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从生物仿生学中发明出来的各类工具——暑期知识充电 [复制链接]

周涵潇
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银光图片
雷达
动物原型：蝙蝠

原理：蝙蝠在夜间飞行时，能够准确地捕捉猎物并避免障碍物，这主要归功于它们独特的回声定位能力。蝙蝠发出超声波，这些声波在遇到障碍物时会反射回来，蝙蝠通过耳朵接收这些反射回来的声波，进而判断物体的距离、大小和方位。科学家受到蝙蝠这一特性的启发，发明了雷达。雷达通过发射无线电波，当这些电波遇到障碍物时，它们会反射回来，然后被雷达接收。通过分析反射回来的电波，雷达可以确定物体的位置、速度和方向。

发明工具：雷达
本主题由 管理员 金亚军 于 2025/7/20 13:04:08 执行 设置精华/取消 操作
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仿生黏附鞋

动物原型：壁虎


原理：壁虎脚掌的黏附力，源于每只脚掌密集排列的、仅有数纳米到数微米粗细的 50 万根刚毛，它们可以深入微小的缝隙，牢牢抓紧粗糙的墙面；当遇到光滑的玻璃时，绒毛末端的铲状分叉又会平铺开来，通过范德华力产生吸附。“仿生黏附鞋” 就是模仿壁虎脚掌的结构和黏附原理，在无重力的环境下创造一个 “人工重力效应”，帮助航天员预防肌肉萎缩

工具：仿生黏附鞋
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t T
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蝇眼照相机

动物原型：苍蝇


原理：苍蝇的眼睛是一种 “复眼”，由 3000 多只小眼组成。人们模仿苍蝇复眼的结构，用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成 “蝇眼透镜”，用它作镜头可以制成 “蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片，可用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路，提高工效和质量

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潜艇

动物原型：鱼类的鱼鳔


原理：鱼类的沉浮系统仅仅是充气的鱼鳔，鳔内不受肌肉的控制，而是依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气来调节鱼鳔中气体含量，促使鱼体自由沉浮。潜艇的设计借鉴了鱼类的沉浮原理，通过压载水舱充水和排水来改变潜艇的重量，从而实现潜艇的下潜、上浮和悬浮

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声呐

动物原型：海豚


原理：蝙蝠、海豚等动物早已对 “回声定位” 声纳系统应用自如。它们能发出超声波，超声波遇到障碍物反射回来，它们通过接收反射回来的声波来定位目标。人造声纳系统也是利用超声波反射的性质来探测水下舰艇等目标，通过发射超声波，然后接收回波，根据回波的时间间隔和方位来测出目标的方位和距离

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电子蛙眼

动物原型：青蛙


原理：青蛙眼睛看活动的东西极其敏锐，但对静止的东西却可以做到 “视而不见”。蛙眼的视觉通路有两条信号传递途径，其视网膜上的神经节细胞可分为四种，分别负责感受运动目标的不同信息，这些信息叠加在一起传递给蛙脑，形成完整的动态影像。仿生学家根据蛙眼的原理和结构发明了电子蛙眼，可精准地识别活动的目标物体，广泛应用于军事、交通、民航等领域

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最后编辑周涵潇 最后编辑于 2025-07-20 11:37:12
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鲨鱼皮泳衣

动物原型：鲨鱼


原理：鲨鱼皮肤上有鳞片状结构，在游动时有助于减少水的摩擦，提高游泳速度。Speedo 公司开发的 “鲨鱼皮” 泳衣 “Fastskin” 模仿了鲨鱼皮肤的鳞片状结构，能够帮助游泳者在游泳时减少摩擦，提高成绩

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尼龙搭扣

动物原型：苍耳


原理：发明者乔治・德・梅斯特拉注意到植物种子可以钩住狗毛，受到启发后设计出了尼龙搭扣。尼龙搭扣通常由两条薄薄的织物组成，一条织物上覆有钩状结构，另一条则覆有环状结构，当两条织物用力压紧时，钩与环的结合就会形成暂时紧固的状态

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t T
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子弹头列车

动物原型：翠鸟的喙


原理：翠鸟相对较大的头部和较窄的喙，使其在跃入水中时溅起的水花很小，这种空气动力学形状能够减少阻力。工程师们受到翠鸟喙的启发，将其应用到列车的设计中，使子弹头列车能以极快的速度行驶，同时空气阻力极小，不会产生噪音

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t T
发表于 7小时前 |只看楼主

仿壁虎机器人

动物原型：壁虎


原理：壁虎不仅具有强大的黏附能力，其运动能力也远比想象中复杂和协调。科研人员模仿壁虎的脚掌结构和运动方式，研发出了 “仿壁虎机器人”，可替代人类深入危险管道进行检测、在地震废墟中穿梭寻找生命迹象以及在太空轨道上捕捉危险碎片等

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t T
发表于 7小时前 |只看楼主

仿生偏振导航传感器

动物原型：蝴蝶


原理：帝王蝶能捕捉天空中偏振光的振动方向，如同自带 “天然指南针”。受此启发，科研人员研发出一种仿生偏振导航传感器，通过模拟昆虫复眼结构，解析偏振光信息实现自主导航，可应用于无人机、潜航器等领域，让机器在未知疆域自主寻径

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t T
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针状注射器

动物原型：蚊子


原理：蚊子的口器有两个细长尖锐的上颚和两个锯齿状的下颚，是刺入皮肤的主要工具，可以在皮肉间自由地弯曲游走，寻找合适的毛细血管，能平滑地刺入皮肤且带来的疼痛感较低。科学家模仿蚊子口器的结构和原理，研制出了由几根像下颚一样锯齿状的微针组合而成的特制注射针，可用于给药或作为糖尿病患者的常规注射针头

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船桨

动物原型：鱼的尾鳍


原理：相传早在大禹时期，我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯，于是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，船桨便是模仿鱼类尾巴和鳍的摆动原理来推动船只前进

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扑翼机

动物原型：鸟类


原理：鸟儿展翅可在空中自由飞翔，人们希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中，于是设计和制造了扑翼机，这是世界上第一架人造飞行器，模仿了鸟类翅膀的扑动方式来产生升力和推力

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探热器

动物原型：响尾蛇


原理：模仿响尾蛇的红外线感受器制造，响尾蛇能通过颊窝感知猎物发出的红外线，探热器可用于检测物体的温度分布，在军事、工业等领域有广泛应用

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雪地汽车

动物原型：企鹅


原理：借鉴了企鹅在雪地中的运动方式。企鹅在雪地上行走时，会用腹部贴地滑行，速度很快。雪地汽车模仿这种方式，采用履带或滑板等结构，能在雪地中快速行驶

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元气南希
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t T
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这些知识给孩子看看是非常有用的
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樱桃荔枝
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发表于 7小时前 |只看该用户

蝙蝠甚至吓人 哈哈哈
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金亚军
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金亚军

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金点子原创先锋
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t T
发表于 6小时前 |只看该用户

感谢分享，仿生学给人类生产生活的价值不可估算，又或是不同生物的生存绝招，点缀着生物世界的多彩和活力。
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向暖暖吧
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t T
发表于 6小时前 |只看该用户

这些当作六上“受昆虫启发的发明创造”到“受其他动物启发的发明创造”拓展资料很好
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李清
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李清

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t T
发表于 5小时前 |只看该用户

感谢分享，这些在学习生物内容时候非常适合加入
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小工匠
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t T
发表于 4小时前 |只看该用户

大自然是人类科技进步的老师。
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乖乖兔
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t T
发表于 4小时前 |只看该用户

刚刚和女儿一起学习了里面的内容，科普效果很好，感谢分享
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罗华英
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t T
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仿生黏附鞋

动物原型：壁虎

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原理：壁虎脚掌的黏附力，源于每只脚掌密集排列的、仅有数纳米到数微米粗细的 50 万根刚毛，它们可以深入微小的缝隙，牢牢抓紧粗糙的墙面；当遇到光滑的玻璃时，绒毛末端的铲状分叉又会平铺开来，通过范德华力产生吸附。“仿生黏附鞋” 就是模仿壁虎脚掌的结构和黏附原理，在无重力的
周涵潇 发表于 2025/7/20 11:19:44
这个好像很类似于吸盘的结构。
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小卫
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t T
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雷达
动物原型：蝙蝠
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原理：蝙蝠在夜间飞行时，能够准确地捕捉猎物并避免障碍物，这主要归功于它们独特的回声定位能力。蝙蝠发出超声波，这些声波在遇到障碍物时会反射回来，
周涵潇 发表于 2025/7/20 11:18:25
从动物身上“取经”，转化为人类的技术，动物仿生学，牛。
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t T
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仿生黏附鞋

动物原型：壁虎

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原理：壁虎脚掌的黏附力，源于每只脚掌密集排列的、仅有数纳米到数微米粗细的 50 万根刚毛，它们可以深入微小的缝隙，牢牢抓紧粗糙的墙面；当遇到光滑的玻璃时，绒毛末端的铲状分叉又会平铺开来，通过范德华力产生吸附。“仿生黏附鞋” 就是模仿壁虎脚掌的结构和黏附原理，在无重力的
周涵潇 发表于 2025/7/20 11:19:44
从飞机到机器人，从衣服到建筑，动物仿生学已融入我们的生活。
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小卫
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t T
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子弹头列车

动物原型：翠鸟的喙

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原理：翠鸟相对较大的头部和较窄的喙，使其在跃入水中时溅起的水花很小，这种空气动力学形状能够减少阻力。工程师们受到翠鸟喙的启发，将其应用到列车的设计中，使子弹头列车能以极快的速度行驶，同时空气阻力极小，不会产生噪音

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周涵潇 发表于 2025/7/20 11:26:54
原来子弹头列车是受到翠鸟喙的启发而设计的。
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t T
发表于 4小时前 |只看该用户

来自生活，用于生活
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陈晶晶
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发表于 4小时前 |只看该用户

自然的精妙，适者生存
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晨露
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t T
发表于 3小时前 |只看该用户

先讲蝙蝠生物特性，再过渡到雷达发明，从现象到原理、从生物到科技，符合小学生认知规律，便于理解“仿生学”概念 。
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