Datos del radar de murciélagos
Murciélago
El nombre general de Chiroptera, especialmente el suborden Murciélago.
Los murciélagos son los únicos mamíferos que han desarrollado la capacidad de volar, y existen más de 900 especies. La mayoría de ellos también cuentan con sistemas agudos de localización auditiva (o ecolocalización). La mayoría de los murciélagos se alimentan de insectos. Debido a que los murciélagos se alimentan de una gran cantidad de insectos, desempeñan un papel importante en el equilibrio de la reproducción de los insectos e incluso pueden ayudar a controlar las plagas. Algunos murciélagos también comen frutas, polen y néctar; los murciélagos vampiros de la América tropical se alimentan de la sangre de mamíferos y aves grandes. Estos murciélagos a veces transmiten la rabia. Los murciélagos se encuentran en todo el mundo. En los trópicos, los murciélagos son extremadamente abundantes y pueden formar grandes colonias en los hogares y edificios públicos. Los murciélagos varían mucho en tamaño. El zorro volador vampiro más grande tiene una envergadura de 1,5 m, mientras que el murciélago con nariz de cerdo de Kitty tiene una envergadura de sólo 15 cm. Los murciélagos varían mucho en color, textura del pelaje y apariencia facial. Las alas de murciélago evolucionaron a partir de las extremidades anteriores durante la evolución. Cada dedo de la extremidad anterior, excepto el pulgar, está extremadamente alargado. Hay una membrana volante que conecta el antebrazo y la parte superior del brazo hasta el costado del cuerpo y el tobillo de la extremidad inferior. El pulgar tiene una garra al final. La mayoría de los murciélagos también tienen dos membranas entre las patas, que consisten en piel oscura y expuesta. La nariz de un murciélago se parece a la de un roedor o un zorro. El oído externo se proyecta hacia adelante y suele ser muy grande y elástico. Muchos murciélagos también tienen lóbulos nasales, que están hechos de piel y tejido conectivo que se mueven alrededor o sobre sus fosas nasales. Se cree que el ala nasal afecta la vocalización y la ecolocalización. El cuello del murciélago es corto; el pecho y los hombros son anchos y los músculos del pecho están bien desarrollados; las caderas y las piernas son delgadas. A excepción de la membrana del ala, el murciélago tiene pelo por todo el cuerpo. La espalda es de diferentes tonalidades de gris, tostado, marrón o negro, y el abdomen es de tono más claro. Los murciélagos que viven en áreas abiertas suelen tener manchas o parches moteados en el pelaje y los colores varían. Los murciélagos tienen diferentes hábitos alimentarios, ya sea cazando o ayudando a polinizar y esparcir frutos, afectando así el orden natural. Los murciélagos vampiros son un problema grave para los humanos. El guano de los murciélagos insectívoros se utiliza en la agricultura como fertilizante. Los ciclos sexuales de toda la colonia de murciélagos están sincronizados, por lo que la mayor parte de la actividad de apareamiento ocurre en unas pocas semanas. El período de gestación es de junio a julio. Las hembras de muchas especies se trasladan a un hábitat especializado después de quedar preñadas. Los murciélagos suelen dar a luz de 1 a 4 crías por camada. Los bebés nacen sin pelo o sin pelo y, a menudo, no pueden ver ni oír durante un período de tiempo. Los padres cuidan a las crías durante 5 semanas a 5 meses, según la especie. Casi todos los murciélagos descansan durante el día y salen a buscar alimento por la noche. Este hábito les facilita atacar a sus presas dormidas sin ser dañados por otros animales o la luz solar caliente. A los murciélagos generalmente les gusta vivir en lugares aislados, como cuevas, grietas, madrigueras o edificios, y algunos viven en árboles y rocas. Siempre descansan boca abajo. Por lo general, se reúnen en grupos, que van desde decenas hasta cientos de miles. Los murciélagos con capacidad de ecolocalización producen pulsos de sonido cortos y de alta frecuencia que se reflejan cuando encuentran objetos cercanos. Cuando los murciélagos escuchan los ecos reflejados, pueden determinar la ubicación y el tamaño de las presas y los obstáculos. Esta habilidad requiere oídos muy sensibles y una estrecha integración del centro vocal y las vías auditivas. Los murciélagos individuales también pueden comunicarse entre sí mediante pulsos de sonido. Algunos murciélagos dependen del olfato y la vista para encontrar alimento.
La gente suele utilizar la palabra "aves y bestias" para describir aves y mamíferos, pero esta afirmación a veces no es necesariamente correcta, porque algunas aves no vuelan, como avestruces, emúes, kiwis, pingüinos, etc. También hay algunos mamíferos que no pueden caminar, como las ballenas que viven en el océano. Los murciélagos no pueden caminar sobre el suelo como los mamíferos terrestres comunes, pero pueden volar en el aire como los pájaros.
Los murciélagos son los únicos animales que realmente pueden volar. Aunque no tienen plumas ni alas de pájaros, y su capacidad de vuelo es mucho peor que la de los pájaros, sus extremidades anteriores están muy desarrolladas, y sus brazos, antebrazos, metacarpianos y falanges son particularmente largos, desde el final de las falanges. hasta el húmero, los costados, las extremidades traseras y la cola. Sosteniendo una membrana de piel delgada, peluda, suave y resistente, se forma el órgano volador único del murciélago: el pterodáctilo. También hay registros sobre murciélagos en la antigua China, que dicen que también viven en cuevas de estalactitas y se les llama ratas de hadas. Los murciélagos pueden vivir para siempre porque pueden beber agua de las cuevas. Después de miles de años, el color de su cuerpo también cambió mucho, del color oscuro original al blanco. Supongo que por eso se les llama ratas de hadas.
Los músculos pectorales del murciélago están bien desarrollados, su esternón tiene una protuberancia en forma de quilla y su clavícula está bien desarrollada, todo lo cual está relacionado con su forma especial de movimiento.
Puede volar muy bien, pero necesita planear al despegar, y una vez aterriza, es difícil volver a volar. Al volar, las patas traseras se extienden hacia atrás para proporcionar equilibrio.
Los murciélagos generalmente tienen la costumbre de hibernar. Durante la hibernación, su capacidad metabólica se reduce, su respiración y los latidos del corazón son solo unas pocas veces por minuto, su flujo sanguíneo se ralentiza y su temperatura corporal desciende para ser consistente con la temperatura ambiente. Sin embargo, su hibernación no es profunda. A veces excretan y comen durante la hibernación, y pueden volver a la normalidad inmediatamente después de despertar. Su fecundidad no es alta y existe un fenómeno de "fecundación retrasada", es decir, la fertilización no se produce durante el apareamiento antes de la hibernación y los espermatozoides pasan el invierno en el tracto reproductivo femenino. Después de despertarse la primavera siguiente, la hembra apareada comienza a ovular, fertilizar y luego queda embarazada y da a luz.
El murciélago es una rama antigua y especializada de los mamíferos. Debe su nombre a las alas especializadas de sus extremidades anteriores. Se distribuye por todo el mundo excepto en el Ártico y la Antártida y en algunas islas oceánicas, con especies tropicales y subtropicales. y números. Debido a su fea apariencia y hábitos nocturnos, siempre dan miedo. Su nombre significa originalmente ratón frívolo en idiomas extranjeros. Pero en China, debido a que la palabra "murciélago" tiene un sonido homofónico con la palabra "福", la gente todavía la ama y su imagen está pintada en imágenes de Año Nuevo.
Hay más de 900 especies de murciélagos en el mundo, y en mi país hay alrededor de 81 especies. Son el segundo grupo más grande de mamíferos después de los roedores. Se pueden dividir a grandes rasgos en dos categorías: murciélagos grandes y murciélagos pequeños. Los murciélagos gigantes se distribuyen en zonas tropicales y subtropicales del hemisferio antiguo. Son de gran tamaño y tienen estructuras corporales primitivas, incluida la familia Musidae, 1. Los murciélagos pequeños se distribuyen en las regiones tropicales y templadas de los hemisferios oriental y occidental. Son de menor tamaño y tienen estructuras corporales más especializadas. Incluyen más de diez familias, incluidas Batidae, Homobatidae, Batidae, Haemobatidae y Batidae.
Los murciélagos tienen diversos hábitos alimentarios. Algunas especies prefieren el néctar y las frutas, otras disfrutan comiendo pescado, ranas e insectos, chupando sangre de animales e incluso comiendo otros murciélagos. En términos generales, los murciélagos grandes suelen alimentarse de frutas o néctar, mientras que los murciélagos pequeños se alimentan principalmente de insectos.
Los murciélagos insectívoros poseen sistemas de ecolocalización en diversos grados y, por lo tanto, se les conoce como "radares vivientes". Con la ayuda de este sistema, pueden volar y atrapar comida en completa oscuridad, utilizar la ecolocalización a pesar de muchas interferencias y emitir señales ultrasónicas sin afectar la respiración normal. Hay estructuras llamadas "lóbulos de la nariz" en el hocico de sus cabezas, rodeadas por complejos pliegues cutáneos especiales. Este es un dispositivo ultrasónico único que tiene la función de emitir ondas ultrasónicas y puede emitir continuamente ondas ultrasónicas de alta frecuencia. Si encuentran obstáculos o insectos voladores, estas ondas ultrasónicas pueden reflejarse y luego recibirse en sus aurículas extraordinariamente grandes, de modo que la información de retroalimentación pueda analizarse en sus diminutos cerebros. Esta sensibilidad y resolución de detección ultrasónica son extremadamente altas, lo que les permite no solo identificar la dirección y localizar su propia trayectoria de vuelo basándose en el eco, sino también identificar diferentes insectos u obstáculos para evitarlos o perseguirlos de manera efectiva. Los murciélagos pueden volar libremente en el aire con una ecolocalización precisa y membranas extremadamente suaves, e incluso pueden volar en hábiles curvas, cambiando constantemente la dirección de las ondas ultrasónicas para evitar que los insectos interfieran con sus sistemas de información e intenten escapar.
Al igual que otros animales, muchos murciélagos son cada vez más raros en la naturaleza y tienden a extinguirse. Los venenos y los protectores de la madera utilizados para matar insectos los matan durante la hibernación, y muchos conceptos erróneos también permiten que los humanos los maten en grandes cantidades. Se talaron algunas especies de árboles huecos y las ruinas fueron demolidas o reconstruidas con tanta fuerza que no pudieron sobrevivir. Los murciélagos desempeñan un papel importante en el mantenimiento del equilibrio ecológico de la naturaleza. Varios murciélagos insectívoros pueden matar una gran cantidad de mosquitos, polillas, escarabajos, monjas y otras plagas, y pueden cazar a más de 3.000 de ellos en una noche, lo que resulta beneficioso para los humanos. El excremento recogido por los murciélagos también es un buen fertilizante y útil para la producción agrícola. El guano de murciélago procesado se llama "arena nocturna" y es una medicina tradicional china. Los murciélagos siguen siendo temas importantes para estudiar la orientación, el posicionamiento y la latencia de los animales, y los secretos de su tecnología de radiación aún no se comprenden completamente. Los humanos sólo saben qué pueden hacer los murciélagos, pero no cómo lo hacen, por lo que salvar a esas especies en peligro de extinción es imperativo.
Los humanos han utilizado los principios de la biónica para crear radares basados en el sistema de ecolocalización de los murciélagos.
Consejos:
1 Hay muchos tipos de murciélagos, existiendo unas 900 especies en el mundo. Los murciélagos ocupan el segundo lugar en número de mamíferos, después de los roedores.
2 La envergadura del pequeño murciélago nariz de cerdo es de sólo 1,4 centímetros, mientras que la del zorro volador, que es tan grande como un cachorro, tiene 2 metros de ancho.
Algunos murciélagos pueden volar a velocidades de más de 50 kilómetros por hora.
El murciélago puede capturar y distinguir 250 conjuntos de ecos en 1 segundo.
(Nota: un viaje de ida y vuelta de ondas sonoras se cuenta como un grupo).
Desde el otoño, se ha acumulado una capa de grasa en la parte inferior del abdomen del murciélago y su peso se ha vuelto más de 1,5 veces mayor que el del verano. antes de la hibernación.
Algunos murciélagos pueden pescar, y el murciélago mexicano de labios de conejo puede capturar más de 30 peces pequeños en una noche.
Un murciélago insectívoro de 20 gramos puede comer entre 1,8 y 3,6 kilogramos de insectos al año.
Biónica de una colonia de murciélagos formada por 100 murciélagos
Biónica es una palabra formada añadiendo la palabra ics, que significa ingeniería, a la palabra griega bion, que significa vida. Sólo se ha utilizado desde aproximadamente 1960. Las funciones de los seres vivos son muy superiores a las de cualquier maquinaria artificial, y la biónica es una disciplina que realiza y aplica eficazmente funciones biológicas en ingeniería. Por ejemplo, sobre recepción de información (función sensorial), transmisión de información (función nerviosa), sistema de control automático, etc. , la estructura y función de este organismo han dado una gran inspiración al diseño mecánico. Se pueden dar ejemplos de biónica, como la aplicación de la forma del cuerpo o la estructura de la piel de los delfines (que pueden evitar turbulencias en la superficie del cuerpo al nadar) en los principios de diseño de los submarinos. La biomímesis también se considera una disciplina estrechamente relacionada con la cibernética. La cibernética compara principalmente los fenómenos de la vida con principios mecánicos, los estudia y explica.
Las moscas son propagadoras de bacterias y todo el mundo las odia. Las alas de las moscas (también llamadas barras de equilibrio) son "navegadores naturales" y la gente las imita para hacer "giroscopios vibratorios". Este tipo de instrumento se ha utilizado en cohetes y aviones de alta velocidad para lograr la conducción automática. El ojo de una mosca es un "ojo compuesto" que consta de más de 3.000 ojos pequeños. La gente lo imitó e hizo "lentes de ojos de mosca". Una "lente de ojo compuesto" se compone de cientos o miles de lentes pequeñas dispuestas en secuencia, que pueden usarse como lente para crear una "cámara de ojo compuesto" que puede tomar miles de fotografías idénticas a la vez. Este tipo de cámara se ha utilizado para fabricar planchas de impresión y copiar una gran cantidad de pequeños circuitos en computadoras electrónicas, lo que ha mejorado enormemente la eficiencia y la calidad del trabajo. El "Fly Eye Lens" es un nuevo tipo de elemento óptico que tiene una variedad de usos.
¿Qué habilidades únicas tienen varias criaturas en la naturaleza? ¿Qué inspiración dieron sus habilidades a los humanos? ¿Qué tipo de máquinas pueden crear los humanos imitando estas habilidades? Aquí nos gustaría presentarles una nueva ciencia: la biónica.
La biomimética se refiere a la ciencia de construir dispositivos tecnológicos imitando seres vivos. Es una ciencia de vanguardia que surgió a mediados de este siglo. La biónica estudia la estructura, función y principios de funcionamiento de los objetos y trasplanta estos principios a la tecnología de ingeniería para inventar instrumentos, dispositivos y máquinas con un rendimiento superior y crear nuevas tecnologías. A pocas décadas del nacimiento y desarrollo de la biónica, los resultados de su investigación han sido muy impresionantes. La llegada de la biónica ha abierto un camino único para el desarrollo tecnológico, es decir, la búsqueda de un modelo del mundo biológico, que ha ampliado enormemente los horizontes de las personas y demostrado una fuerte vitalidad.
La biónica humana tiene una larga historia.
Desde la antigüedad, la naturaleza ha sido la fuente de diversas ideas tecnológicas humanas, principios de ingeniería e inventos importantes. Después de un largo proceso de evolución, una amplia variedad de comunidades biológicas pueden adaptarse a los cambios del entorno para sobrevivir y desarrollarse. El trabajo crea seres humanos. En la práctica productiva a largo plazo, el ser humano ha promovido el desarrollo del sistema nervioso, especialmente del cerebro, con su cuerpo erguido, manos que pueden trabajar y lenguaje para comunicar emociones y pensamientos. Por lo tanto, las incomparables habilidades y sabiduría de los seres humanos superan con creces a todos los grupos del mundo biológico. Los seres humanos obtienen una mayor libertad en la naturaleza a través del trabajo y el uso de sus manos inteligentes y diestras para fabricar herramientas. La sabiduría humana no sólo se detiene en la observación y comprensión del mundo biológico, sino que también utiliza las habilidades únicas de pensamiento y diseño del ser humano para imitar seres vivos y aumentar las habilidades a través del trabajo creativo. Los peces tienen la capacidad de moverse libremente en el agua, por lo que la gente imitaba la forma de los peces para construir botes y usaba remos de madera para imitar las aletas de los peces. Según la leyenda, ya en la época de Yu el Grande, los trabajadores de la antigua China observaban peces nadando y girando en el agua con la cola balanceándose, y colocaban remos de madera en la popa de sus barcos. A través de repetidas observaciones, imitaciones y prácticas, gradualmente cambió al timón de remo, aumentó la potencia del bote y dominó los medios para volcarlo. De esta manera, la gente puede permitir que los barcos naveguen libremente incluso en ríos ondulados.
Los pájaros pueden extender sus alas y volar libremente en el aire. Según "Han Feizi", Lu Ban utilizó el bambú como pájaro y "le tomó más de tres días volar con éxito". Sin embargo, la gente prefiere imitar las alas de los pájaros y dejarse volar por el aire. Hace más de 400 años, el italiano Leonardo da Vinci y sus ayudantes diseccionaron cuidadosamente aves, estudiaron sus estructuras corporales y observaron atentamente su vuelo. Diseñó y construyó un ornitóptero, el primer avión construido por el hombre.
Estos inventos e intentos de imitar estructuras y funciones biológicas pueden considerarse los pioneros de la biónica humana y el germen de la biónica.
Comparación que invita a la reflexión
Aunque el comportamiento biónico humano ha tomado forma, antes de la década de 1940, la gente no consideraba conscientemente la biología como la fuente de ideas e invenciones de diseño. La investigación de los científicos en biología sólo se limita a describir la exquisita estructura y las funciones perfectas de los organismos vivos. El personal técnico y de ingeniería confía más en su propia excelente sabiduría, trabajo duro e invención artificial. Rara vez aprenden biología de forma consciente. Pero los siguientes hechos pueden ilustrar que algunos de los problemas técnicos que enfrenta la gente aparecieron en el mundo biológico hace millones de años y se resolvieron en el proceso de evolución. Sin embargo, los humanos no han recibido la iluminación que merecen del mundo biológico.
Durante la Primera Guerra Mundial, los submarinos se construyeron para necesidades militares y permitir a los barcos viajar bajo el agua. Cuando los ingenieros y técnicos diseñaron submarinos originales, primero colocaron piedras o bloques de plomo sobre el submarino para hundirlo. Si era necesario elevarlo a la superficie, arrojaban piedras o pesas de plomo que habían traído consigo para devolver el casco a la superficie. Posteriormente se realizaron mejoras para variar el peso del submarino llenando y vaciando alternativamente los pontones. Posteriormente se cambió por un tanque de lastre, con válvula de escape en la parte superior y válvula de inyección de agua en la parte inferior. A medida que el tanque se llena de agua de mar, el peso del casco aumenta para poder sumergirse. También hay una cámara de buceo rápido si necesita bucear en caso de emergencia. Después de sumergir el casco en el agua, se descarga el agua de mar de la cámara de buceo rápido. Si una parte del tanque de lastre está llena de agua y la otra parte está vacía, el submarino puede quedar semisumergido. Cuando el submarino quiere flotar, se introduce aire comprimido en el tanque de agua para descargar el agua de mar. Una vez reducido el peso del agua de mar en el barco, el submarino puede flotar. Un dispositivo mecánico tan superior permite que el submarino se hunda y flote libremente. Pero más tarde se descubrió que el sistema ondulante del pez es mucho más simple de lo que la gente inventó. El sistema ondulante del pez es simplemente una vejiga natatoria inflada. La vejiga natatoria no está controlada por los músculos, sino que secreta oxígeno en la vejiga natatoria o reabsorbe parte del oxígeno en la vejiga natatoria para regular el contenido de gas en la vejiga natatoria y promover el libre hundimiento y flotación de los peces. Sin embargo, ya era demasiado tarde para inspirar y ayudar a los diseñadores de submarinos con un sistema de flotación y hundimiento de peces tan ingenioso.
El sonido es un elemento indispensable en la vida de las personas. A través del lenguaje, las personas comunican pensamientos y sentimientos, la música hermosa permite disfrutar del arte, y los ingenieros y técnicos también aplican sistemas acústicos a la producción industrial y la tecnología militar, convirtiéndose en uno de los mensajes más importantes. Desde la llegada de los submarinos, lo que ha seguido es cómo los barcos de superficie pueden encontrar la ubicación del submarino para evitar ataques furtivos después de que el submarino se hunde en el agua, y también es necesario determinar con precisión la posición y la distancia del barco enemigo para facilitar; ataque. Así, durante la Primera Guerra Mundial, se utilizaron diversos medios en la lucha entre bandos opuestos en el mar, en el agua y en el agua. Los ingenieros navales también utilizan sistemas acústicos como medio importante de reconocimiento. En primer lugar, los hidrófonos, también conocidos como radiogoniómetros, detectan los barcos enemigos monitorizando el ruido que hacen cuando navegan. Mientras haya barcos enemigos navegando en las aguas circundantes, las máquinas y hélices harán ruido, que se podrá escuchar a través de hidrófonos, lo que permitirá detectar al enemigo a tiempo. Sin embargo, los hidrófonos en aquella época no eran perfectos y generalmente sólo podían captar el ruido de sus propios barcos. Para vigilar los barcos enemigos, el barco debe reducir la velocidad o incluso detenerse por completo para distinguir el ruido del submarino, que no es propicio para las operaciones de combate. Pronto, el científico francés Langevin (1872 ~ 1946) utilizó las propiedades de la reflexión ultrasónica para explorar con éxito barcos submarinos. Utilice un generador ultrasónico para emitir ondas ultrasónicas al agua. Si encuentra un objetivo, será reflejado y recibido por el receptor. En función del intervalo de tiempo y la dirección de los ecos recibidos se puede medir la dirección y la distancia del objetivo. En este caso se utiliza el llamado sistema de sonar. La gente quedó asombrada por la invención de los sistemas de sonar artificiales y su excelencia en la detección de submarinos enemigos. ¿No sabías que los murciélagos y los delfines utilizaban libremente los sistemas de sonar de ecolocalización mucho antes de que aparecieran los humanos en la Tierra?
Durante mucho tiempo, los seres vivos viven en la naturaleza rodeados de sonido. Utilizan el sonido para encontrar comida, esconderse de los enemigos, aparearse y reproducirse. Por tanto, el sonido es una información importante para los seres vivos. El italiano Spanzanni descubrió hace mucho tiempo que los murciélagos pueden volar libremente en completa oscuridad, no sólo evitando obstáculos sino también atrapando insectos voladores. Sin embargo, con los oídos tapados, los murciélagos no pueden moverse en la oscuridad. Ante estos hechos, Palantzani llegó a una conclusión inaceptable: los murciélagos pueden "ver" con sus oídos. Después de la Primera Guerra Mundial, en 1920, Hatay creía que los murciélagos emitían señales acústicas en frecuencias más allá del rango auditivo del oído humano.
Señale que el método mediante el cual los murciélagos localizan objetivos es el mismo que el método del eco ultrasónico inventado por Ron Vanzhi durante la Primera Guerra Mundial. Desafortunadamente, el consejo de Hatay no atrajo la atención de la gente y los ingenieros no podían creer que los murciélagos tuvieran tecnología de "ecolocalización". No fue hasta la introducción de los instrumentos de medición electrónicos en 1983 que se confirmó plenamente que los murciélagos se localizan emitiendo ondas ultrasónicas. Pero esto ya no ayudó a los primeros inventos del radar y el sonar.
Por poner otro ejemplo, ya era demasiado tarde para estudiar el comportamiento de los insectos. 400 años después de que Leonardo da Vinci estudiara el vuelo de las aves y construyera el primer avión, después de un largo período de práctica repetida, la gente finalmente inventó el avión en 1903, haciendo realidad el sueño de volar hacia el cielo. Gracias a la mejora continua, 30 años después, los aviones humanos superaron a las aves en velocidad, altitud y distancia de vuelo, demostrando la sabiduría y el talento humanos. Sin embargo, a medida que continuaban desarrollando aviones más rápidos y que volaban más alto, los diseñadores encontraron otro problema: el aleteo en la aerodinámica. Cuando un avión vuela, las vibraciones de las alas son perjudiciales. Cuanto más rápida era la velocidad de vuelo, más fuerte era el aleteo de las alas, e incluso las alas se rompieron, lo que provocó que el avión se estrellara y muchos pilotos de pruebas perdieran la vida. Los diseñadores de aviones se esforzaron mucho en eliminar los fenómenos dañinos de aleteo y les llevó mucho tiempo encontrar una solución al problema. El dispositivo de lastre está situado lejos del borde de ataque del ala, eliminando así las vibraciones nocivas. Sin embargo, los insectos han estado volando en el aire hace 300 millones de años y todos se ven afectados por el aleteo. Durante un largo período de evolución, los insectos han adquirido con éxito formas de evitar el parloteo. Cuando los biólogos estudiaron las alas de las libélulas, descubrieron que había un área oscura y espesa de queratina sobre el borde anterior de cada ala: un ojo de ala o un nevo de ala. Si se quitaran los ojos de las alas, el vuelo se volvería tambaleante. Los experimentos han demostrado que es el tejido córneo del ojo del ala el que elimina el peligro de batir las alas de la libélula, similar al magnífico invento del diseñador. Si los diseñadores aprenden primero la función de los ojos de las alas de los insectos y obtienen ideas de diseño que conduzcan a resolver el aleteo, podrán evitar exploraciones a largo plazo y sacrificios de personal. ¡Frente a la mirada de las alas de la libélula, el diseñador del avión sintió como si hubiera conocido a la libélula demasiado tarde!
Estos tres ejemplos invitan a la reflexión e inspiran. Mucho antes de que aparecieran los humanos en la Tierra, varios organismos habían vivido en la naturaleza durante cientos de millones de años y habían adquirido la capacidad de adaptarse a la naturaleza durante la lucha a largo plazo por la supervivencia y la evolución. La investigación biológica puede demostrar que los mecanismos extremadamente precisos y completos que se forman durante el proceso de evolución les dan la capacidad de adaptarse a los cambios en el entorno interno y externo. Hay muchas habilidades fructíferas en biología. Como biosíntesis en el cuerpo, conversión de energía, recepción y transmisión de información, reconocimiento del mundo exterior, navegación, cálculo y síntesis direccional, etc. , mostrando ventajas que muchas máquinas no pueden igualar. Los seres vivos pequeños, sensibles, rápidos, eficientes, confiables y antiinterferentes son realmente sorprendentes.
El puente entre biología y tecnología
Desde que James Watt (1736 ~ 1819) inventó la máquina de vapor en 1782, la gente ha adquirido un tremendo poder en la lucha por la producción. En términos de tecnología industrial, básicamente resolvió los problemas de conversión, control y utilización de energía, lo que desencadenó la primera revolución industrial, y varias máquinas surgieron como hongos después de la lluvia. El desarrollo de la tecnología industrial ha ampliado y mejorado enormemente la aptitud física de las personas, liberándolas del trabajo físico pesado. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la gente experimentó la era eléctrica después de la máquina de vapor y avanzó hacia la era de la automatización.
La aparición de las computadoras electrónicas en la década de 1940 añadió una valiosa riqueza al tesoro de la ciencia y la tecnología humanas. Procesa decenas de miles de tipos de información en manos de las personas con tecnología confiable y eficiente, liberándolas del vasto océano de números e información. El uso de computadoras y equipos automatizados puede hacer que los procedimientos de producción complejos sean más fáciles y menos laboriosos. Ajustan y controlan con precisión los procedimientos de producción para que las especificaciones del producto sean precisas. Sin embargo, el dispositivo de control automático funciona según procedimientos fijos establecidos por personas, lo que hace que su capacidad de control sea muy limitada. Los dispositivos automáticos carecen de la capacidad de analizar y responder con flexibilidad al mundo exterior. Si ocurre alguna situación inesperada, el dispositivo automático dejará de funcionar o incluso provocará un accidente, lo cual es un defecto grave del propio dispositivo automático. Para superar esta deficiencia, no es más que "comunicación" entre varias partes de la máquina y entre la máquina y el entorno, es decir, el dispositivo de control automático tiene la capacidad de adaptarse a los cambios en el entorno interno y externo. Para resolver este problema, es necesario aceptar y transformar la tecnología de la ingeniería. Cuestiones de uso y control de la información. Por tanto, el uso y control de la información se han convertido en las principales contradicciones en el desarrollo de la tecnología industrial. ¿Cómo resolver esta contradicción? El mundo biológico ha proporcionado una útil iluminación a la humanidad.
Para inspirarse en los sistemas biológicos, los humanos primero deben estudiar si existen * * * características idénticas entre los dispositivos biológicos y tecnológicos. La teoría de la regulación, que surgió en la década de 1940, compara los seres vivos y las máquinas en un sentido general. En 1944, algunos científicos habían dejado claro que una serie de cuestiones como la comunicación, el control automático y la mecánica estadística entre máquinas y organismos eran consistentes. Sobre la base de esta comprensión, en 1947 surgió una nueva disciplina: la cibernética.
Cibernética proviene del griego, y su significado original es “girar”. Según la definición de Norbert Wiener (1894 ~ 1964), uno de los fundadores de la cibernética, la cibernética es "la ciencia del control y la comunicación en animales y máquinas". Aunque esta definición es demasiado simple y es sólo un subtítulo del trabajo clásico de Wiener sobre cibernética, conecta directamente la comprensión que las personas tienen de los seres vivos y las máquinas.
La visión básica de la cibernética es que existe una cierta * * * entidad entre los animales (especialmente los humanos) y las máquinas (incluidos varios dispositivos de automatización para comunicación, control y cálculo), es decir, sus sistemas de control. Hay ciertas * * * mismas reglas en ellos. Según el estudio de la cibernética, el proceso de control de varios sistemas de control incluye la transmisión, conversión y procesamiento de información. El funcionamiento normal del sistema de control depende del proceso normal de transmisión de información. El llamado sistema de control se refiere a la combinación orgánica de objetos controlados y varios componentes, componentes y circuitos de control en un todo con ciertas funciones de control. Desde una perspectiva de la información, un sistema de control es una red o sistema de canales de información. Existen muchas similitudes entre las máquinas y los sistemas de control en los organismos vivos, por lo que la gente ha generado un gran interés en los sistemas de automatización biológica, utilizando modelos físicos, matemáticos e incluso técnicos para realizar más investigaciones sobre los sistemas biológicos. Por lo tanto, la teoría del control se convierte en la base teórica que conecta la biología y la tecnología de la ingeniería. Convertirse en un puente entre los sistemas biológicos y tecnológicos.
Existen similitudes obvias entre los seres vivos y las máquinas, que pueden reflejarse en el estudio de los seres vivos en diferentes niveles. Desde células individuales simples hasta sistemas de órganos complejos (como el sistema nervioso), existen diversos procesos fisiológicos regulados y controlados automáticamente. Podemos pensar en un organismo como una máquina con habilidades especiales. Lo que lo diferencia de otras máquinas es que también tiene la capacidad de adaptarse al entorno externo y reproducirse. También se puede comparar un organismo con una fábrica automatizada. Todas sus funciones siguen las leyes de la mecánica; sus diversas estructuras funcionan en armonía, pueden responder cuantitativamente a ciertas señales y estímulos, y pueden controlarlos a través de una retroalimentación especial que vincula a la organización consigo misma; -regular de forma autocontrolada. Por ejemplo, la temperatura corporal constante, la presión arterial normal y la concentración normal de azúcar en sangre en nuestro cuerpo son el resultado de la regulación del complejo sistema de control automático del cuerpo. El surgimiento y desarrollo de la cibernética ha tendido un puente entre los sistemas biológicos y los sistemas técnicos, lo que ha provocado que muchos ingenieros busquen conscientemente nuevas ideas y principios de diseño a partir de los sistemas biológicos. Por lo tanto, existe una tendencia entre los ingenieros a tomar la iniciativa de aprender conocimientos de ciencias biológicas para lograr resultados con los biólogos en el campo de la tecnología de ingeniería.
Oh~ Parece demasiado. ``Solo echaré un vistazo~ ` `.