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 | 誠品線上

Beastly Bionics: Rad Robots, Brilliant Biomimicry, and Incredible Inventions Inspired by Nature

內容簡介

內容簡介 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。"

作者介紹

作者介紹 珍妮佛·史旺森從小就對科學有異於常人的熱愛，寫作生涯始於五歲，為自己的幼稚園班級寫過好幾本圖文並茂的書。已出版非文學和文學類童書超過40本，她的科學原理系列 How Things Work獲《書單》雜誌（Booklist）評選為2012年十大青少年書籍，並得到各界好評，包括《書單》雜誌的星級評論、學校圖書館員工作坊（ School Librarians Workshop）與《圖書館傳媒》雜誌（ Library Media Connection）的推薦評論，以及書蟲獎（Nerdy Book Club award）。史旺森的著作充分反映了她對科學的熱愛，尤其是獲加州閱讀協會頒發「Eureka!榮譽獎」的《腦力大挑戰》（Brain Games，國家地理學會出版），以及介紹奈米技術在運動器材上的應用的Super Gear: Nanotechnology and Sports Team Up（Charlesbridge出版），曾獲美國科學教師協會提名為2017年最佳STEM圖書與2017年傑出一般圖書（Outstanding Trade Book）。徐仕美臺灣大學植病所碩士，曾任遠哲科學教育基金會編輯、天下文化科學編輯，目前是自由譯者。有《大腦解密手冊》、《記憶的盡頭》、《發現科學：親近植物》、《小學生圖解科學辭典》等譯作。

產品目錄

產品目錄 目錄 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

商品規格

最佳賣點

最佳賣點 : 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！

試閱文字

導讀 : 【導讀】
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。

試閱文字

內文 : 【內文試閱】
拯救生命的機器蜘蛛
神奇動物
蜘蛛
這類有八隻腳的生物可以任意四處遊走，而且體型夠小，能夠進入很小的空間。蜘蛛的腳有靈活的關節，幾乎可到達任何地方。蜘蛛的腳上還有細毛，讓牠能攀附在天花板和牆壁上。

設計難題
建築物倒塌之後，當務之急是讓救難人員搜尋可能受困在裡面的人，而且要快。但問題是：搜救小組怎麼知道哪裡可以找到倖存者？而且有的建築物大得不得了！民眾或動物可能困在裡面的任何地方。如果搜救小組擁有某種工具可以爬進瓦礫堆之中，提供內部影像，這樣會很有幫助。受損的建築物也可能很危險。正在崩塌的牆壁，還有煙霧和塵埃，都可能使搜救人員受傷，變成被拯救的對象！這時機器人就可以派上用場，說不定還可以幫搜救人員找出安全的通道，讓他們穿過建築物時不會造成另一場崩塌。有哪一種機器人能在這種高風險狀況下幫得上忙呢？幸好有蜘蛛，讓工程師想出了解決方法。

仿生原理
工程師針對這項任務設計機器人時，遇到的大挑戰是要把它做得夠小又靈活，而且能輕鬆繞過障礙物。這種機器人必須可以自行到處移動，此外還要能靠電池運行，不需要接到電源插座。工程師認為，蜘蛛會是很棒的動物模型。
打造有許多活動零件的機器蜘蛛並不容易，畢竟蜘蛛有八隻腳，每一隻腳各自能轉動、彎曲、伸長。蜘蛛的每一隻腳有七節，由微小的關節連接起來。蜘蛛移動時，需要輸送類似血液的液體穿過關節。這使得蜘蛛可以動用每一隻腳的不同部位。
蜘蛛走路時，除了運用到關節，而且總是會有四隻腳同時著地。兩隻腳往前伸，另外兩隻腳從後方推動。然後輪到抬起來的四隻腳放回地面，進行上述的步驟。蜘蛛在迅速爬過地面時，一直重複這種模式。
為了讓機器蜘蛛走路，工程師需要編寫成千上萬行的電腦程式碼下達指令，告訴機器如何運用它的腳。這包括升高腳內的壓力，指示人工鉸鍊控制相似關節的開合。這種過程讓機器蜘蛛的腳可以像真實蜘蛛的腳一樣伸展。機器蜘蛛比真實蜘蛛的尺寸來得大，因為必須把閥門、壓縮機、控制單元都裝到它的身體裡。儘管這樣，這些有很多腳的機器到了沙漠現場仍然很有用。

補充構想
機器蜘蛛配備有攝影機和感測器，可以傳送回各種資訊，例如位置和潛在危險的警告。

活動

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