인간이 생물학을 스승으로 삼는 예, 글, 사진은 어떤 것이 있습니까?
얄미운 파리는 거대한 우주사업과는 무관한 것처럼 보이지만, 생체 공학은 그것들을 밀접하게 연결시킨다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언)
파리는 악명 높은' 냄새 나는 물건' 이다. 그것들은 곳곳에서 볼 수 있고 냄새는 고약하다. 파리의 후각은 특히 예민해서 몇 킬로미터 떨어진 냄새를 맡을 수 있다. 하지만 파리는 "코" 가 없습니다. 그것은 무엇으로 후각 역할을 합니까? 원래 파리의' 코' 인 후각 수용기가 머리의 한 쌍의 촉각에 분포되어 있었다.
각' 코' 는 외부와 통하는' 콧구멍' 이 하나뿐이며, 그 안에는 수백 개의 후각 신경 세포가 들어 있다. 만약 냄새가 콧구멍에 들어가면, 이 신경들은 즉시 냄새 자극을 신경 전기 펄스로 바꾸어 뇌로 보냅니다. 뇌는 서로 다른 냄새의 물질이 생성하는 서로 다른 신경 전기 펄스에 따라 서로 다른 냄새의 물질을 구분할 수 있다. 따라서 파리의 촉수는 민감한 가스 분석기와 같습니다.
이에 고무된 생체 공학은 파리의 후각 기관의 구조와 기능에 따라 매우 특이한 소형 가스 분석기를 모방하는 데 성공했다. 이 기기의 탐침은 금속이 아니라 살아있는 파리 한 마리이다. 매우 미세한 미세 전극을 파리의 후각 신경에 꽂고, 유도된 신경전신신호를 전자회로를 통해 확대한 후 분석기로 보냅니다. 분석기는 냄새나는 물질의 신호를 발견하자마자 경보를 보낼 수 있다. 이 기구는 이미 우주선의 조종석에 설치되어 선내 기체의 성분을 검출하는데 사용되었다.
이 소형 가스 분석기는 잠수함과 광산의 유해 가스도 측정할 수 있다. 이 원리는 컴퓨터의 입력 장치와 가스 크로마토 그래피 분석기의 구조 원리를 개선하는 데도 사용될 수 있습니다.
반딧불이에서 인공 발광에 이르기까지
인류가 전등을 발명한 이후로 생활이 더욱 편리하고 풍부해졌다. 하지만 전등은 전기의 작은 부분만 가시광선으로 바꿀 수 있고, 나머지는 대부분 열로 낭비되고, 전등의 열광선은 사람의 눈에 해롭다. 그럼 열이 나지 않는 광원만 있나요? 인류는 또 자연으로 눈을 돌렸다.
자연계에서는 박테리아, 곰팡이, 웜, 연체 동물, 갑각류, 곤충, 어류 등 많은 생물이 빛을 발할 수 있는데, 이들 동물이 방출하는 빛은 열을 발생시키지 않기 때문에' 냉광' 이라고도 한다.
많은 빛나는 동물 중에서 반딧불이는 그 중 하나이다. 반딧불이는 약 65,438+0,500 종으로, 냉광의 색은 황록색, 오렌지색, 빛의 밝기도 다르다. 반딧불이는 냉광을 방출하는데, 발광 효율이 높을 뿐만 아니라, 일반적으로 비교적 부드럽고, 사람의 눈에 적합하고, 빛의 강도도 비교적 높다. 따라서 생물 발광은 인류의 이상적인 광원이다.
과학자들은 반딧불의 발광 장치가 복부에 있다는 것을 발견했다. 이 라이트 방사체는 발광 레이어, 투명 레이어 및 반사 레이어의 세 부분으로 구성됩니다. 발광층에는 수천 개의 발광 세포가 있는데, 그것들은 모두 형광소와 형광소 효소를 함유하고 있다. 형광소 효소의 작용으로 형광소는 세포 내 물의 참여로 산화와 결합하여 형광을 방출한다. 반딧불의 발광은 본질적으로 화학에너지가 빛 에너지로 변환되는 과정이다.
일찍이 1940 년대에 사람들은 반딧불에 대한 연구를 바탕으로 형광등을 만들어 인간의 조명원을 크게 바꾸었다. 최근 몇 년 동안 과학자들은 먼저 반딧불이에서 순수한 형광소를 분리한 다음 형광소 효소를 분리한 다음 화학적으로 형광소를 합성했다. 형광소, 형광소 효소, ATP (삼인산 아데노신), 물로 구성된 생물광원은 폭발성 가스가 가득한 광산에서 플래시로 사용할 수 있다. 이 램프에는 전원이 공급되지 않고 자기장이 생기지 않기 때문에 생물 광원의 조사 아래 자성 지뢰를 제거하는 데 사용할 수 있다.
이제 사람들은 화학 물질을 혼합하여 바이오라이트와 같은 차가운 빛을 얻어 안전 조명에 사용할 수 있습니다.
전어와 볼트 배터리
자연계의 많은 생물은 모두 전기를 생산할 수 있는데, 어류만 해도 500 여 종이 있다. 사람들은 이 방전 가능한 물고기를' 전어' 라고 부른다.
각종 전어는 모두 서로 다른 방전 기교를 가지고 있다. 전기 가오리, 전기 메기 및 전기 장어는 방전 능력이 가장 강하다. 중형 어뢰는 70 볼트 정도의 전압을 생산할 수 있고, 아프리카 어뢰는 최대 220 볼트의 전압을 생산할 수 있다. 아프리카 전기 메기는 350 볼트 전압을 생성 할 수 있습니다. 전기장어는 500 볼트의 전압을 생산할 수 있다. 남미 전기 뱀장어는 최대 880 볼트의 전압을 생산할 수 있어 전기 충격 챔피언이라고 불린다. 말 같은 큰 동물을 죽일 수 있다고 한다.
전기어 방전의 신비는 어디에 있습니까? 전어에 대한 해부 연구를 통해, 결국 전어의 체내에 기이한 발전 기관이 있다는 것을 발견하였다. 이 발전기들은 반투명한 디스크 배터리로 이루어져 있는데, 이를 전판 또는 전판이라고 한다. 전어의 종류에 따라 발생기의 보드 모양, 위치, 수량도 다르다. 전기 장어의 발생기는 각진 모양으로 꼬리의 양쪽에 있는 근육에 위치해 있다. 어뢰의 발생기 모양은 납작한 신장처럼 몸의 정중선 양쪽에 배열되어 있으며, 2 백만 개의 전판이 있다. 전기 메기의 발생기는 피부와 근육 사이에 약 500 만 개의 전판이 있는 어떤 분비선에서 기원한다. 단일 극판에서 발생하는 전압은 매우 약하지만 극판이 많기 때문에 생성되는 전압은 매우 크다.
전어의 비범한 기술이 사람들의 큰 흥미를 불러일으켰다. 19 세기 초 이탈리아 물리학자 볼트는 세계 최초의 전기어 발전기를 기반으로 한 복타 배터리를 설계했다. 이 배터리는 전어의 천연 발전기에 따라 설계되었기 때문에' 인조전관' 전어라고 불리는 연구도 전어의 발전기를 성공적으로 모방할 수 있다면 함선과 잠수함의 동력 문제를 잘 해결할 수 있다는 계시를 주었다.
해파리가 바람에 부는 귀
제비가 낮게 비가 오기 전에 매미는 노래를 부르고 하늘은 빗속에서 개었다. "생물의 행동은 날씨의 변화와 관련이 있다. 연안의 어민들은 연안에 사는 물고기와 해파리가 배치로 바다를 향해 헤엄치는 것이 폭풍우가 곧 도래할 것이라는 것을 모두 알고 있다.
해파리라고도 하는 해파리는 5 억 년 전에 바다에 떠 있던 오래된 창자 동물이다. 이 하등 동물은 폭풍을 예지하는 본능을 가지고 있으며, 매번 폭풍이 경고하기 전에 바다로 헤엄쳐 피난한다.
원래 푸른 바다에서 공기와 파도 마찰로 인한 초음파 (초당 8- 13 회) 는 항상 폭풍 경보의 전주곡이었다. 이런 차음파인귀는 들을 수 없지만, 작은 해파리는 매우 민감하다. 생체 공학은 해파리의 귀강 안에 작은 손잡이가 있고, 손잡이에는 작은 공이 있고, 공 안에는 작은 청각석이 있는 것을 발견했다. 폭풍우 전의 2 차 소리가 해파리의 귀에 있는 청각석에 부딪쳤을 때, 청각석은 공의 벽에 있는 신경수용기를 자극하여 해파리가 곧 다가올 폭풍우의 우르릉거리는 소리를 들었다.
생체 공학은 해파리 귀의 구조와 기능을 모방하여 해파리 귀를 위한 폭풍 예측기를 설계하여 해파리가 이차 소리를 느끼는 기관을 정확하게 시뮬레이션했다. 이 기구는 배의 앞 갑판에 설치되는데, 폭풍의 보조 음파를 받으면 360 도 회전하는 나팔이 자동으로 회전을 멈추게 할 수 있는데, 이는 바로 폭풍의 방향을 가리킨다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 표시기의 판독 값은 폭풍의 강도를 보여줍니다. 이런 예보관은 15 시간 전에 폭풍을 예보할 수 있어 항해와 어업 안전에 큰 의미가 있다. 실험에 따르면, 박쥐 들은 주로 청각을 통해 곤충을 발견한다. 박쥐 비행할 때, 그것은 목구멍에 초음파를 만들어 입을 통해 발사할 수 있다. 초음파가 곤충이나 장애물에 의해 반사될 때, 박쥐 들은 귀로 수신할 수 있으며, 탐지 대상이 곤충인지 장애물인지, 얼마나 멀리 떨어져 있는지 판단할 수 있다. 사람들은 보통 박쥐 탐지 표적의 이런 방식을' 메아리 위치' 라고 부른다. 박쥐 포식, 방향, 비행 과정에서 보내는 신호는 언어 음위와 비슷한 초음파 음위로 이루어져 있다. 박쥐 들은 메아리를 받고 진폭, 주파수, 신호 간격과 같은 음향적 특징을 분석한 후에야 다음 조치를 결정할 수 있다. 에코 거리 측정 위치에 의해 박쥐, 일반적으로 특정 규칙에 따라 반복 되는 하나 또는 두 개의 음소로 구성 된 간단한 사운드 신호를 보냅니다. 박쥐 비행할 때 보내는 신호는 물체에 의해 반사되어 물체의 성질에 따라 서로 다른 소리 특징의 메아리를 형성한다. 그런 다음 메아리의 주파수, 음조, 음정 등 음향적 특징을 분석한 후 물체의 성질과 위치를 박쥐 결정한다. 박쥐 뇌의 다른 부분은 메아리 신호의 다른 성분을 가로막을 수 있다. 박쥐 뇌의 일부 뉴런은 메아리 빈도에 민감하고, 다른 뉴런은 두 연속 소리 사이의 시간 간격에 민감하다. 뇌의 각 부분의 협력을 통해 박쥐 들은 반사 물체의 특징을 판단할 수 있다. 반향 위치를 이용하여 곤충을 잡는 유연성과 정확성을 박쥐 이용하는 것은 놀랍다. 통계에 따르면 박쥐 (WHO) 는 몇 초 안에 곤충 한 마리를 잡을 수 있고, 1 분 안에 10 여 마리의 곤충을 잡을 수 있다. 동시에, 박쥐 또한 놀라운 간섭 방지 능력을 가지고 있다. 그들은 소음으로 가득 찬 카오스 메아리에서 특별한 소리를 탐지한 다음, 이 소리를 빠르게 분석하고 분별하여 반사음파를 반사하는 물체가 곤충인지 석두 인지, 아니면 먹을 수 있는 곤충인지, 아니면 먹을 수 없는 곤충인지 더 정확하게 결정할 수 있다. 박쥐-박쥐 시력이 좋지 않아 주로 초음파로 전방의 물건을 식별합니다. 인간은 비슷한 원리를 이용하여 레이더를 발명했다. 2. 돌고래 뇌의 기억능력과 정보처리능력이 영장류와 비슷하기 때문에 인간이 돌고래와 소통할 수 있다면 해양동물에 대한 귀중한 정보를 많이 얻을 수 있고, 다른 표현방식과 사고방식을 배울 수 있어야 한다. 돌고래와 함께 다이빙을 할 때 돌고래가 상당히 시끄러운 동물이라는 것을 알 수 있다. 기록에 따르면 돌고래는 주파수가 200-350 kHz 이상인 초음파 울음소리를 사용하여' 메아리 위치' 를 하고, 인간의 청각 범위는 16-20 kHz 사이여서 인간은 돌고래 메아리 위치추적 초음파를 들을 수 없다. 따라서 우리가 물속에서 듣는 돌고래 울음소리는 돌고래가 서로 소통하는 데 사용하는 저주파 소리의 일부일 수 있습니다. 인간이 돌고래와 소통하는 전제는 돌고래의 언어를 이해하는 것이므로 돌고래가 내는 소리와 행동 사이의 상관관계를 분석해야 한다. 사실 적절한 녹음 장치만 있으면 돌고래의 소리를 분석할 수 있다. 그러나, 소리와 행동 사이의 평행 연결은 쉽게 파악되지 않는다. 현재로서는 돌고래가 내는 다양한 소리의 의미를 정확히 이해할 수 없다. 인간과 돌고래가 소통할 수 있도록 두 번째 방법은 돌고래가 인간의 언어를 배우도록 하는 것이다. 20 여 년 전 미국 해양대 전문가들은 이런 방법으로 돌고래의 지능을 개발했다. 현재, 전문가의 훈련 하에 돌고래는 이미 훈련자의 손짓에서 단어와 복합문의 의미를 배우고 이해하며 적절한 반응을 할 수 있었지만, 아직 사람들과 자유롭게 정보를 교환할 수 있는 경지에 이르지는 못했다. 돌고래의 목소리와 행동의 상관관계를 연구하든, 돌고래에게 인간의 언어를 배우도록 가르치든, 인간과 돌고래가 서로 이해하고 소통하는 궁극적인 목표는 아직 멀었다. 3. 개구리가 논에 쪼그리고 앉아 가끔 튀어나온 큰 눈을 깜빡인다. 앞의 짚에 나방 한 마리가 서 있었지만, 그는 눈을 멀게 했다. 그러나 나방이 날개를 펴고 이륙하자 개구리는 번개로 귀를 막을 수 없는 기세로 뛰어올라 입을 크게 벌리고 혀끝을 들추어 나방에 달라붙어 입에 꽂았다. 개구리가 나방이 이륙할 때까지 기다려야 하는 이유를 알아내기 위해 바이오닉스 과학자들은 개구리에 대한 전문적인 실험 연구를 진행했다. 원래 개구리 눈 망막의 신경세포는 다섯 가지 범주로 나뉘는데, 그 중 하나는 색에만 반응하고, 다른 네 가지 종류는 움직이는 목표의 한 특징에만 반응하며, 분해된 특징 신호를 뇌의 시각 중추인 시상덮개로 전달할 수 있다. 상판 위에 네 층의 신경 세포가 있다. 1 층은 움직이는 물체의 대비에 반응한다. 두 번째 레이어는 대상의 볼록 가장자리를 추출 할 수 있습니다. 세 번째 레이어는 대상의 주변 가장자리만 봅니다. 4 층은 목표 어두운 선단의 명암 변화에만 관심이 있다. 이 네 가지 특징은 마치 네 장의 투명한 종이에 그리는 것과 같고, 서로 겹치면 하나의 완전한 이미지이다. 따라서 개구리는 다양한 모양의 빠르게 비행하는 작은 동물들 중에서 자신이 좋아하는 파리와 나방을 즉시 식별할 수 있으며, 다른 날으는 것들과 정지된 풍경에는 아무런 반응이 없다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 스포츠명언) 생체 공학은 개구리 눈의 원리와 구조를 알고 전자 개구리 눈을 발명했다. 현대전쟁에서 적들은 미사일을 발사하여 우리의 목표를 공격할 수 있다. 이때 우리는 반도를 발사하여 상대방의 미사일을 가로막을 수 있지만, 적들은 우리를 미혹시키기 위해 신호를 쏘아 우리의 시선을 방해할 수도 있다. 전장에서 적기, 탱크, 함정이 발사한 참과 거짓 미사일은 순식간에 변화했다. 적을 이기려면, 제때에 참과 거짓 미사일을 가려야 한다. 전자개구리 눈과 레이더를 결합하면 우리는 개구리 눈처럼 비행 중의 실제 목표를 빠르게 추적할 수 있다. 4. 해파리는 바람을 맞으며 해파리 귀의 구조와 기능을 모방해 해파리 귀 폭풍 예보기를 설계해 폭풍을 미리 15 시간 예보할 수 있어 항해와 어업 안전에 큰 의미가 있다. 5. 개구리 눈의 시각 원리에 따르면, 사람들은 이미 전자 개구리 눈을 개발하는 데 성공했다. 이런 전자개구리의 눈은 진짜 개구리눈처럼 특정 모양의 물체를 정확하게 식별할 수 있다. 레이더 시스템에 전자개구리 눈을 설치한 후 레이더의 간섭 방지 능력이 크게 향상되었다. 이런 레이더 시스템은 특정 모양의 비행기, 선박, 미사일을 빠르고 정확하게 식별할 수 있다. 특히 진실과 거짓 미사일을 구별할 수 있어 거짓의 혼동을 막을 수 있다. 7. 시아 노 박테리아의 불완전한 광합성 메커니즘을 시뮬레이션하여 생체 모방 광분해 장치를 설계하여 많은 양의 수소를 얻습니다. 8. 인체의 골격근 시스템과 바이오전기 제어에 대한 연구에 따르면 인체의 힘 증강기인 보행기를 복제했다. 9. 현대 기중기의 갈고리는 많은 동물의 발톱에서 기원한다. 10 입니다. 주름진 지붕은 동물의 비늘을 모방한다. 1 1. 노가 물고기의 지느러미를 모방하다. 12 입니다. 사마귀 팔을 톱질하거나 풀을 톱질하다. 13 입니다. Xanthium 속 식물은 영감을 받아 velcro 를 발명했습니다. 14 입니다. 후각이 예민한 바닷가재는 사람들에게 냄새 탐지기를 만드는 아이디어를 제공한다. 15 입니다. 도마뱀붙이발가락은 재사용 가능한 테이프를 만드는 데 고무적인 전망을 제공한다. 16 입니다. 조개류와 그 단백질은 매우 강한 콜로이드를 생성하는데, 이런 콜로이드는 외과 봉합에서 선박 수리에 이르는 모든 것에 적용될 수 있다. 17, 반딧불이에서 인공 모조 발광까지; 18, 전기 물고기 및 볼트 배터리; 19. 파리눈은 30O0 여 개의 작은 눈으로 구성된' 복안' 이다. 사람들은 그것을 모방하여 "파리 눈 렌즈" 를 만듭니다. 복안렌즈' 는 수백 개 또는 수천 개의 작은 렌즈로 순차적으로 배열돼 렌즈로' 복안카메라' 를 만들 수 있어 한 번에 수천 장의 똑같은 사진을 찍을 수 있다. 이 카메라는 이미 인쇄판과 전자컴퓨터의 대량의 마이크로회로를 복제하는 데 사용되어 생산성과 품질을 크게 높였다. 복안렌즈' 는 신형 광학 부품으로 여러 가지 용도가 있다. 20. 나뭇잎 배열과 시드니 대극장 건설 2 1. 잠수함과 물고기의 침몰 이전에 독일에는 삼림관이 있었다. 그는 취임하자마자 숲을 치우라는 명령을 내렸다. 레인저는 그의 지시에 따라 모든 관목과 잡초, 심지어 땅의 마른 가지와 썩은 잎까지 잘라야 했다. 숲의 면모가 갑자기 변했다: 숲은 넓고 깨끗하여 잡초 한 조각도 없다. 임업관은 보고 총애를 받았다. 나는 숲을 원하지 않지만, 나는 그것을 위해 고생한다. 몇 년 후, 떡갈나무와 보리수의 잎이 점점 줄어들고, 벌거숭이가 빗자루처럼 생겼고, 어떤 나무들은 심지어 말라 버렸다. 도대체 어떻게 된 일입니까? 임무원의 기상천외한 명령이 숲에 재난을 가져왔다. 자연의 모든 것이 상호 연관되어 있다는 것이 밝혀졌다. 이런 식으로 자연의 생태 균형이 유지 될 수 있습니다. 죽은 가지와 낙엽은 더러운 것처럼 보이지만, 사실 썩어 부식질로 변하면 토양의 비옥도를 높일 수 있다. 그것들은 또한 작은 동물들의 음식과 은신처이기도 하다. 관목도 많은 동물들이 사는 곳이다. 숲에는 관목과 잡초가 많고 곤충, 새, 포유류도 많다. 딱정벌레나 애벌레와 같은 많은 동물들은 나뭇잎과 나뭇가지를 먹고, 새들은 관목 숲에 둥지를 틀고 숲 속의 해충을 잡아먹습니다. 임관은 관목을 베어 잡초를 매었고, 새는 모두 날아가고, 성림 속의 해충은 사납게 변했다. 그들은 무리를 지어 번식하고 나무를 공격하고, 나뭇잎을 먹고, 뿌리를 물고, 나무 심장을 뚫는다. 천적이 해충을 제압하지 않으면 숲이 점차 파괴될 것이다. 인간의 선생님은 늘 새처럼 푸른 하늘로 날아가고 싶었다. 과학자들은 조류 비행의 원리를 자세히 연구하여 마침내 1903 년에 비행기를 발명했다. 20 ~ 30 년 후, 비행 속도가 계속 높아지면서 날개가 심하게 흔들리면서 부러져 비행기 추락 사망의 비참한 재난이 자주 발생했다. 여러 해가 지나서야 인류는 이런 사고를 막을 방법을 찾았다. 사실 잠자리는 이미 이 문제를 해결했다. 각 잠자리의 날개 끝에는 주변 환경보다 약간 무거운 두꺼운 점이 있습니다. 이것은 날개가 흔들리는 것을 방지하는 열쇠입니다. 만약 내가 이 점을 안다면, 과학자들은 얼마나 적은 에너지를 쓸 수 있을까! 현재 비행기 디자이너는 파리, 모기, 벌 등의 비행에 관심을 갖고 다양한 성능이 뛰어난 비행기를 개발하고 있다. 예전에는 바다에서 항해하던 배들이 뱃머리가 날카로웠음에도 불구하고 결코 빨리 항해할 수 없었다. 머리가 둥글고 큰 고래 (고래) 는 종종 쉽게 해선을 넘어선다. 그 이유는 무엇입니까? 과학자들은 고래를 자세히 연구하여 그 모양이 이상적인' 유선형' 이 되고,' 유선형' 이 물속에서 받는 저항이 가장 적다는 것을 발견했다. 나중에 엔지니어는 선체를 설계할 때 고래의 모양을 모방하여 배의 항행 속도를 크게 높였다. 과학자들은 잠자리, 고래 등의 동물에게 영감을 받아 발명을 했다. 생물은 정말 인류의 좋은 선생님이다! 현대 레이더-무선 위치 및 거리 측정 장치: 과학자들은 박쥐 (WHO) 가 눈이 아니라 입, 목, 귀로 구성된 메아리 위치 추적 시스템에 의존한다는 것을 발견했다. 박쥐 비행 중 초음파를 내기 때문에 장애물 반사의 초음파도 감지할 수 있다. 이를 바탕으로 과학자들은 현대 레이더, 즉 무선 위치 및 거리 측정 장치를 설계했다. 과학자들은 돌고래의 작은 수영 저항을 연구함으로써 어뢰 속도를 높일 수 있는 인공 돌고래 가죽을 발명했다. 거루가 사막에서 움직이는 무륜차 (점프기) 를 흉내냅니다. 펭귄의 영감을 받아 구 소련 과학원 동물연구소의 과학자들은 새로운 종류의 자동차인 펭귄표 극지 횡단보행차를 설계했다. 이 차의 넓은 바닥은 눈면에 직접 붙어 있고, 숟가락으로 지탱되며, 주행 속도는 시간당 50 킬로미터에 달할 수 있으며, 과학자들은 곤충을 모방하여 우주 로봇을 만든다. 오스트레일리아 국립대학의 한 연구팀은 몇 가지 곤충을 연구하여 작은 항법과 비행 제어 장치를 개발했다. 이 장치는 화성 탐사를 위해 소형 비행기를 장착하는 데 사용될 수 있다. 바이오닉스로부터 영감을 받아 영국 과학자들은 꼬리지느러미를 흔들어 S 자 모양으로 수영할 수 있는 새로운 잠수함을 개발하고 있다. 주요 혁신은' 몸통 액추에이터' 라는 장치를 사용하는 것이다. "코끼리 코" 는 얇고 부드러운 재질로 만든 호스로 이루어져 있어 근육 활동을 모방하고 지느러미의 움직임을 촉진한다. 이 신형 잠수함은 수중 지뢰 제거 잠수함으로 사용할 수 있어 가장 가벼운 소리나 방해로 폭발할 수 있는 지뢰에 대처할 수 있다. 얄미운 파리는 거대한 우주사업과는 무관한 것처럼 보이지만, 생체 공학은 그것들을 밀접하게 연결시킨다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언) 파리는 악명 높은' 냄새 나는 물건' 이다. 그것들은 곳곳에서 볼 수 있고 냄새는 고약하다. 파리의 후각은 특히 예민해서 몇 킬로미터 떨어진 냄새를 맡을 수 있다. 하지만 파리는 "코" 가 없습니다. 그것은 무엇으로 후각 역할을 합니까? 원래 파리의' 코' 인 후각 수용기가 머리의 한 쌍의 촉각에 분포되어 있었다. 각' 코' 는 외부와 통하는' 콧구멍' 이 하나뿐이며, 그 안에는 수백 개의 후각 신경 세포가 들어 있다. 만약 냄새가 콧구멍에 들어가면, 이 신경들은 즉시 냄새 자극을 신경 전기 펄스로 바꾸어 뇌로 보냅니다. 뇌는 서로 다른 냄새의 물질이 생성하는 서로 다른 신경 전기 펄스에 따라 서로 다른 냄새의 물질을 구분할 수 있다. 따라서 파리의 촉수는 민감한 가스 분석기와 같습니다. 이에 고무된 생체 공학은 파리의 후각 기관의 구조와 기능에 따라 매우 특이한 소형 가스 분석기를 모방하는 데 성공했다. 이 기기의 탐침은 금속이 아니라 살아있는 파리 한 마리이다. 매우 미세한 미세 전극을 파리의 후각 신경에 꽂고, 유도된 신경전신신호를 전자회로를 통해 확대한 후 분석기로 보냅니다. 분석기는 냄새나는 물질의 신호를 발견하자마자 경보를 보낼 수 있다. 이 기구는 이미 우주선의 조종석에 설치되어 선내 기체의 성분을 검출하는데 사용되었다. 이 소형 가스 분석기는 잠수함과 광산의 유해 가스도 측정할 수 있다. 이 원리는 컴퓨터의 입력 장치와 가스 크로마토 그래피 분석기의 구조 원리를 개선하는 데도 사용될 수 있습니다. 반딧불이에서 인공냉광까지 전등이 발명된 이후로 생활이 훨씬 편리해졌다. 하지만 전등은 전기의 작은 부분만 가시광선으로 바꿀 수 있고, 나머지는 대부분 열로 낭비되고, 전등의 열광선은 사람의 눈에 해롭다. 그럼 열이 나지 않는 광원만 있나요? 인류는 또 자연으로 눈을 돌렸다. 자연계에서는 박테리아, 곰팡이, 웜, 연체 동물, 갑각류, 곤충, 어류 등 많은 생물이 빛을 발할 수 있는데, 이들 동물이 방출하는 빛은 열을 발생시키지 않기 때문에' 냉광' 이라고도 한다. 많은 빛나는 동물 중에서 반딧불이는 그 중 하나이다. 반딧불이는 약 65,438+0,500 종으로, 냉광의 색은 황록색, 오렌지색, 빛의 밝기도 다르다. 반딧불이는 냉광을 방출하는데, 발광 효율이 높을 뿐만 아니라, 일반적으로 비교적 부드럽고, 사람의 눈에 적합하고, 빛의 강도도 비교적 높다. 따라서 생물 발광은 인류의 이상적인 광원이다. 과학자들은 반딧불의 발광 장치가 복부에 있다는 것을 발견했다. 이 라이트 방사체는 발광 레이어, 투명 레이어 및 반사 레이어의 세 부분으로 구성됩니다. 발광층에는 수천 개의 발광 세포가 있는데, 그것들은 모두 형광소와 형광소 효소를 함유하고 있다. 형광소 효소의 작용으로 형광소는 세포 내 물의 참여로 산화와 결합하여 형광을 방출한다. 반딧불의 발광은 본질적으로 화학에너지가 빛 에너지로 변환되는 과정이다. 일찍이 1940 년대에 사람들은 반딧불에 대한 연구를 바탕으로 형광등을 만들어 인간의 조명원을 크게 바꾸었다. 최근 몇 년 동안 과학자들은 먼저 반딧불이에서 순수한 형광소를 분리한 다음 형광소 효소를 분리한 다음 화학적으로 형광소를 합성했다. 형광소, 형광소 효소, ATP (삼인산 아데노신), 물로 구성된 생물광원은 폭발성 가스가 가득한 광산에서 플래시로 사용할 수 있다. 이 램프에는 전원이 공급되지 않고 자기장이 생기지 않기 때문에 생물 광원의 조사 아래 자성 지뢰를 제거하는 데 사용할 수 있다. 이제 사람들은 화학 물질을 혼합하여 바이오라이트와 같은 차가운 빛을 얻어 안전 조명에 사용할 수 있습니다. 전어와 볼트 배터리는 자연계에 있는 많은 생물이 전기를 생산할 수 있으며, 어류만 500 여 종이 있다. 사람들은 이 방전 가능한 물고기를' 전어' 라고 부른다. 각종 전어는 모두 서로 다른 방전 기교를 가지고 있다. 전기 가오리, 전기 메기 및 전기 장어는 방전 능력이 가장 강하다. 중형 어뢰는 70 볼트 정도의 전압을 생산할 수 있고, 아프리카 어뢰는 최대 220 볼트의 전압을 생산할 수 있다. 아프리카 전기 메기는 350 볼트 전압을 생성 할 수 있습니다. 전기장어는 500 볼트의 전압을 생산할 수 있다. 남미 전기 뱀장어는 최대 880 볼트의 전압을 생산할 수 있어 전기 충격 챔피언이라고 불린다. 말 같은 큰 동물을 죽일 수 있다고 한다. 전기어 방전의 신비는 어디에 있습니까? 전어에 대한 해부 연구를 통해, 결국 전어의 체내에 기이한 발전 기관이 있다는 것을 발견하였다. 이 발전기들은 반투명한 디스크 배터리로 이루어져 있는데, 이를 전판 또는 전판이라고 한다. 전어의 종류에 따라 발생기의 보드 모양, 위치, 수량도 다르다. 전기 장어의 발생기는 각진 모양으로 꼬리의 양쪽에 있는 근육에 위치해 있다. 어뢰의 발생기 모양은 납작한 신장처럼 몸의 정중선 양쪽에 배열되어 있으며, 2 백만 개의 전판이 있다. 전기 메기의 발생기는 피부와 근육 사이에 약 500 만 개의 전판이 있는 어떤 분비선에서 기원한다. 단일 극판에서 발생하는 전압은 매우 약하지만 극판이 많기 때문에 생성되는 전압은 매우 크다. 전어의 비범한 기술이 사람들의 큰 흥미를 불러일으켰다. 19 세기 초 이탈리아 물리학자 볼트는 세계 최초의 전기어 발전기를 기반으로 한 복타 배터리를 설계했다. 이 배터리는 전어의 천연 발전기에 따라 설계되었기 때문에' 인조전관' 전어라고 불리는 연구도 전어의 발전기를 성공적으로 모방할 수 있다면 함선과 잠수함의 동력 문제를 잘 해결할 수 있다는 계시를 주었다. 해파리 귀 "제비가 낮게 날고 비가 내리고 매미가 울면 비가 멎는다." 생물의 행동은 날씨의 변화와 관련이 있다. 연안의 어민들은 연안에 사는 물고기와 해파리가 배치로 바다를 향해 헤엄치는 것이 폭풍우가 곧 도래할 것이라는 것을 모두 알고 있다. 해파리라고도 하는 해파리는 5 억 년 전에 바다에 떠 있던 오래된 창자 동물이다. 이 하등 동물은 폭풍을 예지하는 본능을 가지고 있으며, 매번 폭풍이 경고하기 전에 바다로 헤엄쳐 피난한다. 동물의 계시파리-냄새탐지기 잠자리-비행기의 개구리-빠른 스캐닝 시스템의 사마귀-낫알-건축곤충-수리학-뱀-적외선 물고기-해저 거미-인조 섬유거북-장갑차의 고양이 눈-야시장치의 코-방독면 독수리-독수리 눈 미사일-나비- 인간은 동물의 생활습관과 생리적 구조를 관찰함으로써 많은 것을 창조했다. 예를 들어, 돼지는 유독성 발명을 당하고 있다. 잠자리를 관찰하여 헬리콥터를 발명하는 등. 긴 점프, 높은 점프, 높은 평행봉과 같은 생체 공학 디자인과 같은 동물의 생활 습관을 관찰함으로써 일어나는 운동도 많이 있습니다. 이를 디자인 생체 공학이라고도 할 수 있습니다. 생체 공학과 디자인을 바탕으로 개발된 신흥 변두리 학과로, 주로 수학, 생물학, 전자학, 물리학, 통제론, 정보론, 인체공학, 심리학, 재료학, 역학, 역학을 다루고 있습니다. 바이오닉 디자인은 바이오닉스의 오래된 응용과는 다르다. 그것은 자연계 만물의 형태, 색, 소리, 기능, 구조를 연구 대상으로 하며, 설계 과정에서 이러한 특징의 원리를 선택적으로 운용한다. 동시에 생체 공학의 연구 성과와 결합하여 설계에 새로운 아이디어, 새로운 원리, 새로운 방법, 새로운 방법을 제공한다. 어떤 의미에서 바이오닉 디자인은 바이오닉스의 지속과 발전이라고 할 수 있으며, 바이오닉스 연구 성과가 인간의 생존 방식에 반영된 것이다. 바이오닉 디자인은 인간 사회 생산 활동과 자연의 결합점으로 사회와 자연의 고도의 통일을 이루며 점차 디자인 발전 과정의 새로운 포인트가 되고 있다. 예로부터 자연은 인류의 각종 과학기술 원리와 중대한 발명의 원천이었다. 생물계에는 많은 종류의 동물, 식물, 물질이 있다. 긴 진화 과정에서 생존과 발전을 위해 자연계의 변화에 적응할 수 있는 능력을 갖추게 되었다. 인간은 자연 속에 살고, 주변 생물과 함께' 이웃' 이다. 이 생물들의 여러 가지 기이한 능력은 사람들이 상상하고 모방하게 한다. 인간은 자신의 관찰, 사고, 디자인 능력을 이용하여 생물을 모방하기 시작했고, 창조노동을 통해 간단한 도구를 만들어 자연과 싸우는 능력과 능력을 향상시켰다. 인류가 가장 먼저 사용한 도구인 나무막대기와 돌도끼는 의심할 여지 없이 천연 나무막대기와 천연 석두; 골침의 사용은 의심할 여지없이 어골에 대한 모방이다. 이 모든 도구의 창조와 생활방식의 선택은 인류가 허공에서 상상한 것이 아니라 자연계에 존재하는 물질과 어떤 형태의 직접적인 시뮬레이션이라고 할 수 있다. 인류의 초급 창조 단계이며, 바이오닉 디자인의 기원과 초기 형태라고 할 수 있다. 그것들은 거칠고 피상적이지만, 오늘날 우리의 발전의 기초이다. 우리나라에서는 일찍이 생물을 모방하는 예가 있었다. 전하는 바에 따르면, 기원전 3000 여 년 동안 우리 조상들은 짐승의 피해를 막기 위해 나무에 둥지를 짓는 새들을 흉내 냈습니다. 4000 여 년 전, 우리 조상들은' 천막을 보면 자동차가 되었다' 고 했는데, 즉 바람이 부는 것을 보고 바퀴를 발명하여 바퀴가 있는 자동차를 만들었다. 고대 절 본전 앞 산문의 건물은 그 건축 구조에 있어서 코끼리의 자태와 매우 비슷하다. 기둥은 둥글고 굵어서 코끼리의 다리 같다. 고대 중국의 근면하고 용감한 노동인민들은 일찌감치 푸른 바다와 독수리가 비상하는 것에 대해 여러 가지 묘한 환상을 품었다. 진한사서에 따르면, 2000 여 년 전에 우리 국민들은 연을 발명하여 군사 연락에 적용했다. 춘추전국시대에 노국의 장인 노반은 먼저 날 수 있는 목조를 개발하기 시작했다. 그는 피부를 자를 수 있는 이빨 모양의 풀잎에 영감을 받아 톱을 발명했다. "두양잡지" 에 따르면 당대의 한 한족 호지는 "나무를 봉황, 학, 까마귀, 까치 모양으로 조각하는 데 능하다" 고 말했다. 그가 또 마시고 쪼아먹을 때, 진실과 별반 다르지 않다. 그가 그것을 복부에 올려놓을 때, 그는 공중에서 날 수 있지만, 그것은 30 피트에서 120 피트까지 올라갈 수 있고, 그는 하강하기 시작한다. " 서한 시대에는 새의 깃털로 날개를 만들어 높은 무대에서 날아와 새의 비행을 흉내내려고 했다. 위의 사례는 중국 고대 근로자들이 조류의 박자와 비행에 대해 세심한 관찰과 연구를 했다는 것을 충분히 보여 주며, 이는 최초의 생체 공학 설계 활동 중 하나이다.