观察世界动植物的发明创造实例

鱼有在水中来去自如的能力,所以人们模仿鱼的形状,用木桨模仿鱼鳍。相传早在大禹时期,中国古代的劳动人民就观察到鱼在水中摆动着尾巴游动和转弯,他们就在船尾放上木桨。通过反复观察、模仿和练习,他们逐渐改为桨和舵,增加了船的动力,掌握了使船转向的手段。这样,即使在滚滚的河流中,

苍蝇的翅膀(也叫平衡杆)是“天然导航仪”,人们模仿它们制作“振动陀螺仪”。这种仪器已经应用到火箭和高速飞行器上,实现了自动驾驶。

蝇眼是一种“复眼”,由30O0多个小眼睛组成。人们模仿它制成“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是由成百上千个排列整齐的小透镜组成的。用它做镜头,可以做成“蝇眼相机”,一次可以拍上千张一模一样的照片。这种相机已用于印刷制版和复制电子计算机的大量微小电路,大大提高了工作效率和效益。

鸟类的翅膀具有许多特殊的功能和结构,这使它们不仅擅长飞行,还能表演许多“特技”,这些都是目前人类技术难以实现的。小蜂鸟是鸟类中的“直升机”,可以垂直起降,倒着飞。吮吸花蜜时,它不会像蜜蜂一样停在花朵上,而是在空中盘旋。多么巧妙的飞行。它以蜂鸟的飞行特性进行垂直起降。

受企鹅的启发,人们设计了一种新型汽车“企鹅牌极地越野汽车”。这款车卡在底部很宽的雪地上,用轮勺推进,不仅解决了极地运输的问题,还可以在泥泞地区行驶。

蝴蝶

五彩缤纷的蝴蝶,如双月纹蝴蝶和棕脉帝王蝶,尤其是荧光翅膀的蝴蝶,在阳光下会变成金色、绿色和蓝色。科学家通过研究蝴蝶的颜色给军事防御带来了巨大的好处。二战期间,德军包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施提出蝴蝶的颜色在花中不易被发现,军事设施上覆盖着蝴蝶似的伪装。因此,尽管德军全力以赴,列宁格勒的军事基地依然完好无损,为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理,后来人们生产了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。

由于卫星在太空中的位置不断变化,温度变化突然,有时温差可高达两三百度,严重影响许多仪器的正常工作。受蝴蝶身上的鳞片会随着阳光的方向自动改变角度并调节体温的启发,科学家们将卫星的温度控制系统制成了百叶窗样式,具有不同的辐射和散热能力。每个窗口的旋转位置都安装有对温度敏感的金属线,可以随着温度的变化调节窗口的开闭,从而对卫星进行维护。

甲虫

当甲虫自卫时,它可以喷射出一种带有恶臭的高温液体“炮弹”来迷惑、刺激和吓唬敌人。科学家解剖后发现,甲虫体内有三个隔间,分别储存有二元酚溶液、过氧化氢和生物酶。二元酚和双氧水流入第三隔室与生物酶反应,在100℃瞬间变成毒液,迅速喷出。这一原理目前已应用于军事技术。二战。德国纳粹根据这一机理,出于战争需要,制造了一种功率大、性能安全可靠的新型发动机,安装在巡航导弹上,使其飞行速度更快、更安全、更稳定,提高了命中率。英国伦敦被炸时损失惨重。受甲虫喷射原理的启发,美国军事专家研制了一种先进的二元武器。这种武器在两个独立的容器中装有两种或两种以上可产生毒剂的化学品。炮弹发射后,隔膜破裂,两种毒物中间体在炮弹飞行的8-10秒内混合反应,在到达目标的瞬间产生致命的毒液杀死敌人。它们易于生产、储存和运输,安全且不易失效。萤火虫可以直接将化学能转化为光能,转化效率达到100%。而普通电灯的发光效率只有6%。模仿萤火虫发光原理制作的冷光源,可以提高发光效率十倍以上,大大节约能源。此外,根据甲虫视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功应用于航空。

蜻蜓

蜻蜓可以通过翅膀的振动产生不同于周围大气的局部不稳定气流,利用气流产生的漩涡使自己上升。蜻蜓可以在很小的推力下翱翔,不仅可以向前,还可以向后和左右,向前的飞行速度可达72 km/h,此外,蜻蜓的飞行行为简单,只有两对翅膀不停地拍打。科学家基于这种结构开发了一种直升机。飞机高速飞行时,往往会引起剧烈震动,有时甚至会折断机翼,造成飞机坠毁。蜻蜓高速飞行时是安全的,所以人们效仿蜻蜓,在飞机的机翼上增加配重,以解决高速飞行带来的震动这一棘手问题。

为了研究滑翔飞行和碰撞的空气动力学,以及其飞行效率,研制了四桨叶驱动、远程水平控制的机动翼(翼)模型,并首次在风洞中测试了飞行参数。

第二个模型试图安装一个以更快频率飞行的机翼,达到每秒18次振动的速度。这款车型的特点是采用了一种可以可变调节前后翼相位差的装置。

该研究的中心和长期目标是研究由“机翼”驱动的飞机的性能,并将其与由传统螺旋推进器驱动的飞机的效率进行比较。