双目视觉传感器仿生学原理？

一、双目视觉传感器仿生学原理？

双目视觉实际上是基于两路视频的视差，就是左眼与右眼对于同一个目标所形成的图像像素点的差异，像素点的差异通过基线，就是两个摄像头之间的间距关系。基线的距离，视差加上焦距，就可以换算出来你与我之间的距离，实际上就是一个三角关系。

二、仿生学起源？

作为一门独立的学科，仿生学正式诞生于1960年9月。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？”斯蒂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”。

斯蒂尔把仿生学定义为“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。

仿生学是独立的一门学科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功能上。

而工程技术人员更多的依赖于他们的智慧，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。

人类仿生的做法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。意大利科学家斯帕拉捷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，但是塞住蝙蝠的双耳、封住它的嘴后，它们在黑暗中就寸步难行了。面对这些事实，斯帕拉捷提出了一个使人们难以接受的结论：蝙蝠能用耳朵与嘴“看东西”。

它们能够用嘴发出超声波后，在超声波接触到障碍物反射回来时，用双耳接收到。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。

蝙蝠能用耳朵与嘴“看东西”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，就可以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！

蜻蜓的翅膀对造飞机的启示以上这四个事例发人深省，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。历史沿革仿生学是连接生物与技术的桥梁。自从瓦特（James Watt，1736～1819）在1782年发明蒸汽机以后，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。

三、仿生学材料？

仿生材料是指模仿生物的各种特点或特性而研制开发的材料。通常把仿照生命系统的运行模式和生物材料的结构规律而设计制造的人工材料称为仿生材料。

仿生学在材料科学中的分支称为仿生材料学(biomimetic materials science)，它是指从分子水平上研究生物材料的结构特点、构效关系，进而研发出类似或优于原生物材料的一门新兴学科，是化学、材料学、生物学、物理学等学科的交叉。

仿生设计不仅要模拟生物对象的结构，更要模拟其功能。将材料科学、生命科学、仿生学相结合，对于推动材料科学的发展具有重大意义。自然进化使得生物材料具有最合理、最优化的宏观、细观、微观结构，并且具有自适应性和自愈合能力。在比强度、比刚度与韧性等综合性能上都是最佳的。

四、算盘仿生学？

就是从计算数目的工具入手，研究生物系统工作原理以寻求灵感和解决工程技术中类似问题的方法。即是人们研究生物体的结构与功能工作的原理，并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术。

五、仿生学(植物)？

王莲托起大跨度建筑 在亚马逊河的小河湾和支流里，生长着有“莲花之王”盛誉的王莲，东一簇，西一片。

盛夏时节，从莲叶之间探出直径40厘米左右洁白的花朵，散发出淡淡的芳香。王莲的叶子很大，直径有2米多，四周向上反卷，像一个大平底锅。莲叶向阳的一面淡绿色，非常光滑；背阴的一面土红色，密布粗壮的叶脉和很长的刺毛。虽然只是一片巨大的叶子，但它的支撑和承重能力却极不一般。在一片王莲叶上，站一名35公斤的少年，它仍能像小船一样稳稳地浮在水面上；即使是在叶面上均匀地平铺一层75厘米厚的细沙，这个“大平底锅”依然纹丝不动，决不会沉入水中。人们通过仔细研究发现，这异常强大的力量来自纵横交错、粗细不等的叶脉。莲叶背面有许许多多粗大的呈放射状的叶脉，之间还有镰刀形的横筋紧密联结，构成了一种非常稳定的网状骨架。莲叶较强的承重能力由此而来。自从1801年欧洲人发现王莲以来，莲叶的结构与功能便一直成为建筑学家研究的课题，并试图将其用于建筑设计。经过努力，如今，这一美好的愿望终于变为现实。我们时常见到的大跨度宏伟楼房建筑工程，在房顶结构上都还能或多或少地看出王莲叶片结构的轮廓。近年来，意大利工程学家以此还设计建造了一座跨度达95米的展览大厅，既轻巧坚固，又造型大方，可谓仿生建筑的杰作。荷叶与自洁涂料：在显微镜下，科学家们发现原来荷叶面上有许多非常微小的绒毛和蜡质凸起物，雨水落在上面，铺不开、渗不进，只化作粒粒水珠滚落下来，顺道儿带走了荷叶表面的灰尘，从而使叶面始终一尘不染。灵光一闪，科研人员模仿荷叶的自净原理，开展防污产品的研究。这项技术将应用于生产建筑涂料、服装面料、厨具面板等需要耐脏的产品。美国已经开始研究如何将这种自净原理用于汽车制造，使驾车族不必再日日洗车。上海也已研制出具有自洁效应的纳米涂料，其干燥成膜过程中，涂层表面会形成类似茶叶的凹凸形貌，构筑一层疏水层。这样一来，灰尘颗粒只好在涂层表面“悬空而立”，并最终在风雨冲刷中流走了。“波义耳”试纸：波义耳是17世纪英国著名的化学家、物理学家。一次试验时，波义耳不小心把盐酸溅到紫罗兰花上，顿时，花色由紫色变成了红色。之后，他饶有兴趣地取来各种酸做试验，结果发现，各种酸类都能使紫罗兰变成红色。但是，紫罗兰并不是一年四季都开花的，波义耳想了一个办法，他在紫罗兰开花的季节里收集了大量的紫罗兰花瓣，将花瓣泡出浸液来。需要使用的时候，就往被试的溶液里滴进一滴紫罗兰浸液。这就是他发明的“试剂”。之后，他又取来了各种植物进行酸碱试验。其中最有趣的是用石蕊泡出的浸液：酸和碱本来像水一样，是无色透明的，可是，如果在石蕊浸液里滴进酸性溶液，就显出红色；滴进碱性溶液就能变成蓝色。后来，他发明了一个更简便的方法，即用石蕊浸液把纸浸透，再把纸烘干。要用时只需将一小块纸片放进被检验的溶液里，根据纸的颜色变化就能知道这种溶液是呈酸性还是呈碱性的了。波义耳把种石蕊纸叫做“指示剂”，也就是后来人们所说的“酸碱试纸”。水草与不粘锅：鱼缸里有些水草会长青苔，有些不会，原来有些水草具有自洁功能，其表面呈现非光滑形态。“生物非光滑基础理论”是国家重大基础研究项目，科研人员通过对大量生物体表所具有的减粘、自洁功能研究，发现了生物体表防粘功能的重要原因，即：体表均呈非光滑形态。这种形态一方面能减少体表与粘性物质接触面积；另一方面破坏了水膜的连续性，使体表与粘性物质表面间存在空气膜，从而达到不粘的效果。吉林大学曾承担“新型绿色仿生不粘锅”研究开发。该成果是通过对自洁植物体表形态、结构及其不粘行为长期系统地研究提出来的仿生新思想，构建非光滑复合界面，从而实现仿生锅不粘的性能。近些年来，市面上销售的基本是“化学”不粘锅，诸如美国联邦公司生产的“特富龙”。它的不粘原理是在锅表面涂上一层化学物质。而“新型绿色仿生不粘锅”与传统不粘锅相比较，具有绿色环保、耐高温、耐磨耐用、易清洁等优点，对于倡导绿色环保、健康的生活带动厨房革命和创建节约型社会必将起到积极的推动作用。仿生农药：物竞天择，适者生存。草木面对病虫害的侵袭，并非束手就擒的无能之辈。新生的嫩芽是害虫的美餐，但有些害虫一经取食即自取灭亡，因为草木中潜藏着种种“秘密武器”，这被叫做“防卫素”；在业已长大的枝叶中，大量积存单宁，被叫做“拒食素”；在遭受病虫攻击后，树木可生产种种抗生素，使病虫丧失生育和生存能力；有些植物还能分泌“光敏素”，害虫吃下这种含有光敏感素的枝叶会变得十分怕光，无法找到安身栖息的场所。和化学农药比较，植物分泌的杀虫物质不仅具有高效的杀虫功能，而且不危及人畜，不损伤害虫的天敌，不污染环境。可见，模仿植物杀虫物质，开发仿生农药，是有无可估量的效益和前景的。使用化学合成的方法，模拟植物杀虫物质合成和分泌的基因切割出来，置入能高速增殖的单细胞生物体内，大量生产生物杀虫物质，提炼仿生农药，供应农业需求。飞蓬草和车轮：飞蓬草属于菊科，是二年生的草本植物，它的茎直立，可以高达60厘米。每逢夏季开花，花色呈淡紫色，头状花序排列，有的像伞房，有的像圆锥。它生长在山坡、草地、牧场或林带边缘，是野外常见的植物。它的茎、叶可以提炼芳香油，在我国古代许多著名的草药书中都有记载。飞蓬草的学名是蓬，并不会飞，之所以得名飞蓬草，是由于在花枯萎之后，它的根便断开，从而遇风便在空中飞旋，其形貌仿佛是哪吒的风火轮，传说，四千多年前，我们聪明的祖先正是受到了飞蓬草的启发，发明轮子的。有史为证，“见飞蓬转而知为车”，即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子，从而做成装有轮子的车。

六、仿生学的发展

仿生学的发展：探索自然之道，创造人类未来

随着科技的飞速发展，人类对自然界的认识也日益深入。仿生学作为一门跨学科的研究领域，旨在模仿自然界的生物系统和生物过程，将其应用到科学、工程和设计中。仿生学的发展不仅为我们提供了深入探索自然之道的机会，也为创造未来的技术和创新提供了重要的启示。

仿生学的研究领域涵盖了生物学、物理学、化学、工程学等多个领域。从蜻蜓的飞行机制到蚁群智能系统，从鲨鱼皮肤的减阻结构到蝶翼的颜色结构，仿生学的研究项目数不胜数。通过学习和模仿自然界的优秀设计，我们可以开发出更为高效和创新的技术。

仿生学的应用领域

仿生学的应用领域广泛而多样。在航空航天领域，我们可以借鉴鸟类的翅膀结构和羽毛形状，设计更加高效的飞行器。在机器人技术领域，仿生学的原理可以用来开发智能机器人和自主导航系统。在建筑设计领域，仿生学的思想可以帮助我们设计更加节能和环保的建筑物。

另外，仿生学还在医学领域发挥着重要作用。通过研究生物系统的结构和功能，我们可以开发出更有效的医疗器械和药物。例如，仿生学的研究为人工器官的开发提供了新的思路，使得器官移植手术成为可能。

仿生学的发展趋势

随着仿生学的发展，我们可以预见其未来会取得更大突破。首先，随着科技的不断进步，我们将能更深入地研究生物系统的结构和功能。这将为仿生学的研究提供更为详尽和准确的数据，加速仿生学的发展。

其次，仿生学的研究将走向更加多样化和跨学科。不同学科领域的专家将展开合作，共同研究复杂的生物系统和生物过程。这将促进不同学科之间的交流和知识共享，加速创新的发展。

最后，仿生学的发展还将受益于计算机技术的进步。随着人工智能、大数据和云计算的发展，我们将能够更好地模拟和分析生物系统。这将为仿生学的研究提供更为强大的工具和方法。

结语

仿生学的发展给我们带来了无限的想象空间和创新机会。通过深入研究和模仿自然界的智慧和设计，我们可以创造出更加智能、高效和可持续的技术和产品。仿生学的探索之旅才刚刚开始，让我们共同努力，探索自然之道，创造人类未来。

七、仿生学家是什么？

仿生学领域主要涉及到化学家、工程师和材料学家。在过去3个月里发表且被收录在汤森路透“科学网”中关于仿生学的近300项研究中，只有不到8%拥有在生物系工作的作者——可将他们粗略视为“生物学家”。同时，在大多数关于仿生学的论文中，相关的生物多样性受到冷遇。

例如，在过去一年间发表的超过80%的仿生学论文中，研究人员只考虑了一个物种，或者仅通过一种宽泛的方式提到了诸如“细胞”或“酶”等某种生物学要素。

更重要的是，在探寻多元化过程和系统的所有研究中，有很多相同的“选手”出现：壁虎、蜘蛛和蝴蝶。

八、仿生学飞行原理？

在宇宙中，因为缺少定位标，有时候航天器会偏离航向，走上错误的轨道。

科学家注意到苍蝇不用跑道“就能直接起飞”，经过研究发现，苍蝇的后一对翅膀已退化，并形成了哑铃状的一对小棒，叫做楫翅。

楫翅是苍蝇飞行时的天然导航仪，当苍蝇在飞行时，楫翅迅速振动，频率为330次每秒。

一旦苍蝇的身体发生倾斜或偏离航向，楫翅就会扭转振动，并向苍蝇的大脑发出信号，大脑会即刻调整有关肌肉，纠正偏离的航向，保持身体的平衡。

科学家利用苍蝇楫翅的导航原理，成功研制出一种音叉式振动的陀螺仪，把它安装在高速飞行的火箭、飞机或其它一些航天器上，就可以自动纠正偏转的航向，保持正确的轨道运行。

九、什么是仿生学家？

仿生学家是模仿生物功能，来发明创造的科学。

科学家（Scientist）这个职业给它下的定义是：对真实自然及未知生命、环境、现象及其相关现象统一性的数字化重现与认识、探索、实践、定义的专业类别贡献者。科学家包括仿生学家，但是仿生学家不包括科学家。

十、仿生学的句子？

1. 自然界中的生物可以为我们提供无限的灵感和启示，仿生学正是通过模仿自然界中的生物来创造出更加智能和高效的技术和设计。

2. 仿生学是一门跨学科的科学，它结合了生物学、工程学、物理学和化学等多个领域的知识，旨在从自然界中汲取灵感，创造出更加智能和高效的技术和设计。

3. 仿生学的研究对象不仅仅是生物体本身，更是生物体与环境之间的相互作用和适应性，通过研究这些相互作用和适应性，我们可以从中学习到很多有益的知识和经验。

4. 仿生学的研究范围非常广泛，从仿生材料、仿生机器人、仿生建筑、仿生医学等多个领域都有涉及，这些研究都旨在创造出更加智能、高效、环保和可持续的技术和设计。

5. 仿生学的核心思想是学习自然，创新科技，通过模仿自然界中的生物和生态系统，我们可以创造出更加智能和高效的技术和设计，为人类的生活和发展带来更多的便利和福利。