¿Por qué los científicos inventaron ranas electrónicas basadas en ranas?
2. De las luciérnagas a la luz artificial;
3. Pescado eléctrico y baterías de voltios;
4. La oreja de barlovento de la medusa imita la estructura y función de la oreja de medusa, y el pronosticador de tormentas de oreja de medusa está diseñado, que puede predecir tormentas con 15 horas de anticipación, lo cual es de gran importancia para la seguridad de la navegación y la pesca.
5. Basándose en el principio visual de los ojos de rana, la gente ha desarrollado con éxito un ojo de rana electrónico. Este ojo de rana electrónico puede identificar objetos de formas específicas con tanta precisión como los ojos de rana reales. Después de instalar ojos de rana electrónicos en el sistema de radar, la capacidad antiinterferente del radar mejora considerablemente. Este sistema de radar puede identificar de forma rápida y precisa aviones, barcos y misiles de formas específicas. En particular, puede distinguir misiles reales y falsos para evitar que los falsos se confundan con los reales.
Los ojos de rana electrónicos también se utilizan mucho en aeropuertos y arterias de tráfico. En el aeropuerto puede controlar el despegue y el aterrizaje de los aviones y, si detecta que el avión está a punto de colisionar, llamará inmediatamente a la policía. En las carreteras principales, los vehículos pueden dirigirse para evitar colisiones.
6. Basándose en el principio del localizador ultrasónico de murciélagos, la gente también imitó al "Pathfinder" para ciegos. Este tipo de localizador está equipado con un transmisor ultrasónico que las personas ciegas pueden utilizar para encontrar postes telefónicos, escalones, personas en puentes, etc. Hoy en día también se fabrican "gafas ultrasónicas" con funciones similares.
7. Al simular el mecanismo fotosintético incompleto de las cianobacterias, se diseña un dispositivo de fotólisis biónica para obtener una gran cantidad de hidrógeno.
8. A partir de investigaciones sobre el sistema músculo esquelético humano y el control bioeléctrico, se reprodujo un potenciador de la fuerza humana: la máquina para caminar.
9. Los ganchos de las grullas modernas se originaron a partir de las garras de muchos animales.
10. El techo ondulado imita las escamas de los animales.
11. Las paletas imitan las aletas de un pez.
12. Cortar el brazo de la mantis o cortar la hierba.
13. Xanthium se inspiró y se inventó el velcro.
14. Las langostas con un agudo sentido del olfato proporcionan ideas para fabricar detectores de olores.
15. Los dedos de los pies de Gecko ofrecen perspectivas alentadoras para fabricar cinta adhesiva reutilizable.
16. Los coloides formados por los mariscos y sus proteínas son tan fuertes que pueden usarse en todo, desde suturas quirúrgicas hasta reparaciones de barcos.
17. Helicóptero Libélula
18. Radar ojo de rana-rana
19. Guerrero Mosquito-Mosquito
20. Cámara Fly Eye
21. Uniforme de camuflaje mariposa
22. Submarinos Delfines
Hay muchos más.
Moscas y giroscopios vibratorios Moscas y naves espaciales
Las moscas han hecho grandes aportaciones a la humanidad. Las molestas moscas parecen no tener nada que ver con la gran industria aeroespacial, pero la biónica las vincula estrechamente. Las moscas son conocidas por ser criaturas "apestosas" que se pueden encontrar en todas partes y huelen mal. Las moscas tienen un sentido del olfato especialmente sensible y pueden percibir olores a miles de metros de distancia. Pero las moscas no tienen "nariz". ¿De qué depende para actuar como sentido del olfato? Resulta que los receptores olfativos de la "nariz" de la mosca están distribuidos en un par de antenas en la cabeza. Cada "nariz" tiene sólo una "fosa nasal" conectada al mundo exterior, que contiene cientos de células nerviosas olfativas. Si un olor ingresa a las fosas nasales, estos nervios convierten inmediatamente el estímulo del olor en impulsos eléctricos nerviosos que se envían al cerebro. El cerebro puede diferenciar entre diferentes sustancias olfativas en función de los diferentes impulsos eléctricos neuronales que producen. Por tanto, las antenas de la mosca actúan como un sensible analizador de gases. Inspirándose en esto, los científicos biónicos imitaron un pequeño analizador de gases muy peculiar basado en la estructura y función del órgano olfativo de la mosca. La sonda de este instrumento no es de metal sino de una mosca viva. Se inserta un microelectrodo muy fino en el nervio olfatorio de la mosca y la señal eléctrica del nervio guiado se amplifica mediante un circuito electrónico y se envía al analizador que puede hacer sonar una alarma tan pronto como detecta una señal de sustancias olorosas. Este instrumento ha sido instalado en la cabina de la nave espacial para detectar la composición del gas en la cabina.
Este pequeño analizador de gases también puede medir gases nocivos en submarinos y minas. Este principio también se puede utilizar para mejorar el dispositivo de entrada de la computadora y el principio estructural del analizador cromatógrafo de gases. Además, el ala de la mosca (también llamada barra de equilibrio) es un "navegador natural" y la gente la imitó para hacer un "giroscopio vibratorio". Este tipo de instrumento se ha utilizado en cohetes y aviones de alta velocidad para realizar la conducción automática.
●Murciélagos y radar
Los murciélagos emiten una onda ultrasónica que rebota cuando encuentra objetos, pero los humanos no pueden oírla. El radar se inventó basándose en esta característica de los murciélagos. El radar ahora se utiliza en una variedad de lugares.
●De las luciérnagas a la luz artificial
Desde que los humanos inventaron la luz eléctrica, la vida se ha vuelto más cómoda y rica. Pero las luces eléctricas sólo pueden convertir una pequeña parte de la energía eléctrica en luz visible, y la mayor parte del resto se desperdicia en forma de energía térmica. Los rayos de calor de las luces eléctricas son perjudiciales para los ojos humanos. Entonces, ¿existe una fuente de luz que solo emita luz pero no genere calor? El ser humano ha vuelto a centrar su atención en la naturaleza. En la naturaleza, muchos organismos pueden emitir luz, como bacterias, hongos, gusanos, moluscos, crustáceos, insectos y peces. La luz emitida por estos animales no produce calor, por lo que también se la llama "luz fría". Entre muchos animales luminosos, las luciérnagas son uno de ellos. Hay aproximadamente entre 65.438 y 500 especies de luciérnagas. Los colores de su luz fría varían del amarillo verdoso al naranja, y el brillo de su luz también es diferente. Las luciérnagas emiten luz fría, que no sólo tiene una alta eficiencia luminosa, sino que también es generalmente más suave, adecuada para el ojo humano y tiene una intensidad luminosa relativamente alta. Por tanto, la bioluminiscencia es una fuente de luz ideal para los humanos. Los científicos descubrieron que las luciérnagas tienen un dispositivo emisor de luz ubicado en su abdomen. Este emisor de luz consta de tres partes: una capa luminiscente, una capa transparente y una capa reflectante. La capa luminiscente contiene miles de células luminiscentes, todas las cuales contienen luciferina y luciferasa. Bajo la acción de la luciferasa, la luciferina se combina con la oxidación para emitir fluorescencia con la participación de agua intracelular. El brillo de las luciérnagas es esencialmente el proceso de convertir la energía química en energía luminosa. Ya en la década de 1940 se crearon lámparas fluorescentes basadas en investigaciones con luciérnagas, que cambiaron en gran medida la fuente de iluminación humana. En los últimos años, los científicos primero aislaron luciferina pura de luciérnagas, luego aislaron luciferasa y luego sintetizaron luciferina artificialmente mediante métodos químicos. Una fuente de luz biológica compuesta de luciferina, luciferasa, ATP (trifosfato de adenosina) y agua puede utilizarse como linterna en minas llenas de gases explosivos. Dado que este tipo de lámpara no tiene fuente de energía y no genera un campo magnético, puede usarse para limpiar minas terrestres magnéticas bajo la iluminación de fuentes de luz biológicas. Ahora, la gente puede crear luz fría similar a la bioluminiscencia para iluminación de seguridad mezclando algunos productos químicos.
●Peces eléctricos y baterías de voltios
Muchas criaturas en la naturaleza pueden generar electricidad, y solo hay más de 500 especies de peces. La gente llama a estos peces que pueden descargar electricidad "peces eléctricos". Varios peces eléctricos tienen diferentes técnicas de descarga. Las rayas eléctricas, los bagres y las anguilas tienen la mayor capacidad de descarga. Los torpedos de tamaño mediano pueden producir alrededor de 70 voltios, mientras que los torpedos africanos pueden producir hasta 220 voltios; el bagre eléctrico africano puede producir 350 voltios y las anguilas eléctricas pueden producir 500 voltios; Existe una anguila eléctrica sudamericana que puede generar voltajes de hasta 880 voltios y es conocida como la campeona de las descargas eléctricas. Se dice que mata animales grandes como los caballos. ¿Cuál es el secreto de la descarga eléctrica del pez? A través de investigaciones anatómicas sobre peces eléctricos, finalmente se descubrió que hay un órgano peculiar de generación de energía en el pez eléctrico. Estos órganos generadores de energía están compuestos por muchas células translúcidas en forma de disco llamadas electroplacas o electrodiscos. Debido a los diferentes tipos de peces eléctricos, la forma, posición y número de las placas eléctricas del generador también son diferentes. El generador de la anguila eléctrica es prismático y está ubicado en los músculos a ambos lados de la columna de la cola; el generador del torpedo tiene forma de riñón plano, está dispuesto a ambos lados de la línea media del cuerpo y tiene 2 millones de placas eléctricas. El generador eléctrico del bagre se origina en una especie de glándula situada entre la piel y los músculos y tiene alrededor de 5 millones de placas eléctricas. El voltaje generado por una sola placa es muy débil, pero debido a que hay muchas placas, el voltaje generado es muy grande. Las extraordinarias habilidades de los peces eléctricos han despertado un gran interés. A principios del siglo XIX, el físico italiano Volta diseñó la batería voltaica más antigua del mundo basada en el órgano generador de energía de un pez eléctrico.
Debido a que este tipo de batería está diseñada basándose en el generador natural del pez eléctrico, la investigación sobre el pez eléctrico, llamado "órgano eléctrico artificial", también ha dado a la gente esta iluminación: si el órgano generador de energía del pez eléctrico se puede imitar con éxito Entonces se puede resolver fácilmente y eficazmente los problemas de energía de barcos y submarinos.
●Las orejas de medusa orientadas al viento.
En la naturaleza, las medusas vivían en el agua de mar desde hace 500 millones de años. "¿Pero qué tienen que ver las medusas con los gusanos?" La gente seguramente hará esta pregunta. Porque, ante un aviso de tormenta, las medusas nadarán hacia el mar en grupos, lo que indica que se acerca la tormenta. Sin embargo, ¿qué tiene esto que ver con "escuchar el rumor"? Resulta que las ondas de infrasonido (frecuencia 8 ~ 13 Hz) generadas por la fricción entre el aire y las olas en el océano azul son el pronóstico antes del aviso de tormenta. Este tipo de infrasonido es inaudible para los oídos humanos, pero es pan comido para las medusas. Después de la investigación, los científicos descubrieron que la medusa tiene un mango delgado en la oreja, una pequeña bola en el mango y una pequeña piedra para escuchar en la bola. Los científicos modelaron la estructura y función de las orejas de las medusas y diseñaron un predictor de tormentas para las orejas de las medusas, que simula con precisión el órgano de las medusas que detecta el infrasonido.
Las jirafas que entrenaban habilidades y los astronautas perdieron su imagen
Las jirafas y los trajes antigravedad.
La razón por la que las jirafas pueden transportar sangre a la cabeza a través de su largo cuello es porque tienen presión arterial alta. Se ha medido que la presión arterial de las jirafas es dos veces más alta que la presión arterial humana normal. ¿Por qué una presión arterial tan alta no causa la muerte por hemorragia cerebral en las jirafas? Esto tiene que ver con la estructura corporal de la jirafa. En primer lugar, los músculos alrededor de los vasos sanguíneos de la jirafa están muy desarrollados, lo que puede comprimir los vasos sanguíneos y controlar el flujo sanguíneo; al mismo tiempo, la piel y la fascia de las patas y el cuerpo de la jirafa están muy tensas, lo que favorece la salud; Retorno ascendente de sangre en las extremidades inferiores. Inspirados por esto, los científicos crearon un instrumento especial para entrenar a los astronautas y les permitieron usar este instrumento para hacer ejercicio durante varias horas al día para evitar que los músculos alrededor de los astronautas se degeneraran cuando se lanzó la nave espacial, lo que los científicos pueden usar basándose en las jirafas; the Tight Basado en el principio de que la piel estirada controla la presión de los vasos sanguíneos, se desarrolló un traje de vuelo, el "traje antigravedad". El traje antigravedad está equipado con un dispositivo inflable. A medida que aumenta la velocidad de la nave espacial, se puede llenar una cierta cantidad de gas en el traje antigravedad, ejerciendo así una cierta presión sobre los vasos sanguíneos y manteniendo normal la presión arterial de los astronautas. Al mismo tiempo, la parte inferior del abdomen del astronauta está equipada con un dispositivo de sellado para excluir el aire, lo que puede reducir la presión arterial en las piernas del astronauta y facilitar el transporte de sangre desde la parte superior del cuerpo a las extremidades inferiores.
●Arquitectura de cáscara de huevo y cáscara delgada
Las cáscaras de huevo son arqueadas, tienen una gran envergadura e incluyen muchos principios mecánicos. Aunque sólo tiene 2 mm de espesor, es difícil romperlo con un martillo. Los arquitectos lo imitaron al diseñar edificios de estructura delgada. Este tipo de construcción tiene muchas ventajas: menos material, gran luz y durabilidad. No todos los edificios de estructura delgada son arqueados. La mundialmente famosa Ópera de Sydney es como un conjunto de velas amarradas en el puerto.
Componentes
Para componentes con la misma área de sección transversal, colocar el material lo más lejos posible del eje neutro es una forma de sección transversal efectiva. Curiosamente, esta conclusión también se refleja en los tejidos de muchos animales y plantas en la naturaleza. Por ejemplo, los tallos de muchas plantas que pueden soportar fuertes vientos son estructuras en forma de tubos con secciones huecas. Los huesos que sostienen el peso y el movimiento de una persona están rodeados por hueso denso en sección transversal, mientras que la médula blanda llena la cavidad. Las losas de piso huecas, vigas cajón, vigas I, estructuras de placas plegadas y estructuras espaciales de paredes delgadas de uso común en estructuras de edificios se basan en esta conclusión.
●Cebras y camuflaje
Las cebras viven en el continente africano y su apariencia no es diferente a la de los caballos comunes. Las rayas de sus cuerpos son colores protectores derivados de la adaptación a su entorno de vida. Las cebras son las más grandes y hermosas de todas las cebras. Su altura de hombros es de 140-160 cm, sus orejas son redondas y grandes, y sus rayas son finas y numerosas. Las cebras a menudo se mantienen alejadas de los ñus, los ñus, las gacelas y los avestruces en los pastizales para protegerse de los depredadores naturales. La aplicación militar de las rayas de cebra es un ejemplo exitoso de biónica.
●Insectos y biónica
Los insectos son de tamaño pequeño, con tipos y números enormes, representan más del 75% de los animales existentes y se encuentran en todo el mundo. Tienen sus propias habilidades de supervivencia, algunas de las cuales son peores que las de los humanos. La gente hace un uso cada vez más extensivo de los recursos naturales, especialmente los logros en biónica provienen de ciertas características de los organismos vivos.
Este artículo proporciona una breve introducción a los insectos y la biomimética. (A la derecha está el ojo de una mosca doméstica) Mariposas y biónica
●Mariposas y biónica
Mariposas coloridas, como mariposas con patrón de doble luna, mariposas con venas marrones, especialmente fluorescentes alas de mariposa con alas doradas, alas verdes y alas azules al sol. Los científicos están aportando enormes beneficios a la defensa militar mediante el estudio de los colores de las mariposas. Durante la Segunda Guerra Mundial, el ejército alemán rodeó Leningrado e intentó utilizar bombarderos para destruir sus objetivos militares y otras instalaciones de defensa. Basándose en la falta de comprensión del camuflaje en ese momento, el entomólogo soviético Schwarzenegger propuso el principio de que el color de las mariposas no se encuentra fácilmente en las flores y cubrió instalaciones militares con un camuflaje similar al de las mariposas. Por lo tanto, a pesar de toda la fuerza del ejército alemán, la base militar en Leningrado permaneció intacta, sentando una base sólida para la victoria final. Siguiendo el mismo principio, más tarde se fabricaron uniformes de camuflaje, que reducían considerablemente las bajas en las batallas. A medida que la posición de los satélites en el espacio continúa cambiando, la temperatura cambiará repentinamente. A veces, la diferencia de temperatura puede alcanzar entre doscientos y trescientos grados, lo que afecta gravemente el funcionamiento normal de muchos instrumentos. Inspirándose en el hecho de que las escamas de las mariposas cambian automáticamente de ángulo con la dirección de la luz solar para regular la temperatura corporal, los científicos diseñaron el sistema de control de temperatura del satélite en forma de rejilla con capacidades de disipación de calor y radiación muy diferentes entre las hojas delanteras y traseras. Se instala un cable metálico sensible a la temperatura en la posición giratoria de cada ventana, que puede ajustar la apertura y el cierre de la ventana a medida que cambia la temperatura, manteniendo así una temperatura constante dentro del satélite y resolviendo un problema importante en la industria aeroespacial.