校本课程仿生学.docx
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校本课程仿生学
生物校本课程系列
仿生学与生物武器
浙江省衢州第一中学生物组
2004年12月
学校名称：
浙江省衢州第一中学
课程名称：
仿生学与生物武器
课程类型：
拓展型
适用年级：
高一、高二年级
课程实施者：
王海芳
课程目标：
1.从学生的爱好爱好动身，开发适合学生水平，符合学生特点的拓展型校本课程。
2.通过介绍仿生学的概念、仿生之源和仿生学的实际应用及进展趋势，激发学生学习生物、探讨生命科学隐秘的爱好。
并在学习进程顶用进展的目光看待问题、分析问题，不墨守陈规，不拘泥于原有知识的限制而用于开拓，推陈出新。
3.通过介绍生物武器的相关知识，使学生了解生物武器的特点和利用历史，激发学生的爱国主义精神，培育学生安不忘危的忧患意识。
课时安排：
每周2课时
课程实施：
一、教学组织形式：
小班化教学。
二、实施步骤：
本课程分为两个单元。
第一单元：
仿生学
第二单元：
生物武器
三、评估方式
1.书面测试。
试题要尽力创设引发学生爱好和联系实际的情景，增强试题的综合性、探讨性和开放性。
本部份占总成绩的70％。
2.出勤率和课堂参与态度占总成绩的30％。
I仿生学
自古以来，用莲花的“出污泥而不染”来形容圣洁。
那么，是莲花真有一颗明净的心？
仍是在莲花身上有着鲜为人知的秘密？
让仿生学来告知你，只要你有和莲花一样的“肌肤”，你一样能够“出污泥而不染”，不染纤尘……
第一节、如何仿生
一、仿生的概念
仿生学是近期进展起来的生物学和技术学相结合的交叉学科。
仿生的英文名字是Bionics。
人们发觉，一些关于植物和动物的相类似的功能，事实上是超越了人类自身的在此方面的技术设计方案的。
植物和动物在几百万年的自然进化当中不仅完全适应自但是且其程度接近完美。
仿生学试图在技术方面仿照动物和植物在自然中的功能。
那个思想在生物学和技术之间架起了一座桥梁，而且对解决技术难题提供了帮忙。
通过再现生物学的原理，人类不仅找到了技术上的解决方案，而且同时该方案也完全适应了自然的需要。
仿生学的目的确实是分析生物进程和结构和它们的分析用于以后的设计。
仿生学的思想是成立在自然进化和一起进化的基础上的。
人类所从事的技术确实是使得达到最优化和相互间的和谐。
而模拟生物适应环境的功能无疑是一个好机遇。
在咱们人类的技术世界中模拟自然中的东西并非是一个新鲜的思想，自从传奇中的Ikarus带着用鸟的羽毛做成的翅膀飞向空中，而最后因为太阳的热度掉到地上起，人类一直就沉迷于此。
那么仿生学的确切概念是什么呢？
仿生学是研究生物系统的结构和性质以为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学。
属于生物科学与技术科学之间的边缘学科。
它涉及生物学、生物物理学、生物化学、物理学、操纵论、工程学等学科领域。
仿生技术通过对各类生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究，最后实现新的技术设计并制造出更好的新型仪器、机械等。
二、仿生的发明史
达芬奇（LeonardodaVinci，意大利文艺振兴时期的伟大画家、雕刻家和建筑学家）被以为是现代仿生学之父。
在大约公元1500年，在鸟翅模型以后，他画了一系列的无法实现的飞行设备草图。
大约400年以后，奥托（OttoLilienthal）成功了，他依照鹳的翅膀制造的滑翔机成功的在Brandenburger村飞行了250米，而且他也取得了“滑翔机之父”的称号。
直到上个世纪中期，有许多研究者都在不断尝试把自然界的形态和规那么用于技术上。
可是，仅仅在60年代初一种科学的综合分类学科才由它产生。
植物学家WilliamBarthlott和他的同事NestaEhler在70年代中期发觉纯粹的自清洁效应，也被叫做“莲花效应（Lotuseffect）”。
他们把一批多样的植物叶片放在一个特殊的显微镜下时，开始并无什么特殊的发觉。
这两个科学家的研究围绕着如此一个问题：
可否依照叶子表面纹理的不同来检测这组植物中扭曲的茎。
植物学的例行任务，确实是在每一个研究之前观看某些植物时先要把植物清洗干净，这是研究者们不用试探而第一要做的。
可是专门快生物学家就发觉一个超级荒唐的现象：
确实是只有那些表面很滑腻的叶子才需要清洗，而其它的那些表面在显微镜下看起来很粗糙的叶子反而是干净的。
对他们来讲更值得注意的是：
某些特殊的叶子乃至能够完全抗击水。
在那时，很清楚地是自清洁成效是和可润湿性相联系的。
这种成效专门明显得表此刻莲属坚果莲中：
从显微镜下看发觉莲叶子上有小的茸毛和小的蜡质覆盖在叶子上，水淌下来就象从热的炉盘上淌下来一样。
Barthlott说明说：
在滑腻表面，水会在污垢上蔓延。
在粗糙表面，水滴粘不牢，形成球状，在能够抵达的污垢粒子上转动而且带着污垢粒子转动。
1977年，生物学家们在一段短的旁注中描述了这种现象。
看起来这段旁注是很琐碎的，只是为了引发更多的注意。
仅仅在1989年，WilliamBarthlott，其时正在波恩大学做教授，从头注意到了那个旧的发觉并和他的研究生ChristophNeinhuis一路详细的研究了那个现象。
这两个人不仅成功的破译了“莲花效应”对生物学的意义，而且同时把它的不被脏物污染的原理应用于人造表面。
1996年Barthlott和Neinhuis用一个带有新衣料的白盘子实现了他们的程序，同时注册了专利。
他们在一个白盘子上撒上煤灰和颜料的混合物而且滴上一些水。
专门快，那个盘子就干净了。
作为对照，一个擦的专门亮的清漆膜也撒上煤灰盒颜料的混合物，可是即便在长时刻的漂洗以后，煤灰仍然存在，而且还有另一个脏的灰层，对清漆膜来讲，只用水是不能清洗干净的。
莲花效应的历史，从它的发觉到应用，典型的来自于一个研究规那么“技术学习自然”：
仿生学。
在现在对仿生学的明白得普遍以为是“各类技术手腕转化，建筑利用，计划步骤和生物系统的设计哲学”的基础上。
世界闻名的动物学家WernerNachtigall进一步简化了那个概念，他如此来归纳仿生学的实质：
“把从自然界学来的知识作为对独立技术形式的建议”。
在几百万年的优化中接近完美的自然发明是化学家、机械师和建筑师所期望的研究对象。
三、仿生学的重要作用
车轮曾被以为是人类历史上最伟大的发明之一。
可是这仅仅是圆周的功劳，绕轴旋转，作为一种渐进运动，如此长久的阻碍了人类生活，这被以为是非自然的发明。
可是，那个发明真的使咱们超越了自然吗？
只要看一看利用的那些车轮的应用范围就会发觉答案是不是定的。
车轮要求的是滑腻而且没有障碍的路或滑腻的轨道，而对泥浆、砂土、冰和雪那么是毫无用途的。
大自然设计了腿作为运动器官，而往往腿是比车轮更优越的。
而仿生学正是利用现代的科技手腕来仿照自然造物的神奇手法。
因此，仿生学在科学领域中具有着特殊的重要意义。
小从仿照生物的形态，大到生物生理的机制，都能够作为人类仿照的对象。
仿生机械人研究了运动设备的方式论和操纵论，例如，研究了昆虫的运动机制，利用这次实现去建造运动的机械。
蚱蜢有六条长腿。
可能以后的运动机械看起来就象一个庞大的昆虫。
蚱蜢需要很少的能量，而且维持了能量的均衡，它产生的废物完全进入了自然循环。
它们是完全无污染的而且比此刻的机械产品加倍经济。
四、仿生材料
最新科学研究指出，生物体都是由少数很简单的物质组成的，诸如糖、蛋白质和水之类。
生物体的不同部份，从柔韧的皮肤、肌肉、须毛，到坚硬的骨骼、鳞角、甲爪，材料性能如此多样、如此优良，关键在于从原子排列成份子、及从分子组合成纤维、晶体等“半成品”，在结构上的千差万别，确实是这么几种很简单的“原材料”，由于结构的奇巧精致，形成了各类优越独特的性能。
譬如鲍鱼的食物只是海水中的坐土，也确实是碳化钙，而研究人员在电子显微镜下观看发觉正是由于这一层层的碳化钙才使鲍鱼壳具有了极为坚硬的外壳。
极有规律排列的碳化钙靠化学键结合起来，决定了鲍鱼壳的坚硬性，而由于这层碳化钙能在有机蛋白质上滑动，因此鲍鱼外壳尽管硬但并非脆，很有韧性，能在变形变态之时也不破裂。
破解生物体构造的这些隐秘，最直接的目的确实是研制新型的“仿生材料”。
研究人员仿照鲍鱼壳的微观结构，将铝分子充满在碳化硼分子之间，已初步研制成功新型的陶瓷材料，除既坚硬又柔软之外，还能够感测并适应周围环境的转变，若是飞机机翼材料具有这种性能，受到损害时能够感知并自行修复。
具有和生物机体相同弹性的材料，伸缩自如，能成功地用来制作人工动脉。
从上世纪90年代开始，美国就已经开始投入专门大力量从事仿生材料研究工作，并已取得许多重要功效。
美国闻名的杜邦化学工业公司的科学家，已经开发成功利用人造基因制备的具有蜘蛛丝特性（包括结构、强度、化学性能）的蛋白质分子。
他们掏出蜘蛛的产丝腺体，查看他们制造蜘蛛丝的蛋白质代码，在破译的基础上制成人工合成基因。
将这种人造基因移植至酵母或细菌中，便生长出一种球状材料。
将这种蛋白质溶解在一种溶剂中，利用类似于蜘蛛吐丝的纺织技术制成纤维。
这种新型纤维比尼龙和现有其它产品强度都高，更具弹性和耐磨性，而且质量也很轻，因此在飞机、人造卫星等航空航天领域大有效武之地。
加拿大魁北克的科学家，将这种人工合成的蜘蛛蛋白质基因植入山羊的乳腺细胞中。
不久，基因被改变的山羊产出的奶中就含有蜘蛛丝的蛋白质了。
加拿大Nexia生物技术公司总裁杰夫特纳以为，这种蛋白质能够制造出轻得令人难以置信的织物，其强度可挡住子弹，还可降解，这种材料被称之为“生物钢”。
生物化学家们以为，“生物钢”有广漠的应用前景，它在任何方面都优于石油化工产品。
总之，破解生物体组成之谜，研制仿生材料的路还很漫长，目前人类只只是方才起步前行，可是仿生材料的前途似锦，却是绝无疑义的。
第二节仿生之源
一、莲花效应
刀刃的表面无法被水珠附着的事实已经被验证而且广为人知。
可是人们往往会轻忽如此的表面一样很难被弄脏。
在一个滑腻的表面上脏的颗粒只会随着水滴的滴落而移动，他们附着在水滴转动时产生的粗糙表面上从而被洗刷下来。
这种关系只在最近才被注意到而且用实验得以证明。
因为在亚洲文化中被看做纯洁象征物的莲花的大型类似于盾牌形状的叶片上常常能够见到这种现象，因这人们把它成为“莲花效应”。
若是水滴滚过莲花的叶片，它们将卷起所有的尘埃微粒并将它们带离叶片。
那个“莲花效应”原理如此有效，以至于即便是在被“糟蹋”过的莲花叶片上仍然无法使得水珠和尘埃微粒附着。
特殊的表面结构和产生蜡质的功能使得莲花的叶片几乎不受其他自然界现象的阻碍。
它与人类对自然界阻碍的反映很不相同，如对环境中化学物质的阻碍反映等等。
关于目前不能不广为利用的属于表面活性剂的化学物质来讲，为了达到维持植物中有效营养成份的目的，它们被全世界的植物代理商普遍利用。
这些活性剂不仅破坏了蜡质晶体的完美结构，使得叶片容易被水润湿。
而且造成如此的后果：
确实是植物上的脏物质将无法再被完全清除，而在不睬想的环境中，还将被孢子、真菌或细菌这些能够感染植物的微生物所侵染。
莲花效应刻画了一个很有效的生物模型系统，用它能够来制作人工的防污表面，因为它基于一个纯物理化学的原理。
有许多的领域和方面需要这种应用，如衣料的外表面、房顶、自动喷漆器等等。
若是能够使得这些领域的自清洁功能得以实现，显然会带来很多益处，而且能够节省清洁花费的费用。
在工业合作中，目前正在尽力将莲花效应转化成实际的技术应用。
尽管确信还需要花费一些时刻，可是确信早晚会有这种有效的产品走向市场。
二、昆虫与仿生学
昆虫个体小，种类和数量庞大，占现存动物的75％以上，遍及全世界。
它们有各自的生存绝技，有些技术连人类也自叹不如。
人们对自然资源的利用范围愈来愈普遍，专门是仿生学方面的任何成绩，都来自生物的某种特性。
蝴蝶与仿生
五彩的蝴蝶锦色粲然，如重月纹凤蝶、褐脉金斑蝶等，尤其是萤光翼凤蝶，其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。
科学家通过对蝴蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的裨益。
在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。
苏联昆虫学家施万维奇依照那时人们对假装缺乏熟悉的情形，提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发觉的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的假装。
因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事基地仍安然无惹，为博得最后的成功奠定了坚实的基础。
依照一样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。
人造卫星在太空中由于位置的不断转变可引发温度骤然转变，有时温差可高达两、三XX，严峻阻碍许多仪器的正常工作。
科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调剂体温的启发，将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差专门大的百叶窗样式，在每扇窗的转动位置安装有对温度灵敏的金属丝，随温度转变可调剂窗的开合，从而维持了人造卫星内部温度的恒定，解决了航天事业中的一大难题。
甲虫与仿生
屁步甲炮虫自卫时，可喷射出具有恶臭的高温液体“炮弹”，以迷惑、刺激和惊吓敌害。
科学家将其解剖后发觉甲虫体内有3个小室，别离储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。
二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反映，刹时就成为100℃的毒液，并迅速射出。
这种原理目前已应用于军事技术中。
二战期间，德国纳粹为了战争的需要，据此机理制造出了一种功率极大且性能平安靠得住的新型发动机，安装在飞航式导弹上，使之飞行速度加速，平平稳固，命中率提高，英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。
美国军事专家受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化武器。
这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中，炮弹发射后隔膜破裂，两种毒剂中间体在弹体飞行的8—10秒内混归并发生反映，在抵达目标的刹时生成致命的毒剂以杀伤仇敌。
它们易于生产、贮存、运输，平安且不易失效。
萤火虫可将化学能直接转变成光能，且转化效率达100%，而一般电灯的发光效率只有6%。
人们仿照萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍，大大节约了能量。
另外，依照甲虫的视动反映机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
蜻蜓与仿生
蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳固气流，并利用气流产生的涡流来使自己上升。
蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右双侧飞行，其向前飞行速度可达72km/小时。
另外，蜻蜒的飞行行为简单，仅靠两对翅膀不断地拍打。
科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。
飞机在高速飞行时，常会引发猛烈振动，乃至有时会折断机翼而引发飞机出事。
蜻蜒依托加重的翅痣在高速飞行时安然无事，于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平稳重锤，解决了因高速飞行而引发振动那个令人棘手的问题。
为了研究滑翔飞行和碰撞的空气动力学和其飞行的效率，一个四叶驱动，用远程水平仪操纵的机动机翼（翅膀）模型被研制，并第一次在风洞内测试了各项飞行参数。
第二个模型试图安装一个以更快频率飞行的翅膀，达到每秒18次震动的速度。
有特色的是，那个模型采纳了可变可调剂前后两对机翼之间相差的装置。
研究的中心和久远目标，是要研究利用“翅膀”驱动的飞机表现，和与传统的螺旋推动器驱动的飞机效率的比较等等。
苍蝇与仿生
家蝇的专门的地方在于它的快速的飞行技术，这使得它很难被人类抓住。
即便在它的后面也很难接近它。
它假想到了每一种情形，超级警惕，并能快速移动。
那么，它是怎么做到的呢？
昆虫学家研究发觉，苍蝇的后翅退化成一对平稳棒。
当它飞行时，平稳棒以必然的频率进行机械振动，能够调剂翅膀的运动方向，是维持苍蝇躯体平稳的导航仪。
科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪，大大改良了飞机的飞行性能，可使飞机自动停止危险的滚翻飞行，在机体强烈倾斜时还能自动恢复平稳，即便是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。
苍蝇的复眼包括4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360。
范围内的物体。
在蝇眼的启发下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机，在军事、医学、航空、航天上被普遍应用。
苍蝇的嗅觉专门灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可当即作出反映。
科学家依照苍蝇嗅觉器官的结构，把各类化学反映转变成电脉冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪，目前已普遍应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成份，使科研、生产的平安系数更为准确、靠得住。
蜂类与仿生
蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每一个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精准计算出来的——菱形钝角109°28’，锐角70°32’完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极牢固，令许多专家赞扬不止。
人们仿其构造用各类材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。
蜜蜂复眼的每一个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分灵敏的偏振片，可利用太阳准确信位。
科学家据此原理研制成功了偏振光导航仪，早已普遍用于航海事业中。
其它昆虫与仿生
跳蚤的跳跃本领十分高强，航空专家对此进行了大量研究，英国一飞机制造公司从其垂直起跳的方式受到启发，成功制造出了一种几乎能垂直起落的鹞式飞机。
现代电视技术依照昆虫单复眼的构造特点，造出了大屏幕彩电，又可将一台台小彩电荧光屏组成一个大画面，且可在同一屏幕上任意位置框出某几个特定的小画面，既可播映相同的画面，又可播映不同的画面。
科学家依照昆虫复眼的结构特点研制成功的多孔径光学系统装置，更易于搜索到目标，已在国外一些重要武器系统中应用。
依照某些水生昆虫的组成复眼的单眼之间彼此抑制的原理，制成的侧抑制电子模型，用于各类摄影系统，拍出的照片可增强图像边缘反差和突出轮廓，还可用来提高雷达的显示灵敏度，也可用于文字和图片识别系统的预处置工作。
美国利用昆虫复眼加工信息及定向导航原理，研制了具有专门大有效价值的仿昆虫复眼寻的末制导导引头的工程模型。
日本利用昆虫形态及特性开发研制了六足机械人等工学机械和建筑物的新构造方式。
以后展望
昆虫在亿万年的进化进程中，随着环境的变迁而慢慢进化，都在不同程度地进展着各自的生存本领。
随着社会的进展，人们对昆虫的各类生命活动把握得愈来愈多，愈来愈意识到昆虫对人类的重要性，再加上信息技术专门是运算机新一代生物电子技术在昆虫学上的应用，模拟昆虫的感应能力而研制的检测物质种类和浓度的生物传感器，参照昆虫神经结构开发的能够仿照大脑活动的运算机等等一系列的生物技术工程，将会由科学家的假想变成现实，并进入各个领域，昆虫将会为人类做出更大的奉献。
第三节实际应用
一、医学与仿生
仿生皮肤
每一年有数以百万计的人被烧伤，医治的方式中需要植皮，这是一个既漫长又容易受损的医治进程，因为病人需要面对两大难题，一是没有适合的移植组织，二是生理上可否同意移植的皮肤。
医生从病人身上取得好些健全细胞，然后再在实验室将这些细胞进行大量繁衍，为了组成组织，提供一个这些细胞需要的架构来让它们繁衍，直至它们变成一个立体细胞。
整个的繁衍皮肤的进程，用了一种叫做透明质酸的物质。
透明质酸是在人类组织中可找着的一种多糖，尤其是在皮肤。
咱们略微改良它的化学成份，并改变它成为复杂的生物原料，这提供了一个理想的骨架，来激增“成织维细胞”，以产生新一代人造皮肤。
这种方式更可用来重建仿佛人类耳朵如此复杂的结构。
由于所提取的物质是来自本身皮肤的，因此绝对合乎自然的准那么，从病人躯体上抽出细胞，一经接种到骨架之上，便会认定它们既有的自然环境，并开始繁衍。
由一个只有一平方厘米大小的活组织检查样本，能够在两周内生殖出足够覆盖整个成人躯体的皮肤，简直能够称为细胞工厂。
大致工作流程为：
一、第一要从病人身上掏出皮肤样本，分割出真皮和表皮，并从中掏出某些细胞放在实验室里进行繁衍；
二、稍后这些细胞便被放置到不同的支架之上，其中体积较厚和富有弹性的是从真皮中抽掏出来的细胞，而另外一些体积较薄的是从表皮中抽掏出来的细胞，这些细胞即时开始繁衍；
3、然后，已繁衍好的人造皮肤，包装妥当后送回到医院；
4、进行移植手术，医生将真皮放在适当的移植位置。
由那个时候开始，这些细胞继续繁衍，慢慢地恢复这块真皮，以求成立一个完整的血管网络；
五、然后再将这块含有表皮细胞的薄膜放到适当的位置上，利用激光去将这片含有表皮细胞的薄膜贴在真皮之上，这两片皮层在一个月后会自动消失，只留下来修复完好的皮肤。
仿生肌肉
目前，由于多种新材料的问世，如形状经历合金、形状经历树脂、高分子凝胶的应用进展，令人的肌肉仿生在功能与力量上接近了常人，能够说，以后人工肌肉必有普遍的前景。
人类的肌肉是由称为肌动蛋白与肌凝蛋白的纤维所组成的，只要分解微量的化学物质（ATP，三磷酸腺苷）就能够产生庞大的能量，是一种能源效率相当高的驱动装置。
假设将肌肉的结构应用在机械人上是种高难度的挑战。
人工肌肉以收缩动作来发挥动力，其功能跟人类的肌肉一样，只要改变人工肌肉的气压，手臂就会伸缩，全数重量仅60至200克，却能发挥2000倍的张力。
由于利用人工肌肉的关系，重量变得出乎想象的轻。
以喷漆机械人“SOFTBOY”手臂为例，它的重量约30千克，仅为利用马达、皮带、链条或油压汽缸之手臂的1/10。
目前，日本工业技术院打算把对肌肉活动的研究提升至分子的水平，希望通过对分子的研究促使对人工肌肉活动的研究。
“假设能通过对分子的研究，进而了解肌肉的结构，做出人工肌肉的话，就能够够全新的原理做出驱动装置。
”仿生肌肉不仅可用于残疾人假肢，也可装在机械人上。
国际上某些研究机构已经开发出一种老人看护用床边用餐辅助手臂，装有以合成纤维被覆橡胶管的人工肌肉。
在高龄化社会正式来临之前，看护设施、护士严峻不足的今天，这种看护手臂正好可助一臂之力。
仿生眼
随着运算机技术的不断提高，愈来愈多的残疾人的生活因此而取得改善。
此刻，科学家正在探讨运用最新的芯片技术设计一种供盲人利用的仿生眼。
视网膜疾病，如黄斑退化，是致盲的一大缘故。
一样来讲，患者的角膜、晶体、视神经都是完好的，阻挡视觉信号进入大脑的是受损的视网膜感光细胞。
因此，若是能够人工“架桥”，将完好的部份连接起来，就能够够使患者恢复必然的光感和视力。
目前正在研究当中的一种人工眼采纳微电子技术，在三毫米见方的芯片上放置四至五千个微型太阳能电池。
当光线通过角膜、晶体，达到视网膜时，这些微型太阳能电池将其强度转换成不同的电信号，通过视神经传送给视觉中枢。
此刻人工眼还只能传送黑白图像，而且只限于动物实验的时期。
只是，研究人员相信随着太阳能电池体积的不断减小，人工眼的功效也会迅速提高，最终使盲人重见光明。
另外，美国麻省理工学院的一个研究小组正在进展一种人工眼雏形，利用体外的输入工具和体内的芯片相结合，给患者提供更周密的图像。
具体来讲，一个微型的摄像机拍照图像，将其编码，通过激光传送给移植体内的芯片。
然后，人造的光传感器将图像转换成电子信号用以刺激视神经。
仿生眼皮
一些患者由于癌症或其它意外，有时会失去单眼的眼球乃至眼皮。
对这些患者进行外科整形，难度往往专门大。
尽管可为患者配备人造眼球，但现有人造眼皮一样难以做到随另一只正常眼睛的眨动而运动。
这不仅阻碍到外科整形后的眼部成效，有时乃至会因此给患者造成必然心理阴影。
研究人员最近研制的仿生上眼皮，不仅能随正常眼睛的眨动而同步开合，而且美容成效也不错。
仿生眼皮由具有弹性的乳胶薄膜制成，可与人造眼球配合利用。
仿生眼皮通过细微的聚酰胺线与一微型马达相连，驱动微型马达的电池那么安放于人造眼球后部的微型丙烯酸胶囊当中。
当另一只正常眼睛眨动时，其肌肉运动所发出信号可启动微型马达工作。
仿生芯片操纵人体细胞
仿生芯片也称细胞芯片，是由健康的人体细胞与一个电子集成电路芯片经特殊方式结合起来的微型装置，它比头发丝还要细微。
它的原理是当细胞面临必然的电压时，细胞膜微孔就会张开，具有渗透性。
通过运算机操纵微型装置中的芯片，即可达到操纵该健康细胞活动的目的。
由于细胞芯片装置能够精准地操纵细胞膜微孔开启与关闭，从而能够借此更好地把握本来比较难以把握的基因疗法。
具体的说，能够在全然不阻碍周围细胞的情形下，对目标基因或细胞进
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