2020年公務(wù)員考試常識積累：神奇的仿生學(xué)

　　公務(wù)員考試常識判斷模塊考查范圍廣泛，需要大家在日常多加積累，在此公考通（m.ssrtes.com）總結(jié)了仿生學(xué)的常識，希望對大家備考常識模塊有幫助。

　　神奇的仿生學(xué)

　　人們發(fā)現(xiàn)，一些關(guān)于植物和動物的相類似的功能，實(shí)際上是超越了人類自身在此方面的技術(shù)設(shè)計方案的。植物和動物在幾百萬年的自然進(jìn)化當(dāng)中不僅完全適應(yīng)自然而且其程度接近完美。仿生學(xué)試圖在技術(shù)方面模仿動物和植物在自然中的功能。

　　仿生學(xué)的定義

　　仿生學(xué)是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以為工程技術(shù)提供新的設(shè)計思想及工作原理的科學(xué)。屬于生物科學(xué)與技術(shù)科學(xué)之間的邊緣學(xué)科。

　　它涉及生物學(xué)、生物物理學(xué)、生物化學(xué)、物理學(xué)、控制論、工程學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域。仿生技術(shù)通過對各種生物系統(tǒng)所具有的功能原理和作用機(jī)理作為生物模型進(jìn)行研究，最后實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)設(shè)計并制造出更好的新型儀器、機(jī)械等。

　　仿生學(xué)例子

　　蒼蠅與振動陀螺儀

　　蒼蠅是聲名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污穢的地方，都有它們的蹤跡。

　　蒼蠅的楫翅（又叫平衡棒）是個“天然導(dǎo)航儀”，人們模仿它制成了“振動陀螺儀”。這種儀器已經(jīng)應(yīng)用在火箭和高速飛機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了自動駕駛。

　　蝙蝠與雷達(dá)

　　蝙蝠會釋放出一種超聲波，這種聲波遇見物體時就會反彈回來，而人類聽不見。雷達(dá)就是根據(jù)蝙蝠的這種特性發(fā)明出來的。在各種地方都會用到雷達(dá)，例如：飛機(jī)、航空等。

　　從螢火蟲到人工冷光

　　在自然界中，有許多生物都能發(fā)光、在眾多的發(fā)光動物中，螢火蟲是其中的一類。

　　螢火蟲約有1500種,它們發(fā)出的冷光的顏色有黃綠色、橙色，光的亮度也各不相同。螢火蟲發(fā)出冷光不僅具有很高的發(fā)光效率，而且發(fā)出的冷光一般都很柔和，很適合人類的眼睛，光的強(qiáng)度也比較高。因此，生物光是一種人類理想的光。

　　早在40年代，人們根據(jù)對螢火蟲的研究，創(chuàng)造了日光燈，使人類的照明光源發(fā)生了很大變化。科學(xué)家先是從螢火蟲的發(fā)光器中分離出了純熒光素，后來又分離出了熒光酶，接著，又用化學(xué)方法人工合成了熒光素。

　　人們已能用摻和某些化學(xué)物質(zhì)的方法得到類似生物光的冷光，作為安全照明用。

　　翠鳥和新干線

　　日本的工程師們成功地制造出了新一代新干線列車，其運(yùn)行時速超過320公里，但是當(dāng)列車高速行駛時其產(chǎn)生的噪音超過了環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，這是由于列車高速通過狹窄的車道時將產(chǎn)生音爆效應(yīng)。

　　這一問題的一部分原因是列車的車頭是子彈型，因此它會“推擠”前方的空氣而非“切穿”過去。為了解決這個問題，工程師們從翠鳥的嘴巴上得到了靈感，這種鳥類在沖向水中捕魚時只會濺起很少的水花。

　　觀察發(fā)現(xiàn)，翠鳥擁有一個流線形的長長鳥嘴，其直徑逐漸增加，以便讓水流順暢向后流動。通過仿生學(xué)設(shè)計，工程師們對子彈車頭進(jìn)行重新改造，西日本鐵路公司制造出了500系列列車，并于1997年投入使用。實(shí)踐證明這種列車的車速比起原有設(shè)計提升了10%，而電力消耗降低了15%，而噪音水平也有了顯著下降。

　　像鯊魚那樣對抗細(xì)菌

　　很多鯨類和海牛的身上會長出藻類甚至藤壺，但是不知道你注意過沒有，鯊魚的身上卻從來不會出現(xiàn)這種情況。這似乎得益于鯊魚身上一種被稱為“盾鱗”的結(jié)構(gòu)。這是一種軟骨魚類特有的，與牙齒結(jié)構(gòu)近似，由表皮和真皮共同形成的鱗片，這也是鯊魚的皮膚摸上去非常粗糙的原因。

　　科學(xué)家們根據(jù)鯊魚皮膚的構(gòu)造啟發(fā)，設(shè)計了一種被稱為“鯊魚”的表面工程設(shè)計。這種表面結(jié)構(gòu)本身不需借助任何其他手段，其本身便可以阻止細(xì)菌在其表面生長。一家名為“鯊魚技術(shù)”的公司已經(jīng)將應(yīng)用這種仿生技術(shù)的貼膜銷售給許多需要防菌的用戶，并生產(chǎn)了一些有意義的新型產(chǎn)品，如不會被細(xì)菌感染的導(dǎo)尿管等等。

　　像蚊子那樣扎針

　　不管過后有多么其癢難耐，你會發(fā)現(xiàn)蚊子在咬人時你是不怎么疼的。蚊子的口器接觸人體的方式可以使它觸發(fā)盡可能少的皮膚神經(jīng)，從而減少疼痛反應(yīng)。

　　在對這一現(xiàn)象進(jìn)行的滲入研究中，日本關(guān)西大學(xué)的工程師們制造出了一種細(xì)微的，根據(jù)蚊子口器仿生制成的鋸齒形針尖。和傳統(tǒng)的圓柱狀針管不同，在中央針尖的旁邊還設(shè)置了兩條細(xì)微的外側(cè)鋸齒條，極大地降低扎入人體的痛楚。

　　全天然空調(diào)系統(tǒng)

　　白蟻會建造這樣巨大的巢穴系統(tǒng)，但是在炎熱干燥的非洲草原上，這樣一個建筑的內(nèi)部卻總是能自己保持恒溫和濕潤。不論外界多么潮濕，干旱，高溫或寒冷，對其內(nèi)部毫無影響。為了做到這一點(diǎn)，白蟻們會視情況在一天中忙著不停的打開或關(guān)閉不同方向的通風(fēng)口。

　　在設(shè)計津巴布韋首都哈拉雷市的東門購物中心和辦公大樓時，設(shè)計師麥克·皮爾斯研究了白蟻巢穴的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果是，東門購物中心只需要傳統(tǒng)設(shè)計10%的能量消耗。這樣形成的節(jié)約使它得以降低租金，從而吸引更多商戶入駐。

　　尼龍搭扣和蒼耳

　　尼龍搭扣是由瑞士工程師德梅斯特拉爾發(fā)明的。

　　德梅斯特拉爾他喜愛郊游與打獵，每當(dāng)他從郊外回來后，常發(fā)現(xiàn)他的衣服上粘著一些鬼針草的種子，除去這些鬼針草的種子很費(fèi)事，這引起了他的興趣，于是從衣服上取下一顆種子放在放大鏡下仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)種子上的芒毛有一個個小鉤子，正是這些小鉤子抓住了衣服上的紗線。由此他突發(fā)奇想，如果能在帶子上也產(chǎn)生這些類似的小鉤子，它不就也可以使布帶相互搭接代替紐扣和拉鏈了嗎？

　　在鬼針草種子的啟示下，他經(jīng)過8年的精心研究，終于設(shè)計了定型的產(chǎn)品，這便是尼龍搭扣帶的由來。拉鏈的發(fā)明雖然使穿衣更加方便、快捷而轟動服裝界，但搭扣的發(fā)明更勝一籌。

　　【刷題鞏固】

　　1、下列關(guān)于仿生生物學(xué)的應(yīng)用對應(yīng)關(guān)系不正確的是：

　　A.子彈頭列車——翠鳥

　　B.發(fā)光纖維——螢火蟲

　　C.維克羅尼龍搭扣——蒼耳

　　D.全天然空調(diào)系統(tǒng)建筑——非洲白蟻巢穴

　　【答案】B

　　【解析】

　　第一步，本題考查生活常識并選錯誤項(xiàng)。

　　第二步，發(fā)光纖維是指受到光和放射線的照射時，能發(fā)出比照射光波長更長的可見光的纖維。螢火蟲有專門的發(fā)光細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)從而進(jìn)行發(fā)光。兩者的發(fā)光原理不一樣，不屬于仿生生物學(xué)的應(yīng)用。

　　因此，選擇B選項(xiàng)。

　　【拓展】

　　A項(xiàng)：子彈頭列車設(shè)計靈感來自翠鳥的喙。列車在高速行駛中，列車車頭形成的風(fēng)墻不僅僅會產(chǎn)生巨大的噪音，而且還會減慢列車的速度。而根據(jù)翠鳥喙部形狀設(shè)計的新型列車車頭可以消除這些問題，可以幫助列車能效提高20%。

　　C項(xiàng)：維克羅尼龍搭扣是由瑞士發(fā)明家喬治發(fā)明的，靈感來源于蒼耳。蒼耳身上帶有一些小刺，這些小刺粘在有毛的褲子上，就會牢牢粘住，很難甩掉。喬治利用蒼耳的原理，發(fā)明了尼龍搭扣。

　　D項(xiàng)：全天然空調(diào)系統(tǒng)建筑靈感來源于非洲白蟻的巢穴。白蟻建造的巢穴系統(tǒng)，即使在炎熱干燥的非洲草原上，也可以使建筑內(nèi)部總能保持恒溫和濕潤。設(shè)計師麥克研究了白蟻的巢穴，設(shè)計出了津布巴韋首都哈拉雷市的東門購物中心和辦公大樓。