¿Qué dificultades teníamos los humanos antes de la invención de los pequeños analizadores de gases?

Fly-----Pequeño analizador de gases. .

2. Luciérnagas-----luz fría artificial;

3. Pez eléctrico ------ batería de voltios;

4. Medusas------Predictor de tormentas de oídos de medusas,

5. Ojos de rana------Ojos de rana electrónicos

6. El principio del localizador ultrasónico de murciélago------pathfinder".

7. Cianobacterias-----dispositivo que fotoliza el agua,

8. Esqueleto humano Investigación sobre sistemas musculares y control bioeléctrico, - máquinas andantes

9. Garras de animales------Ganchos de grúas modernas

10----Corrugación del techo

11. Aleta de pez------paleta

12. Brazo de mantis, o sierra------sierra

13. -Velcro.

14. Langosta------Detector de olores 15. Dedos de Gecko------Cintas adhesivas

16. /p>

17. -Traje de baño,

18. -Pájaro----Avión

19. p>Biónica animal

Los biólogos han utilizado la seda de araña para crear hilos de seda avanzados, paracaídas resistentes a desgarros y cables de alta resistencia para puentes colgantes temporales. Los barcos y submarinos son imitados por la gente. >Los misiles Sidewinder son armas modernas desarrolladas por científicos imitando la función de "ojo caliente" de una serpiente y la capacidad natural de detección de infrarrojos de un dispositivo similar a una cámara dispuesta en su lengua.

El principio de retroceso.

Los investigadores científicos han desarrollado una gran cantidad de equipos de camuflaje militar para las tropas estudiando la capacidad de los camaleones para cambiar de color.

Los científicos estudiaron los ojos de las ranas. Se inventó el ojo de rana electrónico.

Las termitas no solo usan adhesivo para construir sus montículos, sino que también pueden rociar adhesivo a sus enemigos a través de pequeños tubos en sus cabezas, por lo que la gente creó un arma funcional basada en el. Mismo principio: un trozo de pegamento seco.

La Fuerza Aérea de EE. UU. ha desarrollado un sensor térmico en miniatura a través de la función de "ojo de calor" de las serpientes venenosas.

Los técnicos textiles chinos. Los principios de la biónica y extraen lecciones de la estructura del pelaje de los animales terrestres, diseñaron un tejido aislante térmico KEG con funciones a prueba de viento y de conducción de humedad.

Basado en el principio de que la mejilla de una serpiente de cascabel puede sentirse. Con un cambio de temperatura de 0,001°C, los humanos inventaron el misil de seguimiento y persecución de serpientes de cascabel. Los humanos también utilizaron el principio de las ranas saltadoras para diseñar sapos carneros. Los humanos imitaron el muy sensible sentido del olfato de los perros policía y crearon "perros policías electrónicos" para la detección. . Los científicos crearon los primeros perros antivirus del mundo basándose en la capacidad única de las narices de los jabalíes para detectar venenos.

La máscara biónica es un método que los humanos siempre han utilizado, como el "bañador de piel de delfín". " construido para imitar la piel de los delfines. Cuando los científicos estudiaron la piel de las ballenas, descubrieron que tenía una estructura ranurada, por lo que había Un científico utilizó la estructura de la piel de las ballenas para formar una película delgada en la superficie de un avión. Según experimentos , se podrían ahorrar 3 mil millones de energía Si todos los aviones del país estuvieran cubiertos con una superficie de este tipo, se podrían ahorrar miles de millones cada año. Otro científico estudió las arañas y descubrió que los animales con patas no tienen músculos. principalmente por la contracción de los músculos. ¿Por qué las arañas ahora pueden caminar sin músculos? Se ha estudiado que las arañas no caminan por contracción muscular, sino por la estructura "hidráulica" que tienen en ellas. En base a esto, la gente inventó la máquina para caminar hidráulica... En resumen, nos inspiramos en la naturaleza e imitamos su estructura para inventar. y crear. Esto es biónica. Este es un aspecto del aprendizaje de la naturaleza.

Por otro lado, también podemos inspirarnos en las leyes de la naturaleza y utilizar sus principios para diseñar (incluidos los algoritmos de diseño). Esta es la idea de la computación inteligente.

Computación inteligente

La computación inteligente, también llamada "computación blanda", consiste en inspirarse en las leyes de la naturaleza (mundo biológico) e imitar y diseñar algoritmos para resolver problemas en función de sus principios. Tales como: tecnología de redes neuronales artificiales, algoritmo genético, planificación evolutiva, tecnología de fuego simulado y tecnología de inteligencia de enjambre, etc.

Inteligencia de enjambre

Los insectos sociales utilizan el poder colectivo para alimentarse, defenderse de los enemigos y construir nidos. La "inteligencia" mostrada por este grupo se llama inteligencia de grupo. Como abejas que recolectan miel y construyen nidos, hormigas que buscan alimento y construyen nidos, etc. Inspírate en el trabajo cooperativo de los insectos sociales, estudia los principios y utiliza este principio para diseñar nuevos algoritmos para resolver problemas.

Algoritmo de las hormigas

Cuando una hormiga busca comida, deja feromonas en el camino por el que camina. Estas feromonas son como dejar señales de tráfico, dejándolas para las "hormigas" más tarde. Señal de camino. Las hormigas detrás caminarán por el camino con feromonas (cuantas más feromonas, más fuerte será la capacidad de atraer hormigas). Los científicos lo han probado: utilizaron feromonas artificiales para dibujar un camino en papel y lo probaron en hormigas. Como era de esperar, todas las hormigas caminaron por el camino marcado con feromonas.

B

D

Nido de hormigas A

C Comida

Cuando las hormigas buscan comida, desde el nido de hormigas El punto de partida puede ser a lo largo de AC o ABC (ver la imagen de arriba). Supongamos que cada hormiga encuentra comida y regresa a la madriguera por el camino original, dejando feromonas en el camino. regresan por AC, solo dejan dos feromonas en AC. Aquellos que regresan por ABC solo regresan al punto D debido al largo camino, por lo que la feromona solo permanece una vez en la sección AD (es decir, la concentración de feromona en él es más ligera que la concentración en AC), por lo que sale de el hormiguero en este momento. Los recolectores caminarán por el camino AC con alta concentración... Al final, la mayoría de las hormigas buscarán comida en distancias más cortas. Utilizando este principio, los científicos diseñaron el algoritmo de las hormigas (para encontrar la distancia más corta).

Lo anterior es un principio simple. Por supuesto, necesitamos diseñar un algoritmo práctico y hacer que el modelo sea más preciso, como tener en cuenta la volatilización de las feromonas (es decir, la concentración de hormonas aumentará gradualmente). disminuye con el tiempo, etc.) ).

Utilice el algoritmo de hormigas para encontrar la distancia más corta

1. Un grupo de hormigas comienza aleatoriamente desde el punto de partida, encuentra comida y la sostiene. , y regresa por el camino original

2. En su camino de ida y vuelta, las hormigas dejan señales de feromona en el camino

3 La feromona se evaporará gradualmente con el tiempo (generalmente se evapora). se puede describir mediante una función exponencial negativa, es decir, multiplicada por el factor e-at)

4 Para las hormigas que parten del hormiguero, la probabilidad de elegir un camino es proporcional a la concentración de feromonas en él. cada ruta

El algoritmo ant también se puede aplicar a muchos problemas prácticos, como la reconstrucción de enrutamiento, la gestión de la red telefónica de la empresa, la contabilidad y el cobro de usuarios, problemas de asignación de tareas, etc.

No pares, sigue pensando

Además, piensa en cada hormiga como un nervio Neuronas, la comunicación entre ellas se considera como la conexión entre neuronas, pero la conexión en este momento no es fija, pero aleatorio. Es decir, se utiliza una red neuronal conectada aleatoriamente para describir un grupo. La propiedad de este tipo de red neuronal es la inteligencia del grupo

Los científicos se inspiraron en un punto grueso en el extremo del ala de una libélula, que es un poco más grande que el área circundante, resolviendo así el problema de los aviones. Alas causadas por sacudidas violentas.

Mariposas

Las coloridas mariposas son de colores brillantes, como la mariposa cola de golondrina de doble luna, la mariposa monarca de venas marrones, etc., especialmente la mariposa cola de golondrina de alas fluorescentes, cuya Las alas traseras a veces aparecen al sol. Doradas, a veces de color verde esmeralda, a veces de color púrpura a azul. Los científicos han aportado grandes beneficios a la defensa militar mediante la investigación sobre los colores de las mariposas. Durante la Segunda Guerra Mundial, el ejército alemán rodeó Leningrado e intentó destruir sus objetivos militares y otras defensas con bombarderos. Debido a la falta de comprensión de la gente sobre el camuflaje en ese momento, el entomólogo soviético Schwanvich propuso usar los colores de las mariposas para que fueran difíciles de detectar entre las flores y cubrir las instalaciones militares con camuflaje con estampado de mariposas.

Por tanto, a pesar de los esfuerzos del ejército alemán, la base militar de 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.

Los continuos cambios de posición de los satélites artificiales en el espacio pueden provocar cambios bruscos de temperatura, en ocasiones la diferencia de temperatura puede llegar a los doscientos o trescientos grados, afectando gravemente al normal funcionamiento de muchos instrumentos. Inspirándose en el hecho de que las escamas de las mariposas cambian automáticamente de ángulo para ajustar la temperatura corporal según la dirección de la luz solar, los científicos diseñaron el sistema de control de temperatura del satélite en un estilo ciego con hojas que irradian desde ambos lados y tienen capacidades de disipación de calor muy diferentes. Se instala un cable metálico sensible a la temperatura en la posición giratoria, y la apertura y el cierre de la ventana se pueden ajustar a medida que cambia la temperatura, manteniendo así una temperatura constante dentro del satélite y resolviendo un problema importante en la industria aeroespacial.

Escarabajos

Cuando los escarabajos se defienden, pueden rociar "bolas de cañón" de un líquido a alta temperatura con un olor fétido para confundir, estimular y asustar a los enemigos. Después de diseccionarlo, los científicos descubrieron que en el cuerpo del escarabajo había tres cámaras, que almacenaban respectivamente una solución de fenol dihídrico, peróxido de hidrógeno y enzimas biológicas. El fenol dihídrico y el peróxido de hidrógeno fluyen hacia la tercera cámara y se mezclan con enzimas biológicas para provocar una reacción química, que instantáneamente se convierte en veneno a 100 °C y se expulsa rápidamente. Este principio se utiliza actualmente en tecnología militar. Durante la Segunda Guerra Mundial, para satisfacer las necesidades de la guerra, los nazis alemanes utilizaron este mecanismo para crear un nuevo tipo de motor con una potencia extremadamente poderosa y un rendimiento seguro y confiable. Se instaló en el misil volador para hacerlo volar más rápido. , más seguro y estable, y mejorar la tasa de aciertos. Londres, Inglaterra, sufrió grandes pérdidas cuando fue bombardeada. Los expertos militares estadounidenses desarrollaron armas binarias avanzadas inspiradas en el principio de lanzamiento de los escarabajos. Este tipo de arma contiene dos o más sustancias químicas que pueden producir venenos en dos contenedores separados. Después de disparar el proyectil, el diafragma se rompe y los dos compuestos intermedios del veneno se mezclan y ocurren entre 8 y 10 segundos después del vuelo del misil, generando una reacción. Veneno mortal para matar al enemigo en el momento en que alcanza el objetivo. Son fáciles de producir, almacenar, transportar, seguros y no propensos a fallar. Las luciérnagas pueden convertir directamente la energía química en energía luminosa con una eficiencia de conversión de 100, mientras que la eficiencia luminosa de las lámparas eléctricas comunes es de sólo 6. La fuente de luz fría creada imitando el principio luminoso de las luciérnagas puede aumentar la eficiencia luminosa más de diez veces, ahorrando mucho energía. Además, en la industria de la aviación se ha utilizado con éxito un velocímetro aire-tierra desarrollado basándose en el mecanismo de respuesta optocinética del escarabajo.

Libélula

Las libélulas pueden generar un flujo de aire local inestable que es diferente de la atmósfera circundante a través de la vibración de las alas y utilizan los vórtices generados por el flujo de aire para elevarse. Las libélulas pueden volar con muy poco empuje. No sólo pueden volar hacia adelante, sino también hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha. Su velocidad de vuelo hacia adelante puede alcanzar los 72 kilómetros por hora. Además, el comportamiento de vuelo de las libélulas es sencillo, ya que dependen únicamente de dos pares de alas para batir continuamente. Los científicos desarrollaron con éxito un helicóptero basado en esta base estructural. Cuando un avión vuela a gran velocidad, suele provocar vibraciones violentas y, en ocasiones, incluso las alas pueden romperse, provocando un accidente aéreo. La libélula dependía de sus alas pesadas para volar de manera segura a altas velocidades, por lo que la gente siguió a la libélula y agregó contrapesos a las alas del avión para resolver el espinoso problema de la vibración causada por el vuelo a alta velocidad.

Con el fin de estudiar la aerodinámica del vuelo en planeo y la colisión, así como la eficiencia de su vuelo, se desarrolló y probó en un túnel de viento un modelo de perfil aerodinámico (ala) controlado remotamente nivelado y accionado por cuatro palas. Por primera vez se probaron varios parámetros de vuelo.

El segundo modelo intenta instalar un ala que vuele a una frecuencia más rápida, alcanzando una velocidad de 18 vibraciones por segundo. Lo distintivo es que este modelo utiliza un dispositivo que puede ajustar la diferencia entre los dos pares de aletas delanteras y traseras.

El centro y objetivo a largo plazo de la investigación es estudiar el rendimiento de aviones propulsados ​​por "alas" y comparar la eficiencia con aviones tradicionales propulsados ​​por hélice.

Moscas

Lo que tiene de especial la mosca doméstica es su rápida técnica de vuelo, lo que dificulta que el ser humano pueda atraparla. Es difícil acceder incluso desde detrás. Visualiza cada situación, tiene mucho cuidado y actúa con rapidez. Entonces, ¿cómo lo hace?

Los entomólogos han descubierto que las alas traseras de la mosca degeneran en un par de varillas de equilibrio.

Cuando vuela, la barra de equilibrio vibra mecánicamente a una cierta frecuencia, lo que puede ajustar la dirección del movimiento de las alas y es un navegador para mantener el cuerpo de la mosca en equilibrio. Basándose en este principio, los científicos han desarrollado una nueva generación de navegador: un giroscopio de vibración, que ha mejorado enormemente el rendimiento de vuelo del avión. Puede detener automáticamente el peligroso vuelo y restablecer automáticamente el equilibrio cuando el cuerpo del avión se inclina fuertemente, incluso. si el avión está inclinado Incluso los giros bruscos más complejos son infalibles. El ojo compuesto de una mosca contiene 4.000 ojos únicos que pueden generar imágenes de forma independiente y ver objetos en un radio de casi 360 grados. Inspirándose en el ojo de la mosca, la gente creó una cámara con ojo de mosca compuesta por 1329 lentes pequeñas que pueden tomar 1329 fotografías de alta resolución a la vez. Se usa ampliamente en el ejército, la medicina, la aviación y el sector aeroespacial. Las moscas tienen un sentido del olfato particularmente sensible y pueden analizar rápidamente docenas de olores y responder instantáneamente. Basándose en la estructura del órgano olfativo de la mosca, los científicos convierten varias reacciones químicas en pulsos eléctricos para crear un pequeño analizador de gas muy sensible. Ha sido ampliamente utilizado en naves espaciales, submarinos, minas y otros lugares para detectar componentes de gas. La investigación y producción científica es más precisa y fiable.

Abejas

El panal está compuesto de pequeñas celdas hexagonales cuidadosamente dispuestas. La parte inferior de cada pequeña celda está compuesta por 3 rombos idénticos. Estas estructuras son similares a las de los matemáticos modernos. calculado: el ángulo obtuso del rombo es 109○28' y el ángulo agudo es 70○32', que es exactamente el mismo. Es la estructura que ahorra más material, tiene gran capacidad y es extremadamente fuerte, lo que ha sorprendido a muchos. expertos. La gente imita su estructura y utiliza diversos materiales para fabricar paneles estructurales tipo sándwich alveolar. Es fuerte, liviano y difícil de conducir el sonido y el calor. Es un material ideal para la construcción y fabricación de transbordadores espaciales, naves espaciales, satélites artificiales, etc. . Cada ojo del ojo compuesto de una abeja está dispuesto adyacentemente con polarizadores que son muy sensibles a la dirección de la luz polarizada y pueden usar el sol para posicionarse con precisión. Basándose en este principio, los científicos han desarrollado con éxito un navegador de luz polarizada, que se utiliza ampliamente en la navegación.