聲納-海豚
在我國，早就有模仿生物的例子。相傳在公元前3000多年，我們的祖先優超就模仿鳥類在樹上築巢，以防止野獸的傷害。4000多年前，我們的祖先“看到飛蓬就變成了汽車”，就是看到飛蓬隨風旋轉就發明了輪子，制造了有輪子的汽車。古代寺廟正殿前山門的建築，就其建築結構而言，頗似大象之姿。柱子又圓又粗，好像大象的腿。
中國古代勤勞勇敢的勞動人民，早就對碧海藍天、蒼鷹翺翔產生了各種奇妙的幻想。據秦漢史書記載，兩千多年前，我國人民就發明了風箏，應用於軍事聯絡。春秋戰國時期，魯國的工匠魯班首先開始研制會飛的木鳥。他受到壹種可以切割皮膚的齒狀草葉的啟發，發明了鋸子。據《杜陽雜刊》記載，唐代有壹位漢族何誌，他說:“他善於把木頭雕成鳳凰、鶴、烏鴉、喜鵲的形狀。當他又喝又啄的時候，和真相沒什麽區別。當他把它放在腹部時，他可以在空中飛行，但它可以高達30英尺到120英尺，然後他開始下降。”西漢時期，有人用鳥的羽毛做成翅膀，從高臺上飛下來，企圖模仿鳥的飛行。以上案例足以說明中國古代勞動人民對鳥類的拍動和飛翔有過細致的觀察和研究，這也是最早的仿生設計活動之壹。明代壹種火箭武器“神火飛鴉”的發明，也反映了人們向鳥學習的願望。
中國古代勞動人民對水生動物——魚的模仿也卓有成效。古人通過模仿生活在水中的魚，砍樹鑿船，用木頭做魚形的船殼，用魚的胸鰭和尾鰭做櫓和槳，從而獲得了水上運輸的自由。後來隨著制作水平的提高，出現了龍舟，受很多動物造型的影響。古代水戰中使用的火箭武器“火龍出水”，多少有些模仿動物的意思。以上事例表明，中國古代勞動人民早期的仿生設計活動，為發展中國燦爛的古代文明創造了非凡的業績。
在外國文明史上，也經歷了類似的過程。在蘊含豐富生產知識的古希臘神話中，有人用羽毛和蠟做成翅膀，逃出迷宮；泰爾發明了鋸子，據說是受到了魚的背骨和蛇的上腭骨的形狀的啟發。15世紀，德國天文學家米勒制作了鐵蠅和機械鷹，並進行了飛行表演。
1806年左右，英國科學家、空氣動力學創始人之壹凱利模仿鱒魚和土撥鼠的紡錘形，發現了壹種低阻力的流線型結構。凱利還設計了壹種模仿鳥類翅膀的機翼曲線，極大地促進了航空技術的誕生。與此同時，法國生理學家馬雷對鳥類的飛行進行了細致的研究。在《動物機器》壹書中，他介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關系。德國人亥姆霍茲在研究飛行動物時也發現，飛行動物的重量與身體線性的立方成正比。亥姆霍茲的研究指出了飛行物體尺寸的局限性。通過對鳥類飛行器官的詳細研究和精心模仿，根據鳥類飛行機理的原理，人們終於制造出了能夠載人飛行的滑翔機。
後來，設計師根據起重機的姿態設計了挖掘機的吊臂。壹戰期間，人們從毒氣戰中幸存的野豬身上獲得靈感，模仿野豬的鼻子設計了壹種防毒面具。在海洋中靈活浮沈的潛艇用的是什麽原理？雖然我們沒有證據調查潛艇設計者在設計潛艇時是否參考了生物界的意見，但不難想象，設計者壹定知道魚鰾是魚類用來改變身體隨水比例以便在水中沈浮的重要器官。青蛙是兩棲動物。體育工作者仔細研究了青蛙在水中的運動姿勢，總結出壹套省力又快速的遊泳動作——蛙泳。此外，為潛水員制作的魚鰭幾乎完全按照青蛙後肢的形狀制作，大大提高了潛水員在水中的活動能力。
蒼蠅和宇宙飛船
討厭的蒼蠅看似與宏大的航天事業無關，但仿生學卻將它們緊密聯系在壹起。
蒼蠅是臭名昭著的“臭東西”，它們隨處可見，氣味難聞。蒼蠅的嗅覺特別靈敏，能聞到幾千米外的氣味。但是蒼蠅沒有“鼻子”。它是靠什麽來充當嗅覺的？原來，蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的壹對觸角上。
每個“鼻子”只有壹個與外界相通的“鼻孔”，裏面含有數百個嗅覺神經細胞。如果氣味進入鼻孔，這些神經會立即將氣味刺激轉化為神經電脈沖，並發送到大腦。大腦可以根據不同氣味的物質產生的不同神經電脈沖來區分不同氣味的物質。因此，蒼蠅的觸角就像壹個靈敏的氣體分析儀。
受此啟發，仿生學根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能，成功模仿出壹種非常奇特的小型氣體分析儀。這臺儀器的探頭不是金屬，而是壹只活蒼蠅。將極細的微電極插入蒼蠅的嗅覺神經，引導的神經電信號經電子電路放大後送至分析儀；分析儀壹發現有氣味物質的信號就能發出警報。這個儀器已經安裝在飛船的駕駛艙裏，用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀還可以測量潛艇和礦井中的有害氣體。這壹原理也可用於改進計算機的輸入裝置和氣相色譜分析儀的結構原理。
從螢火蟲到人工發光
自從人類發明了電燈，生活變得更加方便和豐富。但是電燈只能將壹小部分電能轉化為可見光，其余大部分都以熱能的形式浪費掉了，電燈的熱射線對人的眼睛是有害的。那麽，有沒有只發光不發熱的光源呢？人類又把目光投向了大自然。
在自然界中，許多生物都能發光，如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等，而這些動物發出的光不會產生熱量，所以也叫“冷光”。
在許多發光的動物中，螢火蟲是其中之壹。螢火蟲大約有65，438+0，500種，它們冷光的顏色有黃綠色、橙色，光的亮度也不壹樣。螢火蟲發出冷光，不僅發光效率高，而且壹般比較柔和，適合人眼，光的強度也比較高。因此，生物發光是人類的理想光源。
科學家發現螢火蟲的發光裝置位於腹部。這種光發射器由三部分組成:發光層、透明層和反射層。發光層有數千個發光細胞，它們都含有熒光素和熒光素酶。在熒光素酶的作用下，熒光素在細胞內水的參與下，與氧化結合發出熒光。螢火蟲的發光本質上是化學能轉化為光能的過程。
早在20世紀40年代，人們就在對螢火蟲的研究基礎上創造了熒光燈，極大地改變了人類的照明來源。近年來，科學家首先從螢火蟲中分離出純凈的熒光素，然後分離出熒光素酶，再通過化學方法人工合成熒光素。由熒光素、熒光素酶、ATP(三磷酸腺苷)和水組成的生物光源，可以在充滿爆炸性氣體的礦井中用作閃光燈。由於這種燈沒有電源，不會產生磁場，所以在生物光源的照射下，可以用來清除磁性地雷。
現在，人們可以通過混合壹些化學物質獲得類似生物光的冷光，用於安全照明。
電魚和伏特電池
自然界很多生物都可以發電，光是魚類就有500多種。人們把這些能放電的魚稱為“電魚”。
各種電魚都有不同的放電技巧。電鰩、電鯰和電鰻的放電能力最強。中型魚雷能產生70伏左右的電壓，而非洲魚雷能產生高達220伏的電壓；非洲電鯰能產生350伏的電壓；電鰻能產生500伏的電壓。有壹種南美電鰻能產生高達880伏的電壓，被稱為電擊冠軍。據說它能殺死像馬這樣的大動物。
電魚放電的奧秘在哪裏？通過對電魚的解剖研究，最終發現電魚體內有壹個奇特的發電器官。這些發電機由許多半透明的盤狀電池組成，稱為電板或電盤。由於電魚的種類不同，發生器的電板形狀、位置、數量也不同。電鰻的發生器呈棱形，位於尾棘兩側的肌肉中；魚雷的發生器形狀像壹個扁腎，排列在身體中線兩側，有200萬個電板。電鯰的發生器起源於某種腺體，位於皮膚和肌肉之間，大約有500萬個電板。單個極板產生的電壓很弱，但是因為極板多，產生的電壓就很大。
電魚的非凡技能引起了人們極大的興趣。19世紀初，意大利物理學家伏特設計了世界上最早的基於電魚發電器官的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電機設計的，所以被稱為“人造電官”電魚的研究也給了人們這樣的啟示:如果能成功模仿電魚的發電器官，那麽就能很好地解決艦船和潛艇的動力問題。
水母迎風的耳朵
"燕子低飛到雨前，蟬兒歌唱，天空在雨中放晴."生物的行為與天氣的變化有關。沿岸的漁民都知道，生活在沿岸的魚和水母分批遊向大海，預示著暴風雨即將來臨。
水母又稱水母，是壹種古老的腔腸動物，早在5億年前就漂浮在海洋中。這種低等動物有預知風暴的本能，每次風暴預警前都會遊到海裏避難。
原來，在藍色的海洋中，空氣與波浪摩擦產生的次聲波(頻率為每秒8-13次)永遠是風暴預警的前奏。這種次聲波人耳是聽不到的，但是小水母非常敏感。仿生學發現水母的耳朵腔內有壹個細柄，柄上有壹個小球，球內有壹個小聽覺石。當暴風雨前的次聲撞擊到水母耳朵裏的聽覺石時，聽覺石刺激球壁上的神經感受器，於是水母聽到了即將到來的暴風雨的隆隆聲。
仿生學模仿水母耳朵的結構和功能，為水母耳朵設計了風暴預測器，準確模擬了水母感受次聲的器官。這種儀器安裝在船的前甲板上，當它接收到風暴的次聲波時，可以使旋轉360°的喇叭自動停止旋轉，它所指的方向就是風暴的方向。指示器上的讀數可以顯示風暴的強度。這種預報員可以提前15小時預報風暴，對航行和漁業安全具有重要意義。
蝙蝠的超聲波發明了雷達。
昆蟲體型小，種類和數量巨大，占現有動物的75%以上，遍布世界各地。他們有自己的生存技能，有些技能還不如人類。人們越來越廣泛地利用自然資源，尤其是仿生學的任何成就都來源於生物學的某些特性。
蝴蝶與仿生
五顏六色的蝴蝶，如雙月紋的蝴蝶，棕脈的帝王蝶，尤其是熒光翅的蝴蝶，後翅在陽光下呈金、綠、藍三色。科學家通過研究蝴蝶的顏色給軍事防禦帶來了巨大的好處。二戰期間，德軍包圍了列寧格勒，企圖用轟炸機摧毀其軍事目標和其他防禦設施。蘇聯昆蟲學家施瓦辛格根據當時對迷彩的認識不足，提出蝴蝶的顏色在花朵中不易被發現的原理，用蝴蝶般的迷彩覆蓋軍事設施。因此，盡管德軍全力以赴，列寧格勒的軍事基地仍未受到幹擾，為贏得最後的勝利奠定了堅實的基礎。根據同樣的原理，後來人們生產了迷彩服，大大減少了戰鬥中的傷亡。
衛星在太空中位置的不斷變化會引起溫度的突然變化，有時溫差可高達兩三百度，嚴重影響許多儀器的正常工作。受蝴蝶身上的鱗片會隨著陽光的方向自動改變角度來調節體溫的啟發，科學家們將衛星的溫度控制系統做成葉片前後輻射和散熱能力差異很大的百葉窗樣式。在每個窗口的旋轉位置安裝了壹根對溫度敏感的金屬線，可以隨著溫度的變化調節窗口的開啟和關閉，從而保持衛星內部溫度恒定，解決了航天工業的壹大難題。
甲蟲和仿生學
在自衛時，這種甲蟲可以噴射帶有惡臭的高溫液體“炮彈”來迷惑、刺激和恐嚇敵人。科學家解剖後發現，甲蟲體內有三個腔室，分別儲存有二元酚溶液、過氧化氫和生物酶。二酚和雙氧水流入第三室與生物酶混合發生化學反應，在100℃瞬間變成毒液，迅速噴出。這壹原理目前已應用於軍事技術。二戰期間，德國納粹根據這壹機理制造了壹種功率巨大、性能安全可靠的新型發動機，安裝在巡航導彈上，使其飛行速度更快、更安全、更穩定，提高了命中率。英國倫敦被炸時損失慘重。美國軍事專家受甲蟲噴灑原理啟發，研發出先進的二元武器。這種武器將兩種或兩種以上能產生毒素的化學物質裝入兩個獨立的容器中。炮彈發射後，隔膜破裂，兩種毒物中間體在彈丸飛行的8-10秒內混合反應，在到達目標殺死敵人的瞬間產生致命的毒液。它們易於生產、儲存和運輸，安全且不易失效。螢火蟲可以直接將化學能轉化為光能，轉化效率達到100%，而普通電燈的發光效率只有6%。人們模仿螢火蟲發光原理制作的冷光源，可以提高發光效率十倍以上，大大節約能源。此外，壹種基於甲蟲表觀運動響應機制的空對地速度計已經成功應用於航空。
蜻蜓和仿生
蜻蜓可以通過翅膀振動產生不同於周圍大氣的局部不穩定氣流，利用氣流產生的漩渦使自己上升。蜻蜓可以在很小的推力下翺翔，不僅向前飛，還可以向後和左右飛，其向前的飛行速度可達72km/ h，此外，蜻蜓的飛行行為簡單，只有兩對翅膀不停地拍打。科學家們基於這種結構基礎成功開發了壹種直升機。飛機高速飛行時，往往會引起劇烈震動，有時甚至會折斷機翼，造成飛機墜毀。蜻蜓依靠加重的翼痣安全高速飛行，於是人們效仿蜻蜓，在飛機的兩個機翼上增加配重，以解決高速飛行帶來的震動這壹棘手問題。
為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動力學及其飛行效率，研制了四葉驅動和遙控水平控制的機動翼(翼)模型，並首次在風洞中測試了飛行參數。
第二個模型試圖安裝壹個以更快頻率飛行的機翼，達到每秒18次振動的速度。與眾不同的是，這款車型采用了壹種可以可變調節前後翼相位差的裝置。
該研究的中心和長期目標是研究由“機翼”驅動的飛機的性能，並將其與由傳統螺旋螺旋槳驅動的飛機的效率進行比較。
蒼蠅和仿生
家蠅的特別之處在於它的快速飛行技術，這使得它很難被人類抓住。即使在它的背後，也很難接近它。它想象每壹種情況，非常小心，可以快速移動。那麽，它是怎麽做到的呢？
昆蟲學家發現蒼蠅的後翅退化成壹對平衡桿。當它飛行時，平衡桿以壹定的頻率機械振動，可以調整翅膀的運動方向，是保持蒼蠅平衡的導航器。基於這壹原理，科學家們開發出了新壹代導航儀——振動陀螺儀，大大提高了飛機的飛行性能，使飛機能夠自動停止危險的側翻飛行，並在機體強烈傾斜時自動恢復平衡，即使是在飛機處於最復雜的急轉彎時。蒼蠅的復眼包含了4000個可以獨立成像的單眼，幾乎可以看清360。範圍內的物體。受蠅眼的啟發，人們制作了由1329個小鏡頭組成的蠅眼相機，壹次可以拍攝1329張高分辨率照片。它廣泛應用於軍事、醫療、航空和航天領域。蒼蠅的嗅覺特別靈敏，能迅速分析幾十種氣味，並立即做出反應。科學家根據蒼蠅嗅覺器官的結構，將各種化學反應轉化為電脈沖，制成了非常靈敏的小型氣體分析儀，廣泛應用於航天器、潛艇、礦山等檢測氣體成分，使科研生產的安全系數更加準確可靠。
蜜蜂和仿生
蜂巢是由排列整齊的六角形小蜂巢組成，每個小蜂巢的底部由三個相同的菱形組成。這些結構與現代數學家精確計算出的結構壹模壹樣——菱形的鈍角為109° 28’，銳角為70° 32’。它們是最節省材料的結構，而且它們的容量很大，非常堅固，這讓許多專家感到驚訝。人們模仿它的結構，用各種材料制成蜂窩夾層結構板，這種結構板強度高，重量輕，不易傳導聲音和熱量。它們是制造航天飛機、宇宙飛船和人造衛星的理想材料。對偏振光方向敏感的偏光鏡相鄰排列在蜜蜂復眼的每個單眼內，可以被太陽精確定位。基於這壹原理，科學家們成功研制出偏振光導航儀，並在導航中得到廣泛應用。
其他昆蟲和仿生學
跳蚤的跳躍能力很高，航空專家對此做過很多研究。受其垂直起飛的啟發，英國壹家飛機制造公司成功制造出壹種幾乎可以垂直起降的鷂式飛機。根據昆蟲單復眼的結構特點，現代電視技術創造了大屏幕彩電，也可以由小彩電屏幕組成大屏幕，可以在同壹個屏幕的任意位置框出壹些特定的小畫面，既可以播放同壹畫面，也可以播放不同畫面。根據昆蟲復眼的結構特點，科學家成功研制出壹種更容易發現目標的多孔徑光學系統裝置，並在國外壹些重要武器系統中得到應用。根據某些水生昆蟲復眼單眼間相互抑制的原理，制作了側抑制電子模型，可用於各種攝影系統。拍攝的照片可以增強圖像邊緣對比度，突出輪廓，也可以用來提高雷達的顯示靈敏度，還可以用於文字和圖片識別系統的預處理。美國基於昆蟲復眼的處理信息和定向導航原理，研制出了具有很大實用價值的末制導導引頭工程模型。日本利用昆蟲的形態和特征，開發出了六足機器人等工程機械和建築物的新建造方法。
未來前景
昆蟲在億萬年的進化過程中，隨著環境的變化而逐漸進化，都在不同程度地發展著自己的生存技能。隨著社會的發展，人們對昆蟲各種生命活動的認識越來越多，越來越意識到昆蟲對人類的重要性。再加上信息技術的應用，特別是新壹代計算機生物電子技術在昆蟲學中的應用，壹系列生物技術項目，如通過模擬昆蟲的感知能力來檢測物質的種類和濃度而開發的生物傳感器、參考昆蟲神經結構來模仿大腦活動而開發的計算機等，將從科學家的設想變為現實，進入各個領域，昆蟲將為人類做出更大的貢獻。