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正义前锋里的道奇战马有多少匹马力?
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web漏洞攻击有哪些?
一、SQL注入漏洞
SQL注入攻击(SQL Injection),简称注入攻击、SQL注入,被广泛用于非法获取网站控制权,是发生在应用程序的数据库层上的安全漏洞。在设计程序,忽略了对输入字符串中夹带的SQL指令的检查,被数据库误认为是正常的SQL指令而运行,从而使数据库受到攻击,可能导致数据被窃取、更改、删除,以及进一步导致网站被嵌入恶意代码、被植入后门程序等危害。
通常情况下,SQL注入的位置包括:
(1)表单提交,主要是POST请求,也包括GET请求;
(2)URL参数提交,主要为GET请求参数;
(3)Cookie参数提交;
(4)HTTP请求头部的一些可修改的值,比如Referer、User_Agent等;
(5)一些边缘的输入点,比如.mp3文件的一些文件信息等。
常见的防范方法
(1)所有的查询语句都使用数据库提供的参数化查询接口,参数化的语句使用参数而不是将用户输入变量嵌入到SQL语句中。当前几乎所有的数据库系统都提供了参数化SQL语句执行接口,使用此接口可以非常有效的防止SQL注入攻击。
(2)对进入数据库的特殊字符(’”*;等)进行转义处理,或编码转换。
(3)确认每种数据的类型,比如数字型的数据就必须是数字,数据库中的存储字段必须对应为int型。
(4)数据长度应该严格规定,能在一定程度上防止比较长的SQL注入语句无法正确执行。
(5)网站每个数据层的编码统一,建议全部使用UTF-8编码,上下层编码不一致有可能导致一些过滤模型被绕过。
(6)严格限制网站用户的数据库的操作权限,给此用户提供仅仅能够满足其工作的权限,从而最大限度的减少注入攻击对数据库的危害。
(7)避免网站显示SQL错误信息,比如类型错误、字段不匹配等,防止攻击者利用这些错误信息进行一些判断。
(8)在网站发布之前建议使用一些专业的SQL注入检测工具进行检测,及时修补这些SQL注入漏洞。
二、跨站脚本漏洞
跨站脚本攻击(Cross-site scripting,通常简称为XSS)发生在客户端,可被用于进行窃取隐私、钓鱼欺骗、窃取密码、传播恶意代码等攻击。
XSS攻击使用到的技术主要为HTML和Javascript,也包括VBScript和ActionScript等。XSS攻击对WEB服务器虽无直接危害,但是它借助网站进行传播,使网站的使用用户受到攻击,导致网站用户帐号被窃取,从而对网站也产生了较严重的危害。
XSS类型包括:
(1)非持久型跨站:即反射型跨站脚本漏洞,是目前最普遍的跨站类型。跨站代码一般存在于链接中,请求这样的链接时,跨站代码经过服务端反射回来,这类跨站的代码不存储到服务端(比如数据库中)。上面章节所举的例子就是这类情况。
(2)持久型跨站:这是危害最直接的跨站类型,跨站代码存储于服务端(比如数据库中)。常见情况是某用户在论坛发贴,如果论坛没有过滤用户输入的Javascript代码数据,就会导致其他浏览此贴的用户的浏览器会执行发贴人所嵌入的Javascript代码。
(3)DOM跨站(DOM XSS):是一种发生在客户端DOM(Document Object Model文档对象模型)中的跨站漏洞,很大原因是因为客户端脚本处理逻辑导致的安全问题。
常用的防止XSS技术包括:
(1)与SQL注入防护的建议一样,假定所有输入都是可疑的,必须对所有输入中的script、iframe等字样进行严格的检查。这里的输入不仅仅是用户可以直接交互的输入接口,也包括HTTP请求中的Cookie中的变量,HTTP请求头部中的变量等。
(2)不仅要验证数据的类型,还要验证其格式、长度、范围和内容。
(3)不要仅仅在客户端做数据的验证与过滤,关键的过滤步骤在服务端进行。
(4)对输出的数据也要检查,数据库里的值有可能会在一个大网站的多处都有输出,即使在输入做了编码等操作,在各处的输出点时也要进行安全检查。
(5)在发布应用程序之前测试所有已知的威胁。
三、弱口令漏洞
弱口令(weak password) 没有严格和准确的定义,通常认为容易被别人(他们有可能对你很了解)猜测到或被破解工具破解的口令均为弱口令。设置密码通常遵循以下原则:
(1)不使用空口令或系统缺省的口令,这些口令众所周之,为典型的弱口令。
(2)口令长度不小于8个字符。
(3)口令不应该为连续的某个字符(例如:AAAAAAAA)或重复某些字符的组合(例如:tzf.tzf.)。
(4)口令应该为以下四类字符的组合,大写字母(A-Z)、小写字母(a-z)、数字(0-9)和特殊字符。每类字符至少包含一个。如果某类字符只包含一个,那么该字符不应为首字符或尾字符。
(5)口令中不应包含本人、父母、子女和配偶的姓名和出生日期、纪念日期、登录名、E-mail地址等等与本人有关的信息,以及字典中的单词。
(6)口令不应该为用数字或符号代替某些字母的单词。
(7)口令应该易记且可以快速输入,防止他人从你身后很容易看到你的输入。
(8)至少90天内更换一次口令,防止未被发现的入侵者继续使用该口令。
四、HTTP报头追踪漏洞
HTTP/1.1(RFC2616)规范定义了HTTP TRACE方法,主要是用于客户端通过向Web服务器提交TRACE请求来进行测试或获得诊断信息。当Web服务器启用TRACE时,提交的请求头会在服务器响应的内容(Body)中完整的返回,其中HTTP头很可能包括Session Token、Cookies或其它认证信息。攻击者可以利用此漏洞来欺骗合法用户并得到他们的私人信息。该漏洞往往与其它方式配合来进行有效攻击,由于HTTP TRACE请求可以通过客户浏览器脚本发起(如XMLHttpRequest),并可以通过DOM接口来访问,因此很容易被攻击者利用。
防御HTTP报头追踪漏洞的方法通常禁用HTTP TRACE方法。
五、Struts2远程命令执行漏洞
ApacheStruts是一款建立Java web应用程序的开放源代码架构。Apache Struts存在一个输入过滤错误,如果遇到转换错误可被利用注入和执行任意Java代码。
网站存在远程代码执行漏洞的大部分原因是由于网站采用了Apache Struts Xwork作为网站应用框架,由于该软件存在远程代码执高危漏洞,导致网站面临安全风险。CNVD处置过诸多此类漏洞,例如:“GPS车载卫星定位系统”网站存在远程命令执行漏洞(CNVD-2012-13934);Aspcms留言本远程代码执行漏洞(CNVD-2012-11590)等。
修复此类漏洞,只需到Apache官网升级Apache Struts到最新版本:http://struts.apache.org
六、文件上传漏洞
文件上传漏洞通常由于网页代码中的文件上传路径变量过滤不严造成的,如果文件上传功能实现代码没有严格限制用户上传的文件后缀以及文件类型,攻击者可通过 Web 访问的目录上传任意文件,包括网站后门文件(webshell),进而远程控制网站服务器。
因此,在开发网站及应用程序过程中,需严格限制和校验上传的文件,禁止上传恶意代码的文件。同时限制相关目录的执行权限,防范webshell攻击。
七、私有IP地址泄露漏洞
IP地址是网络用户的重要标示,是攻击者进行攻击前需要了解的。获取的方法较多,攻击者也会因不同的网络情况采取不同的方法,如:在局域网内使用Ping指令,Ping对方在网络中的名称而获得IP;在Internet上使用IP版的QQ直接显示。最有效的办法是截获并分析对方的网络数据包。攻击者可以找到并直接通过软件解析截获后的数据包的IP包头信息,再根据这些信息了解具体的IP。
针对最有效的“数据包分析方法”而言,就可以安装能够自动去掉发送数据包包头IP信息的一些软件。不过使用这些软件有些缺点,譬如:耗费资源严重,降低计算机性能;访问一些论坛或者网站时会受影响;不适合网吧用户使用等等。现在的个人用户采用最普及隐藏IP的方法应该是使用代理,由于使用代理服务器后,“转址服务”会对发送出去的数据包有所修改,致使“数据包分析”的方法失效。一些容易泄漏用户IP的网络软件(QQ、MSN、IE等)都支持使用代理方式连接Internet,特别是QQ使用“ezProxy”等代理软件连接后,IP版的QQ都无法显示该IP地址。虽然代理可以有效地隐藏用户IP,但攻击者亦可以绕过代理,查找到对方的真实IP地址,用户在何种情况下使用何种方法隐藏IP,也要因情况而论。
八、未加密登录请求
由于Web配置不安全,登陆请求把诸如用户名和密码等敏感字段未加密进行传输,攻击者可以窃听网络以劫获这些敏感信息。建议进行例如SSH等的加密后再传输。
九、敏感信息泄露漏洞
SQL注入、XSS、目录遍历、弱口令等均可导致敏感信息泄露,攻击者可以通过漏洞获得敏感信息。针对不同成因,防御方式不同
十、CSRF
http://www.cnblogs.com/hyddd/archive/2009/04/09/1432744.html
Web应用是指采用B/S架构、通过HTTP/HTTPS协议提供服务的统称。随着互联网的广泛使用,Web应用已经融入到日常生活中的各个方面:网上购物、网络银行应用、证券股票交易、政府行政审批等等。在这些Web访问中,大多数应用不是静态的网页浏览,而是涉及到服务器侧的动态处理。此时,如果Java、PHP、ASP等程序语言的编程人员的安全意识不足,对程序参数输入等检查不严格等,会导致Web应用安全问题层出不穷。
本文根据当前Web应用的安全情况,列举了Web应用程序常见的攻击原理及危害,并给出如何避免遭受Web攻击的建议。
Web应用漏洞原理
Web应用攻击是攻击者通过浏览器或攻击工具,在URL或者其它输入区域(如表单等),向Web服务器发送特殊请求,从中发现Web应用程序存在的漏洞,从而进一步操纵和控制网站,查看、修改未授权的信息。
1.1 Web应用的漏洞分类
1、信息泄露漏洞
信息泄露漏洞是由于Web服务器或应用程序没有正确处理一些特殊请求,泄露Web服务器的一些敏感信息,如用户名、密码、源代码、服务器信息、配置信息等。
造成信息泄露主要有以下三种原因:
–Web服务器配置存在问题,导致一些系统文件或者配置文件暴露在互联网中;
–Web服务器本身存在漏洞,在浏览器中输入一些特殊的字符,可以访问未授权的文件或者动态脚本文件源码;
–Web网站的程序编写存在问题,对用户提交请求没有进行适当的过滤,直接使用用户提交上来的数据。
2、目录遍历漏洞
目录遍历漏洞是攻击者向Web服务器发送请求,通过在URL中或在有特殊意义的目录中附加“../”、或者附加“../”的一些变形(如“..\”或“..//”甚至其编码),导致攻击者能够访问未授权的目录,以及在Web服务器的根目录以外执行命令。
3、命令执行漏洞
命令执行漏洞是通过URL发起请求,在Web服务器端执行未授权的命令,获取系统信息,篡改系统配置,控制整个系统,使系统瘫痪等。
命令执行漏洞主要有两种情况:
–通过目录遍历漏洞,访问系统文件夹,执行指定的系统命令;
–攻击者提交特殊的字符或者命令,Web程序没有进行检测或者绕过Web应用程序过滤,把用户提交的请求作为指令进行解析,导致执行任意命令。
4、文件包含漏洞
文件包含漏洞是由攻击者向Web服务器发送请求时,在URL添加非法参数,Web服务器端程序变量过滤不严,把非法的文件名作为参数处理。这些非法的文件名可以是服务器本地的某个文件,也可以是远端的某个恶意文件。由于这种漏洞是由PHP变量过滤不严导致的,所以只有基于PHP开发的Web应用程序才有可能存在文件包含漏洞。
5、SQL注入漏洞
SQL注入漏洞是由于Web应用程序没有对用户输入数据的合法性进行判断,攻击者通过Web页面的输入区域(如URL、表单等) ,用精心构造的SQL语句插入特殊字符和指令,通过和数据库交互获得私密信息或者篡改数据库信息。SQL注入攻击在Web攻击中非常流行,攻击者可以利用SQL注入漏洞获得管理员权限,在网页上加挂木马和各种恶意程序,盗取企业和用户敏感信息。
6、跨站脚本漏洞
跨站脚本漏洞是因为Web应用程序时没有对用户提交的语句和变量进行过滤或限制,攻击者通过Web页面的输入区域向数据库或HTML页面中提交恶意代码,当用户打开有恶意代码的链接或页面时,恶意代码通过浏览器自动执行,从而达到攻击的目的。跨站脚本漏洞危害很大,尤其是目前被广泛使用的网络银行,通过跨站脚本漏洞攻击者可以冒充受害者访问用户重要账户,盗窃企业重要信息。
根据前期各个漏洞研究机构的调查显示,SQL注入漏洞和跨站脚本漏洞的普遍程度排名前两位,造成的危害也更加巨大。
1.2 SQL注入攻击原理
SQL注入攻击是通过构造巧妙的SQL语句,同网页提交的内容结合起来进行注入攻击。比较常用的手段有使用注释符号、恒等式(如1=1)、使用union语句进行联合查询、使用insert或update语句插入或修改数据等,此外还可以利用一些内置函数辅助攻击。
通过SQL注入漏洞攻击网站的步骤一般如下:
第一步:探测网站是否存在SQL注入漏洞。
第二步:探测后台数据库的类型。
第三步:根据后台数据库的类型,探测系统表的信息。
第四步:探测存在的表信息。
第五步:探测表中存在的列信息。
第六步:探测表中的数据信息。
1.3 跨站脚本攻击原理
跨站脚本攻击的目的是盗走客户端敏感信息,冒充受害者访问用户的重要账户。跨站脚本攻击主要有以下三种形式:
1、本地跨站脚本攻击
B给A发送一个恶意构造的Web URL,A点击查看了这个URL,并将该页面保存到本地硬盘(或B构造的网页中存在这样的功能)。A在本地运行该网页,网页中嵌入的恶意脚本可以A电脑上执行A持有的权限下的所有命令。
2、反射跨站脚本攻击
A经常浏览某个网站,此网站为B所拥有。A使用用户名/密码登录B网站,B网站存储下A的敏感信息(如银行帐户信息等)。C发现B的站点包含反射跨站脚本漏洞,编写一个利用漏洞的URL,域名为B网站,在URL后面嵌入了恶意脚本(如获取A的cookie文件),并通过邮件或社会工程学等方式欺骗A访问存在恶意的URL。当A使用C提供的URL访问B网站时,由于B网站存在反射跨站脚本漏洞,嵌入到URL中的恶意脚本通过Web服务器返回给A,并在A浏览器中执行,A的敏感信息在完全不知情的情况下将发送给了C。
3、持久跨站脚本攻击
B拥有一个Web站点,该站点允许用户发布和浏览已发布的信息。C注意到B的站点具有持久跨站脚本漏洞,C发布一个热点信息,吸引用户阅读。A一旦浏览该信息,其会话cookies或者其它信息将被C盗走。持久性跨站脚本攻击一般出现在论坛、留言簿等网页,攻击者通过留言,将攻击数据写入服务器数据库中,浏览该留言的用户的信息都会被泄漏。
Web应用漏洞的防御实现
对于以上常见的Web应用漏洞漏洞,可以从如下几个方面入手进行防御:
1)对 Web应用开发者而言
大部分Web应用常见漏洞,都是在Web应用开发中,开发者没有对用户输入的参数进行检测或者检测不严格造成的。所以,Web应用开发者应该树立很强的安全意识,开发中编写安全代码;对用户提交的URL、查询关键字、HTTP头、POST数据等进行严格的检测和限制,只接受一定长度范围内、采用适当格式及编码的字符,阻塞、过滤或者忽略其它的任何字符。通过编写安全的Web应用代码,可以消除绝大部分的Web应用安全问题。
2) 对Web网站管理员而言
作为负责网站日常维护管理工作Web管理员,应该及时跟踪并安装最新的、支撑Web网站运行的各种软件的安全补丁,确保攻击者无法通过软件漏洞对网站进行攻击。
除了软件本身的漏洞外,Web服务器、数据库等不正确的配置也可能导致Web应用安全问题。Web网站管理员应该对网站各种软件配置进行仔细检测,降低安全问题的出现可能。
此外,Web管理员还应该定期审计Web服务器日志,检测是否存在异常访问,及早发现潜在的安全问题。
3)使用网络防攻击设备
前两种为事前预防方式,是比较理想化的情况。然而在现实中,Web应用系统的漏洞还是不可避免的存在:部分Web网站已经存在大量的安全漏洞,而Web开发者和网站管理员并没有意识到或发现这些安全漏洞。由于Web应用是采用HTTP协议,普通的防火墙设备无法对Web类攻击进行防御,因此可以使用IPS入侵防御设备来实现安全防护。
H3C IPS Web攻击防御
H3C IPS入侵防御设备有一套完整的Web攻击防御框架,能够及时发现各种已经暴露的和潜在的Web攻击。下图为对于Web攻击的总体防御框架。
图1:Web攻击防御框架,参见:http://blog.csdn.net/moshenglv/article/details/53439579
H3C IPS采用基于特征识别的方式识别并阻断各种攻击。IPS设备有一个完整的特征库,并可定期以手工与自动的方式对特征库进行升级。当网络流量进入IPS后,IPS首先对报文进行预处理,检测报文是否正确,即满足协议定义要求,没有错误字段;如果报文正确,则进入深度检测引擎。该引擎是IPS检测的核心模块,对通过IPS设备的Web流量进行深层次的分析,并与IPS攻击库中的特征进行匹配,检测Web流量是否存在异常;如果发现流量匹配了攻击特征,IPS则阻断网络流量并上报日志;否则,网络流量顺利通过。
此Web攻击防御框架有如下几个特点:
1) 构造完整的Web攻击检测模型,准确识别各种Web攻击
针对Web攻击的特点,考虑到各种Web攻击的原理和形态,在不同漏洞模型之上开发出通用的、层次化的Web攻击检测模型,并融合到特征库中。这些模型抽象出Web攻击的一般形态,对主流的攻击能够准确识别,使得模型通用化。
2) 检测方式灵活,可以准确识别变形的Web攻击
在实际攻击中,攻击者为了逃避防攻击设备的检测,经常对Web攻击进行变形,如采用URL编码技术、修改参数等。H3C根据Web应用漏洞发生的原理、攻击方式和攻击目标,对攻击特征进行了扩展。即使攻击者修改攻击参数、格式、语句等内容,相同漏洞原理下各种变形的攻击同样能够被有效阻断。这使得IPS的防御范围扩大,防御的灵活性也显著增强,极大的减少了漏报情况的出现。
3) 确保对最新漏洞及技术的跟踪,有效阻止最新的攻击
随着Web攻击出现的频率日益增高,其危害有逐步扩展的趋势。这对IPS设备在防御的深度和广度上提出了更高的要求,不仅要能够防御已有的Web攻击,更要有效的阻止最新出现的、未公布的攻击。目前,H3C已经建立起一套完整的攻防试验环境,可以及时发现潜在Web安全漏洞。同时还在继续跟踪最新的Web攻击技术和工具,及时更新Web攻击的特征库,第一时间发布最新的Web漏洞应对措施,确保用户的网络不受到攻击。
4) 保证正常业务的高效运行
检测引擎是IPS整个设备运行的关键,该引擎使用了高效、准确的检测算法,对通过设备的流量进行深层次的分析,并通过和攻击特征进行匹配,检测流量是否存在异常。如果流量没有匹配到攻击特征,则允许流量通过,不会妨碍正常的网络业务,在准确防御的同时保证了正常业务的高效运行。
结束语
互联网和Web技术广泛使用,使Web应用安全所面临的挑战日益严峻,Web系统时时刻刻都在遭受各种攻击的威胁,在这种情况下,需要制定一个完整的Web攻击防御解决方案,通过安全的Web应用程序、Web服务器软件、Web防攻击设备共同配合,确保整个网站的安全。任何一个简单的漏洞、疏忽都会造成整个网站受到攻击,造成巨大损失。此外 ,Web攻击防御是一个长期持续的工作,随着Web技术的发展和更新,Web攻击手段也不断发展,针对这些最新的安全威胁,需要及时调整Web安全防护策略,确保Web攻击防御的主动性,使Web网站在一个安全的环境中为企业和客户服务。
原文链接:
xss可以玩双人成行吗
你好!可以玩啊
《双人成行》是Hazelight Studios开发的动作冒险游戏,于2020年6月18日举行的EA Play直播节目中首次公开,并于2021年3月26日在Microsoft Windows(Steam、Origin)、PlayStation 4、PlayStation 5、Xbox One、Xbox Series X、Xbox Series S平台上发售。
游戏需要2名玩家一同进行冒险,玩家在游戏中将扮演相互看不顺眼、被魔咒变成了玩偶的科迪和小梅夫妇。他们一起被困在一个奇幻世界里,每个角落都隐藏着意想不到的东西,他们不得不一起克服挑战,同时挽救他们破裂的关系。
区块链公链开发很难吗?国内有几家企业可以做?
区块链公链开发很难,国内能做的不超过20家。汉全科技是其中一家。转变开发思维是最大的难点,与传统开发以面向服务为主要关注点不同的是,区块链开发是面向账本和交易。开发者的主要指标不再是高可用高并发的应用程序,而是切换到了面向用户,关注用户友好性和开发扩展性的终端程序开发。区块链终端的核心指标成了安全性、可扩展性、友好性。
区块链人才稀缺,高薪难求,就以上海地区的区块链从业人员为例,保守估计在400~500左右。就当有一半都是开发人员,也就200多个,而对于市场需求来说是远远不够的。区块链可以用任意现有语言开发,但是由于C++目前仅在金融和游戏领域有部分需求,所以C++工程师不多,尤其是高水平的C++工程师就更少了。Go作为新兴语言,其发展势头很猛,但是Go的生态也不如Java大。如果从Java的角度看,区块链还无法把其生态利用起来。
开发人员经验不足也是一大难点,区块链身为一门交叉学科,各方面工程实践的经验非常需要。在实践方面区块链从业人员需要同时了解技术和金融业务,这个对人员的素质要求比较高,相应的符合标准的人就更少了。各个区块链技术体系理解都会有所偏差。涵盖了去中心化、去信任、共享经济、分布式计算、分布式存储等多方面的区块链技术,是非常考验技术人员的思考和学习能力的。
区块链技术和概念日新月异,这同时也对开发时间要求很高,如果不能在短时间开发出来,就有可能错失这波风潮。闭门开发可能会走到死胡同,如何保持一部分精力更新知识体系,同时保证开发进度对开发人员是有较大挑战的。
仿生学的资料谁有关于仿生学的资料呀?急!!!
仿生学举15个例子:
1。由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光;
3。电鱼与伏特电池;
4。水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。
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9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鱼的鳍。
12。锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
回答者: xss2345 - 试用期 一级 3-12 19:37
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蝙蝠在飞行时,不断地从喉咙中发出____脉冲,声波碰到障碍物或昆虫后被反射回来,蝙蝠能够用_____接受回声,并能探测目标是昆虫还是障碍物,以及前边物体的大小,方向和距离.
回答者: 丫丫头2 - 魔法学徒 一级 3-12 18:34
bvj
参考资料:bbdu
回答者: abc1234pom856 - 魔法学徒 一级 3-12 19:08
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。
回答者: zxxoprea22 - 助理 二级 3-12 20:57
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
自然界形形色色的生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类哪些启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。
鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。
以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生的先驱,也是仿生学的萌芽。
【发人深省的对比】
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完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧,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。
首先是对生物原型的研究。根据生产实际提出的具体课题,将研究所得的生物资料予以简化,吸收对技术要求有益的内容,取消与生产技术要求无关的因素,得到一个生物模型;第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析,并使其内在的联系抽象化,用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型;最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型。当然在生物的模拟过程中,不仅仅是简单的仿生,更重要的是在仿生中有创新。经过实践——认识——再实践的多次重复,才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。这样模拟的结果,使最终建成的机器设备将与生物原型不同,在某些方面甚上超过生物原型的能力。例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力,电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。
仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点,就是整体性。从仿生学的整体来看,它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统。它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态。生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制,它们与外界的联系是密不可分的。生物从环境中获得物质和能量,才能进行生长和繁殖;生物从环境中接受信息,不断地调整和综合,才能适应和进化。长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一,局部与整体的协调与统一。仿生学要研究生物体与外界刺激(输入信息)之间的定量关系,即着重于数量关系的统一性,才能进行模拟。为达到此目的,采用任何局部的方法都不能获得满意的效果。因此,仿生学的研究方法必须着重于整体。
仿生学的研究内容是极其丰富多彩的,因为生物界本身就包含着成千上万的种类,它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。自从仿生学问世以来的二十几年内,仿生学的研究得到迅速的发展,且取得了很大的成果。就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。随着现代工程技术的发展,学科分支繁多,在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究。例如:航海部门对水生动物运动的流体力学的研究;航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航;工程建筑对生物力学的模拟;无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟;计算机技术对于脑的模拟似及人工智能的研究等。在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有:“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等。从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛。仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究,即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来,近些年又出现新的分支,如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。
总之,仿生学的研究内容,从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代,仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来,同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。在其它学科的渗透和影响下,使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变;在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化。生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养,加速科学的发展。闪此,仿生学的科研显示出无穷的生命力,它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。
【仿生学的研究范围】
仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。
◇力学仿生,是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;
◇分子仿生,是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;
◇能量仿生,是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程;
◇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。例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。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。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。
模仿人类学习过程,制造出一种称为“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,以及人-机系统的仿生学方面。
某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。
仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。
控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。
最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节,而是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。—般认为,在仿生学研究中存在下列三个相关的方面:生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。
由于生物系统的复杂性,搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作,这是限制仿生学发展速度的主要原因。
【仿生学的现象】
苍蝇与宇宙飞船
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
从萤火虫到人工冷光
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。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,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、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,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。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。
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,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(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。
电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。
各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。
水母的顺风耳
“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临。
水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了。
原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来
仿生学资料有没有
仿生学举15个例子:
1。由令人讨厌的苍蝇,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光;
3。电鱼与伏特电池;
4。水母的顺风耳,仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
5。人们根据蛙眼的视觉原理,已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样,准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后,雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹,防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场,它能监视飞机的起飞与降落,若发现飞机将要发生碰撞,能及时发出警报。在交通要道,它能指挥车辆的行驶,防止车辆碰撞事故的发生。
6。根据蝙蝠超声定位器的原理,人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器,盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今,有类似作用的“超声眼镜”也已制成。
7。模拟蓝藻的不完全光合器,将设计出仿生光解水的装置,从而可获得大量的氢气。
8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究,已仿制了人力增强器——步行机。
9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
11。船桨模仿的是鱼的鳍。
12。锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。
13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。
16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固,这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
回答者: xss2345 - 试用期 一级 3-12 19:37
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蝙蝠在飞行时,不断地从喉咙中发出____脉冲,声波碰到障碍物或昆虫后被反射回来,蝙蝠能够用_____接受回声,并能探测目标是昆虫还是障碍物,以及前边物体的大小,方向和距离.
回答者: 丫丫头2 - 魔法学徒 一级 3-12 18:34
bvj
参考资料:bbdu
回答者: abc1234pom856 - 魔法学徒 一级 3-12 19:08
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。
回答者: zxxoprea22 - 助理 二级 3-12 20:57
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
自然界形形色色的生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类哪些启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。
鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。
以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生的先驱,也是仿生学的萌芽。
【发人深省的对比】
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完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧,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。
首先是对生物原型的研究。根据生产实际提出的具体课题,将研究所得的生物资料予以简化,吸收对技术要求有益的内容,取消与生产技术要求无关的因素,得到一个生物模型;第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析,并使其内在的联系抽象化,用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型;最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型。当然在生物的模拟过程中,不仅仅是简单的仿生,更重要的是在仿生中有创新。经过实践——认识——再实践的多次重复,才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。这样模拟的结果,使最终建成的机器设备将与生物原型不同,在某些方面甚上超过生物原型的能力。例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力,电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。
仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点,就是整体性。从仿生学的整体来看,它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统。它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态。生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制,它们与外界的联系是密不可分的。生物从环境中获得物质和能量,才能进行生长和繁殖;生物从环境中接受信息,不断地调整和综合,才能适应和进化。长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一,局部与整体的协调与统一。仿生学要研究生物体与外界刺激(输入信息)之间的定量关系,即着重于数量关系的统一性,才能进行模拟。为达到此目的,采用任何局部的方法都不能获得满意的效果。因此,仿生学的研究方法必须着重于整体。
仿生学的研究内容是极其丰富多彩的,因为生物界本身就包含着成千上万的种类,它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。自从仿生学问世以来的二十几年内,仿生学的研究得到迅速的发展,且取得了很大的成果。就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。随着现代工程技术的发展,学科分支繁多,在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究。例如:航海部门对水生动物运动的流体力学的研究;航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航;工程建筑对生物力学的模拟;无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟;计算机技术对于脑的模拟似及人工智能的研究等。在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有:“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等。从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛。仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究,即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来,近些年又出现新的分支,如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。
总之,仿生学的研究内容,从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代,仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来,同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。在其它学科的渗透和影响下,使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变;在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化。生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养,加速科学的发展。闪此,仿生学的科研显示出无穷的生命力,它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。
【仿生学的研究范围】
仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。
◇力学仿生,是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;
◇分子仿生,是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;
◇能量仿生,是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程;
◇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。例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。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。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。
模仿人类学习过程,制造出一种称为“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,以及人-机系统的仿生学方面。
某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。
仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。
控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。
最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节,而是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。—般认为,在仿生学研究中存在下列三个相关的方面:生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。
由于生物系统的复杂性,搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作,这是限制仿生学发展速度的主要原因。
【仿生学的现象】
苍蝇与宇宙飞船
令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。
苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。
每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。
仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。
这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
从萤火虫到人工冷光
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。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,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、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,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。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。
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,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(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。
电鱼与伏特电池
自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。
各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。
电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。
电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。
水母的顺风耳
“燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临。
水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了。
原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就剌激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。
仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
开放分类:
生物、自然科学、自然、仿生学、学科
回答者: 小白兔之小玉 - 助理 二级 3-13 17:10
学是研究生物系统的结构和性质以及工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学。
仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios”(生命方式的意思)和字尾“nlc”(“具有……的性质”的意思)构成的。
仿生学(bionics)在具有生命之意的希腊语bion上,加上有工程技术涵义的ics而组成的词。大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科。
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由3000多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。
自然界形形色色的生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类哪些启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。
仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学,它是在本世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术。从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时间内,它的研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生物界索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的眼界,显示了极强的生命力。
[编辑本段]【人类仿生由来已久】
自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。
鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。
以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生学的先驱,也是仿生学的萌芽。
WAF是什么意思?
你碰到网络安全和防火墙的专业高手了,帮你回答下,希望能帮到你:
在互联网应用高速发展的同时,承载Web信息系统的Web服务器也面临着巨大安全挑战。因此,针对Web应用层的防御产品WAF(WebApplicationFirewall,Web应用防火墙)产品已经成为构建客户网站安全解决方案的首要选择。
根据国家计算机网络应急技术处理协调中心(简称CNCERT/CC)的统计报告,2011年境内被篡改网站数量多达36612个,其中有不少是.com和.com.cn的域名类网站,甚至有一些.gov.cn域名类网站,网站的安全形势十分严峻。
WAF这一防御系统能够保护各网站Web服务器免受应用级入侵,它弥补了防火墙、IPS这类安全设备对Web应用攻击防护能力不足的问题。但是,市场上的WAF产品很多,WAF产品到底具备哪些功能才能满足国内客户对Web服务器防护的需求?客户会陷入功能、性能、易用性的选择性困惑中。事实上,无论是国内还是国外的WAF产品,除了HTTP协议吞吐能力一般必须达到200M至8G之间的最基本的性能要求之外,功能的诉求点概括起来不外乎五个方面,如图所示:
首先,WAF产品应该具有Web非授权访问的防护功能。这类攻击会在客户端毫不知情的情况下,窃取客户端或者网站上含有敏感信息的文件,譬如Cookie文件,通过盗用这些文件,对一些网站进行未授权情况下的行为操作,譬如转账等行为,因此,针对这类的防护,需要特别留意。另外,WAF产品必须要具备针对跨站请求伪造(Cross-siterequestforgery,CSRF)攻击的防护功能。
其次,WAF产品应该具备对Web攻击的防护功能。这类攻击主要包含了SQL注入攻击和XSS跨站攻击。一般来说SQL注入攻击利用Web应用程序不对输入数据进行检查过滤的缺陷,将恶意的SQL语句注入到后台数据库,达到窃取(篡改)数据,控制服务器的目的。XSS攻击指恶意攻击者往Web页面里插入恶意代码,当受害者浏览该Web页面时,嵌入其中的代码会被受害者的Web客户端执行,达到恶意攻击的目的。另外,WAF产品还应该具备对应用层DoS攻击的防护能力,譬如目前最常见就是HTTPFlood攻击(如:CC攻击),这是WAF产品较高的技术准入门槛。
第三,WAF产品应该具备Web恶意代码的防护功能。譬如,WebShell就是一个ASP或PHP木马后门,攻击者在入侵网站后,常常将这些木马后门文件放置在Web服务器的站点目录中,与正常的页面文件混在一起,这就要求WAF产品能准确识别和防护。另外,还有对网页挂马的防护,一般这类攻击的主要目的是让用户将木马下载到本地,并进一步执行,从而使用户电脑遭到攻击和控制,最终目的是盗取用户的敏感信息,如各类账号、密码,因此这类功能也是WAF产品需要具备的基础功能。
第四,WAF产品应该具备基本的应用交付能力。应用交付是指应用交付网络(ApplicationDeliveryNetworking,ADN),它借助WAF产品对网络进行优化,确保用户的业务应用能够快速、安全、可靠地交付给内部员工和外部服务群。通常情况下,多服务器负载均衡是WAF产品常见的应用交付形态。
最后,WAF产品应该具备Web应用合规功能。应用合规是指客户端或者Web服务器所做的各类行为符合用户设置的规定要求,譬如基于URL的应用层访问控制和HTTP请求的合规性检查,都属于Web应用合规所强调的功能。在国际上PCI-DSS标准、国内相关部门的合规规章制度要求下,尤其是,企业或政府机构中遵从的公安部等级保护的要求下,WAF产品的应用合规已经成为客户十分重视的基础功能。
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