仿生学全面版课件.ppt

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1、——向自然学习热爱自然、保护自然、自然和谐相处，我们就会从自然中获得智慧和灵感仿生设计仿生学在20世纪60年代，1960年9月13日，在美国召开的第一届仿生学研讨会上，斯蒂尔博士首次提出了仿生学(Bionics)的概念，并定义仿生学是模仿生物系统的原理来建造技术系统，或者使人造技术系统具有或类似于生物系统特征的科学，简而言之，仿生学就是“模仿生物的科学”。性质仿生学是生物学、数学和工程技术学相互渗透而结合成的一门模仿生物系统并具有生物系统特征或类似特征的新兴边缘科学。仿生学的研究主要包括三个阶段首

2、先是根据工程技术的目标、任务进行生物相关性的基础研究或者以生物学的发现与研究成果为启示和基础筛选出对其他科学技术有意义有价值的内存；然后对基础研究的成果进行分析、综合，并提炼、概括出相关理论和概念，揭示内在规律，建立数学模型；最后在前两个阶段的基础上进入具体模拟研究、试验制造的应用研究阶段，最终创造出人工化的成果。方法复制不是仿生学的研究目的，对生物系统工作原理的本质认识、理解和应用是最终目标。在这个过程中发散性地进行类比、模拟和模型化是仿生学研究的主要方法，数学模型是从生物原型到应用模型的关键。

3、但是对复杂生物系统的认识往往是一个长期的研究过程，并依赖于先进科学技术的支持，需要多学科的交叉、合作，所以仿生学的研究是一个系统工程，存在相当大的难度。仿生学研究的分支力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息和控制仿生等电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生、人体的仿生、宇宙仿生等形态仿生、形式美感仿生、功能仿生、结构仿生、机理仿生、色彩仿生、意象仿生仿生设计仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同，它是以自然界万事万物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象，有选择地在设计过程中应用这些特

4、征原理进行的设计，同时结合仿生学的研究成果，为设计提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途径。仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的锲合点，使人类社会与自然达到了高度的统一，正逐渐成为设计发展过程中新的亮点。众所周知的例子蝙蝠与声纳定位鸟与飞机船与鱼对萤火虫和海蝇地发光原理的研究，获得了化学能转化为光能的新方法，从而研制出化学荧光灯等等。肌理与质感仿生（以纺织仿生为例）亚马逊河流域的闪峡蝶因其翅膀的外壳和基部翅瓣中特有的周期性多层结构，使周身散发钻蓝的色彩，具有金属般的光泽。受此启发日本帝人公

5、司开发了光显色纤维。在研究天然蚕丝结构和性能后，成功开发了异形纤维和超细纤维等仿真丝纤维和纺织品。肉色袜我们的服装与仿生还有哪些关系？孔雀裙、燕尾服、荷叶领、灯笼裤变色龙与迷彩服2008年奥运会上的高科技泳衣美国华盛顿大学的研究人员正在试图揭示蜘蛛吐出的水溶性蛋白质是如何变成不溶的、强度比防弹背心还要坚韧的丝的奥秘。科学家们已开始运用仿生学理论研制人造蜘蛛丝。功能仿生水母的顺风耳，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。可恶的

6、苍蝇给我们的启示？免疫力（活蝇蛆可接种于伤口之中，起杀菌清创，促进愈合之作用。）平衡能力（飞行器的平衡）嗅觉（传感器、捕蝇器）棘毛的作用（减粘）超强的生殖能力（苍蝇具有一次交配可终身产卵的生理特点，一只雌蝇一生可产卵5-6次，每次产卵数约100-150粒，最多可达300粒左右。一年内可繁殖10-12代。每只雌蝇能产生2000个后代，则100只雌蝇只需经过10个世代，繁殖的总蝇数将达到2万亿亿个）由乌龟想到的？生命力强静——寿命（生命在于运动？）坚硬的外壳（坦克）中国人对乌龟的特殊意象？忍辱负重？高

7、寿？忍垢偷生？电子蛙眼青蛙的眼睛很奇怪，他们看活动的东西很敏锐，对静止的东西视而不见。人们从中得到启示，发明了电子蛙眼。保鲜膜结构仿生例如：食蝇草与发卡结构仿生白蚁冢与建筑仿生白蚁冢具有良好的通风、保温、保湿功能锯齿草与锯（鲁班）瑞士猎人乔治从苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。形态仿生天鹅形的观光船仙鹤音响剪子综合仿生仿人机器人肌肉和骨骼——现代假肢飞机的诞生1870年，德国人奥托.利连塔尔制造了第一架滑翔机。利连塔尔是十九世纪末的一位具有大无畏冒险精神的人，他望着家乡波美拉尼亚的鹳用笨拙的翅膀从

8、他房顶上飞过，他坚信人能飞行。1891年，他开始研制一种弧形肋状蝙蝠翅膀式的单翼滑翔机，自己还进行试飞；此后五年，他进行了2000多次滑翔飞行，并同鸟类进行了对比研究，提供了很有价值的资料。莱特兄弟发明了真正意义上的飞机。在飞机的设计制作过程中，怎样使飞机拐弯和怎样使它稳定一直困绕着他们。为此，莱特兄弟又研究了鸟的飞行。例如，他们研究鶙鵳怎样使一只翅膀下落，靠转动这只下落的翅膀保持平衡；这只翅膀上增大的压力怎样使鶙鵳保持稳定和平衡。未来的飞机是个什么样？太阳能袖珍房顶是飞机场翅膀收