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國家地理仿生科技大揭密:科學家如何模仿動物構造與自然特徵,創造不可思議的新發明

國家地理仿生科技大揭密:科學家如何模仿動物構造與自然特徵,創造不可思議的新發明

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9789869956307
珍妮佛·史旺森
徐仕美
大石國際文化
2020年10月16日
117.00  元
HK$ 93.6  






ISBN:9789869956307
  • 規格:精裝 / 96頁 / 22 x 26 x 1.34 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
  • 適讀年齡:8歲~12歲


  • 童書/青少年文學 > 科普/百科 > 動植物

















      象鼻機器手臂、龜殼防彈背心、蝴蝶太陽能板、仿珊瑚水泥、河馬防晒乳……現代科技這些令人瞠目結舌的創新發明,構想全部都是來自一套最高明的範本--那就是我們的動物界!



      本書以一目瞭然的精采圖片對照,讓小朋友輕鬆了解,有哪些動物界的驚人設計,成為了學家解決問題的靈感!



      貓科動物卓越的夜視力,象鼻強大的負重能力,鳥喙的空氣動力形狀--許多動物都擁有非凡的特徵或能力,能讓我們借用來解決問題,改善世界,這就是仿生科學家在做的事:如何以自然界的聰明設計來開發人類需要的技術。目前我們已經可以用仿生機器人來作為輔具或蒐集資料,這類生物科技上的突破也成為科學家的強大工具,有機會在再生能源和醫藥等領域上取得進展。



      ★拜動物為師,看現今世界中有哪些師法自然界,並得以突破性發展的仿生科技!

      ★收錄多張全彩圖片,搭配詳盡文字,介紹40多種仿生科技的超強應用!

      ★仿生科技如何改變我們的生活,自然界的動物用身體實證科技的可能!




      仿生學是21世紀的熱門學科,已經發展出許多令人大開眼界的技術,成為新世代應用科學的一大助力。許多今天最新、最厲害的科技突破,其實是科學家向自然界學來的。



      《仿生科技大揭密》以驚豔的照片,直接呈現動物仿生學的概念由來,並依照應用目的分成四大類:1)解決問題或是進行新研究、2)發展輔助用機器人、3)產生能源、4)開發醫藥和救傷輔具。書中把這些技術各是受到哪些動物的啟發,透過照片和圖解建立很強的連結,讓小讀者可以輕鬆了解這些技術是怎麼來的,某種動物有什麼特點吸引仿生工程師的注意,以及為什麼能解決某些問題。



      你知道科學家已經開發出形狀像大象鼻子的仿生工具,可以用來幫忙搬動重物嗎?你知道翠鳥的尖嘴激發日本工程師改變新幹線「子彈列車」的設計,以減少噪音嗎?在很多研究領域和解決問題的方法中,科學家都轉往仿生學尋求解答,也就是向生物學或自然界尋找工程開發的靈感,以實現各種令人讚嘆的技術進展。



      從可保護人體的機器人到各種與日常生活相關的發明,如馬路的反光鏡和飛機的防冰塗層,到新的可再生能源,本書深入探討了自然界如何為我們提供改善世界的想法,透過40多項以動物為藍本的技術發明實例,讀者不但可以了解這些動物的不可思議之處,也可以認識這些科學家的發明背後的絕妙巧思。


     





    前言



    第一章:仿生解決方案


    拯救生命的機器蜘蛛

    一種動物,多重創意:蜘蛛狂熱

    鳥喙子彈列車頭

    少了一隻腳的海星

    龜殼防彈背心

    減震啄木鳥

    鬼蝠魟救難隊

    驚人的蛙皮

    蝙蝠快遞員

    發明背後的故事:貓眼帶來的好靈感



    第二章:仿生好幫手

    象鼻科技

    頭足動物偽裝術

    巨蚺夾爪

    一種生物,多重創意:搶盡鋒頭的蜂

    近距離觀察:熊蜂仿生學

    以假亂真的魚

    會爬樹的機器尺蠖

    環境友善的蟻丘式建築

    模仿海豚交談的海嘯感測器



    第三章:仿生能源

    太陽能蝴蝶

    無聲飛行的貓頭鷹

    發明背後的故事:省力的鯨魚

    螢火蟲燈泡

    同步飛行的雁

    捕捉霧氣的甲蟲

    仿珊瑚水泥

    噴射企鵝

    一種生物,多重創意:鯊魚皮的超級能力



    第四章:仿生醫療

    蛞蝓手術黏膠

    幫助聽覺的蠅

    河馬防晒乳

    靈巧章魚手

    黏住傷口的棘頭蟲

    一種生物,多重創意:飛簷走壁的壁虎

    近距離觀察:眼睛說明了一切

    接骨蠕蟲

    抗菌蟬

    追蹤癌細胞的水母



    結語

    名詞解釋與延伸閱讀

    圖片出處

    索引





    前言



      聽到「仿生」這個詞,可能會讓人聯想到生化機器人身上的部位。但其實所謂的仿生學(bionics)──是從「生物學」(biology)和「電子學」(electronics)這兩個詞結合而來──研究的絕不只是製造機器人的肢體而已。這是一門師法生物或自然界的工程學。



      往自然界尋找靈感是很有用的!舉例來說,你如果需要製造能在平地上長途移動的機器人,就去研究能做到這件事的動物。袋鼠能夠跳躍前進一段很長的距離,也許派得上用場。為了做出機器袋鼠,你要了解袋鼠的移動方式,牠怎麼蹲低、然後蹬起來跳向空中。接下來,你要想出怎麼用齒輪、馬達、金屬和塑膠材料,模仿這種動作。這個難題可不小,不過有工程師真的在2014年創造出一具會像袋鼠那樣跳躍的仿生機器人。



      這種仿生學參考的是真實袋鼠的動作,叫做「仿生擬態」或「生物模仿學」,意思是「模擬生物的設計」。仿生學不只用於機器人的研發,還有很多領域的研究都會用到,例如建築、交通、能源、醫藥、農業,甚至通訊。自然界已經解決過人類遇到的一些難題,因此是尋求協助的好地方。



      想想看用途有多少!你可以根據海豚的溝通方式,建立海嘯預警系統。你可以模仿壁虎,爬得又快又高。或者複製出沙堡蠕蟲分泌的黏膠,用來快速修復骨折。這些都是正在進行中的創新研究,聽起來是不是很有趣?是的話,我們馬上就來瞧瞧一些厲害的仿生研究成果,靈感都是來自神奇的動物喔!



      這本書充滿五花八門的仿生學發明,每一項發明都拆解成以下這幾個欄目,分別說明其中的內容:

      神奇動物──作為靈感來源的驚人動物特點

      設計難題──工程師需要解決的挑戰

      仿生原理──整體說明這類科技的基本研發概念

      補充構想──在這項科技中加入了哪些原來動物沒有的功能或用途

      深度探討──和這項科技有關的延伸知識

      你知道嗎?──和這種厲害的動物有關的迷人真相



      這本書用到的三個仿生相關術語

      仿生學(bionics):研究怎麼仿效自然來創造現代科技。

      仿生擬態(biomimicry):指模仿自然界的設計。由代表「生物」(bio)的字首和代表「模擬」(mimesis)的字尾結合而成。

      生物模仿學(biomimetics):研究如何以生物的構造和功能作為模型來發展新設計。




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