what is different between.....

2013-02-09 9:08 pm
What is different between human eyes and animal eyes??
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回答 (1)

2013-02-09 9:59 pm
✔ 最佳答案
人眼是典型相機眼在所有感覺器官中,眼睛大概是動物王國中變化最多樣的。數百萬年的進化已經形成了10種以上的動物視力系統,每一種都要特別適應它們各自的需要。 科學家對各種動物眼睛進行了觀察,當他們設計人造光學系統時,就可以參照不同的動物眼睛來設計。從鳥類到昆蟲,從鯨到魷魚,科學家從動物王國的所有成員中獲得靈感,以設計高性能的人造眼睛。 美國加州大學生物工程師、納米技術專家雷盧克闡述了最新研究,並將其發表在近日出版的《科學》上。 動物眼睛,千奇百怪。 彈塗魚生活在水裡,但它們時常爬到岸邊的樹上,在陸地上呆幾個小時,因此,它們的眼睛是典型的陸地型眼睛。而它生活的水域大都是水質混濁的池塘,水下的視力好壞也無關緊要。 鼓蟲生活的水域是清澈的,因為它在定居問題上選擇了水陸兩栖,因此大自然毫不吝嗇地給了它兩對眼睛,一對在水裡用,另一對浮出水面用。 美洲中部湖泊裡的一種四眼魚,能敏捷地躍出水面,捕食正在飛行的昆蟲。說它是「四眼魚」,實際上它只有兩隻眼,這兩隻眼睛的特別之處在于,瞳孔上下徑伸長,並被一層間隔將眼睛橫截成兩部分,其透明介質上部的折射介質適應于在空氣中看東西,眼睛的下半部則適應于水中觀察。 鸕鷀等一些鳥類既要在飛行中遠望,又需在水中捕魚時看清近距離的景物。它們可以在極大的範圍內調整晶狀體的曲率。通常年輕人眼睛的折射率不足15個屈光度,鸕鷀則高達40~50個。因此,它們既能在稠密的水草中搜尋小魚,又能發現高空中盤旋、隨時都有可能發動突襲的猛禽。 深海軟體動物的眼睛,直徑達20釐米,是具有延伸功能的套迭型眼睛。它們的瞳孔很大,可以將盡可能多的光線收入眼簾,在靈敏度極高的感光成分上聚焦。貓頭鷹是善於夜戰的動物,光線再弱它也能明察秋毫。它看東西所需要的光,強度僅為人眼需求的1/100。 貓眼在黑暗中閃閃發光,狼眼在夜色中陰森可怖,其實它們的眼睛本身並不發光,但能反射進入眼睛的月光、星光和其他微弱的光線,並將這些光線彙集于眼睛的後表面上,所以才使它們的眼睛光彩照人。一類是複眼,另一類是相機眼。 人類的眼睛是典型的相機型眼,用一個單鏡頭(眼珠)將圖像聚焦到光敏感的視網膜上。其他自然界中的相機型眼有的還能偽裝,而我們的眼睛卻不能。 比如,鳥的眼睛有特別的肌肉,能改變晶體的厚度和角膜的形狀。鯨的眼睛有特別的「水壓」,通過注水和排水來調壓,從而可以讓它們的晶體前後移動,使其離視網膜忽遠忽近。這種獨特系統可以讓鯨在水裡水外都能看得一清二楚。 章魚眼的單晶體像洋蔥一樣分層,每層都有稍微不同的光學特性,以利於章魚快速聚光,還擁有極大的視野。雷盧克他們製造的晶體與這些相機型眼睛相似,通過改變特殊水室的液壓來調焦。這些被稱為「微型雙重」晶體具有2種不同的形狀,兩邊都彼此鼓起或都向一邊彎曲,以調節焦距和視野。像這樣的晶體可用作細胞相機、體內醫學圖像儀和光學圖像貯存等。 相機型眼的動物通過不同方式來調節其晶體,以看清不同距離的目標。雖然科學家早就知道相機型眼的每個部分的功能,但要製造一個功能全面的人造眼睛還有很長的路要走。 科學家正在向自然界中發現的另一種眼睛———複眼進軍。昆蟲和節肢動物中有複眼。複眼由許多單個晶體組成。單個成像單位稱為「小眼」。比如,蜻蜓為單複眼,其晶體達1萬個。有些複眼能同時處理圖像,每個晶體傳送自己的信號給昆蟲或節肢動物的大腦。這使它們快速發現目標和圖像識別,這就是為何蒼蠅很難打著。從動物眼睛上尋找靈感。 新的顯微加工技術可以讓研究人員生產微型人造複眼。雷盧克他們已經製造出了人造小眼,每個小眼都有一個微型晶體連在管狀的波導管上,以將光傳送給光電子圖像儀。他們還已經將「小眼」排成圓屋頂,到時可用以製造能看360度的裝置。 如今,科學家正在探測自然界的視覺系統,看看是否能從動物中找到關鍵工程問題的解決辦法。比如,目前的紅外線感應器雖然比人眼更厲害,但它們需要複雜的冷卻系統才能工作。 當雷盧克為下一代光學儀器的開發尋找靈感時,他想到了龍蝦、蒼蠅和章魚。他與其他生物工程師借鑒動物來設計人造視覺系統,以用於高科技的相機、運動探測器、無人控制導航儀和人造視網膜植入。不過,自然界的視網膜可以彎曲,而人造的則不行。 自然界中的一種甲蟲能發現80公里以外的森林大火。雌甲蟲將卵產在燒過的樹上。它們偵探大火拼用一個專門的器官,調到特別頻率後才能探測到紅外光。研究人員正在開發類似的新原料,以探測熱量。 研究人員在仿造眼睛上取得如此大的進步,主要原因之一是他們能製造柔韌的聚合體和塑膠。活生生的眼睛和其他器官由天然的長鏈分子製成,因此,人造聚合體具有很多的感官能力。雷盧克他們能用快速成模辦法讓聚合體成為三維模型,使他們的裝置具有彈性。 背景知識 貓頭鷹的眼為何那麼「大」? 科研人員認為,眼睛與身體的基本關係能反映每個物種是如何適應、利用自己所在的生存環境,


收錄日期: 2021-04-13 19:17:30
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