鳥兒可以展開翅膀，在空中自由飛翔。據《韓非子》記載，魯班以竹為鳥，“飛成功後，非三日也”。然而，人們更喜歡模仿鳥類的翅膀，讓自己在空中飛翔。早在400多年前，意大利人達芬奇和他的助手就仔細解剖鳥類，研究它們的身體結構，仔細觀察它們的飛行。設計並制造了壹架撲翼飛機，這是世界上第壹架人造飛機。
在第壹次世界大戰期間，潛艇是為了軍事需要而建造的，以使船只在水下航行。工程技術人員在設計原始潛艇時，首先在潛艇上放上石塊或鉛塊，使其下沈。如果它需要升到水面，他們會扔掉隨身攜帶的石頭或鉛塊，使船體回到水面。後來經過改進，通過在浮箱中交替註水和排水來改變潛艇的重量。後來改成壓載艙，艙體上部有排氣閥，下部有註水閥。當水箱裝滿海水時，船體的重量增加，這樣它就可以潛入水中。緊急情況下需要潛水時，還有極速潛水艙。船體潛入水中後，速潛艙內的海水被排出。如果壓載艙的壹部分裝滿水，另壹部分是空的，潛艇就可以處於半潛狀態。當潛艇要上浮時，向水箱中通入壓縮空氣排出海水，艇內海水重量減輕後，潛艇就可以上浮了。如此優越的機械裝置，實現了潛艇的自由沈浮。但是後來發現，魚的起伏系統比人們發明的要簡單得多，魚的起伏系統只是壹個充氣的魚鰾。魚鰾不是由肌肉控制的，而是靠向魚鰾內分泌氧氣或重吸收魚鰾內的部分氧氣來調節魚鰾內的氣體含量，促進魚自由沈浮。然而，如此巧妙的魚的沈浮系統，對潛艇設計師的啟發和幫助卻為時已晚。
長期以來，生物生活在聲音環繞的大自然中。它們利用聲音尋找食物，躲避敵人的傷害，交配和繁殖。因此，聲音是生物的重要信息。意大利人Spalanzanni很久以前就發現蝙蝠可以在完全黑暗的環境中自由飛行，不僅可以躲避障礙物，還可以捕食飛蟲。然而，堵住耳朵後，蝙蝠在黑暗中無法行動。面對這些事實，帕蘭薩尼提出了壹個令人難以接受的結論:蝙蝠可以用耳朵“看”。第壹次世界大戰結束後，1920年，哈塔伊認為蝙蝠發出的聲音信號頻率超出了人耳的聽覺範圍。指出蝙蝠定位目標的方法與朗·萬智在第壹次世界大戰中發明的超聲波回波法相同。遺憾的是，哈塔伊的提示並沒有引起人們的重視，工程師們也無法相信蝙蝠擁有“回聲定位”的技術。直到1983采用電子測量儀，才完全確認蝙蝠是通過發射超聲波來定位的。但這對雷達和聲納的早期發明已經沒有幫助了。
再比如，人們研究昆蟲行為太晚了。在達芬奇研究鳥類飛行並制造出第壹架飛機的400年後，人們經過長期的反復實踐，終於在1903年發明了飛機，讓飛上天空的夢想成為現實。由於不斷改進，30年後，人的飛機在速度、高度和飛行距離上都超過了鳥類，顯示了人類的智慧和天賦。然而，在繼續研發速度更快、飛得更高的飛行器的同時，設計師們遇到了另壹個難題，那就是氣體動力學中的顫振現象。飛機飛行時，機翼振動有害。飛行速度越快，機翼的顫動越強，甚至機翼斷裂，導致飛機墜落，許多試飛員喪生。飛機設計者在消除有害的顫振現象上花費了大量精力，也花了很長時間才找到解決這個問題的方法。加重裝置放置在機翼前緣的遠端，從而消除了有害的振動。然而，昆蟲早在3億年前就在空中飛行，它們也無壹例外地受到顫振的危害。經過長期的進化，昆蟲已經成功地獲得了防止顫振的方法。生物學家在研究蜻蜓翅膀時，發現每只翅膀的前緣上方都有壹個深色的角蛋白增厚區域——翼眼或翼痣。如果去掉翼眼，飛行就會變得搖擺。實驗證明，正是翼眼的角質組織使蜻蜓的飛行翅膀消除了撲動的危險，這類似於設計者的高超發明。如果設計者先從昆蟲身上學習翼眼的功能，得到有利於解決顫振的設計思路，就可以避免長時間的探索和人員犧牲。面對蜻蜓翅膀的目光，飛機設計師有壹種相見恨晚的感覺！
討厭的蒼蠅看似與宏大的航天事業無關，但仿生學卻將它們緊密聯系在壹起。
蒼蠅是臭名昭著的“臭東西”，它們隨處可見，氣味難聞。蒼蠅的嗅覺特別靈敏，能聞到幾千米外的氣味。但是蒼蠅沒有“鼻子”。它是靠什麽來充當嗅覺的？原來，蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的壹對觸角上。
每個“鼻子”只有壹個與外界相通的“鼻孔”，裏面含有數百個嗅覺神經細胞。如果氣味進入鼻孔，這些神經會立即將氣味刺激轉化為神經電脈沖，並發送到大腦。大腦可以根據不同氣味的物質產生的不同神經電脈沖來區分不同氣味的物質。因此，蒼蠅的觸角就像壹個靈敏的氣體分析儀。
受此啟發，仿生學根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能，成功模仿出壹種非常奇特的小型氣體分析儀。這臺儀器的探頭不是金屬，而是壹只活蒼蠅。將極細的微電極插入蒼蠅的嗅覺神經，引導的神經電信號經電子電路放大後送至分析儀；分析儀壹發現有氣味物質的信號就能發出警報。這個儀器已經安裝在飛船的駕駛艙裏，用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀還可以測量潛艇和礦井中的有害氣體。這壹原理也可用於改進計算機的輸入裝置和氣相色譜分析儀的結構原理。
自從人類發明了電燈，生活變得更加方便和豐富。但是電燈只能將壹小部分電能轉化為可見光，其余大部分都以熱能的形式浪費掉了，電燈的熱射線對人的眼睛是有害的。那麽，有沒有只發光不發熱的光源呢？人類又把目光投向了大自然。
在自然界中，許多生物都能發光，如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等，而這些動物發出的光不會產生熱量，所以也叫“冷光”。
在許多發光的動物中，螢火蟲是其中之壹。螢火蟲大約有65，438+0，500種，它們冷光的顏色有黃綠色、橙色，光的亮度也不壹樣。螢火蟲發出冷光，不僅發光效率高，而且壹般比較柔和，適合人眼，光的強度也比較高。因此，生物發光是人類的理想光源。
科學家發現螢火蟲的發光裝置位於腹部。這種光發射器由三部分組成:發光層、透明層和反射層。發光層有數千個發光細胞，它們都含有熒光素和熒光素酶。在熒光素酶的作用下，熒光素在細胞內水的參與下，與氧化結合發出熒光。螢火蟲的發光本質上是化學能轉化為光能的過程。
早在20世紀40年代，人們就在對螢火蟲的研究基礎上創造了熒光燈，極大地改變了人類的照明來源。近年來，科學家首先從螢火蟲中分離出純凈的熒光素，然後分離出熒光素酶，再通過化學方法人工合成熒光素。由熒光素、熒光素酶、ATP(三磷酸腺苷)和水組成的生物光源，可以在充滿爆炸性氣體的礦井中用作閃光燈。由於這種燈沒有電源，不會產生磁場，所以在生物光源的照射下，可以用來清除磁性地雷。
現在，人們可以通過混合壹些化學物質獲得類似生物光的冷光，用於安全照明。
自然界很多生物都可以發電，光是魚類就有500多種。人們把這些能放電的魚稱為“電魚”。
各種電魚都有不同的放電技巧。電鰩、電鯰和電鰻的放電能力最強。中型魚雷能產生70伏左右的電壓，而非洲魚雷能產生高達220伏的電壓；非洲電鯰能產生350伏的電壓；電鰻能產生500伏的電壓。有壹種南美電鰻能產生高達880伏的電壓，被稱為電擊冠軍。據說它能殺死像馬這樣的大動物。
電魚放電的奧秘在哪裏？經過對電魚的解剖研究，終於發現電魚體內有壹個奇怪的發電器官。這些發電機由許多半透明的盤狀電池組成，稱為電板或電盤。由於電魚的種類不同，發生器的電板形狀、位置、數量也不同。電鰻的發生器呈棱形，位於尾棘兩側的肌肉中；魚雷的發生器形狀像壹個扁腎，排列在身體中線兩側，有200萬個電板。電鯰的發生器起源於某種腺體，位於皮膚和肌肉之間，大約有500萬個電板。單個極板產生的電壓很弱，但是因為極板多，產生的電壓就很大。
電魚的非凡技能引起了人們極大的興趣。19世紀初，意大利物理學家伏特設計了世界上最早的基於電魚發電器官的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電機設計的，所以被稱為“人造電官”電魚的研究也給了人們這樣的啟示:如果能成功模仿電魚的發電器官，那麽就能很好地解決艦船和潛艇的動力問題。