¿Cuáles son algunos ejemplos, palabras o imágenes de humanos que utilizan la biología como maestra?

Moscas y naves espaciales

Las molestas moscas parecen no tener nada que ver con la gran industria aeroespacial, pero la biónica las ha vinculado estrechamente.

Las moscas son conocidas como "cazadoras malolientes" y se pueden encontrar en cualquier lugar sucio y maloliente. Las moscas tienen un sentido del olfato especialmente sensible y pueden detectar olores a miles de metros de distancia. Pero una mosca no tiene "nariz", entonces, ¿cómo se basa en su sentido del olfato? Resulta que la "nariz" de la mosca, los receptores olfativos, se distribuyen en un par de antenas en la cabeza.

Cada "nariz" tiene sólo una "fosa nasal" conectada con el mundo exterior, que contiene cientos de células nerviosas olfativas. Si un olor entra en las "fosas nasales", estos nervios convierten inmediatamente la estimulación del olor en impulsos eléctricos nerviosos y los envían al cerebro. El cerebro puede distinguir diferentes sustancias odoríferas basándose en las diferencias en los impulsos eléctricos nerviosos generados por diferentes sustancias odoríferas. Por tanto, las antenas de la mosca actúan como un sensible analizador de gases.

Los científicos biónicos se inspiraron en esto y copiaron con éxito 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 un metal sino una mosca viva. Consiste en insertar microelectrodos muy delgados en los nervios olfativos de las moscas y amplificar las señales nerviosas eléctricas guiadas por circuitos electrónicos y enviarlas al analizador una vez que el analizador detecta la señal de sustancias olorosas, puede hacer sonar una alarma. Este instrumento ha sido instalado en la cabina de la nave espacial para detectar la composición del gas en el interior de la cabina.

Este pequeño analizador de gases también puede medir gases nocivos en submarinos y minas. Utilizando este principio, también se puede utilizar para mejorar el dispositivo de entrada de la computadora y los principios estructurales del analizador de cromatografía de gases.

De las luciérnagas a la luz fría artificial

Desde que el hombre inventó la luz eléctrica, la vida se ha vuelto mucho más cómoda y rica. Sin embargo, las lámparas 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, y los rayos de calor de las lámparas 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 existen muchos organismos que pueden emitir luz, como bacterias, hongos, gusanos, moluscos, crustáceos, insectos y peces, etc., y la luz que emiten estos animales no produce calor, por eso se la conoce como "luz fría".

Entre los muchos animales luminosos, las luciérnagas son uno de ellos. Hay alrededor de 1.500 especies de luciérnagas. Los colores de la luz fría que emiten varían del amarillo verdoso al naranja, y el brillo de la luz también varía. La luz fría emitida por las luciérnagas no solo tiene una alta eficiencia luminosa, sino que además la luz fría emitida es generalmente muy suave, muy adecuada para el ojo humano, y la intensidad de la luz es relativamente alta. Por tanto, la bioluz es una luz ideal para los humanos.

Los científicos han descubierto que los emisores de luz de las luciérnagas se encuentran 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 el oxígeno 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, la gente creó lámparas fluorescentes basadas en investigaciones con luciérnagas, lo que provocó grandes cambios en las fuentes de iluminación humana. En los últimos años, los científicos primero aislaron luciferina pura de los emisores de luz de las luciérnagas, luego aislaron la luciferasa y luego utilizaron métodos químicos para sintetizar artificialmente la luciferina. Una fuente de luz biológica mezclada con luciferina, luciferasa, ATP (trifosfato de adenosina) y agua se puede utilizar como linterna en minas llenas de gas explosivo. Dado que este tipo de luz no tiene fuente de energía y no genera un campo magnético, puede usarse para limpiar minas magnéticas bajo la iluminación de fuentes de luz biológicas.

Ahora, las personas pueden obtener luz fría similar a la luz biológica mezclando ciertas sustancias químicas, que pueden usarse como iluminación de seguridad.

Peces eléctricos y baterías de voltios

Hay muchas criaturas en la naturaleza que pueden producir electricidad, y sólo de peces hay más de 500 especies. La gente se refiere a estos peces que pueden descargar electricidad como "peces eléctricos".

Los distintos peces eléctricos tienen diferentes capacidades de descarga. Los que tienen la mayor capacidad de descarga son las rayas eléctricas, los bagres eléctricos y las anguilas eléctricas. Una raya eléctrica de tamaño mediano puede producir alrededor de 70 voltios, mientras que la raya eléctrica africana puede producir hasta 220 voltios; el bagre eléctrico africano puede producir 350 voltios, la anguila eléctrica puede producir 500 voltios y hay una anguila eléctrica sudamericana. Puede producir un voltaje de hasta 880 voltios, lo que lo convierte en el campeón de las descargas eléctricas. Se dice que puede matar animales grandes como los caballos.

¿Cuál es el secreto de la descarga eléctrica de los peces? Después de una investigación anatómica sobre peces eléctricos, finalmente se descubrió que existe un extraño órgano generador de energía en el cuerpo de los peces eléctricos. Estos generadores están hechos de muchas células translúcidas en forma de disco llamadas electroplacas o electrodiscos. Debido a que existen diferentes tipos de peces eléctricos, la forma, ubicación y cantidad de paneles eléctricos del generador son diferentes. El generador de la anguila eléctrica es prismático y está ubicado en los músculos a ambos lados de la columna en la cola; el generador del rayo eléctrico tiene forma de riñón plano, dispuesto a ambos lados de la línea media del cuerpo, con un total de 2 millones de placas eléctricas. ; el generador eléctrico del bagre Originarios de una especie de glándula, situada entre la piel y los músculos, existen alrededor de 5 millones de placas eléctricas. El voltaje generado por una sola placa eléctrica es muy débil, pero como hay muchas placas eléctricas, el voltaje generado es muy grande.

La extraordinaria capacidad del pez eléctrico ha despertado un gran interés entre la gente. A principios del siglo XIX, el físico italiano Volta diseñó la batería voltaica más antigua del mundo utilizando como modelo el órgano generador de energía del pez eléctrico. Debido a que esta batería está diseñada sobre la base del generador natural de peces eléctricos, se le llama "órgano eléctrico artificial". La investigación sobre peces eléctricos también ha dado a la gente esta revelación: si el órgano generador de energía del pez eléctrico se puede imitar con éxito, entonces los problemas de energía de barcos y submarinos se pueden resolver bien.

Las orejas de viento de las medusas

"Las golondrinas vuelan bajo para limpiar la lluvia, y las cigarras chirrían en medio de la lluvia y el cielo se aclara". comportamiento de los seres vivos y cambios en el clima. Todos los pescadores costeros saben que cuando los peces y medusas que viven en la costa nadan hacia el mar en grupos, indica que se avecina una tormenta.

La medusa, también llamada medusa, es un antiguo celenterado que flotaba en el océano hace ya 500 millones de años. Este animal inferior tiene el instinto de predecir tormentas. Cuando se acerca una tormenta, nada hacia el mar en busca de refugio.

Resulta que en el océano azul, las ondas infrasonidas (con una frecuencia de 8 a 13 veces por segundo) generadas por la fricción entre el aire y las olas son siempre el preludio de la tormenta que se avecina. Este tipo de infrasonido no puede ser percibido por el oído humano, pero las medusas pequeñas son muy sensibles. Los biónicos descubrieron que en la cavidad vibratoria de la oreja de la medusa hay un mango delgado. En el interior de la bola se encuentra una pequeña piedra auditiva. Cuando la onda de infrasonido antes de la tormenta golpea la piedra auditiva de la medusa. oído, En este momento, la piedra que escucha estimula los receptores nerviosos en la pared de la bola, por lo que la medusa escucha el estruendo de la tormenta que se aproxima.

Los científicos biónicos modelaron la estructura y función de las orejas de las medusas para diseñar un predictor de tormentas en las orejas de las medusas, que simula con precisión el órgano de la medusa que detecta las ondas infrasonidas. Este instrumento está instalado en la cubierta delantera del barco cuando recibe las ondas infrasonidas de la tormenta, puede hacer que la bocina que gira 360° deje de girar por sí sola. La dirección que apunta es la dirección de la tormenta; La lectura en el indicador puede indicarle la intensidad de la tormenta. Este tipo de predictor puede predecir tormentas con 15 horas de antelación, lo que es de gran importancia para la seguridad de la navegación y la pesca. 1. Los experimentos han demostrado que los murciélagos dependen principalmente del oído para detectar insectos. Cuando los murciélagos vuelan, se pueden generar ondas ultrasónicas en la garganta y las ondas ultrasónicas se emiten a través de la boca. Cuando las ondas ultrasónicas encuentran insectos u obstáculos y se reflejan, los murciélagos pueden recibirlas con sus oídos y determinar si el objetivo de detección es un insecto u obstáculo, y a qué distancia se encuentra. La gente suele llamar a esta forma de detectar objetivos por parte de los murciélagos "ecolocalización". Las señales emitidas por los murciélagos cuando buscan alimento, se orientan y vuelan están compuestas de elementos sonoros ultrasónicos similares a los fonemas del habla. El murciélago debe recibir el eco y analizar las características del sonido del eco, como amplitud, frecuencia, intervalo de señal, etc., antes de poder decidir qué acción tomar a continuación. Los murciélagos que dependen del alcance y el posicionamiento del eco solo emiten una señal de sonido simple. Esta señal generalmente se compone de uno o dos fonemas que aparecen repetidamente según un patrón determinado. Cuando el murciélago está volando, la señal que emite rebota en el objeto, formando un eco con diferentes características sonoras según la naturaleza del objeto.

En el campo de batalla, los misiles reales y falsos lanzados por aviones, tanques y barcos enemigos están en rápido movimiento. Para derrotar al enemigo, los misiles reales y falsos deben distinguirse a tiempo. Al combinar el ojo de rana electrónico con el radar, puede rastrear objetivos reales en vuelo con tanta precisión y rapidez como un ojo de rana. 4. Las orejas de las medusas a favor del viento están modeladas a partir de la estructura y función de las orejas de las medusas. El predictor de tormentas en las orejas de las medusas está diseñado para predecir tormentas con 15 horas de antelación, lo que 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 con precisión objetos de formas específicas, al igual que los ojos de rana reales. Después de instalar ojos de rana electrónicos en el sistema de radar, la capacidad antiinterferencia del radar mejora enormemente. Este sistema de radar puede identificar de forma rápida y precisa aviones, barcos, misiles, etc. de formas específicas. En particular, puede distinguir entre misiles reales y falsos para evitar que los falsos se confundan con los reales. 7. Simulando el fotosintetizador incompleto de las cianobacterias, se diseñará un dispositivo biomimético de fotólisis de agua para obtener una gran cantidad de hidrógeno. 8. A partir de investigaciones sobre el sistema músculo esquelético humano y el control bioeléctrico, se ha imitado un dispositivo de mejora humana: una máquina para caminar. 9. Los ganchos de las grúas modernas se originaron a partir de las patas de muchos animales. 10. Las ondulaciones del techo imitan escamas de animales. 11. Los remos imitan las aletas de un pez. 12. La sierra se aprende del brazo de mantis o hierba de sierra. 13. La planta Xanthium inspiró el velcro. 14. Las langostas con un sensible sentido del olfato brindan ideas para que las personas construyan detectores de olores. 15. Los dedos de los pies de Gecko ofrecen perspectivas alentadoras para hacer cinta adhesiva que pueda usarse una y otra vez. 16. Bay usa sus proteínas para crear un coloide que es tan fuerte que podría usarse en todo, desde suturas quirúrgicas hasta reparaciones de embarcaciones. 17. De las luciérnagas a la imitación artificial de la luz fría; 18. Peces eléctricos y baterías de voltios; 19. El ojo de una mosca es un "ojo compuesto" que consta de más de 30.000 ojos pequeños. Una "lente de ojo de mosca" se compone de cientos o miles de lentes pequeñas dispuestas cuidadosamente entre sí. Puede usarse como lente para crear una "cámara de ojo de mosca", que puede tomar miles de fotografías iguales a la vez. Este tipo de cámara se ha utilizado en la fabricación de planchas de impresión y en la reproducción a gran escala de pequeños circuitos en computadoras electrónicas, mejorando enormemente la eficiencia y la calidad del trabajo. La "lente ojo de mosca" es un nuevo tipo de componente óptico que tiene muchos usos. 20. La disposición de las hojas y la construcción del Gran Teatro de Sydney 21. Los altibajos de los submarinos y los peces "Limpiar" el bosque Había una vez un funcionario forestal en Alemania. Cuando asumió el cargo, emitió una orden. orden: "Limpiar" el bosque. El guardabosques no tuvo más remedio que seguir sus órdenes, cortando todos los arbustos y eliminando todas las malas hierbas, incluso las ramas y hojas muertas del suelo. La apariencia del bosque cambió de repente: era espacioso y limpio, sin siquiera una mala hierba. El guarda forestal lo miró y se sintió feliz. No quiero que el bosque sufra un desastre (yang) de ahora en adelante. Han pasado varios años y las hojas de los robles y los banianos son cada vez menos, tan desnudas como una escoba, y algunos árboles incluso se han secado. ¿Qué está sucediendo? Las caprichosas órdenes del oficial forestal trajeron el desastre al bosque. Resulta que todo en la naturaleza está interconectado. De esta forma se puede mantener el equilibrio ecológico de la naturaleza. Las ramas y hojas muertas parecen sucias, pero en realidad, después de pudrirse, se convierten en humus, lo que puede mejorar la fertilidad del suelo. También son alimento y escondite para algunos animales pequeños. Los arbustos también albergan muchos animales. Hay más arbustos y malezas en el bosque, y hay más insectos, pájaros y bestias. Muchos animales se alimentan de plantas, como los escarabajos y las orugas que comen hojas y ramitas, mientras que los pájaros anidan en los arbustos y se alimentan de plagas forestales. El oficial forestal cortó los arbustos y quitó las malas hierbas, los pájaros se fueron volando y las plagas en el bosque se volvieron más feroces. Se multiplican en grandes cantidades y atacan a los árboles en grupos, comiendo hojas, masticando raíces y perforando el corazón de los árboles. Sin enemigos naturales que dominaran las plagas, el bosque fue destruido gradualmente. El maestro de la humanidad Desde la antigüedad, el hombre ha querido volar hacia el cielo como un pájaro. Los científicos estudiaron cuidadosamente los principios del vuelo de las aves y finalmente inventaron el avión en 1903. Veinte o treinta años después, debido al continuo aumento de la velocidad de vuelo, las alas a menudo se rompían debido a vibraciones violentas, lo que provocaba desastres trágicos como accidentes aéreos y muertes.

Sin embargo, las lámparas 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, y los rayos de calor de las lámparas 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 existen muchos organismos que pueden emitir luz, como bacterias, hongos, gusanos, moluscos, crustáceos, insectos y peces, etc., y la luz que emiten estos animales no produce calor, por eso también se le llama "fría". luz". Entre los muchos animales luminosos, las luciérnagas son uno de ellos. Hay alrededor de 1.500 especies de luciérnagas. Los colores de la luz fría que emiten varían del amarillo verdoso al naranja, y el brillo de la luz también varía. La luz fría emitida por las luciérnagas no solo tiene una alta eficiencia luminosa, sino que además la luz fría emitida es generalmente muy suave, muy adecuada para el ojo humano, y la intensidad de la luz es relativamente alta. Por tanto, la bioluz es una luz ideal para los humanos. Los científicos han descubierto que las luciérnagas tienen emisores de luz ubicados 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 el oxígeno 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 los años 40 se crearon lámparas fluorescentes basadas en investigaciones con luciérnagas, lo que provocó grandes cambios en las fuentes de iluminación humanas. En los últimos años, los científicos primero aislaron luciferina pura de los emisores de luz de las luciérnagas, luego aislaron la luciferasa y luego utilizaron métodos químicos para sintetizar artificialmente la luciferina. Una fuente de luz biológica mezclada con luciferina, luciferasa, ATP (trifosfato de adenosina) y agua se puede utilizar como linterna en minas llenas de gas explosivo. Dado que este tipo de luz no tiene fuente de energía y no genera un campo magnético, puede usarse para limpiar minas magnéticas bajo la iluminación de fuentes de luz biológicas. Ahora, las personas pueden obtener luz fría similar a la luz biológica mezclando ciertas sustancias químicas, que pueden usarse como iluminación de seguridad. Peces eléctricos y baterías de voltaje Hay muchas criaturas en la naturaleza que pueden producir electricidad, y solo hay más de 500 especies de peces. La gente se refiere a estos peces que pueden descargar electricidad como "peces eléctricos". Varios peces eléctricos tienen diferentes capacidades de descarga. Los que tienen la mayor capacidad de descarga son las rayas eléctricas, los bagres eléctricos y las anguilas eléctricas. Una raya eléctrica de tamaño mediano puede producir alrededor de 70 voltios, mientras que la raya eléctrica africana puede producir hasta 220 voltios; el bagre eléctrico africano puede producir 350 voltios, la anguila eléctrica puede producir 500 voltios y hay una anguila eléctrica sudamericana. Puede producir un voltaje de hasta 880 voltios, lo que lo convierte en el campeón de las descargas eléctricas. Se dice que puede matar animales grandes como los caballos. ¿Cuál es el secreto de la descarga eléctrica de los peces? Después de una investigación anatómica sobre peces eléctricos, finalmente se descubrió que hay un extraño órgano generador de energía en el cuerpo de los peces eléctricos. Estos generadores están hechos de muchas células translúcidas en forma de disco llamadas electroplacas o electrodiscos. Debido a que existen diferentes tipos de peces eléctricos, la forma, ubicación y cantidad de paneles eléctricos del generador son diferentes. El generador de la anguila eléctrica es prismático y está ubicado en los músculos a ambos lados de la columna en la cola; el generador del rayo eléctrico tiene forma de riñón plano, dispuesto a ambos lados de la línea media del cuerpo, con un total de 2 millones de placas eléctricas. ; el generador eléctrico del bagre Originarios de una especie de glándula, situada entre la piel y los músculos, existen alrededor de 5 millones de placas eléctricas. El voltaje generado por una sola placa eléctrica es muy débil, pero como hay muchas placas eléctricas, el voltaje generado es muy grande. La extraordinaria capacidad del pez eléctrico ha despertado un gran interés entre la gente. A principios del siglo XIX, el físico italiano Volta diseñó la batería voltaica más antigua del mundo utilizando como modelo el órgano generador de energía del pez eléctrico. Debido a que esta batería está diseñada sobre la base del generador natural de peces eléctricos, se le llama "órgano eléctrico artificial". La investigación sobre peces eléctricos también ha dado a la gente esta revelación: si el órgano generador de energía del pez eléctrico se puede imitar con éxito, entonces los problemas de energía de barcos y submarinos se pueden resolver bien. Orejas de viento de medusas "Las golondrinas vuelan bajo para limpiar la lluvia, y las cigarras chirrían en medio de la lluvia y el cielo se aclara. Existe una cierta relación entre el comportamiento de los seres vivos y los cambios en el clima". Todos los pescadores costeros saben que cuando los peces y medusas que viven en la costa nadan hacia el mar en grupos, indica que se avecina una tormenta. Las medusas, también llamadas medusas, son un antiguo celenterado que flotaba en el océano hace 500 millones de años. Este animal inferior tiene el instinto de predecir tormentas. Cuando se acerca una tormenta, nada hacia el mar en busca de refugio.

Los ejemplos anteriores son suficientes para mostrar que los trabajadores de la antigua mi país realizaron observaciones e investigaciones detalladas sobre el aleteo y el vuelo de las aves. Esta fue también una de las primeras actividades de diseño biónico.