第一篇：仿生學論文

大自然的啟示——淺談軍事仿生技術

投資學專業(yè) 譚蘇航

摘要

自古以來，大自然都是人類的老師，人類向自然學習，模仿自然以適應自然，從而在自然界中謀求生存，人類經(jīng)歷了從初級仿生造物到高級仿生造物的漫長過程，并在近現(xiàn)代形成了一門較為系統(tǒng)的仿生學學科體系。而軍事仿生技術是仿生學的一個重要組成部分，由于戰(zhàn)爭需求的牽引，有無數(shù)人致力于武器仿生與戰(zhàn)術仿生的研究，此技術應運而生。

本論文綜合相關文獻資料，對軍事仿生技術進行了概述，對其研究內容進行了闡述，同時對軍事仿生技術發(fā)展的歷史進行了簡要介紹。本論文著重介紹軍事仿生技術在武器裝備的制造與戰(zhàn)術戰(zhàn)略設計上的應用，并列舉大量實證進行分析。最后，本論文對軍事仿生技術的未來發(fā)展趨勢作了簡要探討。

關鍵詞：仿生學軍事仿生技術 武器仿生 戰(zhàn)術戰(zhàn)略仿生發(fā)展趨勢

一、軍事仿生技術概述

（一）仿生學概述

1.仿生學的基本概念

仿生學一詞是1960年由美國斯蒂爾根據(jù)拉丁文“bios（生命方式的意思）”和字尾“nlc（‘具有??的性質’的意思）”構成的，它是一門模仿生物的特殊本領，利用生物的結構和功能原理來研制機械或各種新技術的學科。

2.仿生學的歷史與發(fā)展 在人類文明的早期，人類為了生存就不得不對其周圍世界的動植物的生活習性與各種自然現(xiàn)象進行觀察，因此，實際上從遠古時代起，人們就開始從事仿生學工作了。例如，相傳在春秋戰(zhàn)國時代，魯班在上山伐木途中，手指被茅草劃破，從而受到啟發(fā)，制成了人類史上第一架帶有鋸齒的木工鋸。此類模仿大自然的例子不勝枚舉，直到20世紀40年代，調節(jié)理論和控制論的建立，逐步推動仿生學的建立，同時在1960年，“仿生學”作為一門獨立學科被正式命名。此后，仿生學地位不斷提升，研究領域不斷擴大，應用性不斷增強，具有非常好的學科前景。

（二）軍事仿生學概述

1.軍事仿生學的基本概念

軍事仿生學是仿生學的一項重要內容，是軍事科學和技術的一個極具影響力和生命力的研究領域。它是模仿生物系統(tǒng)的原理和特異功能來發(fā)展軍事高技術，提高武器裝備的性能，發(fā)展軍事戰(zhàn)略技術，提高軍隊后勤保障的能力的一種技術。

2.軍事仿生技術的歷史和發(fā)展

在古代，人們?yōu)榱藵M足戰(zhàn)爭需要，模仿動物的角、嘴、牙、爪制造弓箭、長矛、戈、戟、刀、抓、鉤、鞭、锏等十八般兵器，到現(xiàn)代模仿飛禽昆蟲發(fā)明的飛機，模仿魚和海獸制造的軍艦，模仿飛魚和響尾蛇制造的導彈，模仿昆蟲制造的太空飛船和機器人，提高了武器的威力，豐富了戰(zhàn)爭的形式和內容。

二、軍事仿生技術的應用

（二）軍事仿生技術在武器制造上的應用 1.蛛網(wǎng)與裝甲

蜘蛛在世界上分布很廣，約 4萬種，棲息干除南極洲以外的六大洲。劇毒蜘蛛能攻擊人類并致人死命；普通蜘蛛以織網(wǎng)聞名。絲線為骨蛋白，在體內呈液體狀態(tài)，到體外遇空氣才硬化成絲。蜘蛛絲具有很強的軸滯性，小昆蟲一巳進入蛛網(wǎng)，便只有等著成為蜘蛛的腹中物了。在美國南部的佛羅里達州和許多拉美國家，生活著一種別名叫作“金眼”的蜘蛛，它素以結網(wǎng)粘捕飛鳥而著稱。近年來，美國軍方經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)它的蛛絲的抗張強度和彈性俱佳，其強度相當于同等直徑的鋼絲的 5 倍，是制作防彈衣物極為理想的材料。目前，科學家們已經(jīng)開始運用仿生學理論研制人工蜘蛛絲，以期求得強力更高且重量更輕的防彈材料。受此啟示，英國劍橋一所技術公司試制成一種猶如蜘蛛絲一樣的高強度纖維。利用紡織技術把這種纖維加以紡織或者做成復合材料，可以用來作防彈衣、防彈車、坦克裝甲車等的結構材料。

2.蝴蝶與衛(wèi)星溫控系統(tǒng)

蝴蝶因其美麗的外表而惹人喜愛，蝴蝶一般色彩鮮艷，身上有好多條紋，色彩較豐富，翅膀和身體有各種花斑，最大的蝴蝶展翅可達28～30厘米左右，最小的只有 0.7 厘米左右，然而，如此小巧美麗的昆蟲卻藏著大奧秘，蝴蝶身體表面生長著一層細小的鱗片，這些鱗片有調節(jié)體溫的作用。每當氣溫上升、陽光直射時，蝴蝶身體表面的鱗片會自動張開，以減少陽光的輻射角度，從而減少對陽光熱能的吸收；當外界氣溫下降時，蝴蝶鱗片會自動閉合，緊貼體表，讓陽光直射鱗片，從而把體溫控制在正常范圍內，這曾解決了曾困擾研究人員很久的問題，遨游太空的人造衛(wèi)星，當受到陽光強烈輻射時，衛(wèi)星溫度會高達 2000℃，而在陰影區(qū)域，衛(wèi)星溫度會下降至-200℃左右，這很容易損壞衛(wèi)星上的精密儀器儀表，而蝴蝶則帶給人啟迪，從而人們?yōu)槿嗽煨l(wèi)星設計了一套溫控系統(tǒng)。

3.烏賊和魚雷誘餌

烏賊身體扁平柔軟，非常適合在海底生活。烏賊平時做波浪式的緩慢運動，可一遇到險情，就會以每秒15 米（54公里/小時）的速度把強敵拋在身后。有些烏賊移動的最高時速達150 千米。它不但逃走快，捕食更快。烏賊是水中的變色能手，其體內聚集著數(shù)百萬個紅、黃、藍、黑等色素細胞，可以在一兩秒鐘內做出反應調整體內色素囊的大小來改變自身的顏色，以便適應環(huán)境，逃避敵害。烏賊的體內有一個墨囊，里面有濃黑的墨汁，在遇到敵害時迅速噴出，誘騙攻擊者上當，掩護自己逃生，潛艇設計者們仿效其設計成魚雷誘餌。現(xiàn)在魚雷誘餌酷似一艘袖珍潛艇，既可按潛艇的航向航行，航速不變；也可模擬噪聲．螺旋槳節(jié)拍．聲信號和多普勒音調變化等。正是它這種惟妙惟肖的表演，令敵潛艇或攻擊中的魚雷真假難辨。

（二）軍事仿生技術在戰(zhàn)術戰(zhàn)略設計中的應用

1.進攻戰(zhàn)術

猛虎戰(zhàn)術 在自然界中，有強大的動物，也有弱小的動物，強大的動物進攻能力也很強，老虎就是其中一個例子，它身強體壯，牙利爪尖，兇狠無比，在自然界中除了獅子和大象之外，其他動物均不是它的對手。老虎屬于夜行性，善于游泳，以兇猛 而聞名于世。我國軍隊就從其中受到啟發(fā)，發(fā)明了夜戰(zhàn)，成為了克敵制勝的傳統(tǒng)戰(zhàn)法，還模仿老虎撲食的兇猛動作創(chuàng)造了猛沖，猛追，猛打的三猛戰(zhàn)術，許多部隊通過這種猛虎戰(zhàn)術取得了輝煌的成果。我國著名軍事學家劉伯承元帥對猛虎撲食的方式十分感興趣，并據(jù)此發(fā)明了猛虎掏心的戰(zhàn)術，在解放戰(zhàn)爭中取得了輝煌戰(zhàn)果。

狼的戰(zhàn)術

狼是一種十分狡猾的動物，擁有善于奔跑的長足，銳利的牙齒和大口，有的人認為狼兇暴殘忍，有的人認為狼重視族群，懂得忍耐與放棄。狼通常群居活動，其戰(zhàn)術有以下三個特點。第一，突然襲擊，出其不意，第二，選擇孤立弱小的目標四面攻擊，使其顧此失彼，第三，多路追擊，平行追擊。狼的戰(zhàn)術引起了西方資產(chǎn)階級軍事家的重視，第二次世界大戰(zhàn)期間，納粹德國潛艇部隊的司令員鄧尼茨模仿狼群攻擊獵物的方法，創(chuàng)造了狼群戰(zhàn)術，既潛艇協(xié)同攻擊戰(zhàn)術，在第二次世界大戰(zhàn)初期獲得了巨大戰(zhàn)果，一度給同盟國的大西洋運輸造成了嚴重損失。

2.防御戰(zhàn)術

動物合群抗敵與環(huán)形防御

進行群體生活的動物能獲得多方面的好處，一方面，它們能依靠群體力量抗擊強大敵人的襲擊，另一方面，環(huán)形防御沒有暴露薄弱部位，能抵抗來自四面八方的進攻，人們把這種戰(zhàn)術在軍事中運用為裝甲防護圈，裝甲防護圈有以下幾個好處：第一，防御快，第二，防御堅固，第三，沒有暴露的一側和前后方之分，第四，應變能力強，可變性大。

迷彩偽裝

自然界中的動物在長期淘汰和競爭中，逐漸形成了用顏色保護自己的本能，其身上的顏色多與之生活的環(huán)境相適應，比如北極熊，北極熊長年累月在北極的冰天雪地中生存，身上長滿了白毛，與冰雪的顏色保持一致，獵豹長期生活在草原和叢林，身上有淡黃色花紋，與地面的顏色相似。

3.仿生戰(zhàn)略

戰(zhàn)略和戰(zhàn)術不同，一般指從總體和全局出發(fā)，對戰(zhàn)爭的全局設計，是一種謀略。在自然界中，有很多動物具有天然的生存策略，比如蜘蛛，蜘蛛是一種食肉性動物，它捕食的生物不僅數(shù)量多，種類廣，而且手段相當高明，它在狩獵捕食的時候，具有令人驚嘆的勇氣和極大的耐心，它不怕失敗和從不灰心的行為曾經(jīng)給許多戰(zhàn)略家以啟發(fā)，在美國獨立戰(zhàn)爭期間美國第一任總統(tǒng)華盛頓所率領的軍隊曾被英國的殖民軍大敗，他本人也被殖民軍趕到了荒野，他開始對戰(zhàn)爭的勝利感到灰心了，他在無意中看到自然界中的蜘蛛面對各種阻礙，依然沒有放棄，從而成功織網(wǎng)。從此，在戰(zhàn)爭中，當他面臨困境時，總會用蜘蛛織網(wǎng)的故事來鼓勵自己與自己的軍隊，最終贏得了美國獨立戰(zhàn)爭的勝利。1794年的深秋，法國資產(chǎn)階級革命家拿破侖率軍攻打荷蘭，荷蘭人打開各條河流的水閘，用用洪水阻擋法軍，當法軍正準備要撤退的時候，卻接到了大量蜘蛛在吐絲織網(wǎng)的報告，拿破侖當機立斷，下令就地待命，原來，蜘蛛吐絲織網(wǎng)預示著干冷天氣即將到來，不久，寒潮果然來襲，河水冰凍，法軍踏冰前進，攻陷了荷蘭的烏得勒支城。華盛頓和拿破侖均從蜘蛛身上受到啟發(fā)，受到鼓舞，制定了正確的軍事戰(zhàn)略，這便是仿生戰(zhàn)略中的一個典例。

三、軍事仿生技術的發(fā)展趨勢

（一）由表及里

軍事仿生技術由外形、動作模仿向微納結構仿生的發(fā)展幾乎都以自然新原理、新方法、新規(guī)律、新現(xiàn)象的揭示與發(fā)現(xiàn)為基礎，由“由表及里”生物結構表征技術水平所決定。生物結構表征技術是仿生技術發(fā)展的源動力，亟需發(fā)展“由表及里”生物結構表征新方法、新原理、新裝備，為揭示自然神奇奧秘提供技術手段。

（二）由簡到繁

人們不斷學習、借鑒自然界生物運動機理及其特性，使得仿生技術的思想由簡單的外形單一仿生逐漸向復雜整體和系統(tǒng)仿生發(fā)展，從而導致了許多新概念武器裝備的出現(xiàn)。大量事實表明，仿生技術應用于軍事及其他領域無不經(jīng)歷設計“由簡到繁”、最終導致新概念武器裝備出現(xiàn)的過程。

（三）由宏到微

生物材料、生物結構的多尺度微納結構特征是導致其優(yōu)異功能的主要因素，往往會產(chǎn)生出軍事領域所需要的新效應、新效能，如蝴蝶翅膀鱗粉光子效應可用于隱身；荷葉疏水的多級微納結構可用于減阻自潔。為獲得與生物材料、生物結構一樣的新效應、新效能，發(fā)展仿生材料制造技術，滿足多尺度復雜微納結構成形制造要求，就成為仿生材料發(fā)展的核心關鍵。因此，必須大力發(fā)展仿生材料制造技術，突破“由宏到微”仿生材料制造技術瓶頸，實現(xiàn)一系列軍事所需新效能，為武器裝備發(fā)展帶來變革性的突破。

參考文獻

［1］劉福林.仿生學發(fā)展過程的分析［J］ 安徽農業(yè)科學 2007 35（15）4404-4405 ［2］朱天陽 周俊良 姚敏.淺談仿生學在軍事發(fā)展中的應用［J］ 學術論壇 2015 133 ［3］張德遠，陳華偉，張 鑫，梁建宏.軍用仿生技術發(fā)展趨勢［J］ 國防科技 2013 Vol．34，No．6 1-5 ［4］李娜.自然睿智的啟示——當代仿生形態(tài)設計方法研究［D］中國美術學院 2013 1-53 ［5］馬文慶.動物與軍事仿生學［J］ 科學之友 2007 22-23

第二篇：仿生學論文：淺談昆蟲與仿生學

結課論文

作者： 學號： 學院： 專業(yè)： TEL： EMAIL: 指導老師： 題目：淺談昆蟲與仿生學

淺談昆蟲與仿生學

xxx（華南農業(yè)大學經(jīng)濟管理學院xxx，2xxxxx）

摘 要：在生物界中昆蟲經(jīng)歷了長期的進化過程，發(fā)展出了許多與其所處生存環(huán)境相適應的器官系統(tǒng)，它們結構獨特、功能奇異，因此，昆蟲一直是仿生中最重要的對象之一。本文就昆蟲仿生的僅展及熱點，如：昆蟲的形態(tài)仿生、結構仿生、感覺器官仿生、運動功能的仿生及其他特異能力的仿生進行介紹。

關鍵詞：昆蟲，仿生，功能

仿生學(bionics)是指模仿生物建造技術裝置的科學，它是在上世紀中期才出現(xiàn)的一門新的邊緣科學。仿生學研究生物體的結構、功能和工作原理，并將這些原理移植于工程技術之中，發(fā)明性能優(yōu)越的儀器、裝置和機器，創(chuàng)造新技術。從仿生學的誕生、發(fā)展，到現(xiàn)在短短幾十年的時間內，它的研究成果已經(jīng)非常可觀。仿生學的問世開辟了獨特的技術發(fā)展道路，也就是向生物界索取藍圖的道路，它大大開闊了人們的眼界，顯示了極強的生命力。無論是在初期抑或是現(xiàn)在，仿生學主要以昆蟲為對象的仿生研究一直是國內外的研究熱點。目前,有關昆蟲仿生研究的主要方向有：昆蟲的形態(tài)仿生、結構和功能的仿生、感覺器官的仿生、運動功能的仿生及其他特異能力的仿生等。[1]

一、昆蟲形態(tài)的仿生

昆蟲形態(tài)千差萬別。形態(tài)仿生是早期仿生的主要內容，主要應用于軍事和航空航天領域，例如：模仿蝴蝶色彩和花紋的軍事偽裝設施；模仿蜻蜒翅膀上的翅痣在飛機的兩翼加上平衡重錘，解決飛機因高速飛行而引起振動的棘手問題；模仿蝴蝶翅面上的鱗片隨陽光照射方向自動變換角度而調節(jié)體溫的原理，成功實現(xiàn)對人造衛(wèi)星由于位置不斷變化而引起溫度驟然變化的控制。另外，一些昆蟲巢穴的形態(tài)結構也是仿生研究的內容。在一些大型建筑中，經(jīng)常模仿蜜蜂巢穴的六角形的架構設計，使建筑物具有高強度力學支撐結構，既堅固、美觀，又節(jié)省建材。

二、昆蟲結構與功能的仿生

由于生存環(huán)境的關系，一些昆蟲在進化過程中形成了非常獨特的體表微細結構，這些結構為仿生學家所關注。例如：大鳳蝶的翅膀顏色是黃、藍色，但看起來卻是閃閃發(fā)光的綠色。原因乃是布滿在翅膀上的微型小坑對光線的反射，人眼無法將從坑底反射的黃色光與周圍兩次反射的蘭色光區(qū)分開來，從而感覺到的是綠色。研究如何模仿蝴蝶翅膀表面細微結構開發(fā)新型防偽技術(如防偽紙幣或信用卡)已成為該領域重要的課題。

另外，人們注意到一些甲蟲的體表很少黏附土壤(盡管它們常年生活在土壤和糞堆中)。坦克的履帶和汽車的輪胎以及其他地面作業(yè)機械容易黏附泥土，既降低功效又縮短使用壽命。通過研究土壤昆蟲(如蜣螂)的體表微觀構造，發(fā)現(xiàn)體表的非光滑結構、體液和負性電位有利于減黏脫附，利用這些特性，進行仿生研究，解決地面機械的土壤黏附問題,開發(fā)出對土壤的黏附大為減少的仿生犁和仿生推土機鏟等。[2]

三、昆蟲感覺器官的仿生

在嗅覺方面，很多昆蟲具有高度靈敏的嗅覺。昆蟲觸角上分布有不同類型的嗅覺感受器，感受器的類型不同決定了昆蟲對不同化學物質的分辨率。不同的昆蟲嗅覺靈敏度有差異,觸角的結構以及相應的傳導網(wǎng)絡是其重要的決定因素。除了高靈敏度以外，昆蟲的嗅覺感受器還具有高分辨率和高度特異性的特點。目前，各國都在加緊研制實用的仿昆蟲觸角的嗅覺感受器檢測裝置。有的直接將昆蟲觸角與場效應管相連組成氣味物質檢測系統(tǒng)；有的則仿昆蟲嗅覺感受器排列組合研制復傳感器(傳感器陣列)。德國和法國科學家研究嗅覺感受器并將其用于機器人的嗅覺導航系統(tǒng)。美國加州大學圣地亞哥分校的的研究人員則通過研究蝗蟲觸角葉接收氣味信號的特點，提出一種新的網(wǎng)絡模型，其核心是神經(jīng)元網(wǎng)絡之間可以相互連接形成一個系統(tǒng)而使他們能識別比傳統(tǒng)網(wǎng)絡更多的信號。

就聽覺系統(tǒng)而言，聲源定位能力是最顯著的屬性之一，對有些昆蟲來說，這種能力是生死攸關的。例如，昆蟲(蛾類)“反捕獵”行為，可以聰明地閃避蝙蝠的追捕；神經(jīng)解剖學研究表明，昆蟲(蛾類)鼓膜耳僅有2個聽覺感受器細胞，但能非常靈敏地偵聽出蝙蝠的超聲信號。因此，模仿昆蟲聽覺結構，研究其對聲發(fā)射、接收、聽信息加工及運動調控的感覺神經(jīng)生物學與神經(jīng)行為學原理，可望開發(fā)先進的“反聲納”裝置。[3]

在視覺方面，盡管昆蟲復眼結構簡單，但其功能卻是人和哺乳動物的單眼所不及。例如：螳螂能在0105s內一躍而起，吞下飛行中的小蟲。在如此短的時間內，它需要準確測出小蟲大小、飛行方向和速度，而螳螂僅靠其1對大復眼和頸部的一個本體感受器即可實現(xiàn)。此外,昆蟲復眼還能感知偏振光、紫外光等。根據(jù)這些現(xiàn)象和原理，已經(jīng)進行了很多成功的仿生應用，如：一次可拍攝1329張照片的蠅眼照相機；仿昆蟲復眼的先進的相控陣雷達；仿昆蟲復眼研制成功的空對地速度計以及偏振光導航儀。實際上，昆蟲的復眼本身是一個精巧的導航控制系統(tǒng)，根據(jù)多年的研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲(特別是家蠅)具有快速、準確地處理視覺信息的能力，能實時計算出前面飛行物的方位與速度，同時發(fā)出指令控制并校正自己的飛行方向和速度，以便跟蹤和攔截目標。對昆蟲復眼這一定向導航系統(tǒng)的研究已得到廣泛重視。目前，各國都在加緊昆蟲視覺仿生研究，試圖模仿昆蟲復眼成像機理以及昆蟲視覺信息處理過程，研制新型靶標自動制導系統(tǒng)。

在昆蟲感覺器官仿生(尤其是視覺仿生)方面，國內外都給予了高度關注，目前有2個熱點：一是試圖研制出對化學物質高度敏感的探測儀器；二是研究昆蟲復眼電子模型以及聽覺和嗅覺感受器電子模型，并將昆蟲的這類特異的感覺原理用于機器人導航系統(tǒng)，以提高機器人的自主功能水平。

四、昆蟲運動功能的仿生

昆蟲的運動功能奇特，形式多樣，有的蠕動、有的跳動、有的飛行。昆蟲獨特的飛行機制一直為仿生學家所關注，如：昆蟲的翅與飛行、昆蟲飛行過程中的信號接收與傳遞、昆蟲的神經(jīng)組織結構及控制機理等。

上世紀末,人們提出了微型飛行器(microairvehicle,MAV)概念[4]。“微型機械飛行蟲”(micromechanicalflyingInsect,MFI)或“蟲型飛機”(entomopter)就是MAV的一種。由于其體積小,有很好的隱蔽性和機動性，最適于在室內或野外小范圍內進行偵察;也可以攻擊載人飛行器及其它目標。將MFI用于氣象數(shù)據(jù)收集、環(huán)境研究等方面，可大大減少費用。美國NASA甚至計劃10年后將蟲型飛機用于火星探測。MFI的發(fā)展，在未來國家安全和國家經(jīng)濟建設等方面將起至關重要的作用，正在世界范圍內引起極大的關注。美國國防部國防高級研究計劃署(DARPA)從1992年就開始這種飛行器的論證工作，1995年組建了可行性研究小組，1997年撥款3500萬美元制訂一個為期4年的研制計劃，開展了一系列的研究，近年來取得重要進展。然而，對于MFI或“蟲型飛機”的研究，若采用傳統(tǒng)的氣動布局和飛行方式，可能會產(chǎn)生升力不足、穩(wěn)定性差和控制困難等一系列問題。而微小昆蟲則是大自然創(chuàng)造的“微型飛行器”，經(jīng)過上億年的進化和環(huán)境適應，在形態(tài)、運動方式以及利用“新型”空氣動力學原理等方面,達到了近乎完美的程度。這是各國發(fā)展MFI技術加以仿生借鑒的核心。實際上,昆蟲飛行功能研究(尤其是MFI研究)已經(jīng)成為昆蟲仿生領域最熱烈的前沿方向之一。[5]

除了蟲型飛機外，昆蟲運動功能仿生的另一個方向是制造蟲型機器人，模仿昆蟲在陸地行走的腿足部結構和運動原理，研制具有昆蟲足樣行走能力的機器人或蟲樣蠕動的微型機車。這類機器人可被用于行進到崎嶇不平的山路或其它非平坦地帶(如：地震后墻壁倒塌的廢墟中)執(zhí)行特殊的任務。

五、昆蟲其他特異能力的仿生

昆蟲的獨特自衛(wèi)武器的仿生：有些甲蟲在遇到敵害自衛(wèi)時可噴出致命液體。美國軍事專家受甲蟲噴射原理的啟發(fā)研制出了先進的二元化武器。另外，一些發(fā)達國家正在利用這種甲蟲自衛(wèi)武器原理研制二元化汽油：2個油箱分儲不能獨立燃燒的汽油中間體，進入發(fā)動機前才混合。或將普通汽油混入某種流體，進入發(fā)動機前再用特殊裝置將其分離還原成普通汽油。

昆蟲發(fā)光的仿生：一些昆蟲(如：螢火蟲)可將化學能直接轉變成光能,，且轉化效率幾乎100%，而普通電燈的發(fā)光效率只有6%。模仿螢火蟲的發(fā)光原理制成的冷光源使發(fā)光效率提高十幾倍，大大節(jié)約了能量。此外，冷光源無論在軍事上還是民用上都具有非常廣闊的用途。仿昆蟲化學能轉換為電能和機械能也是昆蟲特異能力仿生的一個重要方向，這在蟲型飛機的能量供應上有非常重要的用途。

昆蟲群體協(xié)作性的仿生：一些社會性昆蟲，如：螞蟻、蜜蜂等具有其特有的社會群體協(xié)作性，研究它們的這些群體習性，有的提出所謂“螞蟻算法”,有的將其原理用于研究MAV和多個機器人之間的協(xié)同工作。

綜上所述，昆蟲種群龐大、種類多樣、外形迥異、功能奇特，是極其重要的仿生資源。目前，國際上昆蟲仿生的熱點主要集中在仿昆蟲飛行器研制蟲型機器人或蟲型飛機、仿昆蟲觸角感受器開發(fā)生物傳感器、仿昆蟲視覺及其控制機理進行機器人導航、仿昆蟲表面微結構研制新型脫黏附和防偽技術、仿昆蟲感覺系統(tǒng)研制聲納Π反聲納裝置等。我國在這些方面雖然都有所涉及，但尚不夠深入，整體水平也有待提高。今后需要大力開展昆蟲仿生資源研究，面對數(shù)以百萬計的昆蟲種類及其復雜精妙的結構，昆蟲仿生必然有所選擇，常見的昆蟲易被作為仿生對象，但不太常見功能更為奇特的昆蟲(如：在極端環(huán)境下生活的昆蟲)更是值得開發(fā)的資源。與此同時,要進一步開拓仿生研究的新領域，尤其要注重昆蟲特異能力(如：特異的感覺能力、信息處理能力)的仿生。只有通過多學科的交叉，結合現(xiàn)代生物學、工程學、微電子學等學科的研究技術和方法，加強對昆蟲器官組織和細胞的生物學特性、功能及其機理的基礎研究，深入理解昆蟲各器官系統(tǒng)的生理學、生物化學、生物信息學等生物過程及其相關功能，才能在比較高的層次上更加有效地進行昆蟲仿生。

參考文獻：

[1]仿生學-百度百科http://baike.baidu.com/view/803.htm [2]程紅,孫久榮,李建橋,任露泉.昆蟲學報,2002,45(2):175～181 [3]肖占中.世界軍事,1996,(11):64.[4]微型飛行器:像昆蟲那樣飛,遼寧日報,劉洪宇,2011-01-14 [5]微型飛行器-百度百科 http://baike.baidu.com/view/263652.htm

第三篇：仿生學研究報告上傳

《自然界材料構筑科學與創(chuàng)新思維》研究報告

指導教師: 學號：

姓名：

目錄

一、仿生學概念

二、自己對仿生學的理解

三、仿生學的應用 1.利用動物體的特性（1）利用魚鳥的特點為火車入隧道過程降噪（2）利用鯊魚皮表面的特點進行抗菌

（3）利用珊瑚體秘方減少二氧化碳的排放（4）學習小生物如何從霧氣中獲取水分 2.利用植物體的特性（1）利用樹沿壓力線重組的特性構造輕量化材料

（2）利用葉子的光合作用制造太陽能電池（3）利用荷葉表面的特性制造防雨工具（4）王蓮能夠托起超重物體 3.利用細胞特性

（1）利用細胞膜的特性制造去鹽薄膜

四、小結

一、仿生學的概念

仿生學是指人類模仿生物功能，來發(fā)明創(chuàng)造的科學。它是一門新型邊緣學科。研究對象是生物體的結構、功能和工作原理，并將這些原理移植于人造工程技術之中。該學科的問世，大大開闊了人類的技術眼界，顯示了巨大的發(fā)展?jié)摿Γ侨祟愔腔鄣慕Y晶。

二、自己對仿生學的理解

仿生學就是通過理解動物的自身特性，以及它們利用這些特性所做出的利于自己生存的本領，再經(jīng)過人類能動性的思考，抽象出前所未有的新思想新概念，最后利用聯(lián)系的思想加以應用于人類的生活和生產(chǎn)，為人類創(chuàng)造便捷和更有突破的生活方式。我們的生活、生產(chǎn)中不缺乏一些例子。例如，我們平時最討厭的在空中到處亂飛的蒼蠅，利用蒼蠅的鼻子嗅覺原理可以制作小型的氣體探測儀，利用蒼蠅的楫翅（又叫平衡棒）進行模仿，將它制成了“振動陀螺儀”，應用到了火箭和高速飛機上，實現(xiàn)了自動駕駛；利用蝙蝠發(fā)出的超聲波可以與障礙物反彈的原理制成了制造出了雷達，應用到了飛機航空中。螢火蟲腹部的發(fā)光器中的熒光酶的作用下，熒光素在細胞內水分的參與下，與氧化合便發(fā)出熒光，正是利用這樣的原理，創(chuàng)造了日光燈......像這樣仿生學的例子數(shù)不勝數(shù)。接下來，讓我們具體看一看仿生學的應用。

三、仿生學的應用

1.利用動物體的特性

（1）利用魚鳥的特點為火車入隧道的過程降噪

有一名工程師J.R.韋斯特是研究子彈列車項目的一個成員，由于子彈列車的車頭是圓的，所以每次經(jīng)過山洞的時候，就會產(chǎn)生一種沖擊波，以至于駛出山洞的時候會發(fā)出音爆巨響。所以這個工程的工程師領隊就號召大家想辦法降低子彈列車駛出山洞時的音量。其中J.R.韋斯特也是一名鳥類愛好者，在研究學習中，他觀看了一個翠鳥的視頻，發(fā)現(xiàn)這種鳥在一種介質進入另一種不同密度的介質（從空氣進入水），沒有濺起一絲的水花。于是工程師們從翠鳥的喙上找到了靈感，流線型的長喙從尖端到頭部的直徑是逐漸增大的，潛水時會讓水流向身后。通過將子彈頭列車的車頭部分改造成翠鳥鳥喙的形狀，工程組解決了這個疑難已久的問題：大大降低了音噪，速度也隨之提高了10%,節(jié)省了15%的電力。（2）利用鯊魚皮表面的特點進行抗菌

鯊魚在茫茫大海中游走，面對著海底形形色色的生物卻不被它們所沾染，是如何做到的呢？是因為它們表面的皮膚結構。它們的表面附著著一層鋸齒狀物。這層鋸齒狀物是凹凸不平的小鱗甲，它可以避免一些黏液、水藻和藤壺在身體上附著，讓它們失去了了立足之地，也就是讓細菌無法附著在鯊魚的表面上。醫(yī)院的墻壁正是采用了這種技術，把這種鋸齒結構鋪在了墻壁上，有效避免了細菌的附著和滋生。這種方法大大優(yōu)于了利用抗菌或其他的洗液去除細菌的方式，因為許多細菌在與這種洗液抗爭的過程中，早已自然選擇出了那些抗藥性的

個體。所以這個“墻壁鋸齒化”的方法確實從根源上解決了這一大難題。

（3）利用珊瑚體的秘方減少二氧化碳的排放

現(xiàn)如今的生產(chǎn)生活已經(jīng)比拼的不僅僅是生產(chǎn)效率的高低，更加考驗的是如何綠色低碳的生產(chǎn)。有間美國的水泥制造廠名叫Clara，他們利用了珊瑚體的一些自身特性——能夠大量吸收二氧化碳，變廢為寶。工廠利用這點將大量的二氧化碳其轉換成水泥、混凝土等有用的建筑材料，這樣就把平時生產(chǎn)模式中的方程式進行了調換，原本生產(chǎn) 一噸的建筑材料會排放一頓的二氧化碳，現(xiàn)在則減少了將近一半的排放量，大大減輕了對環(huán)境的污染程度。（4）學習小生物如何從霧氣中獲取水分

生活在納米比亞沙漠的一種小生物，由于在沙漠中能夠在攝取水分而一直存活，沒有消亡。雖然他們沒有新鮮水分可以飲用，但是他們依靠從霧氣中獲取水分的方法，維持著生命。在它翅膀的后側有部分凸起，這個突起具有親水的前端和蠟質的旁側，使其具有親水特性，這樣霧氣會回凝在尖端，然后從旁側流下直到進入嘴中。一些建筑就利用到了它的特性。建筑師把這項科技應用到了建筑涂料中，這樣可以將霧氣回收利用，比捉霧網(wǎng)的作用好上10倍！

2.利用植物體的特性

（1）利用樹沿壓力線重組的特性構造輕量化材料

樹木通常沿著壓力線自我重組，利用這種結構可以構造輕量骨

架，即利用樹木的那種拉伸應力，制造齒輪，讓齒輪能夠在一定的自身承受范圍內；利用樹脂材料，我們還可以構建汽車的骨架，這樣可以使用最少的材料構建它，同時樹脂材料也可以協(xié)助促使橋梁輕量化，建筑鋼筋輕量化，從而獲取最大限量的支撐力。（2）利用葉子的光合作用的方式制造太陽能電池

基于葉子的運作方式，葉子通過光合作用對太陽進行吸收，太陽能電池正是基于這種將太陽能轉換的方式，轉換成了電能，利用了這一思想，將葉片的表面轉換成電池的表面，太陽能電池的表面擁有吸收陽光的物質，這一物質仿造了葉片表面，從而合理吸收了太陽能。（3）利用荷葉表面的特性制造防雨工具

荷葉“出淤泥而不染”，露珠在上面也呆不住。荷葉為什么能不沾泥土和水？中科院專家分析了荷葉的表面細微結構，發(fā)現(xiàn)其表面有許多乳狀突起，這些肉眼看不見的小顆粒，正是“荷花自潔效應”的成因，可以讓荷葉不沾染臟東西。于是，專家們模仿了荷葉的表面結構，研制出人工仿生荷葉。仿生荷葉實際上是一種人造高分子薄膜，該薄膜具有不沾水和不沾油的性質。同時，仿生荷葉還具有類似荷葉的“自我修復”功能，仿生表面最外層在被破壞的狀況下仍然保持了不沾水和自清潔的功能。這項研究可用于開發(fā)新一代的仿生表面材料和涂料。新型的“仿生荷葉薄膜”可以用于制造防水底片等防水產(chǎn)品。仿生荷葉涂料刷墻將不沾灰塵；同樣，我們也可以應用到雨衣或者廚具上，這樣就可以防水防油了。（4）王蓮能夠托起超重物體

王蓮的葉子很大，直徑有2米多，四周向上反卷，像一個大平底鍋。蓮葉向陽的一面淡綠色，非常光滑；背陰的一面土紅色，密布粗壯的葉脈和很長的刺毛。雖然只是一片巨大的葉子，但它的支撐和承重能力卻極不一般。在一片王蓮葉上，站一名35公斤的少年，它仍能像小船一樣穩(wěn)穩(wěn)地浮在水面上；即使是在葉面上均勻地平鋪一層75厘米厚的細沙，這個“大平底鍋”依然紋絲不動，決不會沉入水中。人們通過仔細研究發(fā)現(xiàn)，這異常強大的力量來自縱橫交錯、粗細不等的葉脈。蓮葉背面有許許多多粗大的呈放射狀的葉脈，之間還有鐮刀形的橫筋緊密聯(lián)結，構成了一種非常穩(wěn)定的網(wǎng)狀骨架。蓮葉較強的承重能力由此而來。

3.利用細胞特性

（1）利用細胞膜的特性制造去鹽薄膜

大自然中有很多的凈水需要我們去除鹽，然而現(xiàn)在很多的除鹽方法不是太低效，太復雜，就是成本高。剛開始我們的方法是用水擠壓細胞膜，細胞膜堵塞，而且發(fā)現(xiàn)這樣的方法太費電。而大自然的方法則是優(yōu)雅的，它僅僅利用的是細胞膜的通透性，由于細胞膜表面會有沙漏形的小孔，叫做水孔蛋白。它們能讓水分子通過，而留住離子等溶解質。有些公司就開始模仿這種結構制造去鹽薄膜，這樣能夠高效地利用這種結構，徹底分離開水與鹽的離子溶解質。

四、小結

仿生學是一門新學科，這門學科嘗試向自然界中的一些“天才”學習和借鑒經(jīng)驗，通過聽取他們的一些“建議”，整理他們的建議，形成自己對待事物的新的解決方法。這些動物植物甚至是微生物，他們都有著自己的生存規(guī)律，適應著復雜多變的生存環(huán)境。就好比一個蜂族，它們利用自己的“智慧”，創(chuàng)造出如此精致富有層次感的蜂巢，讓人們相信了動物其實是有它們的天分的，我們不僅僅是那個最有創(chuàng)造性的群體，很多的突破我們都要依靠低級的動物去給予我們靈感實現(xiàn)。在這樣的事實面前我們不得不承認在這些低等的動植物面前，我們確實不能像它們一樣，利用自己的特點優(yōu)雅的生存著；更不得不感慨仿生學這項事業(yè)的偉大，它能為我們帶來的是前所未有的突破，也可能是巨大的精神財富，讓我們長久安定的存活在這個藍色的星球上。相信在這個新世紀，人類會更好地利用生物本身的特點，完善人類的生產(chǎn)生活，使我們這個星球大大小小的各領域都能夠飛速運轉起來！

第四篇：基于仿生學的產(chǎn)品設計應用研究論文

一、仿生學與仿生設計

仿生學是模仿生物特殊本領的一門科學，仿生學一詞來自于希臘語“Bio”，代表“生命”，同時詞尾“nic”代表“具有……的性質”。同時筆者認為“仿生學學科領域是研究以具有生物系統(tǒng)特征的方式、以類似于生物系統(tǒng)方式或者是以模仿生物系統(tǒng)的系統(tǒng)性科學”。仿生學是一門現(xiàn)代才興起的跨領域科學，他最早出現(xiàn)在20世紀60年代。但是在后面的極長的時間里，人類產(chǎn)生了大量出色的仿生設計。本文將選取一些汽車設計與燈具設計的實際案例進行分析，它們都反映了產(chǎn)品設計世界中富多彩的仿生設計產(chǎn)品。

同時仿生學界也有一種觀點“自然系統(tǒng)已經(jīng)產(chǎn)生大量的具有創(chuàng)意和實用性的解決方案，而且可以給人類帶來靈感，幫助人類在氣候控制、食品科學領域進行大量的社會性創(chuàng)新”。然而，回望過去的設計歷史，從新藝術運動到流線型運動，設計領域雖然有大量的模仿自然世界的系統(tǒng)論和產(chǎn)品，但是仍然緊緊是在模仿自然世界對象的表面意象，對人類世界的產(chǎn)品和藝術形態(tài)進行美化和雕琢。作為現(xiàn)代工業(yè)設計的代表性行業(yè)之一，汽車設計和燈具設計行業(yè)始終徘徊在炫目的形態(tài)游戲與表象的仿生學邊緣。

二、仿生學在產(chǎn)品設計中的應用實例和分析

（一）仿生學在汽車設計中的應用

在汽車設計中，仿生學是一種有歷史意義的設計方法之一，它的應用角度一直在企業(yè)界和學術界產(chǎn)生極大的討論和關注。汽車設計在剛剛出現(xiàn)的時候，以對汽車車身進行差異化的裝飾和包裝，追求商業(yè)上的眼前利益。然而隨著汽車產(chǎn)生的進一步發(fā)展，汽車給人類所在的生存環(huán)境帶來很多消極的因素：能源危機、大氣污染、城市堵塞等。這些負面現(xiàn)象使得設計界對汽車仿生造型設計的設計方法論進行研究和討論。

目前汽車設計依然在模仿自然界生命的意象形態(tài)。在修辭學方面，人造產(chǎn)品是由特征、原理、情緒三種系統(tǒng)性科學論據(jù)組成的，在對象外部形態(tài)體現(xiàn)了汽車產(chǎn)品的表面特征。作為“自然界的翻譯者”的著名產(chǎn)品設計師路易吉·科拉尼，參考自身對于自然世界的獨到見解，運用曲線模擬自然界生命意象，設計出歷史性的生物意象形態(tài)，進一步將它用到汽車設計中。

在設計界，甲殼蟲汽車在模擬自然系統(tǒng)生命對象的設計論中當屬最典型的案例。著名設計研究者帕帕奈克在情感化設計與仿生學理論的基礎上對甲殼蟲汽車的造型設計進行了評論。他論述說：較小的生命形態(tài)特征讓人覺得需要唄保護和溫暖，并且將這種造型特征在汽車設計中應用，可以讓大家獲得對這輛車的情感化認知。甲殼蟲的造型設計為汽車帶來了獨特的特征和味道，而且讓設計說話，帶給大家充實而生動的情感體驗。

仿生設計不僅在產(chǎn)品造型的角度發(fā)揮巨大價值，同時也關聯(lián)產(chǎn)品和服務構成強大的生態(tài)系統(tǒng)，能將全方位可持續(xù)的體驗帶給消費者。奔馳公司在進行可持續(xù)未來汽車產(chǎn)品設計的時候，運用仿生設計的系統(tǒng)論保證了汽車在能耗、安全性、低阻力等方面的優(yōu)勢，并且在汽車從設計、生產(chǎn)、駕駛、維護、廢物銷毀、再循環(huán)使用的全生命周期都進行仿生設計研究，力圖打造汽車生態(tài)系統(tǒng)。該公司的所有設計師都從自然界生物的流體力學研究出發(fā)，不斷從植物和動物身上獲取靈感，最后發(fā)覺出提升汽車整體架構強度、降低成本消耗、極大降低能耗和風阻的系統(tǒng)性設計方法，而且使用計算機設計軟件對整體形態(tài)造型進行計算，這樣就保證汽車在進行測試階段非常安全，同時汽車也獲得了極大的輕量化設計。最近幾年，奔馳汽車不斷將自身的跨學科研究結晶向更高的領域推進，他們研發(fā)的BIOME汽車現(xiàn)在可以從自然系統(tǒng)設計中脫離出來，研發(fā)人員在經(jīng)過深入研究后，使用最先進的能源技術將汽車減輕到不可思議的地步，而且在成為廢品后可以自動降解，形成極大的再循環(huán)，而且汽車還是用太陽能這一無限循環(huán)資源對傳統(tǒng)能源進行替代，在環(huán)境友好方面又邁進了一大步。

（二）仿生學在燈具設計中的應用

在燈具設計中，仿生學也可以產(chǎn)生巨大的作用，在結構仿生設計角度看，我們可以發(fā)現(xiàn)力學機構可以模擬自然生物的身體全部分，包括植物的葉子、莖部、根與動物的骨骼等部分。

設計師JohnWischhusen通過仿照人的骨骼設計的一個燈具，至今讓人回味無窮，感慨設計師強大的洞察力和勇氣，讓世人感受仿生設計帶給大家生活的獨特魅力和審美品位。

還有的燈具設計借鑒蜂巢的六角形排布結構設計，利用其穩(wěn)定、節(jié)省原料、高強度等特點。而且設計師使用蜂巢結構設計為產(chǎn)品帶來很多優(yōu)點，諸如隔音隔熱、重量輕等等，在各大交通器設計領域都經(jīng)常運用。

在仿生形態(tài)趣味性方面，本身仿生的形態(tài)來自自然界，具有一定的趣味性，將他們運用到產(chǎn)品設計中，帶給大家可愛、溫暖、自然的全方位感覺。比如著名的蜜蜂臺燈設計，他的反光板運營蜜蜂翅膀的形態(tài)，燈泡運用蜜蜂頭部的形態(tài)，支撐結構的造型來源于蜜蜂的腳形態(tài)，整個臺燈的設計完全模擬了一只休息的蜜蜂，非常傳神和有趣。

三、仿生設計的未來展望

仿生設計強調跨領域、獨創(chuàng)性、邊緣化，不管仿生設計的理論、內容、方法的發(fā)展，這些特征都是表現(xiàn)的很明顯。

（一）技術與藝術的齊頭并進

仿生設計用句古話說就是為了活著而設計，它是一種人類將科技和藝術結合產(chǎn)生的造物方式。雖然這種生存理念被束縛在生命繁衍和延續(xù)的理性層面，但是這種生活方式卻是人類現(xiàn)代文明的基礎。

近現(xiàn)代仿生設計在世界經(jīng)濟、文化、生產(chǎn)的大背景下，依靠現(xiàn)代先進的技術和設計，在社會完成現(xiàn)代化的同時，依靠自身的思想的綻放和啟蒙，會產(chǎn)生出大量的造物和思想意識的變革。里面混雜了科技是一切的實用意識形態(tài)，也有人本思想的人性化意識形態(tài)，而且他們總是各自在自身的領域發(fā)展著，不相互合作、欣賞，讓技術和藝術產(chǎn)生了巨大的分離，整個進程缺乏前進的動力和欲望，降低了前進的腳步，最后僅僅是為商業(yè)服務做出自己的微弱貢獻。

將來的仿生設計肯定會將技術與藝術齊頭并進發(fā)展，會更多的追求先進技術、情感化的全方位發(fā)展，在實用價值、情感價值等多角度發(fā)揮巨大的作用，讓設計們更多的探求這種技術與藝術結合的可行性方案。

（二）實踐應用和科學研究并行系統(tǒng)化發(fā)展

仿生設計的科學研究與實踐應用，不僅要依靠同仿生學相關的電子、信息、物理、化學等科學的系統(tǒng)性科學理論支持，而且也要獲得感性工學、科學藝術甚至到達哲學層面的學科支持。例如“基于蟻群算法的產(chǎn)品服務系統(tǒng)規(guī)劃分析”、“基于進化算法的仿生造型基因進化”、“進化算法在產(chǎn)品創(chuàng)新設計的應用”、“簇群空間和新陳代謝仿生設計”等課題都是現(xiàn)代仿生設計中關于仿生過程算法、仿生結構算法（神經(jīng)網(wǎng)絡）、仿生行為算法（群體智能）等仿生智能計算方法的應用研究。

未來的科學研究與理論實踐定會形成從理念、到數(shù)據(jù)、再到方法論、最后到目標等方面的有機仿生系統(tǒng)，這個系統(tǒng)由大量的元素有機組成，而系統(tǒng)本身也屬于一個大的宏觀思維下的系統(tǒng)。以后的仿生設計不會僅僅是關注幾個單體設計元素和理念，更加注重與系統(tǒng)性的整合。該系統(tǒng)通過進行基礎性科學研究，注重仿生設計元素和相關元素的系統(tǒng)性研究，必將仿生設計理論推動到更高的戰(zhàn)略發(fā)展層面。

（三）以持續(xù)發(fā)展和社會和諧為目標

仿生設計通常以研究自然生態(tài)為對象和目標，強調對自然世界整體趨勢和變化的把握，注重對自然生物與其關系的研究，從物質到非物質、復雜到簡單、高端到低端等不同層次的系統(tǒng)研究，同時也包含著在跨學科基礎上的多樣性多層次研究，這樣的目標是建立一個人和自然共同工作的系統(tǒng)。但是人和自然的工作方式不是獨立和封閉的，而是溝通順暢、融合的、交叉的、開放的系統(tǒng)，這樣才能謀求在未來獲得持續(xù)發(fā)展和社會整體和諧。人類在接近自然系統(tǒng)的同時，給大自然提供一定的保護。未來的仿生設計必將是從以人為本的設計轉化為以自然為本的設計理念，進行可持續(xù)發(fā)展的設計，從戰(zhàn)略層面保護大自然生態(tài)系統(tǒng)的完整和健康，以人類和自然和諧共存為目標準則，造出一種更加自然和隨性的選擇境界，挖掘出任何自然和諧共存，可持續(xù)發(fā)展的道路和方法。

綜上所述，仿生設計以其特有的設計思想、理念和方法，把個體系統(tǒng)的需要放到整體系統(tǒng)中衡量，用符合生態(tài)學的環(huán)境科學原理的觀念去指導行動，將不斷去探索人與自然的關系，尋求技術與自然、人類的協(xié)同一致，試圖預見并創(chuàng)造更高層次的人——自然——社會環(huán)境系統(tǒng)，這是現(xiàn)代仿生設計發(fā)展的趨勢和理想目標，也是整個人類社會發(fā)展的追求。未來的仿生設計將滲透到人類社會生活的各個層面，對人類現(xiàn)在及未來的生活方式、價值觀念產(chǎn)生影響，參與到人和自然的共生與持續(xù)發(fā)展這個哲學命題的認識和反思中去。

參考文獻：

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第五篇：仿生學聽課筆記

仿生學聽課筆記

資源環(huán)境學院09資源環(huán)境科學3班 孫怡

200930210319

我一直特別愿意學習對自己有用的東西。這個就是我選修仿生學的原因。

在我看來，與其說仿生學是一門學科，我更愿意把放生看作一種能力。這個不同于生物學或者設計學，仿生是必須基于對生物的了解之后才能進行“仿”這個創(chuàng)造設計的步驟。

從定義上來看，仿生學是涵蓋生物電子學、生物傳感器、生物仿真材料、生物物理學、生物電機和生物大分子的自裝配等的一門交叉學科。而仿生學主要是研究和建立一類人工系統(tǒng)，使之具有生命系統(tǒng)的某些特性的學科。

上課始伊，是被那些外表絢麗的家居用品，汽車所吸引。那個時候就發(fā)現(xiàn)自然界的美麗是必須要經(jīng)歷了時間的洗禮之后才能夠感悟的。那些生動的沙發(fā)椅子書桌的時候，我以為這個就是仿生學了。把生物形態(tài)或者說是大自然的瑰麗全部應用與產(chǎn)品設計中。那些創(chuàng)意獨特的產(chǎn)品吸引了很大一個群體的注意力，以此來提高購買率。當然仿生產(chǎn)品在生活中漸漸加深的滲透也是我們的生活變得趣味無窮。在這個創(chuàng)意至上的年代，同一個功能的東西，也許兩者就是一個創(chuàng)意的差別，在售價上就出現(xiàn)了很大的差別。然而這個時候才明白知識就是力量，能力就是金錢的真正寓意啊。比如說，一只簡單的桃木椅子，在宜家也不過就是300多塊錢，可是加入了仿生的新型概念椅子，卻可以在展覽上賣到五位數(shù)。這個就是差距。然而學習可以彌補差距。了解仿生學，我想除了學習到這樣的一種理念之外，更多的時候是為了讓我們自己的思維面拓寬，以后做任何創(chuàng)意設計的設計可以往這方面想想。

隨著課程的加多，我慢慢的了解到。仿生學的意義不僅僅在于讓我們的生活變得更加繽紛多彩。仿生學在國防軍事上的應用也有著重大的意義。

從魚雷到雷達這些已經(jīng)耳熟能詳?shù)能娛掠闷罚綑C器人軍隊，這些都是仿生科技在軍事領域的功勞。要是沒有前人想到將生物界各種動物的各種看家本領引申到人類科技上，可想而知人類世界將不會像現(xiàn)在這般便捷告訴的發(fā)展。我記得原來有人給我說過，每種生物都有自己最擅長的技能，這些技能都是人類所沒有辦法達到的，然而人類最大的優(yōu)勢就是在于具有學習借鑒能力。這個才是最重要的。從夜視儀到電光鷹眼，我就發(fā)現(xiàn)，一場現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭除了戰(zhàn)略上認為的制訂，其他的更像一場自然界各種生物的技能大比拼。好的，你有蝙蝠的雷達，我卻有夜蛾的反雷達技術。這個時候已經(jīng)不僅僅是靠戰(zhàn)士們拼勇搏殺的時候了，而是科技作戰(zhàn)數(shù)字作戰(zhàn)了。這個時候仿生學的重要性相信已經(jīng)不言而喻了。已經(jīng)到達國防的高度了，那么這門學科的實際意義更加是重要了。

在學習仿生學之前，我以為這門學科只是和那些花里胡哨的家居飾品，或者奢華的飾品有關。但是我知道仿生學除了與軍事領域息息相關之外，仿生學在很大程度上也改善了我們的生活。

之前我只以為仿生學只是把生物的形態(tài)顏色借鑒到產(chǎn)品設計中。然而后面才發(fā)現(xiàn)在農業(yè)和食品問題上，仿生學也發(fā)揮著舉足輕重的作用。從農藥到仿生栽培上，在民生之本的農業(yè)上，我們也不難發(fā)現(xiàn)仿生學的理念。這個時候仿生學就不僅僅只是一些形態(tài)的模仿了，更多的是利用這些概念，來簡潔便利我們的生產(chǎn)活動。大棚蔬菜，就是一個最為常見的仿生例子在農業(yè)上的發(fā)展。這里的仿“生”仿的就不是生物了，而是生態(tài)。可以說，仿生學的精華而不是在于生物的特性，而是“仿”這個概念，這種思維模式。善于借鑒。

終于要說到這一個學期的課程中，我印象最為深刻的一課。

某日上課的時候，兩位同學為我們放了一段視頻，說的就是外國一個醫(yī)生科學家，利用仿生學，讓已經(jīng)癱瘓了患者可以自理自己的生活。這個是事實，不是猜測估計，或者是對于現(xiàn)代科技的美好愿望。是真正已經(jīng)發(fā)生了的事情。

看到這個的時候，我的情緒是震驚的。這位醫(yī)生利用身體神經(jīng)，做了一些類似于我們神經(jīng)工作的電沖脈裝在病患身上，從而讓他可以開始自理自己的人生。看到這個的時候，我才想到，其實仿生學早就在醫(yī)學方面為我們做貢獻了，不是嗎？從助聽器到假肢，這些都是聰明的醫(yī)療工作者利用仿生學為病患爭取到的第二次機會。如果是這樣的話，仿人體大腦，這個人類最為重要的一個器官是不是也是指日可待了呢？這個太懸乎，我說不一定，可是寄予美好的想象也是可以的。我只能說隨著科技的日益發(fā)展，我相信有一天腦死的患者也可以重新開始自己的人生。仿生在醫(yī)療上的應用時最為我多感動的。第二次這樣的機會是多么可貴。我相信很多人都感受到了仿生學所帶來的福利。

一個學期的課程的學習，讓我覺得學習仿生學，學習應該是一種理念一種態(tài)度。或許仿生學應該成為一門基礎課。每一個學科都將會和仿生學掛鉤，仿生學在我們的生活中無處不在，還有什么會比這個更要呢？正是仿生學的無處不在，所以才證實了這門課的重要性。

仿生學的巨大前景在于，我們需要。隨著科技的發(fā)展，我們需要這樣的智慧與技術。

09資源環(huán)境科學學院

孫

怡

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