《眼睛与仿生学》课件

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1、什么是仿生学？“仿生学”正式诞生于1960年。距今2300多年前墨子和他的300弟子，花了三年时间，造了一只“会飞的木鸟”，同时间希腊阿奇卡也制成一只“机械鸽子”。东汉时，张衡制成一架能飞数里的“木雕”。大约一千九百多年前西汉京都长安有人用大鸟羽制两翼绑在双臂上能飞（滑翔）几百步。……结论：仿生学是在生物科学与技术科学之间发展起来的，他的任务是用生物体结构与功能的原理，去改善现有的或创造新型的机械系统、仪器设备、建筑结构和工艺过程。自古就有许多中外人士模仿鸟类飞行试制飞行器，但都不成功。原因在于不了解鸟类

2、的形态构造和生理机能适于飞行的科学原理；又不了解人不具备飞行的生理条件，人要上天，必须依靠机械动力才可能。一直到了公元1903年美国莱特兄弟发明了飞机，人类从此实现了几千年来梦寐以求的飞上天空的愿望。人类飞上天空的例子，说明了仿生学的诞生有它的漫长历史，必须在科学发达的前提下才能诞生。仿生学是一门新兴不久的科学，是生物学、数学和工程技术学边缘的一门崭新学科。目前仿生学已经成为现代发展新技术的重要途径。其研究范围已发展有：一、感觉器官模拟──目前以眼、耳、鼻三种器官为主。已模拟制成了“人造眼”、“电子耳”、

3、“电子鼻”、“电子警犬”等。二、神经元和神经网络模拟──目前已制成的“人工智能机”。三、生物定向和导航──目前已制成的有：模仿蝙蝠的盲人“探路仪”；模仿能感知千分之一温度变化的响尾蛇“探热器”；模仿鸟类迁飞和鱼、龟、鲸等回游的机制，以研制导航机制；模仿蜜蜂“太阳罗盘”和生物种的“偏光罗盘”，“人工电子蜜蜂”；模仿蚊、蝇等具有天然导航器官──楫翅的“振动陀螺仪”，用于高速飞机和火箭。四、生物力学──模拟人或动物肌肉的器具。如模仿膝关节制成的液压模型。做成鲸形状的日本大型远洋货轮，提高航速百分之二十五。模仿企

4、鹅的特殊运动方式，制成了深雪上行驶速度达时速50公里的雪地汽车。模仿袋鼠的运动制成了在沙漠中通行无阻的无轮汽车──跳跃机等。五、生物力能学──如模仿萤火虫把化学能变化光能的效率几乎达百分之百的优点，制出冷光源，可提高电能利用效率几倍到几十倍。六、医学仿生学──已制成的有原子动力心脏，人工肾，能做出六个基本动作的假手。中国女子中长跑运动员王军霞一次次扬威世界体坛。王军霞成功的奥秘何在？究其原因，固然与她的身体素质与刻苦训练的精神分不开，但更重要的是她采用了科学的训练方法。据报道，马俊仁教练曾潜心研究过羚羊奔

5、跑的姿态，并让队员们在跑步时进行模仿。马教练这种科学的训练方法，正是运用了仿生学的原理。仿生学是一门新兴科学，前途广阔，不久的将来将在生产，生活各个领域里得到广泛的运用。今天我们来学习《眼睛与仿生学》，了解一下眼睛的仿生价值。制导：通过无线电装置，控制和引导导弹等，使其按一定轨道运行。散射：光线通过有尘土的空气或胶质溶液等媒质时，部分光线向多方面改变方向的现象。明察秋毫：比喻目光敏锐，连极细小的事物都看得清楚。秋毫：秋天鸟兽身上新长的细毛。别具一格：另有一种独特的风格。课文可分为三部分。第一部分从“眼睛是

6、人和动物的重要感觉器官”到“这对发展现代科学技术有重要的意义。”第二部分从“人眼的光学系统跟照相机是十分类似的”到“大大提高了工效与质量。”第三部分从“上述各方面的研究工作”到“感觉仿生已经成为目前仿生学的发展重点。”第一部分讲的是“研究视觉仿生的意义”，共有三个自然段，包括(1)眼的重要；(2)眼的功能；(3)眼睛与仿生学。第二部分则探讨了研究视觉仿生的成果，又可以分为两层，第一层讲单眼的构造与功能，从文章的第四自然段到第九自然段分别讲了人眼、蛙眼、鹰眼，第二层则分别以象鼻虫、蜜蜂、蜻蜓和苍蝇为例讲了复

7、眼的构造与功能，从第十自然段到第十四自然段。第三部分则说明了仿生学的定义，任务、研究范围和发展重点。课文结构人眼（4-5）蛙眼（6-8）鹰眼（9）人造眼电子蛙眼电子鹰眼象鼻虫（10-11）蜜蜂（12-13）蜻蜓、苍蝇（14）地速计偏光天文罗盘复眼透镜1、(1─3段)概括说明研究各种不同构造的眼睛的意义。2、(4─14)研究情况及成果。一般眼睛复眼3、(15─16自然段)仿生学研究的意义、范围和任务，以及发展重点。整体结构（4-14）各种眼睛的功能及仿生学的意义。（15-16）说明仿生学的任务及其发展重点。

8、（1-3）眼睛的重要作用及感知外物的基本原理；研究眼睛功能和结构的重要意义。总分总对各类眼睛的研究及启示眼睛是我们认识世界的重要感觉器官，每天我们通过眼睛可以看到这个世界上的万物，甚至通过眼睛来感受万物的变化。所以久而久之，我们就认为，在大脑中出现的一切，都是通过眼睛一点不漏的看进去的。就好像一部照相机。那么实际上，人眼并不是把投射到视网膜上的图像一点不漏地传给大脑，而是先对图像进行信息加工。（选取我们需要的信息）这是人眼不