人类在什么动物身上得到了什么启发?

人类在什么动物身上得到了什么启发?

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。

人类在什么动物身上得到了什么启发?

这样的例子数不胜数啊。

鲨鱼皮仿生抗菌涂层

医院一直在担心细菌。无论医生和护士多久洗一次手,他们都会无意间将细菌和病毒从一个病人传播到另一个病人身上。据统计,每年有多达10万美国人死于医院感染。可鲨鱼一亿年来却一直保持着体表的光鲜整洁。

与其他大型海洋生物不同,鲨鱼身上不会寄生藻类或藤壶。这种现象引起了工程师们的兴趣,当时美国某公司的一些工程师正在为海军舰船设计一种更好的防藤壶涂层,他们发现鲨鱼被盾鳞覆盖的身体,犹如套上了一层防滑毯,不仅能够对抗水阻,而且还能够让藻类和藤壶无法附着。这些寄生生物需要光滑柔软的表面才能附着,诸如鲸类和某些鱼类的皮肤,而鲨鱼坚硬且不光滑的体表根本不适宜它们寄生。

于是,工程师所在公司便开始探索如何使用鲨鱼皮的概念来制造一种可以防止细菌附着的涂层。如今,该公司生产的鲨鱼皮抗菌膜目前正在医院内进行测试,被用于人接触得最多的各种公共设施表面,诸如电灯开关、手柄等等。似乎效果不错,该公司还将开发用于导管表面抗菌的涂层,以便解决医疗用的各种导管的病原体传染问题。

当然,在这之前,模拟鲨鱼皮结构的游泳装就已经风靡专业运动界。

高速列车的子弹头

1964年,当日本第一条新干线子弹头列车建成,时速190公里/小时。但是,跑得这么快会有令人讨厌的副作用,即每当火车驶出隧道时,都会发出巨大的轰鸣声,招致乘客的抱怨。

当时工程师中津荣治参加了新干线列车的研制,他本人也是鸟类爱好者。他发现高速列车在隧道内行进时在前方推挤空气会形成一堵风墙。当这堵看不到的墙撞到隧道外的空气时,就会因为压力的突然释放产生很大的声音,并给火车施加巨大的压力。在分析问题时,中津认为火车需要像奥林匹克跳水运动员潜水一样在隧道中潜行,于是他从一种潜水的鸟类——翠鸟那里获得了灵感。翠鸟常生活在湖泊和河流上方高高的树枝上,它们捕鱼时会高速射入水中,而且入水时几乎没有涟漪。

中津对火车的头部进行了不同形状的试验,但他发现最好的形状居然几乎与翠鸟的喙相同。如今,日本的高速列车有长长的喙状前鼻,可以帮助列车安静地驶出隧道。实际上,经过改进的版本比之前快乐10%,且节省15%的动力。

魔术贴

如今,魔术贴无处不在,从宇航员服到童鞋都应有尽有。这种粘性材料实际上是受到植物毛刺粘在狗毛上的方式的启发而发明的。1941年,瑞士工程师乔治·德·梅斯特拉在显微镜下观察到了植物的毛刺,发现它们实际上是由数百个细小钩子构成,可钩在头发或衣服上。他以此为基础开发了一种材料,并将其称为维可牢尼龙搭扣(Velcro),是由法语单词“velours”(意为天鹅绒)和“crochet”(意为钩子)组合成的。

壁虎

壁虎利用脚上的纳米级结构完成了反重力的壮举,使得壁虎可以倒挂在光滑的玻璃上。

壁虎可以在墙壁和天花板上行走,因为它们的脚上有密集的突起物,每个突起物都比人类的头发还细,末端是一簇簇细小纤维,可以与物体表面的分子产生较强的范德华力,从而支撑壁虎的体重。

目前科学家正在正在开发一种新的粘合剂,该粘合剂由数百万条塑料纤维制成,模仿壁虎脚在物体表面上黏合和释放的原理,可以承受将近一磅的重量。可能的应用包括攀登装置和医疗设备等等。

另外一些科学家还利用上述原理开发了可以在玻璃墙上攀爬的机器人。

模拟象鼻而制造出来的超级灵活的机械臂

大象的鼻子有4000根肌肉,这使得象鼻可以非常高效地执行很多任务。这让德国的研究者们大受启发开发出一款象鼻机械手,可以抓握并灵活的执行多种任务。

其它的一些动物的启发
  • 模拟鸟类头骨而设计的超坚固建筑材料

  • 根据蝙蝠声呐制作的导盲手杖

  • 根据蝴蝶鳞片原理制作的彩色的阅读电子墨水阅读设备

  • 飞机就是典型的受到动物启发而发明出来的交通工具(至少是那种关于飞行的构想就是来源于鸟类和蝙蝠)

  • 潜艇或许是吸收了鱼鳔的功能

  • 蜂巢的结构启发了不少建筑结构和设备结构的设计

总结

自古以来人类就不断受到动物的启发,从神像中的动物形象到现代的仿生学,无不是人类对于动物能力的羡慕和渴望。人类将超越自身的动物能力转化为为己所用的能力,是人类高级智能表现。与其凭空设想某种形而上的设计,不如采纳大自然经过进化洗礼而设计出来的成品蓝图,“顺其自然”是一种难能可贵的智慧。

人类在什么动物身上得到了什么启发?

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。

人类在什么动物身上得到了什么启发?

谢邀

我认为人类从远古诞生之日起,就一直与各种动物打交道,在漫长的对各种动物的观察并与之接触,交流的过程中,人类可说是收益多多,大有启发,

首先,人类在与动物为了生存而进行的竞争中,人类获得了最宝贵的启发,那就是——为了生存,必须拼尽全力,打败对手,自已才能活下来,再则,动物对食物的采摘,收集,储藏等行为,也启发了人类,使人类学会了储藏多余的食物,以此渡过食物稀少的時期,另外,动物在捕猎,采集食物,生养后代等的过程中所体现出的团队配合行为,也给人类以巨大的启示,使人类清醒地识到,个体力量的有限,团队力量的强大,相互合作的重要,此意识一直伴随人类走到今天,并不断提高,而今天,习主席所提出的,人类命运共同体,即正是这一意识的高度提炼与总结,

其实人类与动物,既是生存意义上的竞争对手,又是相互学习,摸仿

的对象,更是不可或缺的生存伙伴伴。

人类在什么动物身上得到了什么启发?

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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人类在什么动物身上得到了什么启发?

其实动物对于人类的启发最多的是仿生设计方面了。

比如防毒面具。在第一次世界大战时,德国向英法军队释放了180吨氯气,为了防御这种手段,两国的科学家进行了实地调查,发现了氯气释放地幸存下来的野猪,根据野猪拱地,松软的土壤颗粒吸附和过滤了毒气的原理发明了第一批防毒面具。

比如沙漠里的无轮汽车。在草原或者沙漠里,带轮汽车往往行驶困难,而袋鼠却可以健步如飞。人们根据袋鼠的运动模式发明了无轮汽车-跳跃机。它可以在高低不平的田野或者沙漠里高速前进。

分类:生活

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