信息与控制仿生技术的优化研究

信息与控制仿生是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程[72]。例如，人们根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆时的速度。人们根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理，研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。目前，人们已建立的神经元模型达100种以上，并在此基础上构造出新型计算机。

模仿人类的学习过程，人们制造出了一种称为“感知机”的机器，它可以通过训练，改变元件之间联系的权重来进行学习，从而能够实现模式识别。此外，它还研究与模拟体内稳态、运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制[73]。

在人们日常生活中司空见惯的很多技术其实都和仿生学密不可分。例如，人们根据萤火虫发光的原理，研制出了人工冷光技术。自从人类发明了电灯，生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光，其余大部分都以热能的形式浪费掉了，而且电灯的热射线有害于人眼[74]。那么，有没有只发光不发热的光源呢？人类又把目光投向了大自然。在自然界中，有许多生物都能发光，如有些细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等，这些动物发出的光都不产生热，所以又被称为“冷光”[75]。

在众多的发光动物中，萤火虫的表现相当突出。它们发出的冷光颜色多种多样，有黄绿色、橙色，光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率，而且一般都很柔和，十分适合人类的眼睛，光的强度也比较高。因此，生物光是一种理想的光。(www.xing528.com)

科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部[76]。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。

在20世纪40年代，人们根据对萤火虫的仿生学研究，创造了日光灯，使人类的照明光源发生了很大变化。近年来，科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素，后来又分离出了荧光酶，接着，又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP（腺苷三磷酸）和水混合而成的生物光源，可在充满爆炸性气体——瓦斯的矿井中当照明灯使用。由于这种光不使用电源，不会产生磁场，因而可以确保安全生产。