Necesito 100 palabras de información sobre los murciélagos.

Los murciélagos son los únicos mamíferos que han desarrollado la capacidad de volar verdaderamente, y existen más de 900 especies. La mayoría de ellos también tienen sistemas auditivos direccionales (o ecolocalización) agudos. La mayoría de los murciélagos se alimentan de insectos. Debido a que los murciélagos comen 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 América tropical se alimentan de sangre de mamíferos y aves grandes. Estos murciélagos a veces transmiten la rabia. Los murciélagos se distribuyen por todo el mundo. En los trópicos, los murciélagos son tan abundantes que forman grandes colonias en los hogares y edificios públicos. Los murciélagos varían mucho en tamaño corporal. El zorro volador vampiro más grande tiene una envergadura de 1,5 metros, mientras que el murciélago nariz de cerdo de Kitty tiene una envergadura de sólo 15 centímetros. Los murciélagos también varían mucho en color, textura del pelaje y apariencia facial. Las alas de murciélago evolucionaron a partir de las extremidades anteriores durante la evolución. A excepción del pulgar, cada dedo de la extremidad anterior es extremadamente alargado y una membrana voladora se extiende hacia abajo desde el antebrazo y la parte superior del brazo hasta el costado del cuerpo hasta el tobillo de la extremidad inferior. El pulgar tiene una garra al final. La mayoría de los murciélagos también tienen una membrana de dos capas entre las patas, que consiste en piel oscura expuesta. El hocico de un murciélago se parece al de un roedor o un zorro. El oído externo se proyecta hacia adelante y suele ser muy grande y móvil. Muchos murciélagos también tienen lóbulos nasales, que están hechos de piel y tejido conectivo que rodean o se agitan por encima de las fosas nasales. Se cree que el lóbulo nasal influye en la vocalización y la ecolocalización. El cuello del murciélago es corto; su pecho y hombros son anchos, con músculos pectorales bien desarrollados y sus caderas y piernas son delgadas. A excepción de la membrana del ala, el murciélago tiene pelo por todo el cuerpo, el dorso es de color gris, tostado, marrón o negro en diferentes tonalidades, mientras que la cara ventral 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, algunos son depredadores o ayudan a polinizar y dispersar frutos, afectando así el orden natural. Los murciélagos vampiros son un problema grave para los humanos. El guano de los murciélagos insectívoros se utiliza desde hace mucho tiempo en la agricultura como fertilizante. Los ciclos sexuales de toda la colonia de murciélagos están sincronizados, por lo que la mayor parte del apareamiento ocurre en unas pocas semanas. El período de gestación es de 6 o 7 semanas a 5 o 6 meses. Las hembras de muchas especies se trasladan a un hábitat de lactancia especializado después del embarazo. Los murciélagos suelen tener de 1 a 4 crías por camada. Los cachorros no tienen pelo o tienen menos pelo cuando nacen y, a menudo, no pueden ver ni oír durante un período de tiempo. Los padres cuidan a los cachorros 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 permite atacar a sus presas dormidas sin ser dañados por otros animales o la luz solar de alta temperatura. A los murciélagos generalmente les gusta posarse en lugares aislados, como cuevas, grietas, cuevas o edificios, y algunos también se posan en árboles y rocas. Siempre descansan boca abajo. Generalmente se reúnen en grupos que van desde decenas hasta cientos de miles. Los murciélagos con capacidad de ecolocalización pueden producir pulsos de sonido cortos y de alta frecuencia que se reflejan cuando encuentran objetos cercanos. Los murciélagos escuchan los ecos reflejados y pueden determinar la ubicación y el tamaño de sus presas y obstáculos. Esta capacidad requiere oídos muy sensibles y una estrecha integración de los centros vocales y auditivos. Los murciélagos individuales también pueden comunicarse entre sí mediante pulsos acústicos. Un pequeño número de murciélagos dependen del olfato y la vista para encontrar alimento.

La gente suele utilizar el término "pájaros y bestias" para describir aves y bestias, pero esta afirmación a veces no es necesariamente correcta porque algunas aves no pueden volar, como avestruces, emúes, kiwis y pingüinos, etc.; También hay algunos mamíferos que no pueden caminar, como las ballenas que viven en el océano, y los murciélagos no solo no pueden caminar sobre el suelo como los mamíferos terrestres comunes, sino que pueden volar en el aire como vuelan los pájaros.

Los murciélagos son los únicos mamíferos que realmente pueden volar. Aunque no tienen plumas ni alas como los pájaros, y sus habilidades de vuelo son mucho peores que las de los pájaros, sus extremidades anteriores están muy desarrolladas, al igual que sus antebrazos. , y metacarpianos Las falanges y las falanges son particularmente largas y sostienen una capa delgada y peluda de piel suave y resistente desde el final de las falanges hasta el húmero, los lados del cuerpo, las extremidades traseras y la cola, formando el pterigoideo órgano volador único del murciélago. . También hay registros sobre los murciélagos en la antigua China que dicen que también vivían en cuevas de estalactitas llamadas Ratas de Hadas. Los murciélagos allí vivieron para siempre porque podían beber el agua de la cueva. Después de miles de años, el color de sus cuerpos también cambió dramáticamente. Del original El color oscuro se volvió blanco como la nieve por todas partes. Creo que esta es la razón por la que se les llama ratones de hadas.

Los músculos pectorales del murciélago están muy desarrollados, el esternón tiene una protuberancia de quilla y el cuerpo. La clavícula también está muy desarrollada. Todos estos están relacionados con sus métodos de movimiento especiales. Es muy bueno volando, pero necesita deslizarse al despegar. Una vez que cae al suelo, es difícil volver a volar.

Al volar, las patas traseras se estiran hacia atrás para desempeñar una función de equilibrio.

Los murciélagos generalmente tienen el hábito de hibernar. Durante la hibernación, su capacidad metabólica se reduce, la respiración y los latidos del corazón son solo unas pocas veces por minuto, el flujo sanguíneo se ralentiza y la temperatura corporal desciende para ser consistente con el ambiente. temperatura, pero la hibernación no es profunda, a veces excreta y come durante el período de hibernación y puede volver a la normalidad inmediatamente después de despertar. Su fecundidad no es alta, y se produce un fenómeno de "fecundación retrasada", es decir, la fecundación no se produce durante el apareamiento antes de la hibernación. Los espermatozoides pasan el invierno en el tracto reproductivo de la hembra y no es hasta la primavera siguiente que se aparean. La hembra comienza a ovular y ovular después de que despierta de la hibernación. Fertilización, embarazo y nacimiento.

El murciélago es una rama de mamíferos antigua y muy especializada. Debe su nombre a que sus extremidades anteriores están especializadas en alas. Se distribuye por todo el mundo excepto en los polos Norte y Sur y en algunas islas oceánicas, principalmente en el. trópico, La zona subtropical tiene la mayor variedad y cantidad. Debido a su apariencia poco atractiva y sus hábitos nocturnos, siempre dan miedo a la gente. El significado original de su nombre en idiomas extranjeros es el significado de ratas frívolas, sin embargo, en nuestro país, porque la palabra "murciélago" tiene la misma pronunciación. como la palabra "福", por lo que sigue siendo popular entre la gente. Puede ser amado por la gente y dibujar su imagen en las 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 grandes se distribuyen en áreas tropicales y subtropicales del hemisferio oriental. Son de mayor tamaño y tienen estructuras corporales más primitivas, incluida una familia de Pteropteridae. Los micromurciélagos 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 Rhinolophididae, Homobatidae, Phyllostomidae, Vampire Batidae.

Los animales murciélagos tienen una amplia gama de hábitos alimentarios. A algunas especies les gusta el néctar y las frutas, mientras que a otras les gusta comer pescado, ranas, insectos, chupar sangre de animales e incluso comer otros murciélagos. En términos generales, los murciélagos grandes suelen alimentarse de frutas o néctar, mientras que la mayoría de los murciélagos pequeños se alimentan principalmente de insectos.

Los murciélagos insectívoros tienen sistemas de ecolocalización en distintos grados, por lo que se les llama "radares vivientes". Con la ayuda de este sistema, pueden volar y atrapar comida en un ambiente completamente oscuro, utilizar la ecolocalización bajo mucha interferencia y enviar señales ultrasónicas sin afectar la respiración normal. Los hocicos y los hocicos de sus cabezas tienen estructuras llamadas "lóbulos de la nariz", y hay pliegues de piel especiales muy complejos alrededor de ellos. 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 determinar la dirección y localizar su propia trayectoria de vuelo en función del eco, sino también identificar diferentes insectos u obstáculos para evitar o cazar de manera efectiva. Los murciélagos dependen de una ecolocalización precisa y de membranas extremadamente suaves para flotar libremente en el aire. Incluso pueden volar en hábiles curvas y cambiar constantemente la dirección de las ondas ultrasónicas para evitar que los insectos interfieran con su sistema 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 productos químicos protectores de la madera utilizados para matar insectos los matan durante la hibernación, y muchos conceptos erróneos también llevan a los humanos a cazarlos en grandes cantidades. Los árboles huecos habitados por algunas especies fueron talados y las ruinas demolidas o reconstruidas a la perfección, haciéndolas inviables. Los murciélagos desempeñan un papel importante en el mantenimiento del equilibrio ecológico de la naturaleza. Varios murciélagos insectívoros pueden eliminar una gran cantidad de mosquitos, gusanos cogolleros, escarabajos, chinches y otras plagas. Pueden cazar más de 3.000 mosquitos en una noche, lo que resulta beneficioso para la salud. 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 "Ye Ming Sha" y es un tipo de medicina tradicional china. Los murciélagos también son temas importantes para estudiar la orientación, el posicionamiento y el letargo de los animales. Los secretos de su tecnología de radiación aún no se han comprendido del todo. Los seres humanos sólo saben lo que pueden hacer los murciélagos, pero aún no saben cómo lo hacen, por lo que es necesario. salvar a esos animales.

Utilizando principios biónicos, el ser humano ha creado un radar basado en el sistema de ecolocalización de los murciélagos.

Consejos:

1 Hay muchos tipos de murciélagos, existiendo unas 900 especies en el mundo. El número de especies de murciélagos ocupa el segundo lugar entre los mamíferos, después de los roedores.

2 La envergadura del pequeño murciélago nariz de cerdo es de sólo 14 centímetros, mientras que la del zorro volador, que es del tamaño de un cachorro, mide hasta 2 metros de ancho.

3 Algunos murciélagos pueden volar a velocidades de más de 50 kilómetros por hora.

4 Los murciélagos pueden capturar y distinguir 250 conjuntos de ecos en 1 segundo. (Nota: un viaje de ida y vuelta de ondas sonoras cuenta como un grupo).

5 A partir del otoño, los murciélagos han acumulado una capa de grasa en la parte inferior del abdomen y, antes de la hibernación, su peso aumenta más de 1,5 veces. el del verano.

6 Algunos murciélagos pueden pescar, y el murciélago mexicano de labios de conejo puede capturar más de 30 peces pequeños en una noche.

7 Un murciélago insectívoro de 20 gramos de peso puede comer entre 1,8 y 3,6 kilogramos de insectos al año.

8 Biónica de una colonia de murciélagos formada por 100 murciélagos

Biónica (biónica) es una combinación de la palabra griega bion, que significa vida, y tecnología de ingeniería. Una palabra compuesta por ics. . Sólo se ha utilizado desde aproximadamente 1960. Las funciones de los seres vivos son muy superiores a las de cualquier maquinaria artificial. La biomímesis es una disciplina que tiene como objetivo realizar y aplicar eficazmente funciones biológicas en ingeniería. Por ejemplo, en cuanto a la recepción de información (función sensorial), la transmisión de información (función nerviosa), el sistema de control automático, etc., la estructura y función de este organismo han dado una gran inspiración en el diseño mecánico. Ejemplos de biónica que se pueden citar incluyen la aplicación de la forma del cuerpo o la estructura de la piel de los delfines (que evita las turbulencias en la superficie del cuerpo al nadar) a los principios de diseño de submarinos. La biomímesis también se considera una materia muy relacionada con la cibernética, mientras que la cibernética es una materia que compara, estudia y explica principalmente fenómenos biológicos con principios mecánicos.

Las moscas son propagadoras de bacterias y todo el mundo las odia. Sin embargo, las alas de la mosca (también llamadas barras de equilibrio) son "navegantes naturales" y la gente las imitaba para hacer "giroscopios vibratorios". Este tipo de instrumento se ha utilizado en cohetes y aviones de alta velocidad para realizar la conducción automática. El ojo de la mosca es una especie de "ojo compuesto", que consta de más de 3000 ojos pequeños. La gente lo imita para hacer "lentes de ojo de mosca". Una "lente de ojo de mosca" se compone de cientos o miles de lentes pequeñas dispuestas cuidadosamente entre sí. Puede usarse como lente para crear una "cámara de ojo de mosca", que puede tomar miles de fotografías iguales a la vez. Este tipo de cámara se ha utilizado en la fabricación de planchas de impresión y en la reproducción a gran escala de pequeños circuitos en computadoras electrónicas, mejorando enormemente la eficiencia y la calidad del trabajo. La "lente ojo de mosca" es un nuevo tipo de componente óptico que tiene muchos usos.

¿Qué tipo de habilidades extrañas tienen todo tipo de criaturas en la naturaleza? ¿Qué inspiraciones han dado sus diversas habilidades a los humanos? Imitando estas habilidades, ¿qué tipo de máquinas pueden crear los humanos? Una ciencia emergente que se introducirá aquí es la biónica.

La biomimética se refiere a la ciencia de construir dispositivos técnicos imitando seres vivos. Es una nueva ciencia marginal que surgió a mediados de este siglo. La biomímesis estudia la estructura, función y principios de funcionamiento de los organismos vivos y trasplanta estos principios a la tecnología de ingeniería para inventar instrumentos, dispositivos y máquinas con un rendimiento superior y crear nuevas tecnologías. Desde el nacimiento y desarrollo de la biónica hasta la actualidad, los resultados de su investigación han sido muy impresionantes. La llegada de la biónica ha abierto un camino de desarrollo tecnológico único, que es un camino para obtener planos del mundo biológico. Ha ampliado enormemente los horizontes de las personas y demostrado una vitalidad extremadamente fuerte.

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. Una amplia variedad de seres vivos han pasado por un largo proceso de evolución que les ha permitido adaptarse a los cambios del entorno y así sobrevivir y desarrollarse. El trabajo crea seres humanos. Con su cuerpo erguido, sus manos capaces de trabajar y su lenguaje para comunicar emociones y pensamientos, el ser humano ha promovido el alto desarrollo del sistema nervioso, especialmente del cerebro, en prácticas productivas de largo plazo. Por lo tanto, las incomparables habilidades e inteligencia de los seres humanos superan con creces a todos los grupos del mundo biológico. Los seres humanos utilizan su ingenio y sus diestras manos para fabricar herramientas mediante el trabajo, obteniendo así una mayor libertad en la naturaleza. La sabiduría humana no sólo se limita a observar y comprender el mundo biológico, sino que también utiliza las capacidades únicas de pensamiento y diseño de los seres humanos para imitar los seres vivos y aumentar sus capacidades mediante el trabajo creativo. Los peces tienen la capacidad de entrar y salir libremente en el agua, por lo que la gente imita la forma de los peces para construir botes, usando remos de madera para imitar aletas. Se dice que ya en el período Dayu, los trabajadores de la antigua mi patria observaban peces nadando y girando con el movimiento de su cola en el agua, y colocaban remos de madera en la popa del barco. A través de repetidas observaciones, imitaciones y prácticas, gradualmente cambió a remos y timones, aumentó la potencia del barco y dominó los medios para girarlo. De esta manera, la gente puede hacer que los barcos naveguen libremente incluso en ríos agitados.

Los pájaros pueden volar libremente en el aire con las alas extendidas. Según "Han Feizi", Lu Ban hizo un pájaro con bambú y madera, y "voló y permaneció allí durante tres días". Sin embargo, la gente espera imitar las alas de los pájaros para que puedan volar por el aire. Hace más de cuatrocientos 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, la primera máquina voladora construida por el hombre.

Los inventos e intentos anteriores 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 sido un prototipo durante mucho tiempo, 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 extraordinaria sabiduría y su arduo trabajo para realizar inventos artificiales. Rara vez aprenden conscientemente del mundo biológico. Sin embargo, los siguientes hechos pueden ilustrarlo: algunos de los problemas técnicos que enfrentan las personas aparecieron en el mundo biológico hace millones de años y se resolvieron en el proceso de evolución. Sin embargo, los humanos no han aprendido del mundo biológico. te lo mereces.

Durante la Primera Guerra Mundial, por necesidad militar, se construyeron submarinos para permitir a los barcos navegar de forma encubierta bajo el agua. Cuando los ingenieros y técnicos diseñaron el submarino original, primero lo cargaron con piedras o bloques de plomo para hundirse. Si necesitaban subir a la superficie, tiraban las piedras o los bloques de plomo y dejaban que el barco regresara a la superficie. Ven al agua. Más tarde, después de las mejoras, se utilizó en los submarinos el método de llenar y drenar alternativamente los pontones con agua para cambiar el peso del submarino. Posteriormente, se cambió a un tanque de agua de lastre. Se instaló una válvula de liberación en la parte superior del tanque de agua y una válvula de llenado de agua debajo. Cuando el tanque de agua se llenó con agua de mar, el peso del casco aumentó, lo que permitió. que se sumerja en el agua. Cuando se necesita una inmersión de emergencia, también hay una cámara de buceo rápido. Después de sumergir el barco 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 pasa aire comprimido al 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 de flotación y hundimiento de los peces es mucho más simple que un invento humano. El sistema de flotación y hundimiento de los peces es simplemente una vejiga natatoria inflada. La vejiga natatoria no está controlada por los músculos, sino que depende de la secreción de oxígeno en la vejiga natatoria o de la reabsorción de parte del oxígeno en la vejiga natatoria para regular el contenido de gas en la vejiga natatoria, lo que permite que los peces se hunda y flote libremente. 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 intercambian pensamientos y sentimientos, y la hermosa música permite disfrutar del arte. Los ingenieros y técnicos también aplican sistemas acústicos en la producción industrial y la tecnología militar, convirtiéndose en una de las piezas de información más importantes. Desde la llegada de los submarinos, lo que sigue es cómo los barcos en la superficie pueden encontrar la ubicación del submarino para evitar ataques furtivos y, después de que el submarino se hunde en el agua, también debe determinar con precisión la posición y la distancia del barco enemigo para facilitar; ataque. Por lo tanto, durante la Primera Guerra Mundial, se utilizaron diversos medios en la lucha entre los bandos opuestos en el océano, en la superficie y en el agua. Los ingenieros navales también utilizan sistemas acústicos como medio importante de reconocimiento. Lo primero que se utiliza es un hidrófono, también llamado radiogoniómetro, que detecta los barcos enemigos escuchando el ruido que emiten mientras 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 de aquella época eran muy imperfectos y generalmente sólo podían captar el ruido del propio barco. Para escuchar a los barcos enemigos, el barco tenía que reducir la velocidad o incluso detenerse por completo para distinguir el ruido del submarino, que no era así. propicio para las operaciones de combate. Pronto, el científico francés Langevin (1872-1946) utilizó con éxito las propiedades de la reflexión ultrasónica para detectar barcos submarinos. Se utiliza 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 orientación de los ecos recibidos se puede medir la orientación y la distancia del objetivo. Este es el llamado sistema de sonar. La invención del sistema de sonar artificial y sus destacados logros en la detección de submarinos enemigos alguna vez sorprendieron a la gente. ¿No sabes que mucho antes de que el hombre apareciera en la tierra, los murciélagos y los delfines ya podían utilizar el sistema de sonar de "ecolocalización" con facilidad?

Durante mucho tiempo, los seres vivos han vivido en la naturaleza rodeados de sonido. Utilizan el sonido para encontrar alimento, escapar de los enemigos, cortejar y reproducirse. Por tanto, el sonido es una información importante para que los seres vivos sobrevivan. El italiano Spallanzani descubrió hace tiempo que los murciélagos pueden volar libremente en completa oscuridad, evitando obstáculos y cazando insectos en vuelo, sin embargo, después de taparles las orejas, serán incapaces de moverse en la oscuridad. Ante estos hechos, Palanzani llegó a una conclusión difícil de aceptar para la gente: los murciélagos pueden "ver" con sus oídos. Después de la Primera Guerra Mundial, en 1920 Hardy creía que la frecuencia de las señales sonoras emitidas por los murciélagos estaba más allá del rango auditivo del oído humano. También propuso que el método de posicionamiento del objetivo del murciélago es el mismo que el método de posicionamiento por eco ultrasónico inventado por Langevin durante la Primera Guerra Mundial. Desafortunadamente, el consejo de Hardy pasó desapercibido y a los ingenieros les resultó difícil creer que los murciélagos tuvieran tecnología de "ecolocalización". No fue hasta el uso de instrumentos de medición electrónicos en 1983 que se confirmó completamente que los murciélagos se localizan emitiendo ondas ultrasónicas. Pero esto ya no ayudó con los primeros inventos del radar y el sonar.

Otro ejemplo es el estudio del comportamiento de los insectos que llegó demasiado tarde. 400 años después de que Leonardo da Vinci estudiara el vuelo de las aves y construyera el primer avión, después de una larga y repetida práctica, la gente finalmente inventó el avión en 1903, lo que permitió a la humanidad hacer realidad su sueño de volar hacia el cielo. Gracias a la mejora continua, 30 años después, los aviones humanos superaron a las aves en términos de velocidad, altitud y distancia de vuelo, demostrando la sabiduría y el talento humanos. Sin embargo, al seguir desarrollando aviones que vuelen más rápido y más alto, los diseñadores encontraron otro problema: el fenómeno del aleteo en la aerodinámica. Cuando un avión vuela, se producen vibraciones dañinas en sus alas. Cuanto más rápido vuela, más fuerte se vuelve el aleteo de las alas, y las alas pueden incluso romperse, lo que provoca que el avión se estrelle. Los diseñadores de aviones dedicaron muchos esfuerzos a eliminar los fenómenos dañinos de aleteo y les llevó mucho tiempo encontrar una solución a este problema. Un dispositivo de lastre situado justo lejos del borde de ataque del ala elimina las vibraciones nocivas. Sin embargo, los insectos volaron en el aire hace 300 millones de años y no son una excepción al daño del aleteo. Después de un largo período de evolución, los insectos han obtenido con éxito métodos para prevenir el aleteo. Cuando los biólogos estudiaban las alas de las libélulas, descubrieron que había un área córnea oscura y engrosada 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 errático. Los experimentos han demostrado que es el tejido córneo del ojo del ala el que elimina el daño causado por el aleteo de las libélulas al volar. Esto es muy 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 sean beneficiosas para resolver el aleteo, podrán evitar exploraciones a largo plazo y sacrificios de personal. Frente a los ojos de las alas de una libélula, los diseñadores de aviones sienten como si se hubieran conocido en una fecha tardía.

Los tres ejemplos anteriores invitan a la reflexión y han inspirado mucho a la gente. Mucho antes de que los humanos aparecieran en la Tierra, varias criaturas han estado viviendo en la naturaleza durante cientos de millones de años. Durante su larga evolución en su lucha por la supervivencia, han adquirido la capacidad de adaptarse a la naturaleza. La investigación biológica puede demostrar que los mecanismos extremadamente precisos y completos formados por los organismos durante su evolución les permiten adaptarse a los cambios del entorno interno y externo. El mundo biológico tiene muchas habilidades fructíferas. Como la biosíntesis en el cuerpo, la conversión de energía, la recepción y transmisión de información, el reconocimiento del mundo exterior, la navegación, el cálculo y síntesis direccional, etc., muestran muchas ventajas incomparables con las máquinas. La pequeñez, la sensibilidad, la velocidad, la eficiencia, la confiabilidad y la antiinterferencia de los seres vivos son realmente asombrosas.

El puente que conecta biología y tecnología

Desde que James Watt (1736-1819) inventó la máquina de vapor en 1782, la gente ha ganado una fuerte motivación en la lucha por la producción. En términos de tecnología industrial, básicamente resolvió los problemas de conversión, control y utilización de energía, desencadenando así la primera revolución industrial. Todo tipo de máquinas surgieron como hongos después de una lluvia. El desarrollo de la tecnología industrial amplió y mejoró enormemente la capacidad de. seres humanos. La aptitud física libera a las personas del trabajo físico pesado. Con el desarrollo de la tecnología, la gente experimentó la era eléctrica después de la máquina de vapor y avanzó hacia la era de la automatización.

La llegada de las computadoras electrónicas en la década de 1940 agregó una riqueza valiosa al tesoro de la ciencia y la tecnología humanas. Pueden manejar decenas de miles de información diversa en manos de las personas con capacidades confiables y eficientes. El vasto océano de números e información. El uso de computadoras y dispositivos automáticos puede hacer que las personas se sientan relajadas y ahorren trabajo frente a procesos de producción complicados. Pueden ajustar y controlar 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 de manera flexible al mundo exterior. Si ocurre alguna situación inesperada, el dispositivo automático dejará de funcionar o incluso puede ocurrir un accidente. Esta es una deficiencia grave del propio dispositivo automático. Para superar esta deficiencia, no se trata más que de permitir la "comunicación" entre los distintos componentes de la máquina y entre la máquina y el entorno, es decir, permitir que el dispositivo de control automático tenga la capacidad de adaptarse a los cambios en el sistema interno. y ambiente externo. Para resolver este problema, la tecnología de ingeniería debe resolver cómo aceptar y convertir. Cuestiones de utilización y control de la información. Por tanto, la utilización y el control de la información se han convertido en una importante contradicción en el desarrollo de la tecnología industrial. ¿Cómo resolver esta contradicción? El mundo biológico ha proporcionado una útil iluminación a la humanidad.

Para que el ser humano se inspire en los sistemas biológicos, primero necesita estudiar si los dispositivos biológicos y tecnológicos tienen las mismas características. La teoría del condicionamiento, que surgió en la década de 1940, contrastaba los seres vivos con las máquinas en un sentido general. En 1944, algunos científicos habían determinado que las máquinas y los organismos eran consistentes en una serie de cuestiones como la comunicación, el control automático y la mecánica estadística. Sobre la base de este entendimiento, en 1947 surgió una nueva disciplina: la cibernética.

Cibernética proviene del griego, y su significado original es “el timonel”. Según la definición de Norbef 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, vincula directamente la comprensión que las personas tienen de los seres vivos y las máquinas.

El punto de vista básico de la cibernética es que existe una cierta integración entre los animales (especialmente los humanos) y las máquinas (incluidos diversos dispositivos de automatización para la comunicación, el control y el cálculo), es decir, cuando tienen allí Hay ciertas leyes únicas en el sistema de control. Según la investigación cibernética, los procesos de control de varios sistemas de control incluyen la transmisión, transformación y procesamiento de información. El funcionamiento normal del sistema de control depende del funcionamiento normal de la información. El llamado sistema de control se refiere a la combinación orgánica del objeto controlado y varios elementos de control, componentes y circuitos en un todo con determinadas funciones de control. Desde el punto de vista de la información, un sistema de control es una red o sistema de canales de información. Las máquinas tienen muchas similitudes con los sistemas de control de los organismos vivos, por lo que la gente se ha interesado mucho en los sistemas biológicos automáticos y utiliza modelos físicos, matemáticos e incluso técnicos para realizar más investigaciones sobre los sistemas biológicos. Por lo tanto, la teoría del control se ha convertido en la base teórica para vincular la biología y la tecnología de la ingeniería. Convertirse en un puente entre los sistemas biológicos y los sistemas tecnológicos.

De hecho, existen claras similitudes entre los organismos vivos y las máquinas, y estas similitudes pueden manifestarse en diferentes niveles de estudio de los organismos vivos. Desde células individuales simples hasta sistemas de órganos complejos (como el sistema nervioso), existen varios procesos fisiológicos que se regulan y controlan automáticamente. Podemos pensar en los organismos como máquinas con habilidades especiales. La diferencia con otras máquinas es que los organismos tienen la capacidad de adaptarse al entorno externo y reproducirse. Un organismo también puede compararse con una fábrica automatizada. Sus diversas funciones siguen las leyes de la mecánica; sus diversas estructuras funcionan de manera coordinada, pueden responder cuantitativamente a determinadas señales y estímulos, y pueden actuar como control automático, la organización se regula a sí misma; de forma autónoma con la ayuda de contactos de retroalimentación especializados. Por ejemplo, la temperatura corporal constante, la presión arterial normal, la concentración normal de azúcar en sangre, etc. en nuestro cuerpo son el resultado de la regulación por parte del complejo sistema de autocontrol 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. Como resultado, ha habido una tendencia a que los ingenieros tomen la iniciativa de aprender conocimientos de ciencias biológicas para lograr resultados en el campo de la tecnología de ingeniería en el que colaboran con los biólogos.

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