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仿生学历史

来源:知库网


仿生学的历史

一 从飞行的故事谈起

\"神话和传说\" „ \"会飞的木鸟\" „ \"插翅难飞\"

上天的愿望实现了 „ 未来的飞机

古代有关\"飞行\"的神话故事

伟大诗人屈原在他的著作《离骚》曾想 象自己坐在飞龙拉着的车里在空中飞行 《西游记》里的孙悟空

\"会飞的木鸟\"

墨子曾带领三百多弟 子用了三百多弟子用 了三年时间制成一支 \"会飞木鸟\"古书上叫 做\"竹 鵲\"或\"木鸢\"

东汉时期 ,张恒制 成了一架装有\"机关\" 的飞行器,叫做\"木 雕\"

„ 唐朝工匠韩志和,也 曾制作了一架能升高 100尺,飞行400多尺 远的飞行器

希腊的阿奇太(Archytas)

公元前4世纪\"机械鸽 子\"

依卡拉斯(Icarus) 和得达拉斯 (Daedalus)

十五世纪,自动 机制造者米勒

(Johann Muler) \"铁苍蝇\" \"机械鹰\"

Johann Muler(1436-1476)

\"插翅难飞\"

一千九百多年前,西汉的一位\"飞行家\" 曾在当时我国的京都长安,举行了一次 飞行表演,它是取大鸟翅为翼,头与身 皆着毛\"

\"羽毛飞行机\"神话故事

第五世纪流传到今天挪威神话: „ 韦兰德将做好的羽毛飞行机交给他 的兄弟艾格尔,并鼓励其在风中亲 自试试,并嘱咐他兄弟说:\"起飞时 要逆风,而着陆时要顺风\",他弟弟 尽了最大的努力也没有保住他的命。

鸟类无论起飞和着陆都是 逆风的,这是降低飞行速 度的方法!

达.芬奇(1452-1519),意

大利工程师和艺术家

扑翼机

„ 原始的直升飞机

人有可能不模仿生 物界而飞行?

德国的物理学家亥姆霍兹

(Hermann Von Helmholtz)

\"相似定律\"

表示出了飞行动物身体大 些的可能限度

证明人的体重太大了,不 能靠自己肌肉的的力量来 飞行 Hermann Von Helmholtz(1821-1894)

法国生理学家马雷

(Etienne Jules Marey)

《动物的机器》

„ 介绍了鸟的重量和他的 翅膀负荷

„ 翅膀的面积是和其体重 的平方成正比的

Etienne Jules Marey(1830-1904)

英国人凯利

(George Cayley)

气体动力学创始人之一 „ \"飞机的上升力可以从水平推 进中分出来。换句话说,一 个固定的鸟式机翼提供上升 力,而发动机和螺旋桨推动 飞机在空中前进\"

(George Cayley)1773-1857

直到模仿生物界的工作达到如下的程度: „ 模仿了鸟翼的曲线

„ 人造机翼的负荷也接近鸟翼的负荷 „ 人类才第一次坐上飞机上天。。。。

进化之飞行(视频2)

回答问题:

鸟有翅膀能飞,人插上翅膀为什么飞不来 呢?

未来的飞机

飞行动物不需要螺旋桨

„ 昆虫飞行的灵活性是任何飞机都做不到 的

„ 昆虫的翅膀柔软而单薄

„ 鸟类飞行是极其节省\"燃料\"的

二 轮子的发明是向生物学习的吗?

轮子是世界上找不到的机械装置

„ 轮子可能是从人的手臂的半旋转运动来 的

„ 由于某人在小卵石上或在圆木上滑动时 受到的启发?

„ 轮子的出现对世界的影响确实极其巨大 的

三 潜艇的发现

达芬奇的漂浮系统 „ 潜艇的发明

„ 过了几个世纪才发现生物早已进化出了 这套完整的漂浮结构,只是人类没有及 时研究发现而已。

四 \"生命的火花\"-----生物电

莱顿瓶 „ 伽伐尼 „ 伏打电池 „ 电动机的发明

青蛙腿的启示

一次寻常的闪电,使贾法尼 解剖室台上的起电机发生电气 火花的同时,放在桌子上与钳 子和镊子环连接触的一只青蛙 腿发生痉挛,而此时起电机与 青蛙腿之间并无导体连接。接 著他把青蛙腿的一只脚吊高, 再用黄铜钩刺在脊髓上,并使 其接触银制的台板,让另一只 脚可以在台板上方自由活动, 当它碰到银台时,脚的肌肉就 起收缩而离开台板,但是离开 台板后即又再度伸长碰到银 台,如此反覆摇摆。如果将钩 与台改换成同一种金属,就看 不到这种现象。

伏达和贾法尼的争辩

意大利利帕维亚大学的物理学教授伏达(Alessandro Vlota 1745..1827),反覆重做贾法尼的实验,仔细观察 后发现电并不是发生於动物组织内,而是由于金属或是木 炭的组合而产生的。於是伏达完全不使用动物的组织,仅 用不同的金属相接触,使用莱顿瓶及金箔检电器进行实 验,发现在接触面上会产生电压,称为接触压。这种装置 可以同时用不同的几种的金属,提高实验效果,但是总无 法产生连续不断的电流。

伏达同时注意到贾法尼的实验中也是使用不同的金 属,而实验中的青蛙腿可以看作一种潮湿的物质,所以就 使用能够导电的盐水液体代替动物组织试验之,终于因此 发现了电池的原理,做出了著名的伏达电堆与伏达电池。 贾法尼和伏达是朋友,贾法尼相当坚持自己的看法,伏达 的反对意见触使贾法尼更进一步的研究,这一次他干脆不 用任何金属做导体,剥出一条青蛙腿的神经,一端缚在另 一条腿的肌肉上,另一端和脊髓相接,结果腿仍然会有抽 搐现象,证明了表现在青蛙腿上的电刺激,可以仅仅来自 动物本身,这就是所谓的贾法尼电池、贾法尼电流 (Galvanic Cell、Galvanic Current、Gagnometer)。 贾法尼创造出动物电,导使电生理学的建立。

五电子计算机的发明

亚里士多德是世界古代史上最伟大的 哲学家、科学家和教育家。他创立了形 式逻辑学,丰富和发展了哲学的各个分 支学科,对科学作出了巨大的贡献。

亚里士多德认为分析学或逻辑学是一 切科学的工具。他是形式逻辑学的奠基 人,他力图把思维形式和存在联系起 来,并按照客观实际来阐明逻辑的范畴。

亚里士多德 Aristotle 公元前384~前322

到了十三世纪,僧侣拉尔竟把逻辑思维更 加机械化地简化为能够转动,从而来解答 到宗教的同心轮!

继拉尔之后出现\"维恩圆\"及布尔代数, 在几个世纪之后,被应用于\"电子脑\"的 设计中。。。。

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自由布尔代数的生成元可以代表独立命题。 例如,我们可以考虑两个命题 \"John 高\" 和 \"Mary 富\"。这生成了有四个原子的自 由布尔代数,它们就是 John 高且 Mary 富 John 高且 Mary 不富 John 不高且 Mary 富 John 不高且 Mary 不富

布尔代数的其他元素接着是这些原子的逻 辑析取,比如 \"John 高且 Mary 不富,或 者 John 不高且 Mary 富\"。除此之外还有 一个元素 FALSE,它不是原子的析取(尽管 它可以被认为是空析取;就是说没有原子 的析取)。

这个例子产生了有 16 个元素的布尔代数; 一般的说,对于有限的 n,有 n 个生成元 的自由布尔代数有 2n 个原子,因此有 个 元素。

对于无限多个生成元,情况是非常相似 的,除了没有原子之外。布尔代数的所有 元素都是有限多个生成命题的组合;两个 这种元素被认为是相同的如果它们是逻辑 等价的。

人的神经细胞模型 „ 申农的信息论 „ 控制论

„ 机电乌龟《活脑》 „ 《脑的设计》

第一台电子计 算机的发明者 是谁?

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