创新方法之-----仿生法剖析.ppt

仿生法 【创新故事】 苍蝇，被称为“四害”之一，令人讨厌。但科学家却拜苍蝇为师，克服了很多难题，发明了很多新玩意。 昆虫学家研究发现，苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时，平衡棒以一定的频率进行机械振动，可以调节翅膀的运动方向，是保持苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪，大大改进了飞机的飞行性能，可使飞机自动停止危险的滚翻飞行，在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡，即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。 【定义】 什么是仿生法呢？各种动物和植物伴随着我们度过了成千上万年，但人类有意识地向它们学习却是上世纪中期才开始的。人们往往在遇到难以解决的问题时就开始细心地观察动物和植物，希望能从它们身上找到答案或启示，这种有意识地模仿生物进行创新发明的方法叫仿生法。 我们为什么要认真向生物学习呢？有两点： 1.生物身上有太多我们不知道的秘密，而人对未知事物总是充满了好奇。 2.我们自己解决不了的问题通过向其他生物学习获得了解决，生物身上有很多的优点，值得我们学习。 那么如何应用仿生法呢？ 一、认真观察生物的现象 生物身上隐藏着巨大的秘密，让我们来看一下： 1.小蚋是翅振速率最快的昆虫，每秒钟可拍打60000万次。 2.蚂蚁是力气最大的昆虫，它可支撑其体重300倍的重物。 3.跳蚤是跳高冠军，它一跳就是其体长的200倍。这相当于人跳400m高。 4.蝗虫是飞行能力最强的昆虫，它可以连续不停地飞行9个小时。 5.食量最大的天蛾幼虫，它在出生一个月内可吃掉比其体重重80000倍的东西。 6.移动最快的昆虫是热带蟑螂，每秒钟可移动40～43倍体长的距离，相当于人每秒前进130m。 7.天蛾是嗅觉最灵敏的昆虫，其雄蛾可以在十几公里以外嗅到雌蛾散发出的气味。虽然雌蛾释放的信息素只有00001mg。 二、联系实际问题创造性地解决 仿生学-------利用研究出来生物系统的结构和性质为工程技术提供新的设计思想和工作方式。 举例研究：防毒面具 举例研究：鲨鱼的皮肤 ?提速武器——鲨鱼皮泳衣 鲨鱼皮表面粗糙的V形皱褶 可以大大减少水流的摩擦 力，使身体周的水流更高效 地流过进而实现快速游动。 知识的拓展：仿生设计创造法应用 飞机 飞机的造型源于模仿飞鸟，这不仅仅是因为飞鸟的形态优美，而是其形态上的合理，由于它展开时身体扁平，体积小、重量轻，因而产生的风阻力小，使飞机飞行速度快且飞得高！ 潜水艇 潜水艇是模仿游鱼，蛙泳是模仿青蛙，形态仿生便是利用具象的自然形态，结合相应的艺术处理手法与设计理念，使之成为一个既有观赏性，又具使用功能的设计作品 超强粘合剂 几年前，科学家认识到壁虎足垫上数百万个分叉的小刚毛所拥有的神奇力量，正是这种力量让壁虎上演飞檐走壁的绝技。目前，科学家正在研制一系列模仿这种神奇力量的超强粘合剂，用以提高打造爬墙机器人 像海参一样软硬兼备的塑料 当受到惊吓之后，身体柔软的海参会分泌一种特殊化学物质，能够在几秒钟之内将皮肤变硬，此时的皮肤如同一副铠甲。这一软硬兼备的本领为科学家提供了灵感，促使他们研制一种遇水之后即由硬变软的塑料材料。 模仿海鸥的侦察机 美国佛罗里达州大学工程师里克·林德从海鸥身上得到启发，研制出一种能在高层建筑周围寻找出路，同时又可猛扑向林荫大道的远程遥控侦察机，很多现代战场正是由高层建筑和林荫大道构成。 仿鸟设计为高铁降噪 日本新干线高速列车是世界上速度最快的列车之一，每小时的行驶距离接近200英里(约合321公里)。除此之外，由于采用“取经”于猫头鹰羽毛和翠鸟喙的降噪设计，行驶过程也出奇地安静。 竹笋形建筑 谢谢 祝大家在创新活动中 取得丰硕成果 蝴蝶形建筑，在建筑形态上仿若一只只蝴蝶，在湖泊与树林之间翩然飞舞。 蝶型建筑让建筑在最大比例上向湖泊开放，蝶翅部分由黄金分割的椭圆弧形成，使建筑与自然融为一体，宛若天成。 同时因为蝴蝶翅膀与身体形态上的起伏，扩大了户型观景空间，让建筑与艺术完美结合。 浅水半岛 蝴蝶形建筑 竹笋形建筑，其建筑形态仿佛破地向山的竹笋，充满着建筑爆发力。竹笋形建筑中大量的钢架结构出现，使整个建筑体系在浓烈的现代主义风格中还兼具了工业文明的建筑表现形式。同时该建筑整体趋于饱满的设计，让建筑在视觉稳定性上达到一个新高度 浅水半岛 孔雀椅. 汉斯·韦格纳 孔雀椅 * * 1.新型导航仪——振动陀螺仪。家蝇的特别之处在于它的快速飞行技术，这使得它很难被人类抓住。即使在它的后面也很难接近它。那么，它是怎么做到的呢？ 2.蝇眼照像机。苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360度范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机，在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。 我们看一下