弹头建造列车的想法。翠鸟可以潜入水里而不会溅水,这是由于它们的喙状结构导致的,这使得水可以绕过喙而不是推动喙。因此,这项技术归功于一只小鸟。现在,子弹头列车的运行速度更快,能耗更低。
防菌导管
众所周知,鲨鱼皮以其耐用性和光滑性著称,因此可用于各种配件,例如泳衣和鞋子。但是现在它也适用于导管。你能相信鲨鱼皮可以使所有细菌远离它吗?它用像鳞片的齿制成,可以防止颗粒卡在上面。
魔术贴
我们在日常生活中经常使用的物品。但是您知道其发明背后的真实故事吗?它是由瑞士电气工程师乔哈德梅斯恃拉( George DeMestral)发明的。一次他去在树林里散步时发现粘在狗皮上的鸟蛤,然后他开始对此进行研究,并于1941年发明了一种织物紧固件,并发现它非常有用。他于1955年获得专利,并在商业上取得了巨大成功。现在,这是我们在每个房屋中使用的常规物品。它也被称为仿生学最成功的实例之一。
跳水机器人
您听说过池塘撇渣器昆虫吗?您会看到他们平稳地越过水面。但是,感谢大自然给我们提供了这样的想法,帮助技术人员开发了跳水机器人的全新概念。这些机器人通过跳水而不是走路来运动。机器人重量很轻,约68毫克,可以轻松跳下水面而不会下沉。这些机器人是由于表面张力的原理制造的,并且这技术在将来或许对各种救援和监视行动有所帮助。
龙虾X射线
X射线技术本身非常庞大,因此也导致了各种问题。也许你已经注意到医院或机场的X射线机很大以至于几乎不可能将它们从一个地方移到另一个地方。但是现在,科学家们正在努力复制龙虾用来获得更好的X射线视力的技术。除了折射,我们还必须像龙虾一样使用反射。科学家已经发明了龙虾眼X射线成像设备,它可以很容易地看穿8厘米厚的钢制墙壁。用于检测各种被盗和非法商品非常有用。
拐杖
我们都知道拐杖对盲人非常有用,但您知道夜视力很差的蝙蝠在夜间是如何移动的吗?它们是利用称为回声定位的方法在夜间飞行的。科学家利用这种回声定位技术创造了一种全新的手杖概念,这根棍子每秒发送60000个超声波脉冲,遇到障碍物时它们就会反弹,当手杖靠近前方的任何物体时,拐杖就会振动以提醒盲人前面有障碍物。
黄蜂电钻
科学家发现黄蜂只需一点点努力和很小的重量就可以从任何角度进行钻孔。这种钴孔技术非常有益,现在太空科学家正在研究它,因为他们认为这项技术对于在火星上寻找生命非常有用。因为要在火星上寻找生命,就必须在火星的坚硬表面上钻孔。
总结
大自然本身可以孕育出难以想象的许多事物,大自然本身就是周围一切事物的解决方案。我们应该保护我们的大自然,关爱整个星球。大自然可以带给我们我们所需要的一些启发。这些启发让我们成功发明了实用的东西。我们可以认为,动物世界本身就存在许多难题的解决方法,我们缺少的只是一双发现的眼睛。
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人类有着聪明的大脑,这使得人类有丰富的观察力和创造力,正是凭借着大脑的能力,人类从众多的动物中脱颖而出,成为了食物链最顶端的存在,并且占据了地球上最有利的生存空间。在人类的观察和创造力上,最能够体现的就是仿生学了,这是一门通过研究各种生物体结构与功能工作原理,从而发明新的“工具”的学科。
下面,我们就来列举5个人类从动物身上得到启发从而发明的重要工具。
第一种:潜艇与鱼
人是生活在陆地上的动物,而地球上面积占比最大的是水,所以,无论是生命诞生还是人类活动都离不开水。但是,人在水中的能力是比较弱的,而且即使后来有了一些潜水装备,受下潜深度、不稳定因素的影响,人们对海洋的探索也是非常缓慢的。
于是,从17世纪20年代开始,人们就一直在构思一种可以载人潜水的船,最初的雏形是缚在水面船只下方的一个铃铛状东西,因为有一个问题始终得不到解决:水的浮力和船只下潜的动力。
直到21世纪,人们才根据鱼可以在水中自由上下浮动的原理发明出了真正的潜艇,原理就是参照鱼在下潜时会将鱼鳔中的空气排出,以减小浮力,所以,真正的潜艇是有一个专门的“鱼鳔”-压载水仓,需要下潜时,将水仓中的空气排出,注入水,潜艇开始下潜,当需要上浮时,利用高压空气将水仓中的水再排出去,这样才出现了潜艇。(下图为潜艇出水)
第二种:蝙蝠和雷达
作为现存唯一一种会飞的哺乳动物,蝙蝠一直以来都比较神秘,因为它们有着昼伏夜出的习性,而且在黑夜中,它们飞行速度极快。早在18世纪末,意大利的生物学家斯巴兰扎尼就对蝙蝠为什么在夜里飞行不会撞到东西感到好奇了。为了弄清楚原因,他抓了一些蝙蝠,给它们蒙上了眼睛,发现它们依然不会撞到物体。但是,当把它的耳朵堵上,他发现蝙蝠是无法辨别方向的,因此,斯巴兰扎尼得出了一个结论:蝙蝠飞行靠的不是视力,而是听力。不过,当时科学相对落后,所以蝙蝠是如何通过声音辨别物体的,没有结论。
直到20世纪40年代,美国哈佛大学的皮尔斯设计出了可以探测超声波的设备,这才将蝙蝠辨别方位的谜题解开,原来蝙蝠是通过发射超声波,利用超声波遇到物体会反射回来来辨别前方的物体的。
根据这个原理,科学家们发明出了可以利用电磁波发射与接收的设备应用在了航海上,这就是雷达。之后,科学家们将声纳代替了超声波,利用蝙蝠回声定位的方法发明出了可以准确的探测出水下潜水艇位置的装置。
第三种:乌贼和鱼雷诱饵
自从声纳被应用之后,潜水艇在作战方面的优势开始弱化,而且鱼雷的发明更是给了潜水艇当头一棒,不过这并没有难倒科学家们。他们通过观察乌贼在遇到危险时会喷出墨汁,从而扰乱天敌视线的方法发明了鱼雷诱饵。
当潜水艇遭受到攻击时,释放出鱼雷诱饵,它能够继续沿着潜艇的航行方向继续航行,而且在航行中,它会模拟潜水艇噪音、声信号等等,让攻击者误以为这是潜艇从而发动攻击,此时潜水艇就可以改变方向逃之夭夭了。
第四种:青蛙与电子蛙眼
上面我们说过,雷达是根据蝙蝠回声定位的原理发明的,但是它有一个缺点:对于高速移动的物体的捕捉能力比较差,所以科学家们一直在寻找一个可以与雷达互补的工具。
仿生学家洛克在观察青蛙时发现了一个问题:青蛙对高速移动中的昆虫能够准确的捕捉到,反而将昆虫固定在一个地方,即使近在咫尺,青蛙也会熟视无睹。这并不是说青蛙不吃不动的昆虫,而是它根本看不到它。
于是洛克根据青蛙眼睛的这一特点发明了电子蛙眼,在实际的应用中,它与雷达正好互补,成为了战场上的分析利器。
第五种:蛾子和防反光涂层
小伙伴们都知道,飞蛾扑火,这其实是飞蛾趋光性的表现,但是大多数人不知道的是,飞蛾的眼睛其实有一个特殊的能力-防反光。作为一种昼伏夜出的昆虫,飞蛾眼睛对于光线的捕捉能力很强,但是众所周知,有夜视能力的动物眼睛在夜晚会发光。
作为一种有着众多天敌的昆虫,飞蛾很难被天敌发现,这就是因为蛾眼有微型结构,可以减少光的反射并增加吸光能力。科学家们正是发现了这一特点,完全按照蛾眼的微型结构仿制了防反光涂层。
这项技术主要应用于电视的屏幕中,可以有效地降低电视屏幕的反光,提高色彩对比度。(下图为蛾眼的结构)
写在最后
人类之所以能够走到今天,有很大一部分原因是人类可以取长补短,这需要一定的观察能力和发明创造能力,这就是仿生学的诞生。其实我们上面只是介绍了仿生学的冰山一角,从古至今,人们从各种动物身上发现了各种不同的能力,然后尝试着去复制和应用,这才有了如今丰富多彩的生活。
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仿生学是一个既古老又年轻的学科,从古至今,有许多发明创造就是从自然界中的动物身上得到了启发,早在春秋时期,鲁班就根据了天空中的鸟儿飞行原理制造了竹木鸟,成而飞之,三日不下,后来,1903年12月17日,莱特兄弟试飞了世界上第一架飞机“飞行者一号”。根据鸟类的飞行原理制造飞机,这就是仿生学在古代时候的应用。
古代先民用智慧与灵巧的双手制作工具,人们在捕鱼的时候发现鱼儿可以在水中自由自在的游,速度还非常的快,于是人们就模仿鱼儿的样子,用木浆代替鱼鳍,船尾也放置木浆,正是有了这第一步的发明创造,后来才逐渐复杂起来,发明出了舵和橹,让船只可以航行得更快,转弯更方便。
见飞蓬转而知为车,古代人在看到随风转动的飞蓬草时,得到了启发,制造了装有轮子的车,从此之后,人们在远行的时候就变得简单多了,不再需要用双脚走完千里的路程了。无论是竹木鸟还是木船、木轮车,这些都是从身边的动植物身上得到的启发,当然,这离不开先民们的聪明才智。
说到从动物身上得到启发,大家肯定会想到这件事,那就是从蝙蝠身上得到了启发然后发明了声纳与雷达,不过,还有另一种说法是这样的,听我道来:
1917年,罗伯特·沃特森·瓦特成功设计出了雷暴定位装置,这个装置标志着雷达的诞生,不过此时的人们并不确切地知道蝙蝠可以发射超声波来进行回声定位。
在第二次世界大战期间,雷达技术已经广泛使用了,被装在了舰艇、船只上,还建立了专用的雷达站点,1941年,苏联开始在飞机上装备具有预警作用的雷达。那么这种雷达技术是基于什么原理呢,是基于无线电波可被发射并可以接收物体反射的回波的原理。
而声纳呢,最早是在1906年由英国人刘易斯·尼克森发明的,同样要早于人类对于蝙蝠的理解。可以知道,在发明雷达与声纳的早期阶段,蝙蝠所具有的回声定位的本领并没有给人带来多少实质性的启发。其实,在雷达与声纳被发明之前,有人就猜测蝙蝠可以进行回声定位了,只不过那时候没人愿意相信。
你相信哪一种说法呢,可以在下面说出来哦。
除了这些,人们还根据玫瑰花瓣效应,将其中的原理应用到了处理细菌污染、重金属污染方面,根据荷叶效应,发明出了各种具有自清洁效应的器具。根据苍蝇的复眼,发明了“蝇眼”照相机,以及在抗雾材料上的应用。
从一种名为船蛆的软体动物身上,人们发明了盾构机,这种工程机械在人类开挖隧道上出了一大份力。根据壁虎等动物能在墙壁上爬行,人们发明了高粘结性表面。
除此之外,大自然界中还有许多的奥秘还没被人发现,从动植物身上发现的小小本领都可能启发人类发明出有利于人类发展的设备,它们是人类在自然界中的老师,仿生学作为一门既古老又年轻的学科,正不断地从动植物身上发现学习,从而为人类造福。
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