2020年公务员考试常识积累：神奇的仿生学

公务员考试的常识判断模块测试范围广泛，需要大家在日常生活中多积累。在此，公考（www.chinagwy.org）总结了仿生学的常识。希望对大家准备通用知识模块有所帮助。

惊人的仿生学

人们发现，植物和动物的一些类似功能实际上在这方面超越了人类自身的技术设计方案。在数百万年的自然进化过程中，植物和动物不仅完全适应了自然，而且达到了接近完美的程度。仿生学试图从技术上模仿自然界中动植物的功能。

仿生学的定义

仿生学是研究生物系统的结构和性质，为工程技术提供新的设计思路和工作原理的科学。它是生物科学和技术科学之间的边缘学科。

它涉及生物学、生物物理学、生物化学、物理学、控制论、工程学等学科。仿生技术以生物模型的形式研究各种生物系统的功能原理和机制，最终实现新的技术设计和制造新的、更好的仪器、机械等。

仿生学例子

苍蝇和振动陀螺仪

苍蝇被誉为“臭味追逐者”，任何有臭味、肮脏的地方都可以找到它们的踪迹。

苍蝇的翅膀（又叫平衡杆）是“天然的导航器”，人们模仿它制作了“振动陀螺仪”。这种仪器已经应用在火箭和高速飞机上，实现自动驾驶。

蝙蝠和雷达

蝙蝠发出超声波，当碰到物体时会反弹，人类听不到。雷达就是根据蝙蝠的这一特性而发明的。雷达用于各种地方，例如飞机、航空等。

从萤火虫到人工发光

自然界中，有很多能发光的生物。在众多发光动物中，萤火虫就是其中之一。

萤火虫约有1,500 种。它们发出的冷光颜色从黄绿色到橙色不等，光的亮度也各不相同。萤火虫发出的冷光不仅发光效率高，而且发出的冷光一般都很柔和，非常适合人眼，而且光强度也比较高。因此，生物光是人类理想的光源。

早在20世纪40年代，人们就根据对萤火虫的研究制造出了荧光灯，给人类的照明光源带来了巨大的变化。科学家首先从萤火虫的发光体中分离出纯的荧光素，然后分离出荧光素酶，然后用化学方法人工合成荧光素。

人们已经能够通过混合某些化学物质来获得类似于生物光的发光，可以用作安全照明。

翠鸟号和新干线

日本工程师成功建造了新一代新干线列车，运行速度超过每小时320公里。然而，列车高速行驶时产生的噪音却超出了环保标准。这是由于火车高速通过狭窄车道时产生的噪音造成的。爆炸效果。

部分问题在于火车的前部是子弹形的，因此它会推动前面的空气，而不是穿过它。为了解决这个问题，工程师们从翠鸟的喙中汲取灵感，翠鸟在冲入水中捕鱼时只会溅起一小片水花。

据观察，翠鸟有一个长而流线型的喙，其直径逐渐增大，使水可以顺利地向后流动。通过仿生学设计，工程师对子弹头机车进行了改造，西日本旅客铁道公司制造了500系列列车，并于1997年投入使用。实践证明，这种列车的速度比原设计提高了10% ，同时功耗降低了15%，噪音水平也显着降低。

像鲨鱼一样对抗细菌

很多鲸鱼和海牛的身上都会长出藻类甚至藤壶，不知道大家有没有注意到这一点，但是这种情况在鲨鱼身上从来不会发生。这似乎是由于鲨鱼身上有一种称为“盾鳞”的结构。这是软骨鱼特有的一种鳞片，类似于牙齿的结构，由表皮和真皮组成。这也是鲨鱼皮肤摸起来很粗糙的原因。

科学家受鲨鱼皮肤结构的启发，设计了一种名为“鲨鱼”的表面工程设计。这种表面结构本身就可以防止细菌在其表面生长，而无需借助任何其他手段。一家名为“鲨鱼科技”的公司已向许多需要预防细菌的用户出售采用这种仿生技术的贴片，并生产了一些有意义的新产品，例如不会被细菌感染的导尿管。

像蚊子一样刺

不管之后你感觉有多痒难忍，你会发现当蚊子咬你的时候你并没有感到太大的疼痛。蚊子的口器与人体接触的方式使其能够尽可能少地触发皮肤神经，从而减少疼痛反应。

在针对这种现象的渗透研究中，日本关西大学的工程师仿照蚊子的口器制造了一种微小的锯齿形针尖。与传统的圆柱形针不同，中心针尖旁边有两条细小的外锯齿条，大大减轻了刺入人体的疼痛。

全自然空调系统

白蚁会建造如此巨大的巢穴系统，但在炎热干燥的非洲草原上，这样的建筑内部始终能自行保持恒温恒湿。无论外界多湿、多干、多热、多冷，对内部都没有影响。为了做到这一点，白蚁会根据情况全天忙于打开或关闭不同方向的通风口。

在设计津巴布韦首都哈拉雷的东门购物中心和办公楼时，设计师迈克·皮尔斯研究了白蚁巢穴的结构。因此，东门购物中心的能耗仅为传统设计的10%。节省下来的钱可以降低租金，从而吸引更多的商人。

魔术贴和苍耳

Velcro 尼龙搭扣是由瑞士工程师De Mestral 发明的。

德梅斯特拉尔喜欢郊游和狩猎。每当他从乡下回来时，常常会发现衣服上粘着一些喜林芋的种子。除去这些种子非常麻烦，这引起了他的兴趣。于是我从衣服里拿出一粒种子，在放大镜下仔细观察。我发现种子上的芒有小钩子。正是这些小钩子钩住了衣服上的纱线。由此，他突然想到，如果肩带上也能制作出这些类似的小钩子，那是不是也可以搭在布肩带上，而不是纽扣和拉链上呢？

受到铜绿假单胞菌种子的启发，经过八年的精心研究，他终于设计出了定型产品。这就是魔术贴带的由来。虽然拉链的发明使穿衣更加方便快捷，引起了服装界的轰动，但带扣的发明更胜一筹。

【刷题巩固】

1. 下列有关仿生生物学应用的对应关系中，错误的是：

A.子弹头列车——翠鸟号

B.夜光纤维——萤火虫

C. Velcro —— 苍耳

D.全天然空调系统建筑——非洲白蚁巢

【答案】B

【分析】

第一步，这道题考验的是生活常识，选择了错误的选项。

第二步，发光纤维是指在受到光和辐射照射时，能够发出比照射光波长更长的可见光的纤维。萤火虫有专门的发光细胞，细胞内的化学物质与氧气反应产生光。两者的发光原理不同，不属于仿生生物学的应用。

因此，选择B选项。

【扩张】

项目A：子弹头列车的设计灵感来自于翠鸟的喙。当列车高速行驶时，列车车头形成的风墙不仅会产生巨大的噪音，还会使列车减速。根据翠鸟喙形状设计的新型列车头可以消除这些问题，有助于将列车能源效率提高20%。

C项：魔术贴是瑞士发明家乔治发明的，灵感来自于苍耳。苍耳上有一些小刺。这些小刺粘在毛茸茸的裤子上时，会粘得很牢，很难去掉。乔治利用苍耳的原理发明了魔术贴。

D项：全天然空调系统的灵感来自于非洲白蚁的巢穴。白蚁搭建的巢穴系统，即使在炎热干燥的非洲草原，也能始终保持建筑内部恒定的温度和湿度。设计师迈克研究了白蚁巢穴，设计了津巴布韦首都哈拉雷的东门购物中心和办公楼。

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