蚊子仿生针头 (蚊子苍蝇仿生学发明)

蚊子的仿生发明,蚊子仿生学发明设计

提起达·芬奇,相信大多数朋友都不会陌生,他不仅在绘画、雕塑方面有显著成就,还涉及音乐学、医学、生物学、科学甚至建筑学,在其不到七十年的生涯中,这位卓绝聪颖的天才几乎涉足当时人类所能想到的各个领域,并且留下了至今仍对人类社会有着巨大启发的成果。

曾有人戏谑地推测,达·芬奇会不会是从现代社会“穿越”过去的?仿佛只有这样才能解释他那天才般的存在。2003年BBC曾推出一版关于达·芬奇的纪录片,其中讲到了他鲜为人知的童年经历。

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BBC纪录片《Leonardo》

达·芬奇出生在意大利佛罗伦萨西北部的芬奇小镇,从小没有很好地接受正统教育,但这没有阻止他学习和思考的步伐,没有课业束缚的达·芬奇便与大自然为师为友,神奇的大自然时时刻刻满足他无穷的想象,奇妙的景与物透过眼睛印记在脑海当中,从心底滋生出无尽的好奇,好奇引发创造欲,创造改变世界。

据记载, 由于着迷飞行现象,达·芬奇作了鸟类飞行的详细研究,同时策划了数部飞行机器,包括了以4个人力运作的直升机以及轻型滑翔翼。公元1496年1月3日,他曾测试了一部自制飞行机器但失败。

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达·芬奇手稿

虽然达·芬奇的实验失败了,但这表明大自然为人类的发明创造提供了源源不断的灵感,它是我们思考的中心,为我们提供可以借鉴的榜样。而且,大自然也是仿生学产生和发展的基础。

说到仿生学,很定有人好奇仿生学是什么?它又是如何在各个领域发挥其重要作用呢?你也许能在乐乐趣科普绘本《神奇仿生学 人类如何从自然中汲取灵感》中找到答案。

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[法]塞拉芬·梅努 文 [法]艾玛纽埃尔·沃克 图 于晓悠 译适读年龄:3-9岁

近年来,仿生学一词越来越频繁地被大家讨论,在知其所以然之前我们应该做到知其然,那么我们就必须搞清楚......

什么是仿生学?

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“仿生”一词来自希腊语bio(生命)和mimesis(模仿),后来被定义为一门研究生态系统和生物组织,并将其解决方案和策略应用于人类环境的学科。

虽说“仿生学”是一个新兴词汇,但从大自然中汲取灵感却并不是什么新鲜事!从古至今,人类一直在观察周边环境的运作方式,并把观察到的现象应用在实际生活中。在古代,大自然同时激发了科学和艺术。

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比如,古巴比伦人通过观察太阳在天空中的运行来测量时间,并创造出最初的日晷。

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再比如牛顿通过在树下观察掉落的苹果,提出了万有引力定律。还有在文章开头就出现的天才达·芬奇曾在文艺复兴时期受到鸟的启发,绘制了扑翼机图稿——一种可以让人类飞行的机械装置。

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这些案例告诉我们可以通过观察来理解和认知大自然,然后以此为基础拓展。

运用在各大领域中的仿生学

《神奇仿生学 人类如何从自然中汲取灵感》涉及科学、医学、服装、建筑、设计等5大领域22个“仿生学”实例,全方位、多领域讲述人类是如何模仿大自然,不断创造和发展。书中列举了常见的魔术贴、手表、胶水、自洁门窗、LED灯泡、飞机等,这些都与仿生学有密切关系,可以让小朋友们对仿生学有一个直观和切实的认识。

仿生学和科学

在科学领域,大自然提供了取之不尽的灵感,它是很多技术创新的基础,也是无数奇思妙想的源泉!

从贻贝到胶水

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你知道吗?工业木材粘合胶和医用生物粘合剂都是人类在观察贻贝后研发出来的。这些软体动物有着令人难以置信的黏合力,它们牢固地粘在礁石上,连洋流也不能让它们移动分毫!人类正是通过观察贻贝释放到水中的粘性细丝——足丝,才产生了开发和营销类似产品的想法。

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至于和胶水同一家族的胶黏剂,也是人类通过观察大自然而研发的产品。科研人员长时间研究壁虎的爪子,开发出了黏性超强的胶带。这种“小蜥蜴”可以挂在墙上几个小时而不掉下来。

除此之外,还有我们较为熟悉的,从萤火虫身上得到灵感从而发明的发光二极管,即LED,以及熟练回声定位的蝙蝠启发我们而发明创造的雷达......

仿生学和医学

科学发现一直在推动医学进步,并且每一次取得的成果都举足轻重,这些成果直接延长了人类的寿命,改善了人类的生活。

蚊子的口器和医用针头

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蚊子的口器接触人类皮肤时,不会给人带来痛感,也就是说,当蚊子叮咬我们的那一瞬间,我们什么都感觉不到。

日本研究人员受此启发,研制出了一种圆锥形而非圆柱形的医用针头。如果他们的产品广泛进入市场,那我们今后在采血和打疫苗时,或许就不会再感到疼痛了。

仿生学和服装

荷花与纺织工业

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“出淤泥而不染”的荷花为纺织工业提供了灵感。水滴流过荷花的花瓣,带走灰尘,使它一尘不染。科研人员据此研制出了自洁门窗和一些淋浴屏。

仿生学、设计和建筑

人类有很多试图将自然与建筑结合起来的尝试。

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西班牙建筑大师安东尼·高迪在巴塞罗那设计了很多建筑,比如著名的圣家族大教堂和巨大的奎尔公园。他的设计灵感也来源于大自然——建筑物的外墙起伏不平,墙壁蜿蜒曲折且布满鳞片状结构,窗框则呈现出动物骨骼的样子。

交通运输领域的设计也从大自然中汲取了灵感。

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交通运输领域的设计也从大自然中汲取了灵感。日本新干线高速列车的车头形状是根据翠鸟喙的外形来设计的,这让列车速度更快,同时又显著降低了耗电量!而且,它是世界上最安静的列车,它的设计者受到猫头鹰无声飞行的启发,让它可以低噪音行驶。

未来仿生学

现在,我们可以明白大自然自身拥有可持续发展的规律,而我们可以从中借鉴,为未来可能出现的问题创造解决方案!

现代社会的人们在长期远离自然之后,又再次转向自然,希望可以为未来社会找到启发和灵感。观察和模仿大自然能够帮助我们与它步调一致,从而过上更安全、可持续的生活。

《神奇仿生学》带给孩子什么?

仿生学已经在众多领域里的专家研究之下得到了如此广泛的应用,和我们的衣食住行等也息息相关,在部编版小学语文四年级课本里也出现了仿生学相关的内容。

面对如此庞杂的知识体量,如何选择一本知识点覆盖面广且插画精美的科普绘本给学龄小朋友们,就显得至关重要。

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《神奇仿生学 人类如何从自然中汲取灵感》除了知识丰富,贴近生活,独具艺术感的插图也为本书增色不少。插图作者艾玛纽埃尔·沃克曾经就读于加拿大的维耶蒙特利尔学校,学习2D动画,后来又在巴黎的戈布兰图像学校专攻2D和3D电影指导。

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艾玛纽埃尔·沃克于2016年获得博洛尼亚最佳童书奖提名,同年获陈伯吹国际儿童文学奖最佳图画书奖,于2019年获得ELCAF(东伦敦漫画和艺术节)公共选择奖,现多为国际知名品牌与出版商提供插画创作。她为本书创作的插图同样极具个人艺术风格,画面色彩丰富,构图也充满设计感。

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比如在书中这一页,作者并没有使用传统的作画方式来表现文本中出现的“森林、海洋”等生态系统,而是选择了它们的代表色及元素来体现:深蓝色是海洋,浅蓝色代表河流,深绿色有青草元素的是草原,浅绿色带有树丛元素的则是森林......

这些色块交错融合在一起,作者使用极简的表现手法,将具象的的图案意义与抽象的色块相互结合,象征构成自然的力量和自然本身,同时为读者提供了无限的想象空间,可谓新奇巧妙,未来感十足。

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艾玛其他作品

仿生的基础源于大自然,人类从神奇的大自然中汲取灵感,不断创造出推动社会进步的物品、机械、医疗装置、建筑、交通工具等等。

达·芬奇曾说,“去学习大自然,那是我们的未来”,《礼记·大学》也曾提到,“致知在格物,物格而后知至”,意在传达只有善于推究事物的原理,方能获得知识与智慧的理念。大自然从未停止给我们带来惊喜,只有人与大自然和谐相处,才能一步步创造出更加美好的明天。