结构的自振频率只与结构的什么有关,试求图示各结构的自振频率

文章 3年前 (2021) admin
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Q1:水泵运行的故障诊断及故障报警有哪些

天津奥特泵业 牛经理潜水泵常见故障及解决方法1 潜水泵运转有异常振动、不稳定1.1 水泵运转有异常振动、不稳定,其主要原因:(1)水泵底座地脚螺栓未拧紧或松动;(2)出水管路没有加独立支撑,管道振动影响到水泵上;(3)叶轮质量不平衡甚至损坏或安装松动;(4)水泵上下轴承损坏。1.2 排除措施(1)均匀拧紧所有地脚螺栓;(2)对水泵的出水管道设独立稳固的支撑,不让水泵的出水管法兰承重;(3)修理或更换叶轮;(4)更换水泵的上下轴承。2 潜水泵不出水或流量不足2.1 潜水泵在运行过程中常出现流量不足或不出水,其主要原因:(1)水泵安装高度过高,使得叶轮浸没深度不够,导致水泵出水量下降;(2)水泵转向相反;(3)出水阀门不能打开;(4)出水管路不畅通或叶轮被堵塞;(5)水泵下端耐磨圈磨损严重或被杂物堵塞;(6)抽送液体密度过大或粘度过高;(7)叶轮脱落或损坏;(8)多台水泵共用管路输出时,没有安装单向阀门或单向阀门密封不严。2.2 排除措施(1)控制水泵安装标高的允许偏差,不可随意扩大;(2)水泵试运转前先空转电动机,核对转向使之与水泵一致。使用过程中出现上述情况应检查电源相序是否改变;(3)检查阀门,并经常对阀门进行维护;(4)清理管路及叶轮的堵塞物,经常打捞蓄水池内杂物:(5)清理杂物或更换耐磨圈;(6)寻找水质变化的原因并加以治理;(7)加固或更换叶轮;(8)检查原因后加装或更换单向阀门。3 电流过大电机过载或超温保护动作3.1 造成电流过大电机过载或超温保护动作的主要原因:(1)工作电压中过低或过高;(2)水泵内部有动静部件擦碰或叶轮与密封圈磨擦;(3)扬程低、流量大造成电动机功率与水泵特性不符;(4)抽送的密度较大或粘度较高;(5)轴承损坏。4.2 排除措施(1)检查电源电压,调整输电压;(2)判断磨擦部件位置,消除故障;(3)调整阀门降低流量,使电动机功率与水泵相匹配;(4)检查水质变化原因,改变水泵的工作条件;(5)更换电机两端的轴承。4 绝缘电阻偏低4.1 绝缘电阻偏低其主要原因:(1)电源线安装时端头浸没在水中或电源线、信号线破损引起进水;(2)机械密封磨损或没安装到位;(3)O型圈老化,失去作用。4.2 排除措施(1)更换电缆线或信号线,烘干电机;(2)更换上下机械密封,烘干电机;(3)更换所有密封圈,烘干电机。5 水泵管配件渗漏5.1 水泵管路中,管道或法兰连接处,经常有明显的渗漏水现象。其主要原因:(1)管道本身有缺陷,未经过压力试验;(2)法兰连接处的垫片接头未处理好;(3)法兰螺栓未用合理的方式拧紧。5.2 排除措施有缺陷的管子应予以修复甚至更换,对接管子的中心偏离过大的应拆掉重排,对准后连接螺栓应在基本自由的状态下插入拧紧,管路全部安装完后,应进行系统的耐压强度和渗漏实验。必须更换新的。6 水泵停机时倒转6.1 水泵电动机断电后水泵会发生倒转,主要原因是因为出水管道中的止回阀或拍门失灵。6.2 排除措施安装前应进行检查,止回阀的安装方向要正确,拍门中心是否对准,启闭应灵活自如。运行时经常检查止回阀或拍门,对损坏的部分修理或者更换保证质量的止回阀或拍门。7 水泵内部泄漏7.1 潜水泵发生漏水时,导致绝缘破坏、轴承浸水、报警系统报警,迫使机组停止运行。其主要原因:潜水泵的动密封(机械密封)或静密封(电缆进口专用密封、0型密封圈)损坏造成渗水,动力电缆或信号电缆破损造成渗水。各种报警信号如浸水、泄漏、湿度等报警停机。7.2 排除措施安装前,应检查各密封部件的质量;安装时必须保证各密封部件端面接触良好;在运行前检查电动机的相间和接地绝缘电阻以及各报警系统的传感元器件是否完好。运行过程中发生上述故障时,更换所有损坏的密封件和电缆并且烘干电机。对拆卸的密封件和电缆不得再使用

Q2:谁把我找初二政治上学期,期中材料(很急啊)

给分!复习政治大纲第一单元相亲相爱如同一家人第一课屋檐下爱父母、孝敬父母是中华民族的传统美德。1.家庭的意义:P5 2。家庭类型:核心家庭、主家庭、单亲家庭和联合家庭3。建立家庭关系:结婚、生育、收养和再婚。4.你如何理解和父母的感情?P6 5。孝敬父母(1)孝敬父母是中华民族的传统美德;(2)尊重父母是道德和法律的要求,也是我们义不容辞的责任。(3)尊重父母是指孩子尊重、服务、支持父母。最重要的是尊重和爱父母。(3)我们应该如何孝敬父母?P16 6。几个重要认识: (1)当父母做了不道德或违法的事情时,我们该怎么办?P17 (2)我们应该如何对待父母和长辈?为什么呢?第二课我和父母交朋友。青春期我们和父母发生矛盾的原因是什么?(1)进入青春期,我们有自己的思想,渴望独立,渴望关注,甚至挑战父母的权威;(2)父母还把我们当孩子,不安、唠叨、责备,矛盾就产生了。2.如何正确认识我们和父母之间的矛盾?P21 3。代沟与逆反心理(1)我们与父母之间的年龄差距是造成代沟的直接原因,代沟的本质是年龄差距背后所反映的多重代际差异。(1)逆反心理的主要表现:P21 (2)如何正确认识我们的逆反心理?P21 4。如何正确看待代沟和与父母的矛盾?(1)走进父母,亲近父母,努力跨越代沟,与父母携手同行;(2)学会与家长沟通讨论。通过讨论,找出分歧,找到双方都能接受的解决方案。通过沟通,我们可以得到父母的理解,甚至改变他们的看法。(3)掌握与家长沟通的要领:互相理解是前提,尊重理解是关键。理解父母的有效方式是换位思考,沟通的结果是求同存异。5.与父母互动的艺术:(1)欣赏父母,相处无烦恼;(2)认真倾听,相互相处,避免误解;(3)帮助父母无障碍相处;(4)在家庭沟通中,不要和父母计较太多。即使你的父母错了,你也应该原谅他们,你不能为了输赢而竞争。第二单元老师和朋友一起散步第三课同伴的手牵手1。人际交往的意义:只有积极与同学交流,友谊之树才能常青,才能自我开放,我们的性格才会更加开朗,我们的生活才会更加精彩。2.一个受欢迎的人应该具备的品质:真诚、善良、负责、热情、友好、幽默等。3.如何认识友谊?朋友带给我们温暖、支持和力量,我们应该珍惜友谊。至于友谊,要认真理性地把握,才能获得更多的朋友和真正的友谊。4.交友原则:(1)平等互惠,(2)宽容理解;(2)交朋友时,不能以原则为代价来维持所谓的友谊;(3)乐于交好朋友,交好朋友。5.青春期男女交往(1)为什么要和异性交往?(2)男生女生如何正常健康互动?(1)要尊重对方,也要自重;既要敞开自己,又要掌握分寸;积极热情,注意沟通的方式、场合、时间和频率。6.青春期情感(1)认知:青春期后,男女生有情有爱是正常的、自然的、美好的。(2)如何看待?男女生之间的情感要谨慎对待,理性处理,学会选择,学会承担责任,学会保护自己。第四课老师和我一起成长1。认识老师(1)师生沟通的重要性:师生沟通不仅影响我们的学习质量,也影响我们的身心发展。尊敬老师是我们应有的品格。(2)教师是人类文明的传播者,是人类灵魂的工程师。即使在信息技术飞速发展的今天,教师的作用仍然不可替代。
(3)老师教给我们做人的道理,解除我们的烦恼和烦恼。老师不仅教我们知识,还教我们学习方法,激发我们的学习热情。老师在我们的成长中起着不可替代的作用。(4)与老师建立和谐的师生关系,让他们快乐学习,进步更快。2.师生互动新理念:新型师生关系是建立在民主平等基础上的。师生人格平等,互相尊重,互相学习,互相借鉴。老师是我们学习的伙伴、指导者和参与者,是我们的朋友。3.主动沟通是师生沟通的前提,沟通产生理解,理解产生信任。4.与老师沟通的具体方法:(1)站在老师的角度看问题,学会换位思考;(2)正确对待老师的表扬和批评,有就纠正,没有就鼓励;(3)原谅老师的错误,用恰当的方式指出老师的错误,不伤害老师;(4)对老师有礼貌;(5)注意场合;(6)把握分寸。第三单元我们的朋友去世界各地第五课多元文化的“地球村”1。不同国家的文化差异:2。如何看待不同国家和民族的文化?不同国家、不同民族的文化,没有优劣之分。我们应该以平等的方式与其他国家和民族的人交流,尊重我们自己和其他文化的价值。3.如何看待不同文化之间的差异?P60

Q3:谁知仿生学?知的进来

仿生学仿生学(bionics)在具有生命之意的希腊语bion上,加上有工程技术涵义的ics而组成的词。大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科。 苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。 自然界形形色色的生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类哪些启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。 仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学,它是在本世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术。从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时间内,它的研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生物界索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的眼界,显示了极强的生命力。【人类仿生由来已久】 自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。 鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多•达•芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。 以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生的先驱,也是仿生学的萌芽。【发人深省的对比】 人类仿生的行为虽然早有雏型,但是在20世纪40年代以前,人们并没有自觉地把生物作为设计思想和创造发明的源泉。科学家对于生物学的研究也只停留在描述生物体精巧的结构和完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧,辛辛苦苦的努力,进行着人工发明。他们很少有意识的向生物界学习。但是,以下几个事实可以说明:人们在技术上遇到的某些难题,生物界早在千百万年前就曾出现,而且在进化过程中就已解决了,然而人类却没有从生物界得到应有的启示。 在第一次世界大战时期,出于军事上的需要,为使舰艇在水下隐蔽航行而制造出潜水艇。当工程技术人员在设计原始的潜艇时,是先用石块或铅块装在潜艇上使它下沉,如果需要升至水面,就将携带的石块或铅块扔掉,使艇身回到水面来。以后经过改进,在潜艇上采用浮箱交替充水和排水的方法来改变潜艇的重量。以后又改成压载水舱,在水舱的上部设放气阀,下面设注水阀,当水舱灌满海水时,艇身重量增加使可它潜入水中。需要紧急下潜时,还有速潜水舱,待艇身潜入水中后,再把速潜水舱内的海水排出。如果一部分压载水舱充水,另一部分空着,潜水艇可处于半潜状态。潜艇要起浮时,将压缩空气通入水舱排出海水,艇内海水重量减轻后潜艇就可以上浮。如此优越的机械装置实现了潜艇的自由沉浮。但是后来发现鱼类的沉浮系统比人们的发明要简单得多,鱼的沉浮系统仅仅是充气的鱼鳔。鳔内不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气来调节鱼鳔中气体含量,促使鱼体自由沉浮。然而鱼类如此巧妙的沉浮系统,对于潜艇设计师的启发和帮助已经为时过迟了。 声音是人们生活中不可缺少的要素。通过语言,人们交流思想和感情,优美的音乐使人们获得艺术的享受,工程技术人员还把声学系统应用在工业生产和军事技术中,成为颇为重要的信息之一。自从潜水艇问世以来,随之而来的就是水面的舰船如何发现潜艇的位置以防偷袭;而潜艇沉入水中后,也须准确测定敌船方位和距离以利攻击。因此,在第一次世界大战期间,在海洋上,水面与水中敌对双方的斗争采用了各种手段。海军工程师们也利用声学系统作为一个重要的侦察手段。首先采用的是水听器,也称噪声测向仪,通过听测敌舰航行中所发出的噪声来发现敌舰。只要周围水域中有敌舰在航行,机器与螺旋桨推进器便发出噪声,通过水听器就能听到,能及时发现敌人。但那时的水听器很不完善,一般只能收到本身舰只的噪声,要侦听敌舰,必须减慢舰只航行速度甚至完全停车才能分辨潜艇的噪音,这样很不利于战斗行动。不久,法国科学家郎之万(1872~1946)研究成功利用超声波反射的性质来探测水下舰艇。用一个超声波发生器,向水中发出超声波后,如果遇到目标便反射回来,由接收器收到。根据接收回波的时间间隔和方位,便可测出目标的方位和距离,这就是所谓的声纳系统。人造声纳系统的发明及在侦察敌方潜水艇方面获得的突出成果,曾使人们为之惊叹不已。岂不知远在地球上出现人类之前,蝙蝠、海豚早已对“回声定位”声纳系统应用自如了。 生物在漫长的年代里就是生活在被声音包围的自然界中,它们利用声音寻食,逃避敌害和求偶繁殖。因此,声音是生物赖以生存的一种重要信息。意大利人斯帕兰赞尼很早以前就发现蝙蝠能在完全黑暗中任意飞行,既能躲避障碍物也能捕食在飞行中的昆虫,但是堵塞蝙蝠的双耳后,它们在黑暗中就寸步难行了。面对这些事实,帕兰赞尼提出了一个使人们难以接受的结论:蝙蝠能用耳朵“看东西”。第一次世界大战结束后,1920年哈台认为蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围。并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同。遗憾的是,哈台的提示并未引起人们的重视,而工程师们对于蝙蝠具有“回声定位”的技术是难以相信的。直到1983年采用了电子测量器,才完完全全证实蝙蝠就是以发出超声波来定位的。但是这对于早期雷达和声纳的发明已经不能有所帮助了。 另一个事例是人们对于昆虫行为为时过晚的研究。在利奥那多•达•芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后,人们经过长期反复的实践,终于在1903年发明了飞机,使人类实现了飞上天空的梦想。由于不断改进,30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类,显示了人类的智慧和才能。但是在继续研制飞行更快更高的飞机时,设计师又碰到了一个难题,就是气体动力学中的颤振现象。当飞机飞行时,机翼发生有害的振动,飞行越快,机翼的颤振越强烈,甚至使机翼折断,造成飞机坠落,许多试飞的飞行员因而丧生。飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象,经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法。就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置,这样就把有害的振动消除了。可是,昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了,它们也毫不例外地受到颤振的危害,经过长期的进化,昆虫早已成功地获得防止颤振的方法。生物学家在研究蜻蜓翅膀时,发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣。如果把翼眼去掉,飞行就变得荡来荡去。实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害,这与设计师高超的发明何等相似。假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用,获得有益于解决颤振的设计思想,就可似避免长期的探索和人员的牺牲了。面对蜻蜓翅膀的翼眼,飞机设计师大有相见恨晚之感! 以上这三个事例发人深省,也使人们受到了很大启发。早在地球上出现人类之前,各种生物已在大自然中生活了亿万年,在它们为生存而斗争的长期进化中,获得了与大自然相适应的能力。生物学的研究可以说明,生物在进化过程中形成的极其精确和完善的机制,使它们具备了适应内外环境变化的能力。生物界具有许多卓有成效的本领。如体内的生物合成、能量转换、信息的接受和传递、对外界的识别、导航、定向计算和综合等,显示出许多机器所不可比拟的优越之处。生物的小巧、灵敏、快速、高效、可靠和抗干扰性实在令人惊叹不已。【连接生物与技术的桥梁】 自从瓦特(James Watt,1736~1819)在1782年发明汽机以后,人们在生产斗争中获得了强大的动力。在工业技术方面基本上解决了能量的转换、控制和利用等问题,从而引起了第一次工业革命,各式各样的机器如雨后春笋般的出现,工业技术的发展极大地扩大和增强了人的体能,使人们从繁重的体力劳动解脱出来。随着技术的发展,人们在蒸汽机以后又经历了电气时代并向自动化时代迈进。 20世纪40年代电子计算机的问世,更是给人类科学技术的宝库增添了可贵的财富,它以可靠和高效的本领处理着人们手头上数以万计的各种信息,使人们从汪洋大海般的数字、信息中解放出来,使用计算机和自动装置可以使人们在繁杂的生产工序面前变得轻松省力,它们准确地调整、控制着生产程序,使产品规格精确。但是,自动控制装置是按人们制定的固定程序进行工作的,这就使它的控制能力具有很大的局限性。自动装置对外界缺乏分析和进行灵活反应的能力,如果发生任何意外的情况,自动装置就要停止工作,甚至发生意外事故,这就是自动装置本身所具有的严重缺点。要克服这种缺点,无非是使机器各部件之间,机器与环境之间能够“通讯”,也就是使自动控制装置具有适应内外环境变化的能力。要解决这一难题,在工程技术中就要解决如何接受、转换。利用和控制信息的问题。因此,信息的利用和控制就成为工业技术发展的一个主要矛盾。如何解决这个矛盾呢?生物界给人类提供了有益的启示。 人类要从生物系统中获得启示,首先需要研究生物和技术装置是否存在着共同的特性。1940年出现的调节理论,将生物与机器在一般意义上进行对比。到1944年,一些科学家已经明确了机器和生物体内的通讯、自动控制与统计力学等一系列的问题上都是一致的。在这样的认识基础上,1947年,一个新的学科——控制论产生了。 控制论(Cybernetics)是从希腊文而来,原意是“掌舵人”。按照控制论的创始人之一维纳(Norbef Wiener,1894~1964)给予控制论的定义是“关于在动物和机器中控制和通讯”的科学。虽然这个定义过于简单,仅仅是维纳关于控制论经典著作的副题,但它直截了当地把人们对生物和机器的认识联系在了一起。 控制论的基本观点认为,动物(尤其是人)与机器(包括各种通讯、控制、计算的自动化装置)之间有一定的共体,也就是在它们具备的控制系统内有某些共同的规律。根据控制论研究表明,各种控制系统的控制过程都包含有信息的传递、变换与加工过程。控制系统工作的正常,取决于信息运 行过程的正常。所谓控制系统是指由被控制的对象及各种控制元件、部件、线路有机地结合成有一定控制功能的整体。从信息的观点来看,控制系统就是一部信息通道的网络或体系。机器与生物体内的控制系统有许多共同之处,于是人们对生物自动系统产生了极大的兴趣,并且采用物理学的、数学的甚至是技术的模型对生物系统开展进一步的研究。因此,控制理论成为联系生物学与工程技术的理论基础。成为沟通生物系统与技术系统的桥梁。 生物体和机器之间确实有很明显的相似之处,这些相似之处可以表现在对生物体研究的不同水平上。由简单的单细胞到复杂的器官系统(如神经系统)都存在着各种调节和自动控制的生理过程。我们可以把生物体看成是一种具有特殊能力的机器,和其它机器的不同就在于生物体还有适应外界环境和自我繁殖的能力。也可以把生物体比作一个自动化的工厂,它的各项功能都遵循着力学的定律;它的各种结构协调地进行工作;它们能对一定的信号和刺激作出定量的反应,而且能像自动控制一样,借助于专门的反馈联系组织以自我控制的方式进行自我调节。例如我们身体内恒定的体温、正常的血压、正常的血糖浓度等都是肌体内复杂的自控制系统进行调节的结果。控制论的产生和发展,为生物系统与技术系统的连接架起了桥梁,使许多工程人员自觉地向生物系统去寻求新的设计思想和原理。于是出现了这样一个趋势,工程师为了和生物学家在共同合作的工程技术领域中获得成果,就主动学习生物科学知识。【仿生学的诞生】 随着生产的需要和科学技术的发展,从50年代以来,人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一,自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。人们用化学、物理学、数学以及技术模型对生物系统开展着深入的研究,促进了生物学的极大发展,对生物体内功能机理的研究也取得了迅速的进展。此时模拟生物不再是引人入胜的幻想,而成了可以做到的事实。生物学家和工程师们积极合作,开始将从生物界获得的知识用来改善旧的或创造新的工程技术设备。生物学开始跨入各行各业技术革新和技术革命的行列,而且首先在自动控制、航空、航海等军事部门取得了成功。于是生物学和工程技术学科结合在一起,互相渗透孕育出一门新生的科学——仿生学。 仿生学作为一门独立的学科,于1960年9月正式诞生。由美国空军航空局在俄亥俄州的空军基地戴通召开了第一次仿生学会议。会议讨论的中心议题是“分析生物系统所得到的概念能够用到人工制造的信息加工系统的设计上去吗?”斯梯尔为新兴的科学命名为“Bionics”,希腊文的意思代表着研究生命系统功能的科学,1963年我国将“Bionics”译为“仿生学”。斯梯尔把仿生学定义为“模仿生物原理来建造技术系统,或者使人造技术系统具有或类似于生物特征的科学”。简言之,仿生学就是模仿生物的科学。确切地说,仿生学是研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换、信息控制等各种优异的特征,并把它们应用到技术系统,改善已有的技术工程设备,并创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统的综合性科学。从生物学的角度来说,仿生学属于“应用生物学”的一个分支;从工程技术方面来看,仿生学根据对生物系统的研究,为设计和建造新的技术设备提供了新原理、新方法和新途径。仿生学的光荣使命就是为人类提供最可靠、最灵活、最高效、最经济的接近于生物系统的技术系统,为人类造福。【仿生学的研究方法与内容】 仿生学是生物学、数学和工程技术学相互渗透而结合成的一门新兴的边缘科学。第一届仿生学会议为仿生学确定了一个有趣而形象的标志:一个巨大的积分符号,把解剖刀和电烙铁“积分”在一起。这个符号的含义不仅显示出仿生学的组成,而且也概括表达了仿生学的研究途径。 仿生学的任务就是要研究生物系统的优异能力及产生的原理,并把它模式化,然后应用这些原理去设计和制造新的技术设备。 仿生学的主要研究方法就是提出模型,进行模拟。其研究程序大致有以下三个阶段: 首先是对生物原型的研究。根据生产实际提出的具体课题,将研究所得的生物资料予以简化,吸收对技术要求有益的内容,取消与生产技术要求无关的因素,得到一个生物模型;第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析,并使其内在的联系抽象化,用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型;最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型。当然在生物的模拟过程中,不仅仅是简单的仿生,更重要的是在仿生中有创新。经过实践——认识——再实践的多次重复,才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。这样模拟的结果,使最终建成的机器设备将与生物原型不同,在某些方面甚上超过生物原型的能力。例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力,电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。 仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点,就是整体性。从仿生学的整体来看,它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统。它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态。生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制,它们与外界的联系是密不可分的。生物从环境中获得物质和能量,才能进行生长和繁殖;生物从环境中接受信息,不断地调整和综合,才能适应和进化。长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一,局部与整体的协调与统一。仿生学要研究生物体与外界刺激(输入信息)之间的定量关系,即着重于数量关系的统一性,才能进行模拟。为达到此目的,采用任何局部的方法都不能获得满意的效果。因此,仿生学的研究方法必须着重于整体。 仿生学的研究内容是极其丰富多彩的,因为生物界本身就包含着成千上万的种类,它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。自从仿生学问世以来的二十几年内,仿生学的研究得到迅速的发展,且取得了很大的成果。就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。随着现代工程技术的发展,学科分支繁多,在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究。例如:航海部门对水生动物运动的流体力学的研究;航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航;工程建筑对生物力学的模拟;无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟;计算机技术对于脑的模拟似及人工智能的研究等。在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有:“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等。从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛。仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究,即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来,近些年又出现新的分支,如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。 总之,仿生学的研究内容,从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代,仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来,同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。在其它学科的渗透和影响下,使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变;在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化。生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养,加速科学的发展。闪此,仿生学的科研显示出无穷的生命力,它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。【仿生学的研究范围】 仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。 ◇力学仿生,是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速; ◇分子仿生,是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫; ◇能量仿生,是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程; ◇信息与控制仿生,是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。 模仿人类学习过程,制造出一种称为“感知机”的机器,它可以通过训练,改变元件之间联系的权重来进行学习,从而能实现模式识别。此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。 某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。 仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。 控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。 最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节,而是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。—般认为,在仿生学研究中存在下列三个相关的方面:生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。 由于生物系统的复杂性,搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作,这是限制仿生学发展速度的主要原因。

Q4:仿生学资料!急!

仿生设计学 仿生设计学,亦可称之为设计仿生学(Design Bionics),它是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科,主要涉及到数学、生物学、电子学、物理学、控制论、信息论、人机学、心理学、材料学、机械学、动力学、工程学、经济学、色彩学、美学、传播学、伦理学等相关学科。 仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同,它是以自然界万事万物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象,有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行的设计,同时结合仿生学的研究成果,为设计提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途径。在某种意义上,仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展,是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。 仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的锲合点,使人类社会与自然达到了高度的统一,正逐渐成为设计发展过程中新的亮点。 自古以来,自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在,它们在漫长的进化过程中,为了求得生存与发展,逐渐具备了适应自然界变化的本领。人类生活在自然界中,与周围的生物作“邻居”,这些生物各种各样的奇异本领,吸引着人们去想象和模仿。人类运用其观察、思维和设计能力,开始了对生物的模仿,并通过创造性的劳动,制造出简单的工具,增强了自己与自然界斗争的本领和能力。 人类最初使用的工具——木棒和石斧,无疑是使用的天然木棒和天然石块;骨针的使用,无疑是鱼刺的模仿……所有这些工具的创造、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的,只能说是对自然中存在的物质及某种构成方式的直接模拟,是人类初级创造阶段,也可以说是仿生设计的起源和雏形,它们虽然是比较粗糙的、表面的,但却是我们今天得以发展的基础。 在我国,早就有着模仿生物的事例。相传在公元前三千多年,我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢,以防御猛兽的伤害;四千多年前,我们的祖先“见飞蓬转而知为车”,即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子,做有装成轮子的车。古代庙宇中大殿之前的山门的建造,就其建筑结构来看,颇有点像大象的架势,柱子又圆又粗,仿佛像大象的腿。 我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想。根据秦汉时期史书记载,两千多年前,我国人民就发明了风筝,并且应用于军事联络。春秋战国时代,鲁国匠人鲁班,本名公输般,首先开始研制能飞的木鸟;并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子。据《杜阳杂编》记载,唐朝有个韩志和,“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状,饮啄动静与真无异,以关戾置于腹内,发之则凌云奋飞,可高达三丈至一二百步外,始却下。”西汉时期,有人用鸟的羽毛做成翅膀,从高台上飞下来,企图模仿鸟的飞行。以上几例,足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行,进行了细致的观察和研究,这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”,也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。 我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效。通过对水中生活的鱼类的模仿,古人伐木凿船,用木材做成鱼形的船体,仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹,由此取得水上运输的自由。后来随制作水平提高而出现的龙船,多少受到了不少动物外形的影响。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”,多少有点模仿动物的意思。以上事例说明,我国古代劳动人民早期的仿生设计活动,为开发我国光辉灿烂的古代文明,创造了非凡的业绩。 外国的文明史上,大致也经历了相似的过程。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中,有人用羽毛和蜡做成翅膀,逃出迷宫;还有泰尔发明了锯子,传说这是从鱼背骨和蛇的腭骨的形状受到启示而创造出来的。十五世纪时,德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰,并进行了飞行表演。 一八ОΟ年左右,英国科学家、空气动力学的创始人之一—凯利,模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形,找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线,对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期,法国生理学家马雷,对鸟的飞行进行了仔细的研究,在他的著作《动物的机器》一书中,介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中,发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿,根据鸟类飞行机构的原理,终于制造了能够载人飞行的滑翔机。 后来,设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂,在一战期间,人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示,模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理?虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界,但是不难设想,设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重,使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陆两栖动物,体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势,总结出一套既省力、又快速的游泳动作——蛙泳。另外,为潜水员制作的蹼,几乎完全按照青蛙的后肢形状做成,这就大大提高了潜水员在水中的活动能力。 二、仿生设计的历史 自古以来,自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在,它们在漫长的进化过程中,为了求得生存与发展,逐渐具备了适应自然界变化的本领。人类生活在自然界中,与周围的生物作“邻居”,这些生物各种各样的奇异本领,吸引着人们去想象和模仿。人类运用其观察、思维和设计能力,开始了对生物的模仿,并通过创造性的劳动,制造出简单的工具,增强了自己与自然界斗争的本领和能力。 人类最初使用的工具——木棒和石斧,无疑是使用的天然木棒和天然石块;骨针的使用,无疑是鱼刺的模仿……所有这些工具的创造、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的,只能说是对自然中存在的物质及某种构成方式的直接模拟,是人类初级创造阶段,也可以说是仿生设计的起源和雏形,它们虽然是比较粗糙的、表面的,但却是我们今天得以发展的基础。 在我国,早就有着模仿生物的事例。相传在公元前三千多年,我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢,以防御猛兽的伤害;四千多年前,我们的祖先“见飞蓬转而知为车”,即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子,做有装成轮子的车。古代庙宇中大殿之前的山门的建造,就其建筑结构来看,颇有点像大象的架势,柱子又圆又粗,仿佛像大象的腿。 我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想。根据秦汉时期史书记载,两千多年前,我国人民就发明了风筝,并且应用于军事联络。春秋战国时代,鲁国匠人鲁班,本名公输般,首先开始研制能飞的木鸟;并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子。据《杜阳杂编》记载,唐朝有个韩志和,“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状,饮啄动静与真无异,以关戾置于腹内,发之则凌云奋飞,可高达三丈至一二百步外,始却下。”西汉时期,有人用鸟的羽毛做成翅膀,从高台上飞下来,企图模仿鸟的飞行。以上几例,足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行,进行了细致的观察和研究,这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”,也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。 我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效。通过对水中生活的鱼类的模仿,古人伐木凿船,用木材做成鱼形的船体,仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹,由此取得水上运输的自由。后来随制作水平提高而出现的龙船,多少受到了不少动物外形的影响。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”,多少有点模仿动物的意思。以上事例说明,我国古代劳动人民早期的仿生设计活动,为开发我国光辉灿烂的古代文明,创造了非凡的业绩。 外国的文明史上,大致也经历了相似的过程。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中,有人用羽毛和蜡做成翅膀,逃出迷宫;还有泰尔发明了锯子,传说这是从鱼背骨和蛇的腭骨的形状受到启示而创造出来的。十五世纪时,德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰,并进行了飞行表演。 一八ОΟ年左右,英国科学家、空气动力学的创始人之一—凯利,模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形,找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线,对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期,法国生理学家马雷,对鸟的飞行进行了仔细的研究,在他的著作《动物的机器》一书中,介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中,发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿,根据鸟类飞行机构的原理,终于制造了能够载人飞行的滑翔机。 后来,设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂,在一战期间,人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示,模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理?虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界,但是不难设想,设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重,使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陆两栖动物,体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势,总结出一套既省力、又快速的游泳动作——蛙泳。另外,为潜水员制作的蹼,几乎完全按照青蛙的后肢形状做成,这就大大提高了潜水员在水中的活动能力。 三、仿生设计的发展 到了近代,生物学、电子学、动力学等学科的发展亦促进了仿生设计学的发展。以飞机的产生为例: 在经过无数次模仿鸟类的飞行失败后,人们通过不泄的努力,终于找到了鸟类能够飞行的原因:鸟的翅膀上弯下平,飞行时,上面的气流比下面的快,由此形成下面的压力比上面的大,于是翅膀就产生了垂直向上的升力,飞的越快,升力越大。 1852年,法国人季法儿发明了气球飞船;1870年,德国人奥托.利连塔尔制造了第一架滑翔机。利连塔尔是十九世纪末的一位具有大无畏冒险精神的人,他望着家乡波美拉尼亚的鹳用笨拙的翅膀从他房顶上飞过,他坚信人能飞行。1891年,他开始研制一种弧形肋状蝙蝠翅膀式的单翼滑翔机,自己还进行试飞;此后五年,他进行了2000多次滑翔飞行,并同鸟类进行了对比研究,提供了很有价值的资料。资料证明:气流流经机翼上部曲面所走路程,比气流流经机翼下平直表面距离较长,因而也较快,这样才能保证气流在机翼的后缘点汇合;上部气流由于走的较快,它就较为稀薄,从而产生强大吸力,约占机翼升力的三分之二大小;其余的升力来自翼下气流对机翼的压力。 19世纪末,内燃机的出现,给了人类有史以来一直梦寐以求的东西:翅膀。不用说这种翅膀是笨拙的、原始的和不可靠的,然而这却是使人类能随风伴鸟一起飞翔的翅膀。 莱特兄弟发明了真正意义上的飞机。在飞机的设计制作过程中,怎样使飞机拐弯和怎样使它稳定一直困绕着他们。为此,莱特兄弟又研究了鸟的飞行。例如,他们研究鶙鵳怎样使一只翅膀下落,靠转动这只下落的翅膀保持平衡;这只翅膀上增大的压力怎样使鶙鵳保持稳定和平衡。这两个人给他们的滑翔机装上翼梢副翼进行这些实验,由地面上的人用绳控制,使之能转动或弯翘。他们的第二个成功的实验是用操纵飞机后部一个可转动的方向舵来控制飞机的方向,通过方向舵使飞机向左或向右转弯。 后来,随着飞机的不断发展,它们逐渐失去了原来那些笨重而难看的体形,它们变的更简单,更加实用。机身和单曲面机翼都呈现出象海贝、鱼和受波浪冲洗的石头所具有的自然线条。飞机的效率增加了,比以前飞的更快,飞的更高。到了现代,科学高度发展但环境破*、生态失衡、能源枯竭,人类意识到了重新认识自然,探讨与自然更加和谐的生存方式的高度紧迫感,亦认识到仿生设计学对人类未来发展的重要性。特别是一九六Ο年秋,在美国俄亥俄州召开了第一次仿生学讨论会,成为仿生学的正式诞生之日。 此后,仿生技术取得了飞跃的发展,并获得了广泛的应用。仿生设计亦随之获得突飞猛进的发展,一大批仿生设计作品如智能机器人、雷达、声纳、人工脏器、自动控制器、自动导航器等等应运而生。 近代,科学家根据青蛙眼睛的特殊构造研制了电子蛙眼,用于监视飞机的起落和跟踪人造卫星;根据空气动力学原理仿照鸭子头形状而设计的高速列车;模仿某些鱼类所喜欢的声音来诱捕鱼的电子诱鱼器;通过对萤火虫和海蝇地发光原理的研究,获得了化学能转化为光能的新方法,从而研制出化学荧光灯等等。 目前,仿生设计学在对生物体几何尺寸及其外形的模仿同时,还通过研究生物系统的结构、功能、能量转换、信息传递等各种优异特征,并把它运用到技术系统中,改善已有的工程设备,并创造出新的工艺、自动化装置、特种技术元件等技术系统;同时仿生设计学为创造新的科学技术装备、建筑结构和新工艺提供原理、设计思想或规划蓝图,亦为现代设计的发展提供了新的方向,并充当了人类社会与自然界沟通信息的“纽带”。 对人脑的探索,可以展望未来的电子计算机有可能具有生物原理的功能。同它相比,现在的电子计算机只能作为算盘。 对植物光合作用的研究,将为延长人类的寿命、治疗疾病提供一个崭新的医学发展途径。 对生物体结构和形态的研究,有可能使未来的建筑、产品改变模样。使人们从“城市”这个人造物理环境中重新回归“自然”。 信天翁是一种海鸟,它具有淡化海水的器官——“去盐器”。对其“去盐器”的结构及其工作原理的研究,可以启发人们去改善旧的或创造出新的海水淡化装置。 白蚁能把下去的木质转化为脂肪和蛋白质,对其机理的研究,将会对人工合成这些物质有所启发。 同时仿生设计亦可对人类的生命和健康造成巨大的影响。例如人们可以通过仿生技术,设计制造制造出人造器官,如血管、肾、骨膜、关节、食道、气管、尿道、心脏、肝脏、血液、子宫、肺、胰、眼、耳以及人工细胞。专家预测,在本世纪中后期,除脑以外人的所有器官都可以用人工器官代替。例如,模拟血液的功能,可以制造、传递养料及废物,并能与氧气及二氧化碳自动结合并分离的液态碳氢化合物人工血;模拟肾功能,用多孔纤维增透膜制成血液过滤器,也就是人工肾;模拟肝脏,根据活性碳或离子交换树脂吸附过滤有毒物质,制成人工肝解毒器;模拟心脏功能,用血液和单向导通驱动装置,组成人工心脏自动循环器。 随着对宇宙的开发、认识,又将使人类不但认识宇宙中新形式的生命,而且将为人类提供崭新的设计,创造出地球上前所未有的新的装置…… 仿生设计学的特点与研究内容 仿生设计学是仿生学与设计学互相交叉渗透而结合成的一门的边缘学科,其研究范围非常广泛,研究内容丰富多彩,特别是由于仿生学和设计学涉及到自然科学和社会科学的许多学科,因此也就很难对仿生设计学的研究内容进行划分。这里,我们是基于对所模拟生物系统在设计中的不同应用而分门别类的。归纳起来,仿生设计学的研究内容主要有: 1、形态仿生设计学研究的是生物体(包括动物、植物、微生物、人类)和自然界物质存在(如日、月、风、云、山、川、雷、电等)的外部形态及其象征寓意,以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中。 2、功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的功能原理,并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系统,以促进产品的更新换代或新产品的开发。 3、视觉仿生设计学研究生物体的视觉器官对图象的识别、对视觉信号的分析与处理,以及相应的视觉流程;他广泛应用与产品设计、视觉传达设计和环境设计之中。 4、结构仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的内部结构原理在设计中的应用问题,适用与产品设计和建筑设计。研究最多的是植物的茎、叶以及动物形体、肌肉、骨骼的结构。 从国内外仿生设计学的发展情况来看,形态仿生设计学和功能仿生设计学是目前研究的重点。在本文中,还将着重介绍形态仿生学和功能仿生设计学的一些情况。 作为一门新兴的边缘交叉学科,仿生设计学具有某些设计学和仿生学的特点,但他又有别与这两门学科。具体说来,仿生设计学具有如下特点: 1、 艺术科学性 仿生设计学是现代设计学的一个分支、一个补充。同其它设计学科一样,仿生设计学亦具有它们的共同特性——艺术性。鉴于仿生设计学是以一定的设计原理为基础、以一定的仿生学理论和研究成果为依据,因此具有很严谨的科学性。 2、 商业性 仿生设计学为设计服务,为消费者服务,同时优秀的仿生设计作品亦可刺激消费、引导消费、创造消费。 3、 无限可逆性 以仿生设计学为理论依据的仿生设计作品都可以在自然界中找到设计的原型,该作品在设计、投产、销售过程中所遇到的各种问题又可以促进仿生设计学的研究与发展。仿生学的研究对象是无限的,仿生设计学的研究对象亦是无限的;同理,仿生设计的原型也是无限的,只要潜心研究大自然,我们永远不会有江郎才尽的一天。 4、 学科知识的综合性 要熟悉和运用仿生设计学,必须具备一定的数学、生物学、电子学、物理学、控制论、信息论、人机学、心理学、材料学、机械学、动力学、工程学、经济学、色彩学、美学、传播学、伦理学等相关学科的基本知识。 5、 学科的交叉性 要深入研究和了解仿生设计学,必须在设计学的基础上,既要了解生物学、社会科学的基础知识,又要对当前仿生学的研究成果有清晰的认识。它是产生于几个学科交叉点上的一种新型交叉学科。 五、仿生设计学的研究方法 仿生设计学的研究方法主要为“模型分析法”: 1、创造生物模型和技术模型 首先从自然中选取研究对象,然后依此对象建立各种实体模型或虚拟模型,用各种技术手段(包括材料、工艺、计算机等)对它们进行研究,做出定量的数学依据;通过对生物体和模型定性的、定量的分析,把生物体的形态、结构转化为可以利用在技术领域的抽象功能,并考虑用不同的物质材料和工艺手段创造新的形态和结构。 ① 从功能出发、研究生物体结构形态——制造生物模型。 找到研究对象的生物原理,通过对生物的感知,形成对生物体的感性认识。从功能出发,研究生物的结构形态,在感性认识的基础上,除去无关因素,并加以简化,提出一个生物模型。对照生物原型进行定性的分析,用模型模拟生物结构原理。目的是研究生物体本身的结构原理。 ② 从结构形态出发,达到抽象功能——制造技术模型 根据对生物体的分析,做出定量的数学依据,用各种技术手段(包括材料、工艺等)制造出可以在产品上进行实验的技术模型。牢牢掌握量的尺度,从具象的形态和结构中,抽象出功能原理。目的是研究和发展技术模型本身。 2、可行性分析与研究 建立好模型后,开始对它们进行各种可行性的分析与研究: ① 功能性分析 找到研究对象的生物原理,通过对生物的感知,形成对生物体的感性认识。从功能出发,对照生物原型进行定性的分析。 ② 外部形态分析 对生物体的外部形态分析,可以是抽象的,也可以是具象的。在此过程中重点考虑的是人机工学、寓意、材料与加工工艺等方面的问题。 ③ 色彩分析 进行色彩的分析同时,亦要对生物的生活环境进行分析,要研究为什么是这种色彩?在这一环境下这种色彩有什么功能? ④ 内部结构分析 研究生物的结构形态,在感性认识的基础上,除去无关因素,并加以简化,通过分析,找出其在设计中值得借鉴合利用的地方。 ⑤ 运动规律分析 利用现有的高科技手段,对生物体的运动规律进行研究,找出其运动的原理,针对性的解决设计工程中的问题。 当然,我们还可以就生物体的其它方面进行各种可行性分析。 -------------------------------------------------------------------------------- -- 作者:文丐 -- 发布时间:2004-9-15 7:41:15 -- 仿生搓洗引爆洗衣机新革命 仿生是高科技的代名词,它是指运用尖端的科学技术,来模仿生物的各种官能感觉和思维判功能,更加有效地为人数服务。各国都在不遗余力地加大在仿生学方面的研究。可以说,仿生学研究程度的高低,是国家综合国力的重要标志之一。荣事达集团研制开发的“仿生搓洗”全自动洗衣机最近推向市场,将仿生技 术运用于洗衣机领域,产生了革命性的影响。 据了解,这种洗衣机首先具有神经智能网络功能,可以模仿人的恩维判断能力,根据衣物的重量、质地、脏污程度来自行决定洗涤程序、洗涤时间和水位的高低,从而达到最佳的洗涤状态。其次,具有搓衣板的功能。洗衣机内的搓洗棒能够像手一样随心所欲地来回搓动,这种搓动被控制在300度以内,能够保证把衣服洗干净又防止衣服缠绕。三是它去除了传统洗衣机因机械传动装置所包含的机械连杆、曲柄、齿轮等部件转动所带来的噪音,采用直流永磁无刷电机直接驱动,有效地防止噪音的产生。 直流永磁无刷电机可节电50% 采用直流永磁无刷电机,在电子驱动器的控制下可实现无级调速,并可精确地控制搓洗棒每次转动的次数和角度。因此,不同的衣物质地、脏污程度可以设定不同的洗涤程序,有效地模仿了人工搓洗的快慢节奏和力度,实现“仿生”搓洗。另外,采用直流永磁电机比采用交流电机节电50%。 电子刹车技术把噪音降到最低 有洗衣机的消费者会有因噪音大而烦恼的体会,他们在换购洗衣机时总希望拥有一台没有噪音的洗衣机。“仿生搓洗”洗衣机则恰好能满足这一点。 这主要是因为“仿生搓洗”洗衣机采用电子擎实现电子刹车,刹车时由电机本身迅速降速,从而避免了像其他洗衣机采用机械摩擦刹车时产生的噪音和振动,实现了静音运转。 搓洗棒确保洗涤过程中不产生碎屑 有洗衣机使用经验的消费者知道,洗衣机的洗涤桶上部都有一个过滤网,用来过滤衣物在洗涤时产生的碎屑。但是“仿生搓洗”洗衣机却没有这种过滤网,为什么呢?业内专家解释,这是因为“仿生搓洗”洗衣机的内部构造根本有别于波轮式和滚筒式洗衣机。“仿生搓洗”洗衣机采用的驱动擎是竖立的搓洗棒,能够使动能从中央向四周传递。当洗衣机启动时,搓洗棒带动衣物沿着桶壁运动的角度不超过300度,有效避免了衣物因连续旋转而形成的缠绕,以及与桶壁摩擦产生的碎屑,洗得干净、不缠绕、无摩擦,当然不需要过滤网。衣物沿桶壁来回运动与衣物在搓衣板上的来回运动极其相似,并能达到手洗效果,“仿生搓洗”洗衣机也由此得名。 (选自《精品购物指南 》) -------------------------------------------------------------------------------- -- 作者:枯藤老树 -- 发布时间:2004-9-20 17:56:29 -- 论仿生制造 师 汉 民 摘 要 阐明制造过程与生命现象之间的相似之处:基于自组织机制的有序化、基于信息模型的个体复制,以及通过进化过程形成的高度适应性。论述仿生制造的基本内涵,指出现代制造科学应该从生命现象及生命科学中学习与借鉴的主要内容,它们包括完善的信息技术、由基因控制的生长型的加工成形方法、性能超群的有机材料、奇妙的生物智能、高效的寻优与趋优方法,以及先进的组织结构和运行模式。提出关于加强学科间的联合,促进仿生制造技术研究的建议。 -- 结构构件 对于构件,在截面面积相同的情况下,把材料尽可能放到远离中和轴的位置上,是有效的截面形状。有趣的是,在自然界许多动植物的组织中也体现了这个结论。例如:“疾风知劲草”,许多能承受狂风的植物的茎部是维管状结构,其截面是空心的。支持人承重和运动的骨骼,其截面上密实的骨质分布在四周,而柔软的骨髓充满内腔。在建筑结构中常被采用的空心楼板、箱形大梁、工形截面钣梁以及折板结构、空间薄壁结构等都是根据这条结论得来的。 -- 斑马 斑马生活在非洲大陆,外形与一般的马没有什么两样,它们身上的条纹是为适应生存环境而衍化出来的保护色。在所有斑马中,细斑马长得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圆又大,条纹细密且多。斑马常与草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鸵鸟等共外,以抵御天敌。人类将斑马条纹应用到到军事上是一个是很成功仿生学例子。

Q5:有关地震的资料

Q6:八年级政治上册的复习提纲《资料》(教育科学出版社)。

八年级思想品德期末复习大纲第一册第一单元爱一个家庭第一课屋檐下爱父母、孝敬父母是中华民族的传统美德。1.家庭的意义:P5 2。家庭类型:核心家庭、主家庭、单亲家庭和联合家庭3。建立家庭关系:结婚、生育、收养和再婚。4.你如何理解和父母的感情?P6 5。孝敬父母(1)孝敬父母是中华民族的传统美德;(2)尊重父母是道德和法律的要求,也是我们义不容辞的责任。(3)尊重父母是指孩子尊重、服务、支持父母。最重要的是尊重和爱父母。(3)我们应该如何孝敬父母?P16 6。几个重要认识: (1)当父母做了不道德或违法的事情时,我们该怎么办?P17 (2)我们应该如何对待父母和长辈?为什么呢?第二课我和父母交朋友。青春期我们和父母发生矛盾的原因是什么?(1)进入青春期,我们有自己的思想,渴望独立,渴望关注,甚至挑战父母的权威;(2)父母还把我们当孩子,不安、唠叨、责备,矛盾就产生了。2.如何正确认识我们和父母之间的矛盾?P21 3。代沟与逆反心理(1)我们与父母之间的年龄差距是造成代沟的直接原因,代沟的本质是年龄差距背后所反映的多重代际差异。(1)逆反心理的主要表现:P21 (2)如何正确认识我们的逆反心理?P21 4。如何正确看待代沟和与父母的矛盾?(1)走进父母,亲近父母,努力跨越代沟,与父母携手同行;(2)学会与家长沟通讨论。通过讨论,找出分歧,找到双方都能接受的解决方案。通过沟通,我们可以得到父母的理解,甚至改变他们的看法。(3)掌握与家长沟通的要领:互相理解是前提,尊重理解是关键。理解父母的有效方式是换位思考,沟通的结果是求同存异。5.与父母互动的艺术:(1)欣赏父母,相处无烦恼;(2)认真倾听,相互相处,避免误解;(3)帮助父母无障碍相处;(4)在家庭沟通中,不要和父母计较太多。即使你的父母错了,你也应该原谅他们,你不能为了输赢而竞争。第二单元老师和朋友一起散步第三课同伴的手牵手1。人际交往的意义:只有积极与同学交流,友谊之树才能常青,才能自我开放,我们的性格才会更加开朗,我们的生活才会更加精彩。2.一个受欢迎的人应该具备的品质:真诚、善良、负责、热情、友好、幽默等。3.如何认识友谊?朋友带给我们温暖、支持和力量,我们应该珍惜友谊。至于友谊,要认真理性地把握,才能获得更多的朋友和真正的友谊。4.交友原则:(1)平等互惠,(2)宽容理解;(2)交朋友时,不能以原则为代价来维持所谓的友谊;(3)乐于交好朋友,交好朋友。5.青春期男女交往(1)为什么要和异性交往?(2)男生女生如何正常健康互动?(1)要尊重对方,也要自重;既要敞开自己,又要掌握分寸;积极热情,注意沟通的方式、场合、时间和频率。6.青春期情感(1)认知:青春期后,男女生有情有爱是正常的、自然的、美好的。(2)如何看待?男女生之间的情感要谨慎对待,理性处理,学会选择,学会承担责任,学会保护自己。第四课老师和我一起成长1。认识老师(1)师生沟通的重要性:师生沟通不仅影响我们的学习质量,也影响我们的身心发展。尊敬老师是我们应有的品格。(2)教师是人类文明的传播者,是人类灵魂的工程师。即使在信息技术飞速发展的今天,教师的作用仍然不可替代。
(3)老师教给我们做人的道理,解除我们的烦恼和烦恼。老师不仅教我们知识,还教我们学习方法,激发我们的学习热情。老师在我们的成长中起着不可替代的作用。(4)与老师建立和谐的师生关系,让他们快乐学习,进步更快。2.师生互动新理念:新型师生关系是建立在民主平等基础上的。师生人格平等,互相尊重,互相学习,互相借鉴。老师是我们学习的伙伴、指导者和参与者,是我们的朋友。3.主动沟通是师生沟通的前提,沟通产生理解,理解产生信任。4.与老师沟通的具体方法:(1)站在老师的角度看问题,学会换位思考;(2)正确对待老师的表扬和批评,有就纠正,没有就鼓励;(3)原谅老师的错误,用恰当的方式指出老师的错误,不伤害老师;(4)对老师有礼貌;(5)注意场合;(6)把握分寸。第三单元我们在世界各地的朋友第五课多元文化的“地球村”1。不同国家的文化差异:美国肯德基——郁金香荷兰埃菲尔铁塔——法国长城——中国和服——日本悉尼歌剧院——澳大利亚鸟巢3354泰国金字塔3354埃及泰姬陵-印度马卡龙——意大利探戈3354阿根廷足球3354巴西2。不同国家、不同民族的文化,没有优劣之分。我们应该以平等的方式与其他国家和民族的人交流,尊重我们自己和其他文化的价值。3.如何看待不同文化之间的差异?P60第六课网络传播的新时空1。网络传播的特点:无限性、双面性、先进性、危险性。2.网络传播的两面性:(1)优势:快捷方便,扩大了传播范围,开阔了视野,实现了自身价值等。(2)负面影响:长时间上网影响身心健康,沉迷网络而疏于学习,诱惑诈骗,违法违纪等。3.网络成瘾者的心理成因:(P71) 4。网络传播中如何保护自己?(P72) 5。网络交流应该遵守哪些规则?(1)在网络上不能为所欲为,(2)在网络交往中要遵守道德,(3)在网络上要遵守法律。6.如何文明上网?(p74 ~ 75) 7。我们青少年在应对网络传播时应该怎么做?作为青少年,一定要树立远大理想,勤奋学习,勤于思考,把网络作为先进的工具,作为生活的补充。一定要自觉规范自己的网络行为,依法上网,文明上网。网,努力净化网络环境,让其成为人们生活学习的另一个空间。 第四单元 交往艺术新思维 第七课 友好交往礼为先 1、礼貌和礼仪是个人素养最直接的外现形式,也是交往的最前沿。做到言谈举止彬彬有礼,是我们赢得别人尊重的前提,也是成功交往的条件之一。 2、文明礼貌的重要性:(P79) 3、语言文明、态度亲和、举止端庄是与人友好交往必备的素养,也是礼貌待人的体现。 4、礼貌用语的要求: (1)说话和气,不强词夺理,不恶语伤人; (2)谈吐文雅,不说粗话脏话; (3)与人交谈时,要谦逊、尊重对方,多用商量的口吻说话,不要盛气凌人,也不要说大话。 5、社交活动要注意的问题: 一是容貌清洁,二是服装整洁、美观、大方,三是举止规范。 6、礼仪的重要性: 礼仪不仅仅是一种形式,而且是一个人、一个集体乃至一个国家精神文明的象征。自觉做到讲礼仪,不仅关系到我们自身的形象,而且直接关系到周围的人,关系到我们的集体,甚至关系到我们民族和国家的形象。 7、按礼仪要求做的好处:(P84) 8、如何对待传统礼仪?如何对待少数民族的礼仪?(P87、P88) 第八课 竞争合作求双赢 1、竞争的积极作用和消极作用:(P90) 2、对忌妒心理的认识:忌妒心理是一种微妙、强烈而又隐蔽的消极情感,是拿别人的成绩惩罚自己的消极心理,对我们发展有很大的危害。 3、竞争过程中必须遵守的基本准则是道德和法律。 4、竞争的目的在于超越自我,开发潜能,激发学习热情,提高工作效率,取长补短,共同进步。 5、合作与共享的关系:合作是共享的基础,共享是合作的必然结果。 6、合作的核心是发扬集体主义精神。 7、“863精神”的核心是“团结协作的奉献精神” 8、合作的重要性: 合作能聚集力量、启发思维、开阔视野、激发创造性,并能培养同情心、利他心和奉献精神一个具有合作精神、合作能力的人,也容易获得他人的支持和帮助获得成功。 9、合作中竞争的内涵: 一方面,团体的通力合作鼓励各个成员间相互竞争;另一方面,成员间相互竞争促进团体竞争力的提高。 10、怎样在合作中竞争?(P96) 11、全新的竞争理念:(P97) 12、如何面对成功与失败?(P97) 13、在合作中竞争,在竞争中合作的关系:(P98) 14、竞争中合作的真谛是什么?(P98) 15、在竞争和合作中如何处理好与他人的关系?(P98) 16、什么是团队精神? 17、团队精神的核心是集体主义,是合作共享,乐于奉献,是个人利益服从集体利益。 第九课 心有他人天地宽 宽容是中华民族的传统美德,也是当代人必备的道德品质。 1、“和而不同”,求同存异,是我们宽容合作的基础。 2、为什么说善于宽容利人利己?(P104) 3、宽容是有原则的,不能盲目。对家人、同学、朋友,不能斤斤计较,而要宽厚待人、与人为善。当然,我们决不迁就“坏人”“恶人”。在原则问题上不能让步。 3、“己所不欲,勿施于人”的含义:P105 4、关心他人、尊重他人、理解他人是“己所不欲,勿施于人”的实质所在。 5、换位思考、与人为善的实质,就是设身处地地为他人着想,即想人所想,理解至上。 6、换位思考是人对人的一种心理体验过程。将心比心、设身处地,是达成谅理解不可缺少的心理机制。 平等是人类追求的永恒主题,尊重是现代文明的基石。 7、对平等的认识:人与人之间的平等,集中表现在人格和法律地位上的平等。在人格上,每个人都是具有独立意识的主体,都有做人的尊严,都不容轻视。在法律地位上,每个人都平等地享有法定的权利,平等地履行法定的义务。 8、什么是弱势群体?帮助他们,我们能做些什么? 弱势群体是对社会上处于不利地位的人群的总称。如:残疾人、女性、老年人、未成年人。 对待他们,我们首先应平等对待他们,尊重他们的人格尊严;其次,应尽力帮助他们,自觉维护他们的合法权益。 9、尊重他人要求我们做到礼貌待人、平等待人、诚信待人、友善待人,充分理解他人。 10、尊重社会的表现:(P112) 11、尊重自然的核心是保护环境。人类来自自然,人类的生存离不开自然的恩赐,人类有义务尊重自然,否则,就会受到它的惩罚。保护环境是我国长期的基本国策。 第十课 诚信做人到永远 诚实守信是中华民族的传统美德。诚信是为人处事的基本原则。 1、什么是诚信?P115 2、“君子一言,驷马难追”和“人而无信,不知其可也”的含义。(P115、P116) 3、对人守信,对事负责是诚信的基本要求,恪守信用落实到行动上,即表现为一种积极负责的态度。“做老实人,办老实事”是人们崇尚的行为准则。实实在在做事是个人得以立足、事业得以成功的保证。 4、践约守信是我们诚实做人的核心。 5、诚实和信任的关系。(P119) 6、诚信守则 (1)坚持实事求是; (2)在涉及到利益冲突时,诚信守则要求我们站在多数人利益一边; (3)在眼前利益与长远利益冲突时,诚信守则要求我们站在长远利益一边; (4)在情与法的冲突中,诚信守则要求我们站在法律一边。 7、如何处理对人诚实与尊重隐私的关系?(P122) 8、诚信与说谎是水火不相容的。“善意的谎言”是不诚信吗?为什么?(P123) 9、诚信的核心是善

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