“仿生器官”造福人类

来源 :发明与创新(学生版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq854513342
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。
  种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化。从而得到生存和发展。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统、尤其是大脑的高度发展。因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。
  人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且在于模仿生物,通过创造性的劳动完善自身需求。
  鱼儿在水中有自由来去的本领,于是,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。
  相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察到鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。这种模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生的先驱,也是仿生学的萌芽。
  概括起来讲,仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学,它是在本世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明出性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术。从仿生学的诞生、发展到现在,短短几十年的时间内,它的研究成果已经非常可观。
  仿生学的发展,使得科幻电影中科学家“修复人类”的故事有望成为现实——具有各种机能、并能让人运行自如的“仿生肢体”和“仿生器官”,正在陆续诞生,并将很快应用到实际中来。
  
  仿生智能小腿
  
  “智能仿生小腿”内安装有一个嵌入式的微型电脑,这使得它能与真正的人腿一样运用自如。
  据参与应用试验的残疾人介绍,“智能仿生小腿”与普通假肢完全不同:在装上普通假肢的时候,面对各种质地的地面,他必须经常调整,但是戴上“智能仿生小腿”就没有这样的麻烦,它甚至让人感觉用真腿在走路。
  目前,美国的科学家已经开始使用这种智能仿生小腿对在战场上失去小腿的士兵进行康复训练。科学家乐观地表示,只要在今后作出进一步的完善与改进,那么,因地雷、路边炸弹和自杀爆炸而失去腿部的士兵,就很有可能凭借智能仿生小腿重返战场。
  
  仿生电子上肢
  
  美国新泽西州鲁特格斯大学的研究小组研发出了一种“仿生电子上肢”,研究人员在“上肢”的手臂中植入“神经”,并与人的胸部肌肉相连。通过人工“神经”,大脑发出的信息可以传送给“仿生上肢”。另外,仿生的手臂还可以进行360°的旋转,人也可以感觉到仿生手臂的运动。戴上“仿生上肢”的人不仅能弯曲胳膊、开合手掌、灵活地拿起水杯,还可以打字甚至弹奏钢琴。
  
  仿生眼睛
  
  如何让盲人或视力出现障碍的人恢复视力见到光明,这一直是一个让科学家们感兴趣的研究方向。现在,美国斯坦福大学眼科第的研究人员模仿人类眼球的构造和功能,研制出了“人造眼睛”。
  它的组成部分包括一个便携式的微型计算机处理器、一块微型电池、一个植入视网膜后部的微型芯片以及一个微型摄像机和显示屏——光线进入摄像机,然后传送到计算机处理器进行处理;计算机将处理后的信息转变为电信号,再通过视网膜细胞传送至大脑。
  
  仿生数字耳
  
  德国萨尔兰大学的研究小组通过模仿耳朵和大脑的交互作用,以及耳朵内部处理声音信息的过程,成功研制出了一种“数字仿生耳”。它的技术核心在于一块能复制整个听觉系统的智能数字式芯片,该芯片可以确定、识别和区分不同的声音,并模仿人类自然的听力处理过程,形成人工的听力系统。
其他文献
为优化上海通用某款车型的气动特性,降低风阻系数,利用风洞试验和流场数值模拟研究了不同高度的前轮导流板的减阻效果。数值模拟实现了车轮转动和地面移动,其结果与风洞试验
今天,我们在这里召开中国建筑金属结构协会采暖散热器委员会成立20周年暨行业表彰大会,纪念委员会成立20周年,实际是纪念采暖散热器行业改革发展20周年。通过回顾20年来取得的成
建立了描述汽车横摆、侧向、纵向、垂向、侧倾和4个车轮运动的汽车模型,利用卡尔曼滤波状态观测器对前后轴悬架力进行估计,采用遗忘因子的递推最小二乘估算法对质心位置进行
公开(公告)号:CN2744799本实用新型公开了一种组合式舍页,包括主页、副页和旋转轴三部分,主、副页页面上设置有多个安装孔,副页页面小于主页;主页页面上开有一个与副页页面形状相同
烧开水时,最让人担心的是沸水溢出把火苗熄灭,所以要常常放下手中的活儿,到厨房去张望。要是水一开,水壶能发出信号就好了。我和小朋友们设计了一只会吹哨的水壶,水一开,它就
鉴于空调的能耗性能对电动汽车的环保性能有重大影响,建立了纯电动汽车空调全生命周期性能评估(LCCP)模型,并选取了国内4个典型气候城市进行了空调系统的全生命周期气候性能评
本文中通过采用颈腰部生物力学和表面肌电信号相结合的方式,对驾驶员在驾驶过程中的疲劳状态进行了研究。首先,通过生物力学的计算与分析,合理地选择了能有效反映驾驶疲劳状
公开(公告)号:CN2744777本实用新型公开了一种混凝土用塑料建筑模板,它是由塑料制成,在塑料建筑模板的中间设有1-5层玻璃纤维层。其一面为光滑表面,另一面设有0.2-2mm的凸起,所述凸起
一种建筑发泡塑模板,属于一种在浇铸混凝土时使其成形的造型模板,其外层为采用工程塑料制成的由四个光滑平面围成的四面箱体结构,内层为发泡工程塑料,具有不规则的多孔结构,外层和
今年是中国建筑金属结构协会采暖散热器委员会成立20周年,我们大家在北京欢聚一堂,共同庆祝我国采暖散热器行业自己的盛大节日。二十年来,我国采暖散热器行业在建设部和相关部门