推荐第1篇：仿生学的作文
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。
它眼睛很大，有很多小的复眼，全方位多角度观察周围情况，想打它当然不容易。
昨天，我到表哥家里去玩。我们去院子里喂猫时，我看见猫的碗里有一只苍蝇，它已经死了。我正想用树枝把它捞出，表哥却拦住了我说：“我会用魔术使这只苍蝇复活”。
表哥让我到厨房去拿点儿盐，把盐倒在苍蝇上，然后表哥说：“等二十分钟后苍蝇就复活了”。5分钟、10分钟、20分钟过去了，突然，一只苍蝇飞了出来，我连忙问表哥这是怎么回事，表哥告诉我：掉在水里的苍蝇只是休克过去了，因为它的身体、翅膀和腿上的很多细纹的呼吸管里都进了水，气管得不到氧气，盐的结晶能吸水，把水干了，所以就复活了。
我又懂得了一样知识。
昆虫学家研究发现，苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时，平衡棒以一定的频率进行机械振动，可以调节翅膀的运动方向，是保持苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪，大大改进了飞机的飞行性能LlJ，可使飞机自动停止危险的滚翻飞行，在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡，即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。
苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机，在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。
苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构，把各种化学反应转变成电脉冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪，目前已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分，使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
大自然真是人类的好老师啊！
你就写你看见苍蝇，很烦，想打它，可打来打去打不着，为什么呢？于是你查找了大量的资料得知，原来苍蝇有很多只复眼……（后面自己组织语言）
后来你就想，可以模范它的特性来做一只什么东西，运用在大商场里（或超市里都行）当做摄像头，一来可以看见上下左右前后的地方（也就是监视的范围很广），二来，可以飞来飞去，又不会被人认出，三来又可以计入空间狭小的地方
最后总结，大自然真是给人太多的启示
星期一，我在放学回家的路上发现了一只螳螂。螳螂伪装成绿色的树叶，一动不动地趴在一朵小花的花茎上，如果你站在稍远一点的地方看那只螳螂，就如同小花边的一片绿叶无法分辨。不一会儿，飞来了一只飞蛾，它正好飞到螳螂伪装成的花边绿叶上，螳螂便闪电般地伸出两个大夹子，一下就牢牢地夹住了飞蛾。
看了这一幕，我大吃一惊。在头脑里闪现出一个疑问：为什么螳螂可以敏捷地捉住背上的虫子呢？于是，我带着这个疑问回到家中，查阅了螳螂的相关资料，知道了螳螂属于昆虫类，体积较大，色黄褐、暗褐或绿色。头部三角形，复眼大，处角细长。看到这些，我终于知道了螳螂之所以可以敏捷地捉住背上的虫子是因为它的复眼长在头顶上，能够敏捷的观察到背上事物的瞬息变化，从而作出迅速反应。
如果我们模仿螳螂的特殊生物学结构，发明一种背上种满鲜花，头顶上有眼睛，并装有四个夹子的机器人，利用背上的花朵引来害虫，而背上的眼睛又能及时观察到背上的情况，四个夹子迅速敏捷地运动，当害虫出现的时刻，一下子夹死虫子。然后，再把它放进花盆，虫子腐烂后就变成了土壤的肥料，那该多好啊！
其实，人类在仿生学方面，已经取得了大量成果。自然界的生物真是人类的良师益友呀！
壁虎的手脚非常有吸引力，可以很容易地往墙壁上爬，而不会掉下来。我要设计出一种像壁虎手脚那样的鞋，这种鞋的名字叫“吸力无敌”。可方便了，在工人刷墙时，不用带上梯子，只需要一双“吸力无敌”鞋就可以开工了，它不仅吸附力，还可以减轻你的体重，即使是倒着刷墙也不会掉下来，鞋的右边有两个按钮，按一下绿色的按钮，它就可以让你在墙上上下移动，绝不会摔下来，按红色的按钮就可以下来了。你们觉得方便吗？等以后我真的发明了“吸力无敌”，我一定会送给刷洗、修建房屋的工人们。
大自然真是人类的好老师，我要仔细观察身边的事物，设计出更多的小发明。
推荐第2篇：仿生学论文
大自然的启示——浅谈军事仿生技术
投资学专业 谭苏航
摘要
自古以来，大自然都是人类的老师，人类向自然学习，模仿自然以适应自然，从而在自然界中谋求生存，人类经历了从初级仿生造物到高级仿生造物的漫长过程，并在近现代形成了一门较为系统的仿生学学科体系。而军事仿生技术是仿生学的一个重要组成部分，由于战争需求的牵引，有无数人致力于武器仿生与战术仿生的研究，此技术应运而生。
本论文综合相关文献资料，对军事仿生技术进行了概述，对其研究内容进行了阐述，同时对军事仿生技术发展的历史进行了简要介绍。本论文着重介绍军事仿生技术在武器装备的制造与战术战略设计上的应用，并列举大量实证进行分析。最后，本论文对军事仿生技术的未来发展趋势作了简要探讨。
关键词：仿生学军事仿生技术 武器仿生 战术战略仿生发展趋势
一、军事仿生技术概述
（一）仿生学概述
1.仿生学的基本概念
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，它是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的学科。
2.仿生学的历史与发展 在人类文明的早期，人类为了生存就不得不对其周围世界的动植物的生活习性与各种自然现象进行观察，因此，实际上从远古时代起，人们就开始从事仿生学工作了。例如，相传在春秋战国时代，鲁班在上山伐木途中，手指被茅草划破，从而受到启发，制成了人类史上第一架带有锯齿的木工锯。此类模仿大自然的例子不胜枚举，直到20世纪40年代，调节理论和控制论的建立，逐步推动仿生学的建立，同时在1960年，“仿生学”作为一门独立学科被正式命名。此后，仿生学地位不断提升，研究领域不断扩大，应用性不断增强，具有非常好的学科前景。
（二）军事仿生学概述
1.军事仿生学的基本概念
军事仿生学是仿生学的一项重要内容，是军事科学和技术的一个极具影响力和生命力的研究领域。它是模仿生物系统的原理和特异功能来发展军事高技术，提高武器装备的性能，发展军事战略技术，提高军队后勤保障的能力的一种技术。
2.军事仿生技术的历史和发展
在古代，人们为了满足战争需要，模仿动物的角、嘴、牙、爪制造弓箭、长矛、戈、戟、刀、抓、钩、鞭、锏等十八般兵器，到现代模仿飞禽昆虫发明的飞机，模仿鱼和海兽制造的军舰，模仿飞鱼和响尾蛇制造的导弹，模仿昆虫制造的太空飞船和机器人，提高了武器的威力，丰富了战争的形式和内容。
1
二、军事仿生技术的应用
（二）军事仿生技术在武器制造上的应用 1.蛛网与装甲
蜘蛛在世界上分布很广，约 4万种，栖息干除南极洲以外的六大洲。 剧毒蜘蛛能攻击人类并致人死命；普通蜘蛛以织网闻名。 丝线为骨蛋白，在体内呈液体状态，到体外遇空气才硬化成丝。 蜘蛛丝具有很强的轴滞性，小昆虫一巳进入蛛网，便只有等着成为蜘蛛的腹中物了。在美国南部的佛罗里达州和许多拉美国家，生活着一种别名叫作“金眼”的蜘蛛，它素以结网粘捕飞鸟而著称。近年来，美国军方经过研究，发现它的蛛丝的抗张强度和弹性俱佳，其强度相当于同等直径的钢丝的 5 倍，是制作防弹衣物极为理想的材料。目前，科学家们已经开始运用仿生学理论研制人工蜘蛛丝，以期求得强力更高且重量更轻的防弹材料。受此启示，英国剑桥一所技术公司试制成一种犹如蜘蛛丝一样的高强度纤维。利用纺织技术把这种纤维加以纺织或者做成复合材料，可以用来作防弹衣、防弹车、坦克装甲车等的结构材料。
2.蝴蝶与卫星温控系统
蝴蝶因其美丽的外表而惹人喜爱，蝴蝶一般色彩鲜艳，身上有好多条纹，色彩较丰富，翅膀和身体有各种花斑，最大的蝴蝶展翅可达28～30厘米左右，最小的只有 0.7 厘米左右，然而，如此小巧美丽的昆虫却藏着大奥秘，蝴蝶身体表面生长着一层细小的鳞片，这些鳞片有调节体温的作用。每当气温上升、阳光直射时，蝴蝶身体表面的鳞片会自动张开，以减少阳光的辐射角度，从而减少对阳光热能的吸收；当外界气温下降时，蝴蝶鳞片会自动闭合，紧贴体表，让阳光直射鳞片，从而把体温控制在正常范围内，这曾解决了曾困扰研究人员很久的问题，遨游太空的人造卫星，当受到阳光强烈辐射时，卫星温度会高达 2000℃，而在阴影区域，卫星温度会下降至 - 200℃左右，这很容易损坏卫星上的精密仪器仪表，而蝴蝶则带给人启迪，从而人们为人造卫星设计了一套温控系统。
3.乌贼和鱼雷诱饵
乌贼身体扁平柔软，非常适合在海底生活。乌贼平时做波浪式的缓慢运动，可一遇到险情，就会以每秒15 米（54公里/小时）的速度把强敌抛在身后。有些乌贼移动的最高时速达150 千米。它不但逃走快，捕食更快。乌贼是水中的变色能手，其体内聚集着数百万个红、黄、蓝、黑等色素细胞，可以在一两秒钟内做出反应调整体内色素囊的大小来改变自身的颜色，以便适应环境，逃避敌害。乌贼的体内有一个墨囊，里面有浓黑的墨汁，在遇到敌害时迅速喷出，诱骗攻击者上当，掩护自己逃生，潜艇设计者们仿效其设计成鱼雷诱饵。 现在鱼雷诱饵酷似一艘袖珍潜艇，既可按潜艇的航向航行，航速不变；也可模拟噪声．螺旋桨节拍．声信号和多普勒音调变化等。 正是它这种惟妙惟肖的表演，令敌潜艇或攻击中的鱼雷真假难辨。
（二）军事仿生技术在战术战略设计中的应用
1.进攻战术
猛虎战术 在自然界中，有强大的动物，也有弱小的动物，强大的动物进攻能力也很强，老虎就是其中一个例子，它身强体壮，牙利爪尖，凶狠无比，在自然界中除了狮子和大象之外，其他动物均不是它的对手。老虎属于夜行性，善于游泳，以凶猛
2 而闻名于世。我国军队就从其中受到启发，发明了夜战，成为了克敌制胜的传统战法，还模仿老虎扑食的凶猛动作创造了猛冲，猛追，猛打的三猛战术，许多部队通过这种猛虎战术取得了辉煌的成果。我国著名军事学家刘伯承元帅对猛虎扑食的方式十分感兴趣，并据此发明了猛虎掏心的战术，在解放战争中取得了辉煌战果。
狼的战术
狼是一种十分狡猾的动物，拥有善于奔跑的长足，锐利的牙齿和大口，有的人认为狼凶暴残忍，有的人认为狼重视族群，懂得忍耐与放弃。狼通常群居活动，其战术有以下三个特点。第一，突然袭击，出其不意，第二，选择孤立弱小的目标四面攻击，使其顾此失彼，第三，多路追击，平行追击。狼的战术引起了西方资产阶级军事家的重视，第二次世界大战期间，纳粹德国潜艇部队的司令员邓尼茨模仿狼群攻击猎物的方法，创造了狼群战术，既潜艇协同攻击战术，在第二次世界大战初期获得了巨大战果，一度给同盟国的大西洋运输造成了严重损失。
2.防御战术
动物合群抗敌与环形防御
进行群体生活的动物能获得多方面的好处，一方面，它们能依靠群体力量抗击强大敌人的袭击，另一方面，环形防御没有暴露薄弱部位，能抵抗来自四面八方的进攻，人们把这种战术在军事中运用为装甲防护圈，装甲防护圈有以下几个好处：第一，防御快，第二，防御坚固，第三，没有暴露的一侧和前后方之分，第四，应变能力强，可变性大。
迷彩伪装
自然界中的动物在长期淘汰和竞争中，逐渐形成了用颜色保护自己的本能，其身上的颜色多与之生活的环境相适应，比如北极熊，北极熊长年累月在北极的冰天雪地中生存，身上长满了白毛，与冰雪的颜色保持一致，猎豹长期生活在草原和丛林，身上有淡黄色花纹，与地面的颜色相似。
3.仿生战略
战略和战术不同，一般指从总体和全局出发，对战争的全局设计，是一种谋略。在自然界中，有很多动物具有天然的生存策略，比如蜘蛛，蜘蛛是一种食肉性动物，它捕食的生物不仅数量多，种类广，而且手段相当高明，它在狩猎捕食的时候，具有令人惊叹的勇气和极大的耐心，它不怕失败和从不灰心的行为曾经给许多战略家以启发，在美国独立战争期间美国第一任总统华盛顿所率领的军队曾被英国的殖民军大败，他本人也被殖民军赶到了荒野，他开始对战争的胜利感到灰心了，他在无意中看到自然界中的蜘蛛面对各种阻碍，依然没有放弃，从而成功织网。从此，在战争中，当他面临困境时，总会用蜘蛛织网的故事来鼓励自己与自己的军队，最终赢得了美国独立战争的胜利。1794年的深秋，法国资产阶级革命家拿破仑率军攻打荷兰，荷兰人打开各条河流的水闸，用用洪水阻挡法军，当法军正准备要撤退的时候，却接到了大量蜘蛛在吐丝织网的报告，拿破仑当机立断，下令就地待命，原来，蜘蛛吐丝织网预示着干冷天气即将到来，不久，寒潮果然来袭，河水冰冻，法军踏冰前进，攻陷了荷兰的乌得勒支城。华盛顿和拿破仑均从蜘蛛身上受到启发，受到鼓舞，制定了正确的军事战略，这便是仿生战略中的一个典例。
三、军事仿生技术的发展趋势
3
（一） 由表及里
军事仿生技术由外形、动作模仿向微纳结构仿生的发展几乎都以自然新原理、新方法、新规律、新现象的揭示与发现为基础，由“由表及里”生物结构表征技术水平所决定。生物结构表征技术是仿生技术发展的源动力，亟需发展“由表及里”生物结构表征新方法、新原理、新装备，为揭示自然神奇奥秘提供技术手段。
（二） 由简到繁
人们不断学习、借鉴自然界生物运动机理及其特性，使得仿生技术的思想由简单的外形单一仿生逐渐向复杂整体和系统仿生发展，从而导致了许多新概念武器装备的出现。大量事实表明，仿生技术应用于军事及其他领域无不经历设计“由简到繁”、最终导致新概念武器装备出现的过程。
（三） 由宏到微
生物材料、生物结构的多尺度微纳结构特征是导致其优异功能的主要因素，往往会产生出军事领域所需要的新效应、新效能，如蝴蝶翅膀鳞粉光子效应可用于隐身；荷叶疏水的多级微纳结构可用于减阻自洁。为获得与生物材料、生物结构一样的新效应、新效能，发展仿生材料制造技术，满足多尺度复杂微纳结构成形制造要求，就成为仿生材料发展的核心关键。因此，必须大力发展仿生材料制造技术，突破“由宏到微”仿生材料制造技术瓶颈，实现一系列军事所需新效能，为武器装备发展带来变革性的突破。
参考文献
［1］刘福林.仿生学发展过程的分析［J］ 安徽农业科学 2007 35（15）4404-4405 ［2］朱天阳 周俊良 姚敏.浅谈仿生学在军事发展中的应用［J］ 学术论坛 2015 133 ［3］张德远，陈华伟，张 鑫，梁建宏.军用仿生技术发展趋势［J］ 国防科技 2013 Vol．34，No．6 1-5 ［4］李娜.自然睿智的启示——当代仿生形态设计方法研究［D］中国美术学院 2013 1-53 ［5］马文庆.动物与军事仿生学［J］ 科学之友 2007 22-23
4
推荐第3篇：建筑仿生学演讲稿
给建筑以生命
—建筑仿生
早上好，女士们先生们， 今天我要讲的是一个常见但深奥的话题。当你看到下面几组图画时，可曾想到过它们之间的神似。第一组，澳大利亚的象征—悉尼歌剧院和海滩上的洁白大贝壳；第二组，气势恢宏的国家体育场“鸟巢”和树上毫不起眼的鸟巢；第三组，精美、别致的螺旋式高楼和那排列井然有序的树叶。这时你可能已经猜到了我的话题—建筑仿生。 当然，它是一个相当复杂的话题。让我们先来看看这篇演讲的结构。我们将先简要地看看建筑仿生的种类，随后我将介绍一座坐落在我们身边的仿生建筑。今天由于时间关系，我只介绍后一部分。
假如我们仔细观察我们周围的建筑，就会发现天津博物馆就是一座仿生建筑。天津博物馆建筑设计整体像一只展翅高飞的天鹅，结构主体为钢筋混凝土制成的多种钢结构体系。天津博物馆充分考虑了结构的合理性和可实施性，以表现天鹅展翅高飞的翼部大跨度球缺壳体结构，体现了用最少的材料建造最大的使用空间的构想。另外博物馆实现了可像人一样进行“呼吸”，采用了特殊的节点构造，当温度变化产生温度应力作用时，与一般结构的单纯抵抗不同，结构可以自由伸缩，形成了可“呼吸“的大跨度空间结构。
给建筑以生命，让建筑成为大自然的一部分，从而人类重新回归大自然，享受恬静舒适的生活。
Give Life to the Buildings
---Architectural Bionics
Good morning, Ladies and Gentlemen, I’d like to talk with you this morning about a common but profound topic.When you see several groups of photos following, have you thought of some similarities between them? First, the symbol of Australia - Sydney Opera House and the Large white shells on the beach；Second，the magnificent National Stadium \"Bird Nest\" and the humble nest on the tree;Third, the elegant and unique spiral buildings and the orderly leaves.Then you may have gueed my topic, the architectural bionics.
Ok.Well, it’s a rather complex subject.But let’s look first at the structure of this talk.We’ll have a look at the kinds of the architectural bionics, but very much in outline.In another part of the talk we will go on to have a look at the bionic architecture just around us.Today, due to the time constraints, I will just introduce the latter part.
If we carefully observe the buildings around us, we will find the Tianjin Museum is the bionic architecture.The Architecture of Tianjin Museum as a whole looks like a bright swan flying with its white and strong wings.The main structure is the multi-steel structure system made of reinforced concrete.Full account of the rationality and enforceability of the structure, the engineer adopt the large-span hemispherical shell structure to demonstrate the wings of the flying swan.The structure reflects the idea that building the largest space with the least materials.In
addition, the structure could \"breathe\" like people do.When thermal stre caused by temperature changes works, unlike the general structures to resist simply, the structure could extend freely because of the special node structure.Then a large span space structure, which could \"breathe\", is formed.
Give life to the buildings, and let the buildings become a part of the nature.So the human could return to the nature and enjoy the quiet and comfortable life.
推荐第4篇：仿生学听课笔记
仿生学听课笔记
资源环境学院09资源环境科学3班 孙怡
200930210319
我一直特别愿意学习对自己有用的东西。这个就是我选修仿生学的原因。
在我看来，与其说仿生学是一门学科，我更愿意把放生看作一种能力。 这个不同于生物学或者设计学，仿生是必须基于对生物的了解之后才能进行“仿”这个创造设计的步骤。
从定义上来看，仿生学是涵盖生物电子学、生物传感器、生物仿真材料、生物物理学、生物电机和生物大分子的自装配等的一门交叉学科。而仿生学主要是研究和建立一类人工系统，使之具有生命系统的某些特性的学科。
上课始伊，是被那些外表绚丽的家居用品，汽车所吸引。那个时候就发现自然界的美丽是必须要经历了时间的洗礼之后才能够感悟的。那些生动的沙发椅子书桌的时候，我以为这个就是仿生学了。把生物形态或者说是大自然的瑰丽全部应用与产品设计中。那些创意独特的产品吸引了很大一个群体的注意力，以此来提高购买率。当然仿生产品在生活中渐渐加深的渗透也是我们的生活变得趣味无穷。在这个创意至上的年代，同一个功能的东西，也许两者就是一个创意的差别，在售价上就出现了很大的差别。然而这个时候才明白知识就是力量，能力就是金钱的真正寓意啊。比如说，一只简单的桃木椅子，在宜家也不过就是300多块钱，可是加入了仿生的新型概念椅子，却可以在展览上卖到五位数。这个就是差距。然而学习可以弥补差距。了解仿生学，我想除了学习到这样的一种理念之外，更多的时候是为了让我们自己的思维面拓宽，以后做任何创意设计的设计可以往这方面想想。
随着课程的加多，我慢慢的了解到。仿生学的意义不仅仅在于让我们的生活变得更加缤纷多彩。仿生学在国防军事上的应用也有着重大的意义。
从鱼雷到雷达这些已经耳熟能详的军事用品，到机器人军队，这些都是仿生科技在军事领域的功劳。要是没有前人想到将生物界各种动物的各种看家本领引申到人类科技上，可想而知人类世界将不会像现在这般便捷告诉的发展。我记得原来有人给我说过，每种生物都有自己最擅长的技能，这些技能都是人类所没有办法达到的，然而人类最大的优势就是在于具有学习借鉴能力。这个才是最重要的。从夜视仪到电光鹰眼，我就发现，一场现代军事战争除了战略上认为的制订，其他的更像一场自然界各种生物的技能大比拼。好的，你有蝙蝠的雷达，我却有夜蛾的反雷达技术。这个时候已经不仅仅是靠战士们拼勇搏杀的时候了，而是科技作战数字作战了。这个时候仿生学的重要性相信已经不言而喻了。已经到达国防的高度了，那么这门学科的实际意义更加是重要了。
在学习仿生学之前，我以为这门学科只是和那些花里胡哨的家居饰品，或者奢华的饰品有关。但是我知道仿生学除了与军事领域息息相关之外，仿生学在很大程度上也改善了我们的生活。
之前我只以为仿生学只是把生物的形态颜色借鉴到产品设计中。然而后面才发现在农业和食品问题上，仿生学也发挥着举足轻重的作用。从农药到仿生栽培上，在民生之本的农业上，我们也不难发现仿生学的理念。这个时候仿生学就不仅仅只是一些形态的模仿了，更多的是利用这些概念，来简洁便利我们的生产活动。大棚蔬菜，就是一个最为常见的仿生例子在农业上的发展。这里的仿“生”仿的就不是生物了，而是生态。可以说，仿生学的精华而不是在于生物的特性，而是“仿”这个概念，这种思维模式。善于借鉴。
终于要说到这一个学期的课程中，我印象最为深刻的一课。
某日上课的时候，两位同学为我们放了一段视频，说的就是外国一个医生科学家，利用仿生学，让已经瘫痪了患者可以自理自己的生活。这个是事实，不是猜测估计，或者是对于现代科技的美好愿望。是真正已经发生了的事情。
看到这个的时候，我的情绪是震惊的。这位医生利用身体神经，做了一些类似于我们神经工作的电冲脉装在病患身上，从而让他可以开始自理自己的人生。看到这个的时候，我才想到，其实仿生学早就在医学方面为我们做贡献了，不是吗？从助听器到假肢，这些都是聪明的医疗工作者利用仿生学为病患争取到的第二次机会。如果是这样的话，仿人体大脑，这个人类最为重要的一个器官是不是也是指日可待了呢？这个太悬乎，我说不一定，可是寄予美好的想象也是可以的。我只能说随着科技的日益发展，我相信有一天脑死的患者也可以重新开始自己的人生。仿生在医疗上的应用时最为我多感动的。第二次这样的机会是多么可贵。我相信很多人都感受到了仿生学所带来的福利。
一个学期的课程的学习，让我觉得学习仿生学，学习应该是一种理念一种态度。或许仿生学应该成为一门基础课。每一个学科都将会和仿生学挂钩，仿生学在我们的生活中无处不在，还有什么会比这个更要呢？正是仿生学的无处不在，所以才证实了这门课的重要性。
仿生学的巨大前景在于，我们需要。随着科技的发展，我们需要这样的智慧与技术。
09资源环境科学学院
孙
怡
18998495543
推荐第5篇：仿生学小故事
萤火虫
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”。
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。
潜水艇 潜水艇是怎能样发明的呢？为了让一种船既能在水面划，又能在海底游，科学家观察到了鱼这种动物。
鱼肚中有一种东西叫鱼鳔，里面装满了空气。在鱼想潜到水底时，将鱼鳔中的空气排出，浮力就立刻变小了，鱼可自由地沉下水面。而潜水艇中也有一种机器，里面也装满了空气，将空气一排出，潜水艇便能沉下水底。科学家是按这个原理制造的潜水艇。
看，我们如今已经很高级的潜水艇，原来它们是利用鱼鳔原理而做的。 是的，生活中若没有动物，人类将会失去很多发明的机会。可以说，动物对人类生活也有很大的帮助。
电子蛙眼
我从《小爱迪生》这本书中读到了“青蛙的眼睛”，《小爱迪生》上面说的是“青蛙的眼睛只能够看见动的东西”。我将信将疑，问了一下爸爸。爸爸说：“你还是做一个试验比较好。”我点点头。
首先，我先找来一只青蛙，这只青蛙蹲坐在报纸上，用它警惕的大眼睛盯着我的一举一动，好像警察监视罪犯一样。它身穿美丽的绿皮袄，好像一个贵妇人，仪态端庄。
我先把事先拍死的苍蝇放到它面前。那只苍蝇好像在青蛙的眼里消失了，对这“嗟来之食”无动于衷。我拿出了小细线，将苍蝇小心翼翼地扎好，然后在它的眼前不停地摇晃。突然，青蛙的注意力不在我身上了，它目不转睛地盯着那只“会飞”的苍蝇。没过一会儿，只听“扑”的一声，青蛙伸出了它长长的、粉红色的舌头，轻轻一卷，便把苍蝇卷进了肚子里。
这次实验证明了：青蛙的眼睛只能够看见动的东西，看不见不会动的东西。 于是，科学家们便通过青蛙的眼睛发明了“电子蛙眼”！后来，这门科学技术被称为“仿生学”。我还知道科学家们从蜻蜓身上得到启示，发明了飞机；从火野猪身上得到启示，发明了防毒面具„„
在这个世界上，人们都有自己的老师。不过，动物们才是我们最好的老师呢！
推荐第6篇：仿生学小故事
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．电鱼与伏特电池；
3．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。
4．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。
5．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。
6．现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。
7．屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
8．船桨模仿的是鱼的鳍。
9．锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。
10．嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
推荐第7篇：仿生学研究报告上传
《自然界材料构筑科学与创新思维》研究报告
指导教师: 学号：
姓名：
目录
一、仿生学概念
二、自己对仿生学的理解
三、仿生学的应用 1.利用动物体的特性 （1）利用鱼鸟的特点为火车入隧道过程降噪 （2）利用鲨鱼皮表面的特点进行抗菌
（3）利用珊瑚体秘方减少二氧化碳的排放 （4）学习小生物如何从雾气中获取水分 2.利用植物体的特性 （1）利用树沿压力线重组的特性构造轻量化材料
（2）利用叶子的光合作用制造太阳能电池 （3）利用荷叶表面的特性制造防雨工具 （4）王莲能够托起超重物体 3.利用细胞特性
（1）利用细胞膜的特性制造去盐薄膜
四、小结
一、仿生学的概念
仿生学是指人类模仿生物功能，来发明创造的科学。它是一门新型边缘学科。研究对象是生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于人造工程技术之中。该学科的问世，大大开阔了人类的技术眼界，显示了巨大的发展潜力，是人类智慧的结晶。
二、自己对仿生学的理解
仿生学就是通过理解动物的自身特性，以及它们利用这些特性所做出的利于自己生存的本领，再经过人类能动性的思考，抽象出前所未有的新思想新概念，最后利用联系的思想加以应用于人类的生活和生产，为人类创造便捷和更有突破的生活方式。我们的生活、生产中不缺乏一些例子。例如，我们平时最讨厌的在空中到处乱飞的苍蝇，利用苍蝇的鼻子嗅觉原理可以制作小型的气体探测仪，利用苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）进行模仿，将它制成了“振动陀螺仪”，应用到了火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶；利用蝙蝠发出的超声波可以与障碍物反弹的原理制成了制造出了雷达，应用到了飞机航空中。萤火虫腹部的发光器中的荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光，正是利用这样的原理，创造了日光灯......像这样仿生学的例子数不胜数。接下来，让我们具体看一看仿生学的应用。
三、仿生学的应用
1.利用动物体的特性
（1）利用鱼鸟的特点为火车入隧道的过程降噪
有一名工程师J.R.韦斯特是研究子弹列车项目的一个成员，由于子弹列车的车头是圆的，所以每次经过山洞的时候，就会产生一种冲击波，以至于驶出山洞的时候会发出音爆巨响。所以这个工程的工程师领队就号召大家想办法降低子弹列车驶出山洞时的音量。其中J.R.韦斯特也是一名鸟类爱好者，在研究学习中，他观看了一个翠鸟的视频，发现这种鸟在一种介质进入另一种不同密度的介质（从空气进入水），没有溅起一丝的水花。于是工程师们从翠鸟的喙上找到了灵感，流线型的长喙从尖端到头部的直径是逐渐增大的，潜水时会让水流向身后。通过将子弹头列车的车头部分改造成翠鸟鸟喙的形状，工程组解决了这个疑难已久的问题：大大降低了音噪，速度也随之提高了10%,节省了15%的电力。 （2）利用鲨鱼皮表面的特点进行抗菌
鲨鱼在茫茫大海中游走，面对着海底形形色色的生物却不被它们所沾染，是如何做到的呢？是因为它们表面的皮肤结构。它们的表面附着着一层锯齿状物。这层锯齿状物是凹凸不平的小鳞甲，它可以避免一些黏液、水藻和藤壶在身体上附着，让它们失去了了立足之地，也就是让细菌无法附着在鲨鱼的表面上。医院的墙壁正是采用了这种技术，把这种锯齿结构铺在了墙壁上，有效避免了细菌的附着和滋生。这种方法大大优于了利用抗菌或其他的洗液去除细菌的方式，因为许多细菌在与这种洗液抗争的过程中，早已自然选择出了那些抗药性的
个体。所以这个“墙壁锯齿化”的方法确实从根源上解决了这一大难题。
（3）利用珊瑚体的秘方减少二氧化碳的排放
现如今的生产生活已经比拼的不仅仅是生产效率的高低，更加考验的是如何绿色低碳的生产。有间美国的水泥制造厂名叫Clara，他们利用了珊瑚体的一些自身特性——能够大量吸收二氧化碳，变废为宝。工厂利用这点将大量的二氧化碳其转换成水泥、混凝土等有用的建筑材料，这样就把平时生产模式中的方程式进行了调换，原本生产 一吨的建筑材料会排放一顿的二氧化碳，现在则减少了将近一半的排放量，大大减轻了对环境的污染程度。 （4）学习小生物如何从雾气中获取水分
生活在纳米比亚沙漠的一种小生物，由于在沙漠中能够在摄取水分而一直存活，没有消亡。虽然他们没有新鲜水分可以饮用，但是他们依靠从雾气中获取水分的方法，维持着生命。在它翅膀的后侧有部分凸起，这个突起具有亲水的前端和蜡质的旁侧，使其具有亲水特性，这样雾气会回凝在尖端，然后从旁侧流下直到进入嘴中。一些建筑就利用到了它的特性。建筑师把这项科技应用到了建筑涂料中，这样可以将雾气回收利用，比捉雾网的作用好上10倍！
2.利用植物体的特性
（1）利用树沿压力线重组的特性构造轻量化材料
树木通常沿着压力线自我重组，利用这种结构可以构造轻量骨
架，即利用树木的那种拉伸应力，制造齿轮，让齿轮能够在一定的自身承受范围内；利用树脂材料，我们还可以构建汽车的骨架，这样可以使用最少的材料构建它，同时树脂材料也可以协助促使桥梁轻量化，建筑钢筋轻量化，从而获取最大限量的支撑力。 （2）利用叶子的光合作用的方式制造太阳能电池
基于叶子的运作方式，叶子通过光合作用对太阳进行吸收，太阳能电池正是基于这种将太阳能转换的方式，转换成了电能，利用了这一思想，将叶片的表面转换成电池的表面，太阳能电池的表面拥有吸收阳光的物质，这一物质仿造了叶片表面，从而合理吸收了太阳能。 （3）利用荷叶表面的特性制造防雨工具
荷叶“出淤泥而不染”，露珠在上面也呆不住。荷叶为什么能不沾泥土和水？中科院专家分析了荷叶的表面细微结构，发现其表面有许多乳状突起，这些肉眼看不见的小颗粒，正是“荷花自洁效应”的成因，可以让荷叶不沾染脏东西。于是，专家们模仿了荷叶的表面结构，研制出人工仿生荷叶。仿生荷叶实际上是一种人造高分子薄膜，该薄膜具有不沾水和不沾油的性质。同时，仿生荷叶还具有类似荷叶的“自我修复”功能，仿生表面最外层在被破坏的状况下仍然保持了不沾水和自清洁的功能。这项研究可用于开发新一代的仿生表面材料和涂料。新型的“仿生荷叶薄膜”可以用于制造防水底片等防水产品。仿生荷叶涂料刷墙将不沾灰尘；同样，我们也可以应用到雨衣或者厨具上，这样就可以防水防油了。 （4）王莲能够托起超重物体
王莲的叶子很大，直径有2米多，四周向上反卷，像一个大平底锅。莲叶向阳的一面淡绿色，非常光滑；背阴的一面土红色，密布粗壮的叶脉和很长的刺毛。虽然只是一片巨大的叶子，但它的支撑和承重能力却极不一般。在一片王莲叶上，站一名35公斤的少年，它仍能像小船一样稳稳地浮在水面上；即使是在叶面上均匀地平铺一层75厘米厚的细沙，这个“大平底锅”依然纹丝不动，决不会沉入水中。人们通过仔细研究发现，这异常强大的力量来自纵横交错、粗细不等的叶脉。莲叶背面有许许多多粗大的呈放射状的叶脉，之间还有镰刀形的横筋紧密联结，构成了一种非常稳定的网状骨架。莲叶较强的承重能力由此而来。
3.利用细胞特性
（1）利用细胞膜的特性制造去盐薄膜
大自然中有很多的净水需要我们去除盐，然而现在很多的除盐方法不是太低效，太复杂，就是成本高。刚开始我们的方法是用水挤压细胞膜，细胞膜堵塞，而且发现这样的方法太费电。而大自然的方法则是优雅的，它仅仅利用的是细胞膜的通透性，由于细胞膜表面会有沙漏形的小孔，叫做水孔蛋白。它们能让水分子通过，而留住离子等溶解质。有些公司就开始模仿这种结构制造去盐薄膜，这样能够高效地利用这种结构，彻底分离开水与盐的离子溶解质。
四、小结
仿生学是一门新学科，这门学科尝试向自然界中的一些“天才”学习和借鉴经验，通过听取他们的一些“建议”，整理他们的建议，形成自己对待事物的新的解决方法。这些动物植物甚至是微生物，他们都有着自己的生存规律，适应着复杂多变的生存环境。就好比一个蜂族，它们利用自己的“智慧”，创造出如此精致富有层次感的蜂巢，让人们相信了动物其实是有它们的天分的，我们不仅仅是那个最有创造性的群体，很多的突破我们都要依靠低级的动物去给予我们灵感实现。在这样的事实面前我们不得不承认在这些低等的动植物面前，我们确实不能像它们一样，利用自己的特点优雅的生存着；更不得不感慨仿生学这项事业的伟大，它能为我们带来的是前所未有的突破，也可能是巨大的精神财富，让我们长久安定的存活在这个蓝色的星球上。相信在这个新世纪，人类会更好地利用生物本身的特点，完善人类的生产生活，使我们这个星球大大小小的各领域都能够飞速运转起来！
推荐第8篇：仿生学的例子
仿生学的例子
仿生学的例子（1）：
蝙蝠与雷达
蝙蝠会释放出一种超声波，这种声波遇见物体时就会反弹回来，而人类听不见。雷达就是根据蝙蝠的这种特性发明出来的。在各种地方都会用到雷达，例如：飞机、航空等。
仿生学的例子（2）：
苍蝇与小型气体分析仪
令人厌恶的苍蝇，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。苍蝇的嗅觉个性灵敏，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先，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。就是把十分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，还可用来改善计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。
仿生学的例子（3）：
鲸的前鳍--神奇能量的秘密！
座头鲸前侧有垒球般大突起的前鳍，能够划过水面，让它悠游在海洋里。但根据流动力学原理，这突起就应会妨碍前鳍的运动。
根据他的研究，费雪为风扇设计具突出边缘的叶片，叶片划过空气的效率比一般标准的风扇高百分20。他成立一家叫鲸鱼能量的公司来生产他的产品，很快地会将这项节能的技术授权给世界各地的公司工厂。但费雪心中的大鱼是风力能源。他相信只要加一些结节在涡轮机的叶片上将会改善整个产业，使得风力的价值更胜以往。
仿生学的例子（4）：
斑马与斑马线
斑马生活在非洲大陆，外形与一般的马没有什么两样，它们身上的条纹是为适应生存环境而衍化出来的保护色。在所有斑马中，细斑马长得最大最美。它的肩高140-160厘米，耳朵又圆又大，条纹细密且多。斑马常与草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鸵鸟等共处，以抵御天敌。人类将斑马条纹应用到军事上是一个是很成功仿生学例子。
仿生学的例子（5）：
蝴蝶与人造卫星
五彩的蝴蝶锦色粲然，如重月纹凤蝶，褐脉金斑蝶等，尤其是萤光翼凤蝶，其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。科学家透过对蝴蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的状况，提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事基地仍安然无恙，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理，之后人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。
人造卫星在太空中由于位置的不断变化可引起温度骤然变化，有时温差可高达两、三百度，严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调节体温的启发，将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热潜力相差很大的百叶窗样式，在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝，随温度变化可调节窗的开合，从而持续了人造卫星内部温度的恒定，解决了航天事业中的一大难题。
仿生学的例子（6）：
甲虫与炮弹
气步甲炮虫自卫时，可喷射出具有恶臭的高温液体“炮弹”，以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室，分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶混合发生化学反应，瞬间就成为100℃的毒液，并迅速射出。这种原理已应用于军事技术中。二战期间，德国纳粹为了战争的需要，据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机，安装在飞航式导弹上，使之飞行速度加快，安全稳定，命中率提高，英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。美国军事专家受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中，炮弹发射后隔膜破裂，两种毒剂中间体在弹体飞行的8—10秒内混合并发生反应，在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输，安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光能，且转化效率达100%，而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍，大大节约了能量。另外，根据甲虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
仿生学的例子（7）：
苍蝇与平衡棒
昆虫学家研究发现，苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时，平衡棒以必须的频率进行机械振动，能够调节翅膀的运动方向，是持续苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪，大大改善了飞机的飞行性能llj，可使飞机自动停止危险的滚翻飞行，在机体强烈倾斜时还能自动恢复平衡，即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照相机，在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。苍蝇的嗅觉个性灵敏并能对数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构，把各种化学反应转变成电脉冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪，已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分，使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
仿生学的例子（8）：
蜂巢与偏振光导航仪沙发回目录
蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109。28’，锐角70。32’完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏振光导航仪，早已广泛用于航海事业中。
仿生学的例子（9）：
机械蛇怪蜥蜴能干吗？
蛇怪蜥蜴被称为耶稣基督蜥蜴是有原因的。它能在水上走，更正确地说是跑！比昆虫大很多的蛇怪蜥蜴之所以能够停留在水上靠的是它的脚以正确的角度像骑脚踏车般的踩动着。所以身体能够高出水面，往前快跑。
2003年，卡内基美隆大学的机械人学教授梅庭西用蛇怪蜥蜴做为不可思议的生物机械学的例子时，他突然想到是否能模仿相同的技巧制造一个机械人呢？
这并不是一件简单的事。不但马达务必极端的轻，每次脚踩水的动作也务必完美。在几个月的工作后，西提和他的学生们最后能够做出第一个能走在水面上的机械人了。
仿生学的例子（10）：
火车整了形-因为鸟！
当1964年日本建造第一部日本新干线子弹列车的时候，它能够以每小时120公里快速行驶。但这么快有一个恼人的副作用：每当列车高速行驶于隧道时，会产生轰隆隆的声音。
当工程师兼鸟类爱好者EijiNakatsu加入后，他实验了不同的列车车头形状，他发现目前为止以像鱼狗喙的形状的最好。今日日本的高速列车长长的，像鸟嘴一般的车头的形状能够帮忙列车安静地快速驶离隧道。事实上，这样的设计让列车相较于之前的设计速度上快了百分之十，也节省了百分之十五的燃料。
仿生学的例子（11）：
蝙蝠魔杖-神奇！
这个手杖利用回波测试法，跟蝙蝠用来探测环境的知觉系统相同。每秒它能够释放6万个超音波，并感应回弹的波长。当某些回来快一点，那意味着有某个物体在附近，此时手杖的把手就会震动。采用这个技术，不仅仅能够看见在地面上的物体，如空罐子或消防栓，还能够侦测地面以上的物体，如低挂的号志和树枝。手杖的输入及回报系统是无声的，因此使用者能够同时听到周遭的所有声音。
仿生学的例子（12）：
鲨鱼皮-最新的导管热
鲨鱼皮，千万年来一向有办法持续清洁.此刻借用鲨鱼皮，感染可能会绝迹。
Sharklet公司生产一种由鲨鱼皮概念而产生的塑料覆盖物。目前正试用在医院里大多数人会摸到的物品表面，像是灯的开关、屏幕、把手。目前为止在防止细菌上似乎是成功的。Sharklet已经有了进一步的计划，他的下一个企划是替常常造成感染的导管做朔胶覆盖物。
仿生学的例子（13）：
鱼漂与潜水艇
潜水艇潜水艇是怎能样发明的呢？为了让一种船既能在水面划，又能在海底游，科学家观察到了鱼这种动物。
鱼肚中有一种东西叫鱼鳔，里面装满了空气。在鱼想潜到水底时，将鱼鳔中的空气排出，浮力就立刻变小了，鱼可自由地沉下水面。而潜水艇中也有一种机器，里面也装满了空气，将空气一排出，潜水艇便能沉下水底。科学家是按这个原理制造的潜水艇。
看，我们如今已经很高级的潜水艇，原先它们是利用鱼鳔原理而做的。是的，生活中若没有动物，人类将会失去很多发明的机会。能够说，动物对人类生活也有很大的帮忙。
仿生学的例子（14）：
青蛙与电子娃眼
我从《小爱迪生》这本书中读到了“青蛙的眼睛”，《小爱迪生》上面说的是“青蛙的眼睛只能够看见动的东西”。我将信将疑，问了一下爸爸。爸爸说：“你还是做一个试验比较好。”我点点头。
首先，我先找来一只青蛙，这只青蛙蹲坐在报纸上，用它警惕的大眼睛
盯着我的一举一动，好像警察监视罪犯一样。它身穿美丽的绿皮袄，好像一个贵妇人，仪态端庄。
我先把事先拍死的苍蝇放到它面前。那只苍蝇好像在青蛙的眼里消失了，对这“嗟来之食”无动于衷。我拿出了小细线，将苍蝇留意翼翼地扎好，然后在它的眼前不停地摇晃。突然，青蛙的注意力不在我身上了，它目不转睛地盯着那只“会飞”的苍蝇。没过一会儿，只听“扑”的一声，青蛙伸出了它长长的、粉红色的舌头，轻轻一卷，便把苍蝇卷进了肚子里。
这次实验证明了：青蛙的眼睛只能够看见动的东西，看不见不会动的东西。于是，科学家们便透过青蛙的眼睛发明了“电子蛙眼”！
仿生学的例子（15）：
蜻蜓与平衡重锤
蜻蜒透过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，井利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72km/小时。此外，蜻蜒的飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈振动，甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙，于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
仿生学的例子（16）：
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1500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，它们都内含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。科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素，之后又分离出了荧光酶，之后，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，因而能够在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。
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。
仿生学的例子（17）：
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。放电潜力最强的是电鳐、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，最后发此刻电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器官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特电池。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。
仿生学的例子（18）：
水母的顺风耳
在自然界中，水母，早在5亿多年前，它们就已经在海水里生活了。“但是，水母跟顺风耳又有什么关系呢？”人们肯定会问这样一个问题。因为，水母在风暴来临之前，就会成群结队地游向大海，就预示风暴即将来临。但是，这又与“顺风耳”有什么关系呢？原先，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8～13赫兹），是风暴来临之前的预告。这种次声波，人耳是听不到的，而对水母来说却是易如反掌。科学家经过研究发现，水母的耳朵里长着一个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石。科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。
仿生学的例子（19）：
失重现象
长颈鹿之所以能将血液透过长长的颈输送到头部，是由于长颈鹿的血压很高。据测定，长颈鹿的血压比人的正常血压高出2倍。这样高的血压为什么不会导致长颈鹿患脑溢血而死亡呢？这和长颈鹿身体的结构有关。首先，长颈鹿血管周围的肌肉十分发达，能压缩血管，控制血流量；同时长颈鹿腿部及全身的皮肤和筋膜绷得很紧，利于下肢的血液向上回流。科学家由此受到启示，在训练宇航员对，设置一种特殊器械，让宇航员利用这种器械每一天锻炼几小时，以防止宇航员血管周围肌肉退化；在宇宙飞船升空时，科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理，研制了飞行服——“抗荷服”。抗荷服上安有充气装置，随着飞船速度的增高，抗荷服能够充入必须量的气体，从而对血管产生必须的压力，使宇航员的血压持续正常。同时，宇航员腹部以下部位是套入抽去空气的密封装置中的，这样能够减小宇航员腿部的血压，利于身体上部的血液向下肢输送。
仿生学的例子（20）：
蛋壳与薄壳建筑
蛋壳呈拱形，跨度大，包括许多力学原理。虽然它只有2mm的厚度，但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点：用料少，跨度大，坚固耐用。薄壳建筑也并非都是拱形，举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。
仿生学的例子（21）：
大嘴-出奇的轻！
大嘴鸟的嘴这么大这么厚，就应重到它掉下来。但是大嘴鸟到处飞。那是因为它的嘴是一个令人惊奇的设计。它的嘴硬的能够咬破最硬的水果壳，强壮的能够成为攻击其它鸟的武器。然而大嘴鸟嘴的密度大约就像宝丽龙碗一样而已。
马克梅尔，加州大学圣地亚哥分校的工程学教授，研究为何大嘴鸟的嘴能够如此轻。第一眼看来，它像脚踏车的安全帽一样，是泡棉用硬壳包起来。但梅尔发现这泡棉是由细小的支架和薄膜构成。支架本身是结实的骨头，但它们以必须的间隔排列着，使得整个嘴的密度只有水的1/8。梅尔想能够复制大嘴鸟的嘴来做出既强壮、轻又安全的汽车仪表板。
仿生学的例子（22）：
保命装死吧！
复苏性植物和水熊-大自然生物最韧命的两个典范。这两个微生物存活的秘密在于深度冬眠。它们将身体内所有的水换成变成玻璃的醣，这将导致假死状态。尽管这个程序无法用来维持人类（如果将我们身体里的水分用醣来代替会导致死亡），但是能够用来保存疫苗。
世界卫生组织估计每年会有2百万儿童死于能够以疫苗预防的疾病，例如白喉、破伤风、百日咳。因为疫苗里的活物质在炙热的温度中很快就会死亡，要安全的运输他们到需要的人手中是一件困难的事。这是他们发明了醣保存法，将疫苗里的活物质硬化成极小的玻璃珠，让疫苗能在闷热的气候中存活超过一个礼拜。
仿生学的例子（23）：
龙虾的眼睛-仔细看喔！
X光机体积这么他大是有道理的。不像其它可见光，x光不会转弯，所以不好操作。在机场和医疗院所我们能够扫描袋子或人的唯一方法是同时将超多的射线打在标的物上，因此需要巨大的设备。
但是龙虾栖息于海平面300英尺下的昏暗的水中，它的X光视力比任何我们的设备都好。不像人类的眼睛看到的反射影像务必经过大脑的转译，龙虾看到直接的反射所集合构成的影像，它能够只聚焦在单一点上。科学家已经找到如何复制这个窍门的方法来制造新的x光机。
龙虾眼x光机像一个手拿式的闪光灯，能够透视3寸厚的铁墙。它会发射一小串低功率的x光线透过标的物，少数射线在遇到另一端的其它东西时会反射回来。
仿生学的例子（24）：
树蜂-钻洞它最瞭!
别被树蜂尾巴拿两根像鞭子一样的针吓到。那是钻嘴，不是毒刺。树蜂使用这些有时候比身体还长的针钻进他们下幼虫的树，
英格兰巴斯大学的天文学家认为树蜂的钻子在太空中能够发挥作用。科学家很早就明白要在火星上找出生物来，可能务必做挖掘的动作，但是没有足够的引力，他们不确定如何才能够有足够的压力来钻勘火星坚硬的地表。从树蜂得到灵感，研究人员设计了一种在尾端带刃的锯子，那会产生反作用力，像树蜂的针一样。理论上来说，这个装置也能够应用在流星表面，因为流星也不具任何引力。
仿生学的例子（25）：
神奇的马勃菌海绵-神气呢！
橘色的马勃菌海绵本身没什么看头，它基本上就是一个栖息在海床上的海绵球。它没有肢体、没有器官、消化系统、循环系统都没有，就是整天坐在那儿，滤着水。然而这个不出风头的生物，可能是下一个科技革命的催化剂。
丹尼尔摩斯，加州大学圣塔芭芭拉分校的生物学教授，研究的是海绵用的效素法，并于2006年成功复制。他已经使用干凈有效的海绵使用的技术制造许多电极。目前，有几家公司正投入数百万美元成立联盟要商业化类似的产品。在几年后，如果太阳能面板突然出此刻美洲的每一个屋顶上，微芯片只要几个钱的时候，别忘了感谢这小小的橘色马勃菌海绵，是它开始了这一切。
推荐第9篇：仿生学与新材料
仿生学与新材料
摘要：自然界生物在漫长的进化过程中优胜劣汰，为了生存、自卫、竞争和发展的需要，强化了许多优异的结构和特殊功能，值得人们很好地借鉴并发挥。仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学，它是在上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，它大大的开阔了人们的眼界，显示了极强的生命力。 关键词：仿生学 仿生设计 军事 能源
1.引言
早在远古时期，人类就从自然生态系统中领悟到自身生存、发展和进步的真谛，蒙昧时代进入文明时代就是在模仿和适应自然规律的基础上发展起来的。回顾世界文明史，人们很早就留下了模仿自然生态的痕迹，人首龙身、羽化飞升等大量事例记述了人们对自然生命形态和功能创造性的模仿。
人类师法自然思维由来已久，这便促成了仿生学的诞生。仿生学是研究生物系统的结构和性质以为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学，属于生物科学与技术科学之间的边缘学科，其目的就是分析生物过程和结构，并将结果用于未来的设计。
仿生学思想是建立在自然进化和共同进化基础上的，人类所从事的技术就是为使其达到互相间的协调，而模拟生物适应环境的功能无疑是一个好途径，恰似“桥 梁”和“纽带”，连接着生物科学与技术科学[1]。人们向生物系统索取设计蓝图，使军事、化工、机械、建筑等科学领域发生了根本性的变化，新事物层出不穷：从雪 地行走的企鹅，人们发现了越野汽车；利用六角形结构蜜蜂窝，生产出了蜂窝材料；从青蛙突出的眼睛，制造电子蛙眼；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；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。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。
在工业化进程加速的基础上，仿生学已被广泛应用到社会生产、生活的各个方面，仿生学的相关设计开始占据举足轻重的地位，人们由此得出仿生设计学（Bionics Design）[2]。仿生设计学是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴学科，它与原有的仿生学成果应用不同，是以自然界万事万物的“形”“色”“音” “功能”“结构”等为研究对象，同时结合仿生学的研究成果，为设计提供新的原理和方法。从某种意义讲，仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展，作为人类社 会生产活动与自然界的契合点，正逐渐成为设计发展过程中新的亮点。 2.仿生学的研究范围
仿生学的研究范围非常广阔主要包括：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。我们可以从不同的角度多方面研究仿生学的原理与方法，更好的应用仿生法。 3.仿生学的应用
3.1仿生学在军事上的应用
随着时代发展与变化，军事仿生设计越来越受到人们的关注。在漫长的进化过程中，生物为了生存、自卫、竞争和发展的需要，逐渐形成了许多优异的结构和特殊功能，值得人们在军事研究中很好地借鉴。军事仿生学就是模 仿生系统的原理来建造先进军事装备技术系统或者使人造军事装备技术系统具有或类似于生物系统特征的一门科学。随着人类科学技术的进步，军事仿生学的研究 范围越来越广泛，已经渗透到与军事相关的各个领域，只要生物界具有的优异之处而军事装备上又很需要的，都值得军事研究人员去揣摩、模仿。
仿生设计在军事上的成功应用有很多例子。如猫的眼睛与夜视仪。漆黑的夜晚，猫能清楚地观察老鼠的一举一动并敏捷地抓住它，其原因在于猫眼的视网膜上具有圆 锥细胞和圆柱细胞，圆锥细胞能感受白昼普通光的光强和颜色，圆柱细胞能感受夜间的光觉。一般只能在白天活动的动物如鸟、鸡等，它们的视网膜中常常只有圆锥 细胞；而另一些只能在夜间活动的动物如猫头鹰，其视网膜上只有圆柱细胞。此外，猫眼还有一个特点，在它感受弱光时，瞳孔能够随着光的不同强度而自动调整。 所以，阳光很强时，你会看到猫眯着它的双眼，瞳孔已缩小成直线般的细缝，保证只让少量的光线进入瞳孔内。而在光线十分微弱的晚上，瞳孔又能放大呈圆形，以 便保证在黑暗中也能看清楚各种物体。军事科学家们便模仿猫眼的奥妙研制出了大有用处的微光夜视仪。 这就是军事仿生学。世界上有许多军事发明，也都是科学家在探 索动物奥秘中得到启迪而设计、发明的。例如：蝴蝶与卫星控温系统。位于太空的人造地球卫星，在受到阳光的强烈照射时，卫星表面温度会高达2000度；而在 阴影区域，卫星表面温度会下降至零下200℃左右，很容易烤坏或冻坏各种仪器仪表，这曾使航天科学家伤透了脑筋。后来，科学工作者从蝴蝶身上受到启迪，原 来在蝴蝶体表生长着一层细小的鳞片，有着调节体温的作用。每当阳光直射、气温上升时鳞片自动张开，以调整阳光照射的角度，从而减少对热能的吸收；而当外界气温下降时，鳞片自动闭合，紧贴体表，让阳光直射鳞片，从而把温度控制在正常范围内。科学家为人造地球卫星设计了一种犹如蝴蝶鳞片般的控温系统。
仿生设计在军事上的成功应用，推动了军事科技的发展。在当今信息时代，人们对设计的要求和过去不同，既注意功能的优良特性，又追求形态的清新、淳朴，同时注重个性[3]。而仿生设计本身就是人们在长期向大自然学习的过程中，经过积累经验，选择和改进其功能、形态，从而来创造更优良的人造物。所以，运用仿生性思维进行军事方面设计，不仅创造功能完备、结构精巧、用材合理、美妙绝伦的军事化及军需化物品，而且以生命的象征，让设计回归自然，增进人类与自然和谐统一。
仿生设计在军事上的应用有着巨大的潜力和发展前景，随着科学的高速发展和人们对自然界认识的不断提高，将会有更多的仿生发明应用于军事科技领域。两个领 域的结合将使军事研究向着更为科学和完美的方向发展，为军事研究开辟新的空间；同时，仿生设计也拥有了更广泛的用武之地，为其自身进一步发展壮大奠定了基础。
3.2仿生学在新能源上的应用
2008年8月Angewandte Chemie杂志报道了澳大利亚莫纳什大学的利昂·斯皮西亚、罗宾·布里姆布来可比和安妮特·可罗，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的格哈德·斯伟格斯和美国普林斯顿大学的查尔斯·迪斯莫克斯共同开发了由一层涂层和维持植物光合作用的基本化学物质——锰组成的系统。该系统可模拟植物的光合作用，为利用阳光将水分解成氢和氧开辟了一条新途径。此项技术突破有望革新制氢工艺，从而利用太阳光大规模生产清洁的绿色能源——氢气。光合作用是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是赖以生存的关键，而在面临能源和环境瓶颈的今天，这一过程中的能量转换也为人类提供了极其重要的启示。由于自然光谱的吸收率等原因，光合作用在多数植物中效率非常低，通常均低于0.5%。在人工设计的系统中，研发人员借鉴其光反应与电子传递的机制，并提高通量转化的效率，使其适于太阳能的转化利用。事实上，在上述模拟光合作用的研究取得突破前，微生物制氢的已经成为了研究热点。自然界已发现有类似甲烷菌的制氢菌，但其菌种繁育不如甲烷菌那样简单。若能建立合适的菌种群落，制造氢气也会像制造沼气一样得到大规模应用。
模拟光合作用制氢或者微生物制氢过程正是仿生学“向自然学习”的思想典型。20世纪40年代以来，工程技术领域中出现了调节理论，人们开始在一般意义上把生物与机器进行类比，认识到二者包含自动调节系统。此后，科学研究和生产实践完全证实了生物和机器在许多问题上的共同之处。而控制论则把生物科学和工程技术从理论上联系起来，成为在原理上沟通生物系统与技术系统的桥梁，奠定了生物与机器在控制与通信方面进行类比的科学理论基础。之后，斯蒂尔提出了仿生学的研究理念。自上个世纪末以来，人们认识到大约35亿年的生命演化与协同进化过程优化了生物体宏观与微观结构，形态与功能具有无可比拟的优越性，仿生学也因此显示出巨大的生命力。
从研究模式上看，仿生学作为模仿生物建造技术装置的科学，是一门新兴的边缘科学，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、装置和设备，创造新技术。模拟光合作用制氢过程的例子很好地诠释了这一点。在植物的光合作用中，锰参与几种酶系统。由于锰 可以在正二价和正四价两种化合价之间转换，所以主要在氧化还原和电子转移中发挥作用。这一思想为斯皮西亚等人的研究提供了启发。他们在确定锰簇是植物利用水、二氧化碳和阳光制造碳水化合物和氧气的中心枢纽后，开发出这种人造锰簇，并利用这些分子的能力将水分解成氢和氧。研究者将一层质子导体――Nafion薄膜覆盖在一个电极上，形成一层仅几微米厚的聚合体膜，这层聚合体膜充当锰簇的载体。锰在正常情况下不溶解于水，但可以和Nafion薄膜小孔中的催化剂结合，形成不易分解的稳定结构，当水到达此催化剂时，在阳光的照射下便发生氧化反应。
在能源和环境领域，这一技术显示了仿生技术的巨大应用潜力和价值。初步测试表明，此催化剂连续使用3天之后还有活性，由此分解出来的氢气和氧气可以在燃料电池中结合成水，产生电力供住宅和电动车全天24小时使用，且不排放碳而是排放水。虽然此系统的效率还有待提高，但研究者可以不断地从自然界中学习，使之更为高效，从而使氢这一能效高且没有碳排放的绿色清洁能源为未来社会所用。
生物体的电子传递过程在能源仿生技术上的另一重点研究领域是生物发光。生物发光和光合作用都是“电子传递”现象，而从某个角度上看，生物发光可以看作是光合作用的逆反应。光合作用是绿色植物吸取环境中的二氧化碳和水分，在叶绿体中，利用太阳光能合成碳水化合物，同时放出氧气。光能从水分子上释放电子，并把电子加到二氧化碳上，产生碳水化合物，这是一个还原过程。光合作用把光能转变成化学能，而生物发光是电子从荧光素分子上脱下来和氧化合，形成水，产生光。生物发光是将化学能转变成光能。生物光作为冷光源，具有效能高、效率大、不发热、不产生其它辐射、不会燃烧、不产生磁场等特点，对于手术室、实验室、易燃物品库房、矿井以及水下作业等，都是一种安全可靠的理想照明光源。通过模仿发光生物把一种形式的能量转换成另一种形式的能量，制造冷光板使其不需要复杂的电路和电力，就能白天吸收太阳光，晚上再将光能释放。人们先是从发光生物中分离出纯荧光素，后来又分离出荧光酶。现在已能人工合成荧光素，这就使人类模仿生物发光，创造一种新的高效光源——冷光源成为可能。然而，人们对于萤火虫等发光机制的研究仍然有待深入。如果将光合作用和生物发光机制在仿生学框架下同时加以研究，就有可能在能量利用的电子传递现象中取得进展，从而实现能源利用更为巨大的进步。
从仿生学的诞生、发展，到现在短短几十年的时间内，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，在能源技术上的应用潜力也极其巨大，有助于破解人们所面临的能源瓶颈问题，同时解决石化能源等所带来的环境问题。
3.3仿生学在医学的应用
医学仿生学包括人工脏器的研制、生物医学图像识别以及医学信号的分析处理等。此外，还在研究建筑仿生、农业仿生等。美国科学家宣布，他们将活细胞和硅化电路相结合，创造出他们表示可使医学技术革命化的“仿生学晶片”。伯克利的加州大学研究人员宣布，他们成功地把人类的组织细胞装置在电脑晶片的小室内。带领这项研究的一位教授鲁宾斯基说：“这是以硅为基本成份的晶片，跟任何电脑或电子装置使用的晶片类同。我相信它是真正的仿生学晶片。” 研究人员表示，这是人类活细胞首次被电脑讯号控制。 科学家透过指挥微小的装置打开或关闭细胞，希望有一天能命令癌细胞自行打开，容许有害的力量侵入，从而自我毁灭。
医学仿生学——已制成的有原子动力心脏，人工肾，能做出六个基本动作的假手，仿生学是一门综合科学，需要生物学、生理学、心理学、生物物理学、生物化学、控制论、数学、电子学、通讯、航空、航海、医学等等许多科学工作者进行合作，去解决各自需要解决的问题。仿生学是一门新生的科学，前途广阔，不久的将来将在生产、生活各个领域里得到广泛的应用。目前医学仿生学研究的重点是“感觉器官的模拟”、“神经元和神经网络的模拟”。 在仿生高分子，我认为比较具有前沿研究的，一个是在医用材料里面，比如说仿生骨的研究，已经很多进入临床状态，四川大学李玉宝教授做的仿生的羟基磷酸钙人造骨，作为脊椎骨治疗腰椎盘突出取得比较好的成绩。仿生医学的研究对解决目前器官供需的严重不平衡应该有所帮助。 4.结束语
德国著名设计大师路易吉·科拉尼曾说：“设计的基础应来自诞生于大自然的生命所呈现的真理之中”，道出了自然界是蕴含着无尽设计宝藏的天机。在现今科学 技术飞速发展的时代，学习和利用生物系统的优异结构和奇妙的功能，已经成为技术革新和技术革命的一个新方向。未来仿生“电子眼”、仿生“电子神经系统”的诞生，将是仿生学划时代的贡献。所有这些都预示着仿生科技前途似锦，而且仿生科技的探索永无止境。
另一方面，大自然向人类展示着精妙绝伦的生命形态和绚丽多姿的悦人色彩，同时，大自然还无声地阐释了自然界的生存哲学——和谐与共生。这种和谐的设计哲学呼吁人类社会与大自然之间的高度和谐统一，共生的设计哲学则呼吁着人与机器、生态自然与人造自然之间合理的建构。因此，设计师要学会师法自然的仿生性设计思维，创造人、自然、机器和谐共生的对话平台[4]。仿生设计的应用有着巨大的潜力和发展前景，随着科学的高速发展和人们对自然界认识的不断提高，将会有更多的仿生发明应用科技领域。 参考文献
[1]于帆，陈嬿.仿生造型设计.华中科技大学出版社，2005.[2]智一君惕.仿生学与现代化.湖南教育出版社，1985.[3]王建成.简明军事科技发展史.国防工业出版社，2005.[4]许书民.设计概论.上海科学普及出版社，2005.
推荐第10篇：眼睛与仿生学
眼睛与仿生学
一、教学目的:
1.学习本文说明事物的顺序和交错运用举例和比较两种说明事物的方法。
2.了解一些仿生学的知识，激发学生对科学的兴趣。
二、教学重点、难点:
1.重点: 课文说明的顺序及分析说明、综合说明等说明方法。
2.难点: 本文主体部分的“横式结构”及分类说明的结构和方法。
三、教学时数:
两课时
四、教学步骤:
第一课时
词语注释:
*明察秋毫:比喻目光敏锐，连极小的事物都能看清。察:看到。秋毫:秋天鸟兽身上新长的细毛。
*别具一格:另有一种独特的风格。
轻而易举: 形容事情容易做。
视野: 眼睛看到的范围。
仿生学简介:
仿生学是近一二十年发展起来的一门属于生物科学与技术科学之间的边缘科学。它把各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究，希望在技术发展中能运用这些原理和机理，最后目的是要实现新的技术设计并制造出更好的新型仪器、机器等。生物界各种丰富多彩的功能，具有极其复杂的精巧的结构，其奇妙程度远远超过迄今为止的许多人、物、机器，因此在工程科学的进一步发展中，人们需要向生物寻找启发和进行模拟是很自然的，这种努力有广阔的前景。
探索人和眼睛奥秘的仿生学研究工作，称为视觉仿生，属于感觉仿生学范围。感觉仿生学是目前仿生学发展的重点。
课文是根据有关材料改写的一篇科学说明文，介绍人和动物的眼睛的不同结构和功能及从中得到的重要启示，使读者对仿生学有了较形象的了解。
课文结构:
第一部分(1-3自然段)概括说明研究各种不同构造的眼睛的意义。
1.以人眼为例，说明眼睛对感知外物的重要作用。
2.说明眼睛感知外物的基本原理。
3.说明各种动物眼睛构造不同及研究它的重要意义。
第二部分(4-14自然段)具体说明对各种构造不同的眼睛的研究情况及已经或即将取得的成果。
第一层(4-9自然段)人眼及动物一般眼睛的研究及意义。
4.人眼的功能及重要参考价值。
5.对人眼的研究已取得和即将取得的成就。
6.青蛙有一双机能优异的大眼睛。特点(过渡)
7.蛙眼的独特本领。功能
8.对蛙眼研究已取得和即将取得的成就。
9.鹰眼的特点及由此得到的启示。
第二层(10-14自然段)复眼的研究和意义。
10.以蜻蜓眼睛的结构特点来说明什么是复眼。(过渡，承上启下)
11.象鼻虫复眼的特殊功能。
12.说明什么是太阳的偏振光。
13.蜜蜂复眼研究的运用。
14.复眼的构造对于研究复眼透镜的启发作用和取得的成就。
第三部分(15-16自然段)仿生学研究的意义、范围和任务，并指出感觉仿生学已成为目前仿生学的发展重点。
第二课时
写作特点:
一、本文的说明顺序是由一般到特殊，由简单到复杂:
视觉仿生的依据是眼睛，而人们最熟悉、印象最深刻的，便是人的眼睛。所以作者先从人眼的构造和功能及其在仿生学中的意义谈起，然后再谈其他动物的眼睛及其特殊功能。这样的说明顺序易于为读者理解。从眼睛的构造来说，一般眼睛的构造比复眼要简单，所以作者先从一般眼睛谈起，然后再介绍复眼的构造及其在仿生学中的意义。这样由浅入深地说明事物，符合人们的认识规律。要做到深入浅出，还必须抓住事物的特征。课文分别介绍了人和蛙、鹰、象鼻虫、蜜蜂、蜻蜓及苍蝇等动物的眼睛，之所以选这些材料，就是因为它们的眼睛有特征，有区别于其它眼睛的独特构造和功能。仿生学之所以要研究它们，原因也在于此。本文在分析说明的时候，采用了相同的层次结构，即对各种眼睛在仿生学中的意义进行分析说明时，都先说明这些眼睛的构造特点或功能特点，然后再说明它们对于发展科学技术的启发。这样写眉目清楚，使读者易于掌握。
二、本文的结构特点及说明方法:
课文的整体结构采用“总分总”的形式，开头一至三段是引言部分，总提人眼和动物眼睛在构造和功能上各有许多特殊之处，从中得到的启示对发展现代科学技术有重要意义。四至十四自然段分别介绍了人眼和几种动物眼睛在仿生学上的作用，最后两自然段，总结概括了仿生学的定义，指出它的任务，介绍了它的研究范围、类别和发展重点。
课文主体部分采用了条分缕析的方法，始终停留在一个平面上举例介绍了人眼和其他动物眼睛的特殊构造、功能及其在仿生学上的作用。这种“横式”结构便于作者较全面地充分介绍丰富的材料，使说明对象的各个部分和侧面较清晰地展现出来，各并列部分之间有一个由浅入深的问题，结构上有它的内在联系。
横式结构在写作时往往运用分类说明的方法，将被说明的对象，按照一定的标准，一类一类地加以说明。本文以眼睛为说明对象，以十段为分界和过渡，前面说明一般的眼，后面说明复眼。一般的眼中分别说明人眼(45自然段)、蛙眼(68自然段)、鹰眼(9自然段)，复眼中分别说明象鼻虫眼(11自然段)、蜜蜂眼(13自然段)、蜻蜓和苍蝇眼(14自然段)。这些眼睛的分类主要以构造功能为标准，类别的划分突出了每种眼睛之间的差异，使每种眼睛的特征更加突出。
本文交错运用举例和比较这两种方法进行说明。一边大量举例子，一边对所举例子进行比较，既简略介绍相关事物的共同性，又详细地说明了它们的不同之处。如以人眼为例说明研究各种不同构造的眼睛在仿生学中的意义时，拿人眼与照相机比较。先用“人眼的光学系统跟照相机十分类似”，极简略地说明两者的相似处，再介绍不同处: 1.照相机只是把外界事物的图象映在照相底片上，而人眼则是先要对图象进行信息加工，并编制成神经密码信号再传
给大脑；2.人眼还可以对比周围的景物，使人感知自身的运动和位置状态，确定物体的距离、形状和大小。又如介绍复眼时，先以蜻蜓为例，与人眼进行比较，说明复眼的特殊构造与功能，然后用“虾、蟹、蜂、蚁等节肢动物的眼睛都是复眼”一句简略说明它们的共同点: 都是复眼，再分别说明象鼻虫、蜜蜂、蜻蜓和苍蝇等各自不同构造的复眼及其功能。
本文还运用了分析说明和综合说明。分析说明通常指对某一说明对象按照不同的角度或眼睛分开来说明。如本文对眼睛的说明，一般的眼睛(人眼、蛙眼、鹰眼)特殊的眼睛复眼(蜻蜓、象鼻虫、蜜蜂、苍蝇)。综合说明是从总体上对一个事物作概括的说明(13自然段)(10自然段)(1516自然段)
三、语言准确、严密:
课文在介绍视觉仿生学的一系列研究成果时，用词特别准确、严密。对其中取得较好效果的，如“复眼透镜”，作者就具体介绍它的特殊作用，指出它“大大提高了工效与质量”,对有些虽已制成但效果尚不理想的,如“人造眼”，
作者在介绍它的用途后，同时强调它还需要“进一步完善”，对于有些仅仅得到某种启示，尚未研制成仪器或机器的，如“电子鹰眼”，作者就连用“如果„„就能够”、“如果„„就有可能”、“如果„„就可以”三个假设关系的复句来表示，说明只是一种假设，并未变成现实。这样实事求是反映发展现状的写法，是科学说明应当遵循的原则。
作业:
[思考和练习]第二题、第三题、第四题(作周记)。_
说明文是一种以说明为主要表达方式，用来介绍某种具体事物或解说某种抽象事理的文体。考查说明文阅读与理解主要有以下几个方面。
1、明确说明对象。
读一篇说明文，首先要弄清楚它的说明对象是什么，究竟在介绍某种具体事物还是在解说某种抽象的事理。
①在确定说明对象时，分清说明文的类型后，就比较容易把握说明对象，如说明实体的说明文，有的题目就是说明对象，如《中国石拱桥》《雄伟的人民大会堂》《苏州园林》等，但这一方法不是阅读所有的说明文都可以用。例如《死海不死》的说明对象是„死海‟不死的原因，如果简单的把标题作为文章的说明对象，会影响对文章的理解。所以，一般的事物说明文的对象可以从标题上找，事理说明文的对象不能仅看标题。
②有些说明文，特别是事理说明文只有通读全文，在整体感知文章大概内容的基础上，思考分析，才能明确文章的说明对象。另外还要注意不要把说明文中的局部的说明对象误认为是全文的说明对象说明对象。
考察这个知识点一般有三种提问的方式：①指出说明对象是什么。②概括说明的主要内容是什么。③找出中心句。
答题时首先要注意区别问题的范围是全文还是段落，然后针对不同的范围作出相应的解答。另外“说明的主要内容”不同与“说明对象”，事物说明文说明的主要内容等于说明对象加上其特征，事理说明文的主要内容则需要从现象的起因、性质、解决措施等方面加以概括。有时段落的中心句就是本段说明的主要内容。
主要内容：
事物说明文：说明对象+特征
事理说明文：现象的起因、性质、解决措施等方面加以概括（中心句）
2、抓住事物的特征。（本质特征）
事物特征是一事物区别于其他事物的标志。不管是何种类型的说明文，被说明对象的特征总是说明的核心，只有把握了说明对象的特征，才能更好的了解被说明的事理、事物。对于具体事物说明文经常会让考生指出该说明文的特征是什么。
怎样抓住说明文的特征呢？
①在明确了说明对象后，要从文章的说明事物的内容入手，从中理解、概括说明对象的特征。一定要把握文章在说什么或在阐释一个怎样事理。
②抓住文章中的中心句及关键性的词语。
有时题目中的修饰限制成分就直接说明了事物的特征，例如《雄伟的人民大会堂》；有时文中用中心句来概括事物的特征，例如《苏州园林》；有时则需要概括段落的要点加以总结，例如《中国石拱桥》的第二段指出：“石拱桥在世界桥梁史上出现的比较早。这种桥不仅形式优美，而且结构坚固。”
表面特征与本质特征，例如《死海不死》：
表面特征：淹不死人、浮力大、一切生物不能生存
本质特征：海水的咸度很高
3、理清说明顺序。
常见的说明顺序有三种：
①时间顺序：即以时间的先后为说明顺序。一般用于介绍哦人物的生平、记录科学家研究历程、说明庶务的发生及发展或讲解制作步骤等。
②空间顺序：即按照事物的空间存在的形式，以前后左右、上下高低、东西南北或从整体到局部等为顺序，一般用来说明事物的构造或形态。
③逻辑顺序：即按照事物的内部联系或人们认识事物的过程来安排说明顺序，事物的内部联系包括因果关系、层递关系、主次关系、总分关系、并列关系等；认识事物的过程则指由浅入深、由现象到本质、由具体到概括等。事理说明文一般以逻辑顺序为主要的说明顺序。
4、说明的结构。
顺序和结构是两个 概念。
说明顺序：具体是对说明内容的先后次序的安排。
文章结构：是文章各部分的组合方式。
结构形式：
总体结构：①引出说明对象（引说部分）②阐释说明对象（主体部分）③总结说明对象（收尾部分）
基本模式：①横式结构（说明事物的几个方面）②纵式结构（说明事物的发生、发展、结果或制作过程）③纵横交错式。就主体部分来说，由于段落之间的关系不同，形成了常见的几种常见的形式：
并列式、连贯式、递进式、总分式（总分、分总、总分总）
5、掌握说明方法。
常见的说明方法有下定义、分类别、列数字、举例子、打比方、作比较、列图表等。
⑴、“下定义”是用科学性的语言对被定义的概念做周全严密的规定，形式上往往是个判断句。下定义往往用公式化的语句来表达，“某某叫什么”，也可以用“某某叫什么的形式来表达。如统筹方法，是一种安排工作进程的数学方法”就是下定义。下定义要有严密性和科学性，并不是所有的判断句都是下定义，比如“风是沙漠向人类进攻的武器 ”，这是用打比方的方法
说明风在沙漠向人类进攻中的作用，不属于科学性的语言，不是下定义。又比如“人类语言的特点就在于能用变化无穷的语言，表达变化无穷的意义”这句话是解说语言的特征，不是下定义。看来，解说、描绘性的语言都不是下定义。下定义往往倒过来说也能成立。下定义的作用是能准确、简明的说明事物的本质特征，属于概括说明。
⑵、“分类别”是按照一定的标准，把事物分成若干加以说明。如《向沙漠进军》中介绍风沙进攻的方式时说“一种可以称为„游击战‟……一种称为„阵地战‟……”，采用了分类别的说明方法。要注意的是给事物分类别要有一定的标准，使眉目清晰，避免产生重复交叉的现象，分类完了还要加以说明。分类别的作用是能有条理、更清楚的说明事物。
⑶、“列数字 ”是用数字来说明事物特征的。文章中如果出现的数字不是用来说明事物特征的，一般不叫“列数字”的说明方法。比如“万人大会堂，里面宽76米，深60米……”这句话中的数字是用列数字来说明大会堂的体积的。作用是从数量上说明事物，更准确、更具体、使人一目了然，比文字说明更有说服力。
⑷、“举例子”是列举有代表性的恰当的事例来进行说明。这是常用的说明方法，例子前面常有 “比如”“例如”“如”等标志词语。举例子的作用是反映一般情况，真切、有力的说明事物。⑸“打比方”是借助大家熟知的事物，取其相似之处来打比方。作用是增强说明的形象性、生动性。
⑹“作比较”是选择有外在或内在联系的事物进行比较。作比较包括类比和对比，同类事物的类比是为了说明相同点；不同类事物的对比，是突出不同之处。作用是化深奥为浅显、变复杂为简明，可以更清晰、更新鲜的说明事物，增强说明效果。
⑺“画图表”作用是增强了直观性，使事物特点一目了然。
第11篇：仿生学的例子
仿生学的例子
大自然的启示
乌贼和鱼雷诱饵
乌贼体内的囊状物能分泌黑色液体，遇到危险时它便释放出这种黑色液体，诱骗攻击者上当。潜艇设计者们仿效乌贼的这一功能读者设计出了鱼雷诱饵。鱼雷诱醋似袖珍潜艇，可按潜艇的原航向航行，航速不变，也可模拟噪音、螺旋节拍、声信号和多普勒音调变化等。正是它这种惟妙惟肖的表演，令敌潜艇或攻击中的鱼雷真假难辩，最终使潜艇得以逃脱。
蜘蛛和装甲
生物学家发现蜘蛛丝的强度相当于同等体积的钢丝的5倍。受此启发，英国剑桥一所技术公司试制成犹如蜘蛛丝一样的高强度纤维。用这种纤维做成的复合材料可以用来做防弹衣、防弹车、坦克装甲车等结构材料。
长颈鹿和“抗荷服”
长颈鹿是目前世界上最高的动物，其大脑和心脏的距离约3米，完全是靠高达160~260毫米汞柱的血压把血液送到大脑的。按一般分析，当长颈鹿低头饮水时，大脑的位臵低于心脏，大量的血液会涌入大脑，使血压更加增高，那么长颈鹿会在饮水时得脑充血或血管破烈等疾病而死。但是裹在长颈鹿身上的一层、厚皮紧紧箍住了血管，限制了血压，飞机设计师和航空生物学家依照长颈鹿皮肤原理，设计出一种新颖的“抗荷服”，从而解决了超高速歼击机驾驶员在突然加速爬升时因脑部缺血而引起的痛苦。这种“抗荷服”内有一装臵，当飞机加速时可压缩空气，也能对血管产生相应的压力，这比长颈鹿的厚皮更高明了。
鲸鱼和潜艇的“鲸背效应”
当代核潜艇能长时间潜航于冰海之下，但若在冰下发射导弹，则必须破冰上浮，这就碰到了力学上的难题。潜舴专家从鲸鱼每隔10分钟必须破冰呼吸一次中得到启迪，在潜艇顶部突起的指挥台围壳和上层建筑方面，作了加强材料力度和外形仿鲸背处理，果然取得了破冰时的“鲸背效应”。
蝴蝶和卫星控温系统
遨游太空的人造卫星，当受到阳光强烈辐射时，卫星温度会高达200摄氏度；而在阴影区域，卫星温度会下降至零下200摄氏度左右，这很容易烤坏或冻坏卫星上的精密仪器仪表，它一度曾使航天科学家伤透了脑筋。后来，人们从蝴蝶身上受到启迪。原来，蝴蝶身体表面生长着一层细小的鳞片，这些鳞片有调节体温的作用。每当气温上升、阳光直射时，鳞片自动张开，以减少阳光的辐射角度，从而减少对阳光热能的吸收；当外界气温下降时，鳞片自动闭合，紧贴体表，让阳光直射鳞片，从而把体温控制在正常范围之内。科学家经过研究，为人造地球卫星设计了一种犹如蝴蝶鳞片般的控温系统。
苍蝇与宇宙飞船
苍蝇为人类做出的伟大贡献令人讨厌的苍蝇，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。引每个“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，根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能，仿制成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臵和有关气体色层分析仪的结构原理中。另外苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）是个“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。
从萤火虫到人工冷光
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
[9]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。这些发电器官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、位臵、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特电池。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
在自然界中，水母，早在５亿多年前，它们就已经在海水里生活了。“但是，水母跟顺风耳又有什么关系呢？”人们肯定会问这样一个问题。因为，水母在风暴来临之前，就会成群结队地游向大海，就预示风暴既将来临。但是，这又与“顺风耳”有什么关系呢？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８～１３赫兹），是风暴来临之前的预告。这种次声波，人耳是听不到的，而对水母来说却是易如反掌。科学家经过研究发现，水母的耳朵里长着一个细柄，柄上有个小球，球内有块小小的听石。
科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。
技能训练长颈鹿与宇航员失重现像
长颈鹿之所以能将血液通过长长的颈输送到头部，是由于长颈鹿的血压很高。据测定，长颈鹿的血压比人的正常血压高出2倍。这样高的血压为什么不会导致长颈鹿患脑溢血而死亡呢？这和长颈鹿身体的结构有关。首先，长颈鹿血管周围的肌肉非常发达，能压缩血管，控制血流量；同时长颈鹿腿部及全身的皮肤和筋膜绷得很紧，利于下肢的血液向上回流。科学家由此受到启示，在训练宇航员对，设臵一种特殊器械，让宇航员利用这种器械每天锻炼几小时，以防止宇航员血管周围肌肉退化；在宇宙飞船升空时，科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理，研制了飞行服——“抗荷服”。抗荷服上安有充气装臵，随着飞船速度的增高，抗荷服可以充入一定量的气体，从而对血管产生一定的压力，使宇航员的血压保持正常。同时，宇航员腹部以下部位是套入抽去空气的密封装臵中的，这样可以减小宇航员腿部的血压，利于身体上部的血液向下肢输送。 蛋壳与薄壳建筑
蛋壳呈拱形，跨度大，包括许多力学原理。虽然它只有2 mm的厚度，但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点：用料少，跨度大，坚固耐用。薄壳建筑也并非都是拱形，举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。 防风和导湿的功能。斑马
斑马生活在非洲大陆，外形与一般的马没有什么两样，它们身上的条纹是为适应生存环境而衍化出来的保护色。在所有斑马中，细斑马长得最大最美。它的肩高140-160厘米，耳朵又圆又大，条纹细密且多。斑马常与草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鸵鸟等共外，以抵御天敌。人类将斑马条纹应用到军事上是一个是很成功仿生学例子。
昆虫与仿生
昆虫个体小，种类和数量庞大，占现存动物的75％以上，遍布全世界。它们有各自的生存绝技，有些技能连人类也自叹不如。人们对自然资源的利用范围越来越广泛，特别是仿生学方面的任何成就，都来自生物的某种特性，本文简要介绍昆虫与仿生学。（右为家蝇的眼睛）
蝴蝶与仿生
蝴蝶与仿生
五彩的蝴蝶锦色粲然，如重月纹凤蝶，褐脉金斑蝶等，尤其是萤光翼凤蝶，其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴 蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时 人们对伪装缺乏认识的情况，提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事 基地仍安然无惹，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。
[10]
人造卫星在太空中由于位 臵的不断变化可引起温度骤然变化，有时温差可高达两、三百度，严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调 节体温的启发，将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式，在每扇窗的转动位臵安装有对温度敏感的金属丝，随温度变化可调节窗的开合，从而保持了人造卫星内部温度的恒定，解决了航天事业中的一大难题。
甲虫与仿生
气步甲炮虫自卫时，可喷射出具有恶臭的高温液体 “炮弹”，以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室，分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶 混合发生化学反应，瞬间就成为100℃的毒液，并迅速射出。这种原理目前已应用于军事技术中。二战期间，德国纳粹为了战争的需要，据此机理制造出了一种功率极大且性能安全可靠的新型发动机，安装在飞航式导弹上，使之飞行速度加快，安全稳定，命中率提高，英国伦敦在受其轰炸时损失惨重。美国军事专家受甲虫喷 射原理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中，炮弹发射后隔膜破裂，两种毒剂中间体在弹体飞 行的8—10秒内混合并发生反应，在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输，安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光能，且转化效率达100%，而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍，大大节约了能量。另外，根据甲 虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。
蜻蜓与仿生学
蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，井利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72km/小时。此外，蜻蜒的 飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈振动，甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙，于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
苍蝇与仿生
昆虫学家研究发现，苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时，平衡棒以一定的频率进行机械振动，可以调节翅膀的运动方向，是保持苍蝇身体平衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪，大大改进了飞机的飞行性能LlJ，可使飞机自动停止危险的滚翻飞行，在机体强烈倾斜时还 能自动恢复平衡，即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照像机，在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对 数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构，把各种化学反应转变成电脉冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪，目前已广 泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分，使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。
蜂类与仿生 蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小 蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109。28’，锐角70。32’完全相同，是最节省 材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞 机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏 振光导航仪，早已广泛用于航海事业中。
其它昆虫与仿生
跳蚤的跳跃本领十分高强，航空专家对此进行了。
生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线，抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。
响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装臵的天然红外线感知能力的原理，研制开发出来的现代化武器。
火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。
科研人员通过研究变色龙的变色本领，为部队研制出了不少军事伪装装备。
科学家研究青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼。
白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆，还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器———快干胶炮弹。
美国空军通过毒蛇的“热眼”功能，研究开发出了微型热传感器。
我国纺织科技人员利用仿生学原理，借鉴陆地动物的皮毛结构，设计出一种KEG保温面料，并具有防风和导湿 的功能
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；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……
人类的发明——来自动物的灵感船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。科学家根据火野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。科研人员通过研究变色龙的变色本领，为部队研制出了不少军事伪装装备。科学家研究青蛙的眼睛，发明了电子蛙眼。美国空军通过毒蛇的“热眼”功能，研究开发出了微型热传感器。人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯（hāng）。人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。
仿生与高科技现代的雷达，一种无线电定位和测距装臵：科学家研究发现蝙蝠魔不是靠眼睛，而是靠嘴、喉和耳朵组成的回声定位系统。因为蝙蝠魔在飞行时发出超声波，又能觉察出障碍物反射回来的超声波。科学家据此设计出了现代的雷达——一种无线电定位和测距装臵…科学家通过对海豚游泳阻力小的研究发明了能提高鱼雷航速的人工海豚皮；以及模仿袋鼠在沙漠运动形式的无轮汽车（跳跃机）等。
前苏联科学院动物研究所的科学家在企鹅王的启示下，他们设计了一种新型汽车——“企鹅王”牌极地越野汽车。这种汽车的宽阔的底部，直接贴在雪面上，用轮勺撑动着前进，行驶速度可达50公里／小时……
这就是大自然给我们的启示。
第12篇：植物仿生学实例
植物仿生学
一、植物仿生学
大自然带给了人类无穷无尽的想象力，启示我们发明创造。人们根据植物的功能、形状等制造了各种各样的工具。源于“叶”的灵感
① 叶缘启示：
相传春秋战国时期（公元前507年——公元前444年），中国建筑鼻祖木匠鼻祖—鲁班，在上山砍伐途中，攀爬时手被锯齿草的边缘的齿划伤了，他仔于是受此启发，并经反复实践，制成
细观察发现，原来叶子边缘有两排锋利的锯齿，了人类史上第一架带有锯齿的木工锯。
植物仿生学
② 叶脉的启示：
浮水植物王莲有“水中花王”之称，一个体重35kg的人坐在上面也不会下沉，原来王莲圆形叶片上的直径可达1-2.5米，背面有许多相互交错的叶脉骨架结构，里面还有气室使得叶子稳定的浮在水面，受叶脉支撑作用的启示，英国著名建筑师约瑟，以钢铁和玻璃为建材，设计了一个顶棚跨度很大的展览大厅—“水晶宫”，它既轻巧、雄伟又经济适用，不仅成就了1851年的第一届世博会，也为近现代功能主义建筑构建了雏形。
植物仿生学
③ 叶子排列的启示
车前草，叶子在茎上排列成的螺旋状，夹角为137030’30”。一层顺着一层，错落有致。只有这样叶子才能得到最多的阳光。建筑师根据车前草对植物的通风、采光都具有最佳效果的特性，建造了螺旋状的高楼，这样既通风，又使高楼各个部分受到均匀的太阳光。建筑仿生学是大有作为的一门使用科学技术，他将帮助人们征服地下、天空和海洋，建筑蔚为壮观的地下街区、海底乐园和太空体育城。
植物仿生学
④ 叶序的启示
德国波恩大学的科研人员发现，莲叶上有许多非常微小的绒毛和蜡质凸起物。这种粗糙的叶片是干净的，而表面光滑的叶片反而需要清洗。模仿莲叶的自净原理，人们开发出具有防污功能的自净涂层产品，其表面会形成类似茶叶的凹凸形貌，构筑一层疏水层。这样一来，灰尘颗粒只好在涂层表面“悬空而立”，并最终在风雨冲刷下“一扫而净”。此外，叶面形状也启迪了人们的思维。椰子树很高，叶片巨大，但每遇飓风和暴雨也很少被折断。研究发现，椰子叶面呈“之”字形，可以承受更大的压力。
据此，建筑师设计出了结构薄、面积大的楼房顶棚、薄状石棉板等。
植物仿生学
⑤ 叶形的启示
a.荷叶的启示
很久很久以前，世界上没有伞。那时候，人们出门很不方便。夏天，太阳晒得皮肤火辣辣地痛。下雨天，把衣服淋得湿漉漉的。鲁班想帮人们解决这个困难，心里很着急。鲁班动了好多脑筋。后来，他跟几个木匠一起在路边造了一个亭子，亭子的顶是尖尖的，四面用几根柱子撑住。接着，他们隔一段路造一个亭子，造了许多亭子。这样，走路的人就方便多了。下雨了或是太阳晒得难受了，就进去躲一躲，歇一歇。鲁班给大家办了件好事，大家都很感激他。可是鲁班自己挺不满意。他想，要是雨下个不停，那该怎么办呢？人总不能老蹲在亭子里
不走哇。还得再想办法！为了这个事儿，他吃饭不香，睡觉不安。鲁班想了许多天，还是没有想出来。
植物仿生学
一天，天气热极了，他一边做工，一边抹汗。忽然看见许多小孩子在荷花塘边玩，一个孩子摘了一张荷叶，倒过来顶在脑袋上。鲁班觉得挺好玩，就问他们：“你们头上顶着张荷叶干什么呀？”小孩子七嘴八舌地说：“鲁班师傅，您瞧，太阳像个大火轮，我们头上顶着荷叶，就不怕晒了。”鲁班抓过一张荷叶来，仔细瞧了又瞧，荷叶圆圆的，一面有一丝叶脉，朝头上一罩，又轻巧，以凉快。鲁班心里一下亮堂起来。他赶紧跑回家去，找了一根竹子，劈成许多细细的条条，照着荷叶的样子，扎了个架子；又找了一块羊皮，把它剪得圆圆的，蒙在竹架子上。“好啦，好啦！”他高兴得叫起来，“这东西既能挡雨遮太阳，又轻巧。”鲁班的妻子听见他大呼小叫的，赶紧从屋里跑出来问他：“出了什么事了？” 鲁班把刚做成的东西递给妻子，说：“你试试这玩意儿，以后大家出门去带着它，就不怕雨淋太阳晒了。” 鲁班的妻子瞧了瞧，又想了想，说：“不错，不过，雨停了，太阳下山了，还拿着这么个东西走路，可不方便了。要是能把它收拢起来，那才好呢。” “对，对！”鲁班听了很高兴，就跟妻子一起动手，把这东西改成可以活动的，用着它，就把它撑开，用不着，就把它收拢。就是咱们今天的伞。
b.捕蝇草启示
捕蝇草是原产于北美洲的一种多年生草本植物，是一种非常有趣的食虫植物，它的茎很短，在叶的顶端长有一个酷似“贝壳”的捕虫夹。捕虫夹内长了几对细毛，是它的感受器，且能分泌蜜汁，当有小虫闯入时，能以极快的速度将其夹住，并消化吸收。根据捕虫草的捕虫原理，莫森制造类一个机器捕蝇草，他的捕蝇夹内有两对细毛状的传感器，一旦虫子碰到一根细毛，传感器就产生电流并出发动力开关，机器捕虫草就合起捕虫夹，然后捕虫夹分泌酸液消化虫子。消化之后，
能力转化成电能储藏起来，为下一次捕虫提供能量，从这个过程我们不难看出，机器捕虫草和一般的自动化机器的最大差别就是，他可以做到能量自给自足，不需要人们给他提供额外的电能，虫子越多，它的动力越强，越能捉到更多的虫子。
植物仿生学
c.猪笼草的启示
猪笼草属于热带食虫植物，原产地主要为旧大陆热带地区。其拥有一个独特的吸取营养的器官——捕虫笼，捕虫笼呈圆筒形，下半部稍膨大，笼口上具有盖子，因其形状像猪笼而得名。猪笼草叶的构造复杂，分叶柄，叶身和卷须。卷须尾部扩大并反卷形成瓶状，可捕食昆虫。瓶状体的瓶盖复面能分秘香味，引诱昆虫。瓶口光滑，昆虫会被滑落瓶内，被瓶底分泌的液体淹死，并分解虫体营养物质，逐渐消化吸收。美国哈弗大学的研究小组收到猪笼草的食肉性植物的叶子的启发，开发了一种超滑材料，这种材料几乎排斥一切液体，当材料表面受到损坏时，很快就会进行自我修复，并不影响它润滑的能力，人类的自净窗花和“完全不粘锅”将梦想成真。并且人们还根据其捕虫笼的形态设计了脚踏垃圾桶及灯具都非常实用且美观。
d.飞蓬草的启示
《淮南子》为车”。“飞蓬”根系入土浅。随风旋转。启发，发明中说我们的祖先“见飞蓬转而知是一种草，其茎高尺许，叶片大，一有大风，很容易被连根拔起，古人可能就是受到这个现象的
了车轮和车轴。
e.玉米的启示
玉米是一种常见的农作物，众所周知，玉米的叶子常常卷曲成一个长圆筒。科学家发现，这种长圆筒形的叶子比普通的叶子结实牢固，不容易被破坏。科学家据此设计出一种筒形叶桥。这种桥的形状像一个卷曲的长玉米叶，跨度很大，连接宽阔的河流两岸，中间部分桥面的两侧向上卷成筒状，这种长圆筒形状的大桥坚固耐用，美观大方，目前已经在全世界广泛应
用。
(一) 源于“茎”的灵感
① 节与节间的启示
禾本科植物竹子，其竹节处有横隔相连，与竹身构成一个整体，这对中空细长的竹竿的刚度和稳定性，可以协调变形，共同参与抗弯作用，这对于中空细长的竹竿的刚度和稳定性很有意义。受到植物茎节生长的启发，人们发明了“春笋建筑法”，把每一层墙板从高度上分成三四段预制好，然后用液压顶以1m的行程，反复顶升，可以很快“长”成设计的建筑。又如，自行车车架“空心管”的设计灵感正来自于麦秆，借鉴其“空心”结构，却支持比它重几倍的麦穗力学原理，制成的自行车既有足够的强度，又减轻了车身的重量。
② 茎形态的启示
云杉生长于高寒湿润之巅，它之所以可以适应山上长年累月的狂风袭击， 达到数百余年的树龄，是因为其树干底部直径显著增大， 形成一个圆锥形，这样既减轻了自重，又加强了稳定性。 人们模仿云杉对大风的适应性特点， 把建造在山顶上的电视塔设计成 类似圆锥体，就能抵抗住大风袭击。 同样，所有的塔或高烟囱， 甚至超高层建筑几乎无一例外 地采用底大顶小的形状。
③ 年轮的启示
木本植物的年轮状结构，
是生理系统在温和的条件下无粘结的缓慢而渐进形成。 科学家们正在研究开发仿年轮结构的壳聚糖棒材。 这种材质具有同心筒状层叠结构， 具有较高的力学强度， 有望作为骨折处的固定材料。
(二) 源于“花”的灵感
① 花序的启示
向日葵又名朝阳花，它的最大特点就是向阳而生，以便吸收到尽可能多的阳光。德国建筑学家从向日葵上获得灵感，建成了一幢能随太阳转动的向日葵旋转房屋。它装有如同雷达一样的红外线跟踪器，只要天一亮，房屋上的马达就开始启动，使房屋迎着太阳缓慢转动，始终与太阳保持最佳角度，使阳光最大限度地照进屋内。夜间，房屋又在不知不觉中慢慢复位。这种建筑能够充分利用太阳能，保证房屋的日常供热和用电。因为在房顶上安置了太阳能电池和聚
光镜，所以建筑物能将光能储存起来，供阴雨天和夜晚使用。
② 花形的启示
凌霄花，形状似钟，又似喇叭，开口广大，尾部狭长，这个结构可以更充分地吸收大自然的能量。科学家模拟凌霄花的形状制成了微波收集器，阔口窄尾的微波收集器，灵敏度异常高，可以尽可能搜索到目标微波，并把微波承载的能量、信息收集起来，根据实际需要，或存储下来当作绿色能源，或将其转换成数字信号，收看视频节目提供科学研究的样本等。
植物与生活
③ 花色的启示
17世纪英国著名的化学家罗伯特·波义耳发明的“波义耳” 试纸开启了化学中指示剂历史的先河。一次偶然的机会，波义耳将盐酸 溅到紫罗兰花上，花色就由紫色变成了红色。他便饶有兴趣地取来各种酸做试验， 结果发现，各种酸类都能使紫罗兰变成红色。于是，在紫罗兰开花的季节里收集了 大量的紫罗兰花瓣，将花瓣泡出浸液来。需要使用的时候，就往被试的溶液里滴进 一滴紫罗兰浸液。就这样他发明的“指示剂”诞生了。后来为了更方便使用，
他用石蕊浸液把纸浸透，再把纸烘干。要用时只需将一小块纸片放进
被检验的溶液里，根据纸的颜色变化就能知道这种溶液
是呈酸性还是碱性，从而成为
pH试纸的 雏形。
④ 花形的启示
随环境温度变化而花开花落的太阳能雕塑
是一款仿生的太阳能雕塑，设计灵感源于爱荷华州当地的延龄草的花朵。该雕塑采用铸铝做成，在一篇巨大的叶子上面布有太阳能电池板，用来收集太阳能，并将其转化为电能，进行存储。雕塑顶部则是可以根据周围环境而花开花落的一朵花：冬天天冷，花朵基本上处在休眠状态，不会开放。而随着冬天过去，天气变暖，花朵在白天开始开放，到了盛夏温度达到最高，花儿开放的时间也达到最长。
(三) 源于“果实”的灵感
①尼龙搭扣的诞生是从果实中受到启发的经典案例。它的发明者是瑞士工程师乔治·德·梅斯特拉尔。20世纪40年代末，他经常带着自己的爱犬到森林中漫步，每次返回时他都发现裤子和狗身上粘满了苍耳、牛蒡等刺果。受到好奇心的驱使，乔治用显微镜观察刺果，发现无数的小钩子在有毛圈结构的裤料上，不能轻易脱落。经过8年的实验，终于发明了既容易系上又容易解开的尼龙搭扣。再如，古代有一种可以阻止骑兵前进的武器叫铁蒺藜，这种武器的原形就来源于植物中蒺藜科的一种杂草的果实，它的刺非常的坚硬，以至于如果马蹄踏上都会被刺到，所以有人就把铁作成蒺藜果的形状用以御敌。
植物与生活
②我們平常見到的直升机，它的最大特點是背上的螺旋桨，通過螺旋桨的飛速转动，直升机能上下前后地运动。然而在自然界，有一类叫槭樹的植物，它們结出的果实也长着翅膀，一旦离开植物体，翅膀也會飛快地在空中转动，简直就是一架有生命的直升机
④ 肥皂&皂荚
尽管肥皂不是我国的发明，现代肥皂工业是泊来品，但‘肥皂’一词却是地地道道的国产货，它来源于我国古代的皂荚。这是一种豆科皂荚树所结荚果，含有皂甙成分，有表面活性剂样性能：起泡、去污、乳化，并且比真正的肥皂耐硬水，不含碱性，对丝毛织物无损伤。
皂荚有多种，去垢能力不同。唐初《新修本草》记载：“猪牙皂荚最下，其形曲戾薄恶，全无滋润，洗垢不去”，应选“皮薄多肉……味大浓”’者，故而后世有“肥皂”或‘“皂荚”一词以称呼质优肉厚的皂荚，意为“肉多肥厚的皂荚”。南宋末年周密所著《武林旧事》卷六‘小经纪’节中提及“肥皂团”一物，指的就是采用肥厚的皂荚经再制加工的丸团。明代李时珍《本草纲目》云：“肥皂荚……十月采荚，煮熟捣烂，和白面及诸香作丸，澡身面去垢，而腻润胜于皂荚也”。由此可以看出，后来我国对于现代化学油脂皂化的肥皂仅是沿用了“肥皂荚”的名称而已，化学成分却与这种皂荚和肥皂团毫不相干。
我国古代真正利用与现代肥皂成分相似的洗涤用品不是“肥皂团”而是“胰子”，而胰子又是从猪胰和澡豆演化而来的。明清时期民间对澡豆又做了改进，将猪胰、砂糖、天然碳酸钠、猪油、香料等成分按比例共混研磨，并加热到40℃下压制成型，这就是“胰子”。洲12世纪时发明了将草木灰水加生石灰加山羊油做成的粗肥皂，那是一种用类似古腓尼基人发明的油灰皂。首先把草木灰与生石灰混合制造氢氧化钾，
然后把制得的KOH与油脂混合加热皂化，制得真正意义上的肥皂。
(四) 源于“根”的灵感
①“钢筋混泥土”的发明源于植物根系的特点。法国园艺师约瑟夫·莫尼哀为了解决养花的大陶盆不结实的问题，他曾先后试用木材和水泥来做花盆，但效果都不理想。他依然经常为园艺场中水泥制成的蓄水池和花坛被撞坏而烦恼。一日，他不慎将花盆再次撞坏，郁闷至极的前去收拾残花时，他
下意识地注意到，土壤虽然松散，却能在植物交叉延伸的根须四周黏结聚集到一起。受此启发，他试着用旧铁丝仿造植物的根系织成交叉结构，再用水泥、石子浇铸在一起，砌成花坛、水池牢固度大大加强，这也为钢筋混凝土结构的制作提供了思路。
植物与生活
②在海边，常常見到一種叫水笔仔的植物，它那高高露出水面的树根，牢牢支撑身体，當海水涨潮時，也不會把自己淹没。在海边造房子的人，就学水笔仔的样子，打下一
根根的木桩，高高露出水面，很像扎在水中的水笔仔根，
然後再把房子造在木桩上，這样就再也
不怕海水的侵袭了
第13篇：生活中仿生学应用
蝴蝶
五彩的蝴蝶颜色粲然，如重月纹凤蝶、褐脉金斑蝶等，尤其是萤光翼凤蝶，其后翊在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的稗益。在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况，提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事基地仍然无恙，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。
蜻蜓
蜻蜓通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72公里/小时。此外，蜻蜓的飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈振动，甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飞行时安然无恙，于是人们效仿蜻蜓在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。
为了研究滑翔飞行和碰撞的空气动力学以及其飞行的效率，一个四叶驱动，用远程水平仪控制的机动机翼（翅膀）模型被研制，并第一次在风洞内测试了各项飞行参数。
长颈鹿和“抗荷服” 长颈鹿是目前世界上最高的动物，其大脑和心脏的距离约3米，完全是靠高达160~260毫米汞柱的血压把血液送到大脑的。按一般分析，当长颈鹿低头饮水时，大脑的位置低于心脏，大量的血液会涌入大脑，使血压更加增高，那么长颈鹿会在饮水时得脑充血或血管破烈等疾病而死。但是裹在长颈鹿身上的一层、厚皮紧紧箍住了血管，限制了血压，飞机设计师和航空生物学家依照长颈鹿皮肤原理，设计出一种新颖的“抗荷服”，从而解决了超高速歼击机驾驶员在突然加速爬升时因脑部缺血而引起的痛苦。这种“抗荷服”内有一装置，当飞机加速时可压缩空气，也能对血管产生相应的压力，这比长颈鹿的厚皮更高明了
每天放松一刻钟。紧张的工作、生活会让人处于应激状态。“在应激状态下，人的身体进入战斗模式，血糖水平升高，随时准备行动。”杜克大学医学心理学主任理查德·瑟维特说，这会促使体内细胞出现胰岛素抵抗，血液中的葡萄糖无处可去，便会出现长时间的高血糖。因此，你一定要学会放松自己，比如起床后做
一会儿瑜伽或冥想、散步、听听轻音乐，还要记得做任何事前深呼吸3次。
每周少开一天车。有车族要在生活中抢出时间来运动。芬兰的一项研究发现，每周锻炼超过4小时，
或每天达到35分钟左右的人，即使体重没有减轻，患糖尿病的风险也能降低80%。
保证好睡眠。经常睡眠不足6小时者，糖尿病的患病风险翻番。耶鲁大学副教授克莱尔·亚基说：“如果你睡眠太少，神经系统会处于紧张状态，影响调节血糖的激素。”因此，除了尽量不熬夜，还应注意睡前
别喝咖啡或茶，避免长时间看电视等。
赶紧减点肥。明显超重的人减肥5%后，即使不锻炼，患糖尿病的几率也会减少70%。也就是说，如
果你体重80公斤，至少需要减4公斤。
饭前喝勺醋。亚利桑那州立大学的研究表明：2型糖尿病或有胰岛素抵抗的人饭前喝约2汤匙醋再吃饭，血糖水平明显下降。研究负责人卡罗尔·约翰斯顿博士说：“醋酸能灭活某些淀粉消化酶，延缓碳水化
合物的消化。”事实上，醋的这种作用类似于口服降糖药阿卡波糖。
第14篇：仿生学论文：浅谈昆虫与仿生学
结课论文
作者： 学号： 学院： 专业： TEL： EMAIL: 指导老师： 题目：浅谈昆虫与仿生学
浅谈昆虫与仿生学
xxx （华南农业大学经济管理学院xxx，2xxxxx）
摘 要：在生物界中昆虫经历了长期的进化过程，发展出了许多与其所处生存环境相适应的器官系统，它们结构独特、功能奇异，因此，昆虫一直是仿生中最重要的对象之一。本文就昆虫仿生的仅展及热点，如：昆虫的形态仿生、结构仿生、感觉器官仿生、运动功能的仿生及其他特异能力的仿生进行介绍。
关键词：昆虫，仿生，功能
仿生学(bionics)是指模仿生物建造技术装置的科学，它是在上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。无论是在初期抑或是现在，仿生学主要以昆虫为对象的仿生研究一直是国内外的研究热点。目前,有关昆虫仿生研究的主要方向有：昆虫的形态仿生、结构和功能的仿生、感觉器官的仿生、运动功能的仿生及其他特异能力的仿生等。[1]
一、昆虫形态的仿生
昆虫形态千差万别。形态仿生是早期仿生的主要内容，主要应用于军事和航空航天领域，例如：模仿蝴蝶色彩和花纹的军事伪装设施；模仿蜻蜒翅膀上的翅痣在飞机的两翼加上平衡重锤，解决飞机因高速飞行而引起振动的棘手问题；模仿蝴蝶翅面上的鳞片随阳光照射方向自动变换角度而调节体温的原理，成功实现对人造卫星由于位置不断变化而引起温度骤然变化的控制。另外，一些昆虫巢穴的形态结构也是仿生研究的内容。在一些大型建筑中，经常模仿蜜蜂巢穴的六角形的架构设计，使建筑物具有高强度力学支撑结构，既坚固、美观，又节省建材。
二、昆虫结构与功能的仿生
由于生存环境的关系，一些昆虫在进化过程中形成了非常独特的体表微细结构，这些结构为仿生学家所关注。例如：大凤蝶的翅膀颜色是黄、蓝色，但看起来却是闪闪发光的绿色。原因乃是布满在翅膀上的微型小坑对光线的反射，人眼无法将从坑底反射的黄色光与周围两次反射的兰色光区分开来，从而感觉到的是绿色。研究如何模仿蝴蝶翅膀表面细微结构开发新型防伪技术(如防伪纸币或信用卡)已成为该领域重要的课题。
另外，人们注意到一些甲虫的体表很少黏附土壤(尽管它们常年生活在土壤和粪堆中)。坦克的履带和汽车的轮胎以及其他地面作业机械容易黏附泥土，既降低功效又缩短使用寿命。通过研究土壤昆虫(如蜣螂)的体表微观构造，发现体表的非光滑结构、体液和负性电位有利于减黏脱附，利用这些特性，进行仿生研究，解决地面机械的土壤黏附问题,开发出对土壤的黏附大为减少的仿生犁和仿生推土机铲等。[2]
三、昆虫感觉器官的仿生
在嗅觉方面，很多昆虫具有高度灵敏的嗅觉。昆虫触角上分布有不同类型的嗅觉感受器，感受器的类型不同决定了昆虫对不同化学物质的分辨率。不同的昆虫嗅觉灵敏度有差异,触角的结构以及相应的传导网络是其重要的决定因素。除了高灵敏度以外，昆虫的嗅觉感受器还具有高分辨率和高度特异性的特点。目前，各国都在加紧研制实用的仿昆虫触角的嗅觉感受器检测装置。有的直接将昆虫触角与场效应管相连组成气味物质检测系统；有的则仿昆虫嗅觉感受器排列组合研制复传感器(传感器阵列)。德国和法国科学家研究嗅觉感受器并将其用于机器人的嗅觉导航系统。美国加州大学圣地亚哥分校的的研究人员则通过研究蝗虫触角叶接收气味信号的特点，提出一种新的网络模型，其核心是神经元网络之间可以相互连接形成一个系统而使他们能识别比传统网络更多的信号。
就听觉系统而言，声源定位能力是最显著的属性之一，对有些昆虫来说，这种能力是生死攸关的。例如，昆虫(蛾类)“反捕猎”行为，可以聪明地闪避蝙蝠的追捕；神经解剖学研究表明，昆虫(蛾类)鼓膜耳仅有2个听觉感受器细胞，但能非常灵敏地侦听出蝙蝠的超声信号。因此，模仿昆虫听觉结构，研究其对声发射、接收、听信息加工及运动调控的感觉神经生物学与神经行为学原理，可望开发先进的“反声纳”装置。[3]
在视觉方面，尽管昆虫复眼结构简单，但其功能却是人和哺乳动物的单眼所不及。例如：螳螂能在0105s内一跃而起，吞下飞行中的小虫。在如此短的时间内，它需要准确测出小虫大小、飞行方向和速度，而螳螂仅靠其1对大复眼和颈部的一个本体感受器即可实现。此外,昆虫复眼还能感知偏振光、紫外光等。根据这些现象和原理，已经进行了很多成功的仿生应用，如：一次可拍摄1329张照片的蝇眼照相机；仿昆虫复眼的先进的相控阵雷达；仿昆虫复眼研制成功的空对地速度计以及偏振光导航仪。实际上，昆虫的复眼本身是一个精巧的导航控制系统，根据多年的研究发现，昆虫(特别是家蝇)具有快速、准确地处理视觉信息的能力，能实时计算出前面飞行物的方位与速度，同时发出指令控制并校正自己的飞行方向和速度，以便跟踪和拦截目标。对昆虫复眼这一定向导航系统的研究已得到广泛重视。目前，各国都在加紧昆虫视觉仿生研究，试图模仿昆虫复眼成像机理以及昆虫视觉信息处理过程，研制新型靶标自动制导系统。
在昆虫感觉器官仿生(尤其是视觉仿生)方面，国内外都给予了高度关注，目前有2个热点：一是试图研制出对化学物质高度敏感的探测仪器；二是研究昆虫复眼电子模型以及听觉和嗅觉感受器电子模型，并将昆虫的这类特异的感觉原理用于机器人导航系统，以提高机器人的自主功能水平。
四、昆虫运动功能的仿生
昆虫的运动功能奇特，形式多样，有的蠕动、有的跳动、有的飞行。昆虫独特的飞行机制一直为仿生学家所关注，如：昆虫的翅与飞行、昆虫飞行过程中的信号接收与传递、昆虫的神经组织结构及控制机理等。
上世纪末,人们提出了微型飞行器(microairvehicle,MAV)概念[4]。“微型机械飞行虫”(micromechanicalflyingInsect,MFI)或“虫型飞机”(entomopter)就是MAV的一种。由于其体积小,有很好的隐蔽性和机动性，最适于在室内或野外小范围内进行侦察;也可以攻击载人飞行器及其它目标。将MFI用于气象数据收集、环境研究等方面，可大大减少费用。美国NASA甚至计划10年后将虫型飞机用于火星探测。MFI的发展，在未来国家安全和国家经济建设等方面将起至关重要的作用，正在世界范围内引起极大的关注。美国国防部国防高级研究计划署(DARPA)从1992年就开始这种飞行器的论证工作，1995年组建了可行性研究小组，1997年拨款3500万美元制订一个为期4年的研制计划，开展了一系列的研究，近年来取得重要进展。然而，对于MFI或“虫型飞机”的研究，若采用传统的气动布局和飞行方式，可能会产生升力不足、稳定性差和控制困难等一系列问题。而微小昆虫则是大自然创造的“微型飞行器”，经过上亿年的进化和环境适应，在形态、运动方式以及利用“新型”空气动力学原理等方面,达到了近乎完美的程度。这是各国发展MFI技术加以仿生借鉴的核心。实际上,昆虫飞行功能研究(尤其是MFI研究)已经成为昆虫仿生领域最热烈的前沿方向之一。[5]
除了虫型飞机外，昆虫运动功能仿生的另一个方向是制造虫型机器人，模仿昆虫在陆地行走的腿足部结构和运动原理，研制具有昆虫足样行走能力的机器人或虫样蠕动的微型机车。这类机器人可被用于行进到崎岖不平的山路或其它非平坦地带(如：地震后墙壁倒塌的废墟中)执行特殊的任务。
五、昆虫其他特异能力的仿生
昆虫的独特自卫武器的仿生：有些甲虫在遇到敌害自卫时可喷出致命液体。美国军事专家受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化武器。另外，一些发达国家正在利用这种甲虫自卫武器原理研制二元化汽油：2个油箱分储不能独立燃烧的汽油中间体，进入发动机前才混合。或将普通汽油混入某种流体，进入发动机前再用特殊装置将其分离还原成普通汽油。
昆虫发光的仿生：一些昆虫(如：萤火虫)可将化学能直接转变成光能,，且转化效率几乎100%，而普通电灯的发光效率只有6%。模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源使发光效率提高十几倍，大大节约了能量。此外，冷光源无论在军事上还是民用上都具有非常广阔的用途。仿昆虫化学能转换为电能和机械能也是昆虫特异能力仿生的一个重要方向，这在虫型飞机的能量供应上有非常重要的用途。
昆虫群体协作性的仿生：一些社会性昆虫，如：蚂蚁、蜜蜂等具有其特有的社会群体协作性，研究它们的这些群体习性，有的提出所谓“蚂蚁算法”,有的将其原理用于研究MAV和多个机器人之间的协同工作。
综上所述，昆虫种群庞大、种类多样、外形迥异、功能奇特，是极其重要的仿生资源。目前，国际上昆虫仿生的热点主要集中在仿昆虫飞行器研制虫型机器人或虫型飞机、仿昆虫触角感受器开发生物传感器、仿昆虫视觉及其控制机理进行机器人导航、仿昆虫表面微结构研制新型脱黏附和防伪技术、仿昆虫感觉系统研制声纳Π反声纳装置等。我国在这些方面虽然都有所涉及，但尚不够深入，整体水平也有待提高。今后需要大力开展昆虫仿生资源研究，面对数以百万计的昆虫种类及其复杂精妙的结构，昆虫仿生必然有所选择，常见的昆虫易被作为仿生对象，但不太常见功能更为奇特的昆虫(如：在极端环境下生活的昆虫)更是值得开发的资源。与此同时,要进一步开拓仿生研究的新领域，尤其要注重昆虫特异能力(如：特异的感觉能力、信息处理能力)的仿生。只有通过多学科的交叉，结合现代生物学、工程学、微电子学等学科的研究技术和方法，加强对昆虫器官组织和细胞的生物学特性、功能及其机理的基础研究，深入理解昆虫各器官系统的生理学、生物化学、生物信息学等生物过程及其相关功能，才能在比较高的层次上更加有效地进行昆虫仿生。
参考文献：
[1]仿生学-百度百科http://baike.baidu.com/view/803.htm [2]程红,孙久荣,李建桥,任露泉.昆虫学报,2002,45(2):175～181 [3]肖占中.世界军事,1996,(11):64.[4]微型飞行器:像昆虫那样飞,辽宁日报,刘洪宇,2011-01-14 [5]微型飞行器-百度百科 http://baike.baidu.com/view/263652.htm
第15篇：关于动物仿生学的故事
全球十三大动物仿生学:超强攀爬技术、鸵鸟、蜘蛛、枫树、毛毛虫、蝴蝶……这些生物都能带给我们启示，接下来为大家分享一篇关于动物仿生学的故事，希望大家从中有所启发。
大自然用了亿万年的时间创造了无数的生物，这些生物不但能够生存，而且完美地适应了其所生存的环境。无论是哪一种生物，它们的身体结构是如此完美，对人类的生产和生活有着特殊的启示，尤其是形形色色的动物。人类理应向动物学习。
一、猫头鹰是完美的夜间捕猎者，是鼠类等小型哺乳动物的天敌。
它们可以悄无声息地飞向猎物发起致命一击。要知道，老鼠的听觉、嗅觉等感官及其灵敏，猫头鹰是如何做到悄无声息靠近猎物的呢？科学家对猫头鹰的翅膀做了深入的研究。他们发现猫头鹰的翅膀及其柔软，好像天鹅绒一般。这种材质的翅膀为什么能大幅度降低噪音呢？科学家们把猫头鹰翅膀模型放在风洞中进行试验，发现空气基本上是贴着翅膀表面流动的，这就减小了空气的振动。这种材质的翅膀在飞行时能大幅度减少翅膀后面的空气扰流，从而大幅度降低噪音。而形状相同、材质不同的翅膀模型放入风洞中进行试验时会发现空气流经翅膀时不会紧贴翅膀表面，扰流比较严重，噪音也大。
难道我们要把飞机的翅膀粘上天鹅绒吗？显然不行。飞机的翅膀和猫头鹰的翅膀有很多区别，照抄照搬显然是不科学的。那么猫头鹰的翅膀还有什么值得模仿的呢？
科学家又做了一个对比试验，让猫头鹰和家鸽近距离飞过一层羽毛。家鸽的体型与猫头鹰相仿，是很好的对比对象。试验的结果是：当猫头鹰飞过这些羽毛时，羽毛基本是不动的；而当鸽子飞过这些羽毛时，羽毛被大幅度的搅动。为什么会有这么大的差别呢？科学家对猫头鹰和鸽子的翅膀形状进行了对比，发现猫头鹰的翅膀边缘呈锯齿状。正是这种特殊的形状降低了空气的波动，加上特殊的材质，从而降低了噪音。基于这一发现，科学家制造了一台有着锯齿状边缘的仿生风机。与传统风机相比，这台仿生风机的噪音降低了80%，并且节约了能源。要知道，从电脑的散热风扇到大型客机的发动机，从家用电风扇到大型中央空调的散热器，风扇几乎无处不在。如果这些风扇都能换成仿生风扇，将大幅度降低噪音和能源消耗，对节约资源、保护环境、促进人与自然和谐相处都有着不可估量的现实意义。
二、翠鸟是一种可爱的小型鸟类，以捕食水中的小鱼为生。
但我们都知道，水面会反射太阳的光线。当我们俯瞰水面时会受到反射光的影响，看不清水下的情况。如果水是流动的或水面受风的影响而产生波浪，就更加看不清水下的情况。那么翠鸟是如何对水下的情况“一目了然”的呢？答案就藏在翠鸟的眼睛里。翠鸟的眼睛与人类相比除了大小差别很大外，结构也存在着巨大差异。翠鸟的眼睛里有一种特殊的细胞，能够滤除太阳光中的蓝色光。而太阳光中的蓝光是导致我们看不清水面的主要光线，所以，翠鸟可以轻而易举的看清水下的情况。而人类的眼睛中没有这种特殊的细胞，所以我们看不清水下的情况。
翠鸟眼睛的特殊功能对我们人类有什么启示呢？ 科学家仿照翠鸟的眼睛制造了一台仿生学摄像机，这台摄像机除了具有传统摄像机的摄像功能外，还有一个特殊功能，那就是能够滤除太阳光中的任何一种光线。显然，这台仿生摄像机的功能比翠鸟的眼睛还要强大。为了验证这台摄像机的功能，科学家们做了对比试验。将传统摄像机安放在直升机上对波涛汹涌的大海进行航拍，得到的图像很单一，监视器上仅仅出现了蓝色的海浪。而将仿翠鸟眼睛摄像机安放在直升机上对同一海域进行航拍时，监视器上出现了不一样的情景：这片海域有两头海豚和三头座头鲸，其中有一头是幼鲸。这样的结果令科学家喜出望外。有了这样的摄像机，科学家们就有可能对鲸类的觅食、迁徙、繁殖等习性进行跟踪研究，从而保护这类濒危物种。这对维护海洋的生态平衡、保护物种多样性具有巨大的意义。当然，笔者不希望这种高端产品落入日本的捕鲸者手里，否则，后果不堪设想！
三、兀鹫是世界上最大的食腐鸟类，专门吃死去的动物的尸体。
兀鹫可以在空中飞行数小时寻找动物的尸体而不会疲惫。其他种类的鸟类要想做到这一点就必须消耗大量的能量，而兀鹫飞行同样的时间所消耗的能量却很少。科学家们通过观察发现，兀鹫在飞行时翅膀几乎是不动的，它们主要是靠上升气流为其飞行提供足够的升力。与其说兀鹫是在空中飞行，还不如说兀鹫是在空中滑翔。兀鹫能够做到这一点，除了兀鹫的翅膀十分宽大外，翅膀的形状也起到了很大的作用。科学家们发现，兀鹫在空中飞行时几乎不需要振动翅膀，这就意味着这种飞行方式几乎不用消耗能量。这就解释了兀鹫在空中长时间飞行而不会疲惫的原因。根据这一发现。科学家们制造了一艘仿生小型载人潜艇。这艘潜艇与传统潜艇的区别是加装了仿兀鹫翅膀的结构，类似于飞机的机翼。这一看似简单的结构却给这艘潜艇提供了相当大额外的动力，可以使这艘潜艇借助于洋流在海水中“滑翔”。也就是说，在加装相等的燃料的情况下，仿生潜艇的续航里程是传统潜艇的几倍。这就为科学家进行海洋科研提供了便利。
以前，科学家们对某一海域的海底进行研究时，必须先到达指定海域，然后释放科研潜艇，而且，必须受时间的限制。因为传统潜艇的续航里程实在是有限。为此，科学家们不得不放弃很多马上就要观察到的现象，这对科研是很大的影响。而新型仿生科研潜艇就完美的解决这一难题。利用这种潜艇进行科研不必非要到达预定海域，在水下潜行也几乎不受时间的限制。这就为某些特殊的海洋科研的开展提供了便利。
比如，利用这种潜艇可以长时间地观察珊瑚礁周边的生物活动情况；可以潜入更深的海里观察深海生物的活动规律等。这对人类认识海洋，保护海洋，开发利用海洋都有着不可估量的意义。 造物主的神奇给人类以巨大的启迪，仿生学的研究也才刚刚开始。向动物学习，我们还有很长的路要走。
第16篇：生物奥秘与仿生学心得
生物奥秘与仿生学心得
大一上学期我选修了生物奥秘与仿生学这门课，这是一门有意思的学科，老师带领我们探索生命的奥秘与科学。在这门课上我们学习到了很多知识，并且感悟到了除了科学知识以外的对生命的体会。 随着生产的需要和科学技术的发展，从20世纪50年代以来，人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一，自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。人们用化学、物理学、数学以及技术模型对生物系统开展着深入的研究，促进了生物学的极大发展，对生物体内功能机理的研究也取得了迅速的进展。此时模拟生物不再是引人入胜的幻想，而成了可以做到的事实。生物学家和工程师们积极合作，开始将从生物界获得的知识用来改善旧的或创造新的工程技术设备。生物学开始跨入各行各业技术革新和技术革命的行列，而且首先在自动控制、航空、航海等军事部门取得了成功。于是生物学和工程技术学科结合在一起，互相渗透孕育出一门新生的科学——仿生学。
我们的科学家们以极大的兴趣研究生物界奇妙的功能，模仿生物的特殊本领为现代科学服务。而我们更从中看到上帝创造万物中的无穷智慧。 宇宙是一本敞开的书，一切被造的生物也是上帝向世人敞开的一本书。我们用惯了“大自然”这个名词，也用惯了生物“本能”这个词，其实这些词并不恰当，凡物不是“自然”而成，生物也不是生成就有“本能”。上帝借着这本人人可读的敞开的书向我们说明，他是创造主。走兽、飞鸟、鱼，虽然不会说话，但你若能去问、去思考，问许许多多的为什么，它们必会向你说明，是上帝的手作成这一切。科学家——不论生物学家、植物学家、动物学家、微生物学家、医学家、化学家无一不在研究这本敞开的书，他们探究这些奥秘，为了造福人类，我们探究奥秘，更要认识上帝。
这门课带领我们探索了大自然的奥秘，感受了生物与生物之间的联系，让我们感受到宇宙的无穷与奇妙，让我们更加明白人知识大自然的一部分，还有更多的生物与我们共存，并且，我们需要它们依赖它们，从而丰富我们的生活，让大自然和谐，美好。
第17篇：仿生学对人类社会发展的贡献
仿生学对人类社会发展的贡献
一、仿生学的概念
所谓“仿生”，顾名思义就是向生物学习、模仿或取得启示，仿造各种生物的优点以用在人类科学技术的创造或改进上。仿生学一词是1960年由美国J.E.斯蒂尔提出的。他认为“仿生学是研究以模仿生物系统的方式、或是以具有生物系统特征的方式、或是以类似于生物系统方式工作的系统的科学”。尽管人类在文明进化中不断从生物界受到新的启示，但仿生学的诞生，一般以1960年全美第一届仿生学讨论会的召开为标志。
仿生学的研究范围主要包括①力学仿生：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。②分子仿生：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。③能量仿生：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。④信息与控制仿生：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。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。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。
因此仿生学就是人类在认识自然和改善自然的过程中，通过科学的探索和研究，模仿自然界中一些生物的特殊本能的原理，来解决某些人类传统认识无法解决的一些疑难现象的一门高科技边缘科学。
二、仿生学的历史贡献
仿生学在人类历史发展过程中所做出的贡献可谓源远流长。尤其是近几个世纪，仿生学在军事、医学、生物、电子等高端技术领域的应用更是给人类的发展带来了创新革命。
在军事上，模仿野猪嘴发明的防毒面具，模仿海豚皮肤的沟槽结构，应用于船舰外壳上，可减少航行湍流，提高航速。模仿鸟类滑翔原理发明飞机；模仿“莲花效应”将其应用于飞机表层、汽车外壳达到自清洁的目的；模仿苍蝇等昆虫的视觉原理研制智能武器和仿生眼等；在医学上，根据苍蝇在细菌环境中生存的原理研制出的免疫抗菌剂，模拟人体器官设计出各种仿生器官用于医学手术中等等；在生物上，屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲、船桨模仿鱼的鳍、锯子学的是螳螂臂，
根据跑行中的猫的前爪垫的功能和蜘蛛网的柔顺结构及其稳定性设计出的汽车轮胎等等。
因此，有专家指出：人类进化只有500万年的历史，而生命进化已经经历了约35亿年的历史，模仿人的创造固然重要，模仿自然更有无限的潜力和机会，更有可能提高原始创新的能力。而且从仿生学在各行业领域的运用结果也表明，仿生学为人类解决各种疑难现象提供了一种可能，它对人类发展的贡献是巨大的、无可替代的。
三、仿生学在现代科技领域中的重要地位仿生学的研究与推广在中外科技领域都受到高度关注和重视，它被认为是各国在21世纪的世界市场上占有主动地位的先期条件：
1、国内：仿生学的研究在国内起步较早但直到本世纪初才逐渐受到重视，尤其是在2003年下半年，国内科学领域层次最高的研讨会香山科学会议三个月内曾两度聚焦仿生学，对于这个只有基础科学研究的前沿问题和我国重大工程技术领域中的科学问题才可以作为会议主题的研讨会，能两度关注仿生学，足以证明这个学科发展的重要性以及国内科学领域对仿生学的重视性。经过讨论与会的专家建议：将“仿生科学与技术”列入重大基础研究国家计划和国家中长期科学技术发展规划，有重点地建议一批具有国际水平的仿生科学和仿生技术实验室，将更有利于国内高端技术领域的开发与创造。
2、国外：在发达国家，早在20世纪90年代初，就已经为发展仿生学这门交叉学科的基础研究做了精心准备和长期计划。在美国，他们认为仿生学是一切创新成果的源头，所有高科技成果的85%均源于仿生学，因此设定了一项优先发展先进制造、先进材料以及先进军事装备研究等领域的长期计划。德国的研究与技术部已就“21世纪的技术”为题在自适应电子技术、纳米技术、仿生材料、生物传感器等领域投入了相当大的财力和物力。日本、俄罗斯以及韩国等国都有相应的计划。不仅如此，在许多英美著名大学如麻省理工学院、史丹佛大学、哈佛大学等，均设有：“仿生”教育课程，由此可见发达国家对仿生技术在未来发展与应用的重视。
因此，仿生学可以说在人类社会科学与发展的历史过程中，创造了一个又一个奇迹，每一个奇迹的创造都将带来人类历史上的革命。它的兴起，标志着人们对生物科学的研究进入一个崭新的阶段，也意味着人类文明程度显著提高，在不断呼吁科技跨领域整合的今天，仿生科技甚至被认为是主导未来的科技革命，同时，被誉为与克隆技术、基因治疗、DNA检测技术等高科技合称为未来人类开创更美好新世界的八大科技。
四、自然仿生疗法的起源及其同现代医学的关系
1、自然仿生疗法的概念
自然仿生疗法是通过对自然界中具有生命活动特异能力的动物、植物适应生存环境功能的原理和研究，探索和开发出与人类生活中相关现象的内在联系的规律，并不断加以系统化、规范化，通过对生物特异能力的模仿，运用自然生命力来补充人体本身的生命力，从而达到以强补弱，促使人体获得健康状态的学问。它是效法大自然中的生物规律，以调理恢复人的自然之性，激发人体抗御疾病的潜能为主要手段。调畅机体的失衡状态，达到祛病养生的目的。
2、自然仿生疗法的起源
自然仿生疗法起源于远古时代，浩如烟海的中医药学是自然疗法的支撑体系。在长期的生活实践中，先人总结出“法于自然”的养生原则，远在数千年就有认识“自然力量”、利用“自然力量”防治疾病、延年益寿的文献记载。春秋战国时期的《黄帝内经》中提出了“天人相应”和“正气存内，邪不可干”的重整体、重内因的观念。早在我国汉代，名医华佗就模仿“虎、熊、鹿、鹤、猿”的姿势发明了调和五脏，防病延寿的五禽戏养生操。直到现代，太极拳、五禽戏等保健养生之术仍被广泛采用，这些传统的方法和手段为中华民族的繁衍和昌盛做出了重要贡献，同时也成为现今自然仿生疗法的主要内涵。
3、自然仿生疗法与现代医学的关系
由于现代医学的理论体系已相当完备，对人体功能活动生理病理是认识非常精确，更为重要的是现代医学总能借助先进的仪器科研成果来从事基础研究和医疗实践，使现代医学在人们医疗的实践活动中占有绝对优势，而成为医疗的主体。然而现代医学的突飞猛进虽然从根本上改变了医学发展的过程，使许多疾病得到了有效控制，但随之而来的是化学药品的副反应的日趋严重。现代文明使得人们与大自然之间的距离逐渐增大，许多文明病、富贵病（如肥胖）亦随之产生。化学药物在治疗一些疾病时往往显得力不从心。自然仿生疗法相对安全无害，副作用及不良反应较小，取材方便、操作简单、效果显著，且无痛苦，因此受到病患者及家属的普遍欢迎和重视。人们一方面通过先进的仪器和设备来研究疾病的死亡的奥秘，试图在此基础上达到早期防治的目的，另一方面则会对自然仿生疗法寄予厚望，希望能回归自然。而现代医学的发展尤其是各种精确仪器的使用也为自然仿生疗法的研究、发展与运用提供了更为有利的条件，两者之间互为推动，相互发展，其和谐、统一的关系将为未来人类健康事业做出巨大贡献。
五、自然仿生减肥法的核心理论基础---破译冬眠动物的自然瘦身密码
1、冬眠动物习性给减肥带来的科学启示
每当北方寒冷的冬季来临之际，植物枯萎落叶，昆虫蛰伏，大雪封山，百食难觅。许多动物受自然环境的影响，被迫停止摄食进入长达几个月的冬眠期，在此期间不吃不喝却生命无忧，有些动物通过冬眠静养生息，还能使生理的各个机能得以调整和改善。其共同的规律就是靠入冬前积累的营养物质（主要是脂肪）来维持基础代谢，延续和修养生命，其冬眠前的脂肪积累最高，三个月内体重最高可超出原来的40%，越冬后体重一般都要减轻10%--20%，甚至31%以上。冬眠动物共有的这种特异生物现象，尤其是冬眠前在短时间集中进食的习惯很类似于许多肥胖者无节制的暴饮暴食的增胖过程，那能否模仿冬眠动物进行冬眠来达到减肥的目的?这个设想为自然仿生减肥法提供了科学启示。
2、对冬眠动物的典型代表中国林蛙和北方乌龟生理习性的研究
在所有冬眠动物中最有代表意义的则属北方的林蛙和乌龟，前者冬眠后通过消耗体内积蓄的脂肪体重下降的比例最大，而后者通过冬眠使各种生理机能得到最为明显的调理和改善，是其长寿的主要原因之一。
林蛙冬眠期的生理特点：林蛙在冬眠期内，四肢屈曲，双眼紧闭，不食不动，以静养生息，基础代谢放慢，基础代谢率降低。经过研究，发现林蛙在冬眠期生理上只有两个明显的兴奋点，一是心脏，二是呼吸，并且二者之间按照某种规律进行着协调而统一的运动，这种运动类似一种波状运动。也正是这种呼吸运动的存在，才能使它们将体内多余的脂肪不断地消耗转化为能量随着缓缓流动的血液作为营养，输送到周身细胞，保持正常基础代谢的进行使其越冬后体重自然减轻。
同时研究结果表明，北方乌龟在冬眠期运用本能特有的呼吸方法，使其生长期中呈现出的高血糖、高血脂、高胆固醇及甘油三酯的含量能够得到迅速的下降趋致平衡，同时使心率放慢变得平稳，防止了多种疾病的发生，进而使其成为动物中的长寿之星。
通过破译冬眠动物是通过什么来消耗自身存积的脂肪，借以延续生命实现自然瘦身并调理和改善生理的各种机能，是创建自然仿生减肥法的关键。 中国林蛙生长期与冬眠摄食曲线图
3、冬眠动物自然瘦身的关键因素---冬眠动物体中生物酶的催化作用
通过对中国冬眠动物林蛙和乌龟特殊习性的研究，从而揭开了仿生减肥法的作用机理：
①从林蛙冬眠期里参与体内脂肪分解的营养要素入手分析，模仿改善肥胖者体内营养的构成，通过补充“人体体重调节中枢”所需营养，维护中枢正常功能，实现以补瘦身。科学研究证明脂溶性维生素A、D、E、K和胡萝卜素对脂肪有明显的分解和吸收作用。通过林蛙冬眠的研究发现，在通常情况下林蛙的脂肪是被某种特殊的消化酶分解为脂肪酸和甘油储存于体内，来为林蛙越冬期提供能量的，这一发现为仿生减肥能够达到迅速分解肥胖者体内脂肪寻求到了有效途径。同时这一研究正好与美国科学家J.E.斯蒂尔于1960年提出的仿生学的研究范畴不谋而合，即研究与模拟生物体中酶的催化作用。
②从模仿林蛙和乌龟的呼吸入手来改变肥胖者的呼吸。通过模仿林蛙和乌龟深而有规律的呼吸，促进脂肪分解，实现在特定条件下的能量转化，这种仿生呼吸可以使肥胖者的肺部充满大量氧气，改善肥胖者体内的气血运行条件，不仅使增加吸收氧气的数量成为可能，而且通过呼吸可以有意识地把它送到身体各部位，把较正常呼吸更多的氧气带进血液，能够更好地激活人体的各功能细胞，增强吞噬细胞活力和免疫细胞活力，从而调整肥胖者的内分泌系统，从根本上治疗和预防各种疾病的发生。
③从人体减肥同冬眠动物自然瘦身的差异性入手，模仿特定的仿生形体运动，调和人体五脏的气血平衡，增加热耗促进脂肪的转化。
六、自然仿生减肥法的技术问题及世界最新研究成果和未来前景
从近几年的市场推广过程中我们不难发现，自然仿生减肥在减肥市场上处于主导性的地位。
①首先仿生学是一门前瞻性的科学，其研究与发展需要大量基础学科的配合与支持，以及各种精端检测仪器的使用，作为一个课题的研究成果，国家有关政府部门应给予支持与扶持。
②减肥效果与冬眠动物体内酶存在于人体后的活性和稳定性有着必然的联系，因此关于酶的研究技术成为关键因素。
③脂肪能够分解，是酶参与作用的结果。研究发现，在冬眠动物体内这种酶的启动非常自由，但在生物体内却受到一些相关连因素的控制，例如基因。因此，发现能够控制和启动酶作用的这些因素成为未来自然仿生减肥的主攻方向，这种发现，使人类彻底解决肥胖成为一种可能。
七、关于冬眠动物的最新发现和研究成果
早在2001年，瑞士科学家卡尔森发现冬眠动物体内存在调控酶转化的开关能
力。在正常生长期，其体内糖分解活跃，脂肪分解处于平稳状态；而在冬眠期内，脂肪分解处于活跃状态，糖分解趋于稳定，这正是启动了酶的转化功能。那么这种调控能力又是因何引起的？
据美国最新的科研成果称，美国科学家在冬眠动物血液里发现了一种叫做“冬眠激素”的物质，它对冬眠起调控作用，将此物质注入其他非冬眠动物体内，也出现了典型的冬眠状态。而国际冬眠学会主席马伊尔宣称，他和另一位科学家安德鲁发现了两种能控制和启动一些酶的基因PL和PDK--4，而这些酶能改变身体耗用糖类以取得能量的习性，负责指挥动物机体在严寒下多燃烧脂肪，少消耗糖，并多储存一些葡萄糖，从而进入冬眠状态。此项研究结果表明，在不远的将来，人们一方面通过仿生学原理在冬眠动物体内提取脂肪分解酶与消化酶，另一方面通过“冬眠激素”将酶更好地作用于人体，使其自然发挥酶的转化功能，因此，仿生学与基因的完美结合，将彻底解决人体肥胖问题。
八、自然仿生减肥的未来前景
值得提出的是，自然界中还有许多动植物的特性值得人类去模仿和研究，比如骆驼，可以在恶劣的沙漠环境中，长达十天的时间不进食、不喝水，这与其驼峰中所储存的脂肪有着必然的联系，但脂肪是如何通过转化变成所需的能量与水呢？还有蝙蝠，其冬眠前后体重最高可达40%，作为哺乳类动物，其基因更与人类相似，对于它的研究也将更具前景性„„
因此，我们可以肯定，通过对大自然的不断学习与研究，自然仿生减肥将一直走在减肥历史的前列，其研究成果必对人类的健康事业做出巨大贡献，同时创造出更多、更大的社会与经济价值
第18篇：眼睛与仿生学教案[小编推荐]
眼睛与仿生学教案
一、教学目标
（一）了解课文提及的人和动物的眼睛构造与功能的特点及其与仿生学的关系。
（二）理解本文的说明顺序，掌握分类、举例、比较等说明方法。辨识分析说明与综合说明。
（三）领会说明文语言的科学性、准确性。
（四）培养学生对科普读物的阅读兴趣，使学生初步具备独立阅读和分析科普读物的能力。
二、难点、重点分析
（一）本文是按什么样的说明顺序进行说明的？
分析：本文说明顺序是由一般到特殊、由简单到复杂。视觉仿生的依据是眼睛，而人们最熟悉、印象最深的，便是人的眼睛。所以，作者从人眼的构造与功能及其在仿生学中的意义谈起，然后再谈一些动物的眼睛及其特殊功能。这样的说明顺序易于为读者理解。从眼睛的构造来说，一般眼睛的构造比复眼要简单，所以作者先从一般眼睛谈起，然后再介绍复眼的构造及其在仿生学中的意义。这样由浅入深地说明事物，符合人们的认识规律。本文的分析说明基本上有三个步骤：先说明某种眼睛的某种特点，然后说明仿生学意义，最后讲应用及科研情况。眉目很清楚。
课文的整体结构采用的是\"总-分-总\"的形式。开头1～3段是引言部分，总提人眼和动物眼睛在构造和功能上有许多特殊之处，从中得到的启示对发展现代科学技术有重要意义。第4～14段是文章的主体部分，分别介绍了人眼和几种动物眼睛在仿生学上的作用。这一部分可分为两个层次：第一层次（第4～9段），谈人眼以及动物一般眼睛的研究及其意义；第二层次（第10～14段）谈复眼的研究及其意义。最后第
15、16段，概括出仿生学的定义，指出它的任务，并介绍了它的研究范围、类别和发展重点。
（二）本文语言有什么特色？
分析：本文的语言特色是准确、严密和简明，用词注意分寸，决不含糊其词更不任意夸大。比如谈到有关视觉仿生学的研究成果时，模仿象鼻虫眼睛的特殊功能而制成的\"地速计\"，根据蜜蜂的眼睛能看到偏振光的原理而制成的\"偏光天文罗盘\"，模仿蜻蜓等昆虫的复眼的特殊结构而制成的\"复眼透镜\"等，都是已经取得成果并已在实践中应用的，所以说明时用\"制成了\"；并且分别用\"已\"、\"已经\"等表示过去时态的副词，表示这些科研成果已被运用在航海、航空、印刷等方面。对于目前还只取得初步成果的，如\"电子位置传送器\"、\"电子蛙眼\"等，则在\"研制成了\"后面分别用\"进一步完善\"、\"不断改进\"这样的词语加以补充说明，既肯定了已取得的成功，又表示了还有待继续努力改进。而目前还处于设想阶段、并未取得多少实际成效的，如关于鹰眼视野特别广阔的特殊功能的研究，文章连用三个\"如果\"来加以说明，这就明确告诉读者，这个科研项目目前尚处在设想、探索阶段。这样介绍，如实地反映了视觉仿生的现状，符合说明文的科学性原则。 本文还较多地运用了术语。
（三）本课使用了哪几种说明方法？ 分析：
（1）举实例与作比较两种方法交错运用。例如说明\"研究、认识眼睛的各种构造和功能\"，\"对发展现代科学技术有重要的意义\"，就列举人眼为例。为了说明人眼的仿生学意义，又把人眼的结构功能与照相机作比较。说明了人眼的信息加工传输功能的仿生学意义。
又例如为了说明研究、认识眼睛的构造功能对发展现代科技有重要意义，还以蜻蜓复眼为例。为了说明蜻蜓复眼特殊结构功能，又把蜻蜓复眼与人眼作比较，说明蜻蜓的眼睛没有人眼的那种眼球，也不能转动，而是靠头部的转动朝向物体；接着具体介绍蜻蜓复眼的构造功能，说明复眼构造精巧、功能奇异；接着又与人眼比较，说明复眼在某些方面为人眼所不及。
举实例是为了说明观点或道理，而作比较则使得实例更加特征鲜明，更加强了\"实例\"说明观点、道理的作用。
（2）下定义。定义是以简练的语言揭示概念内涵的可靠方法，在本篇课文中使用多次，如下列五例：
①探索人和动物眼睛奥秘的仿生学研究工作，称为视觉仿生。 ②由几十至几万个独立小眼构成的眼睛，叫做\"复眼\"。 ③具有偏振现象的光叫做偏振光。
④仿生学是在生物科学与技术科学之间发展起来的，它的任务是用生物体结构与功能的原理，去改善现有的或创造新型的机械系统、仪器设备、建筑结构和工艺过程。
⑤太阳光本来是自然光，它的振动均匀地分布在各个方向上。但是当它穿过大气层时，由于受到大气分子和尘埃颗粒等的散射，它的振动就只分布在某个方向上，或者在某个方向上的振动占了优势。这种现象叫做光的偏振现象。
以上五个定义，按照下定义的方法分为两类，前三个属于一类，叫做\"属加种差定义\"，后两个属于另一类，叫做\"发生定义\"。（注：这两种下定义方法的名称，略知即可。）
（3）列数据。在说明人眼从外界获得的信息比其他感觉器官多时，采用了列数据的方法：\"据研究，从外界进入人脑的信息，有百分之九十以上来自眼睛。\" 在说明由于受到视野和视敏度的限制，在高空飞行的飞行员单凭肉眼很难发现和识别地面目标时，也采用下列数据的方法：\"例如飞行员在六千米高空作水平飞行时，飞行员只能看到两侧八九公里和前方一二十公里狭窄范围内的地面。即使在这个区域里，对比较大的目标也不是总能准确无误地发现和识别的。\"这段话是在举实例之中，兼用了列数据的方法。
（4）分析与综合。课文（1～3）段综合说明眼睛的重要作用、基本功能以及仿生学意义；（4～14）段则是分析说明眼睛的仿生学意义，先把眼睛分成\"单眼\"与\"复眼\"，再把\"单眼\"分成人眼、蛙眼、鹰眼分别加以说明，把\"复眼\"分为蜻蜓眼、象鼻虫眼、蜜蜂眼等分别加以说明；（15～16）段又综合说明仿生学的任务、什么是视觉仿生学等。分析说明必须建立在对所说明的对象科学分类的基础上，因而也必须遵循分类的规则，即每次分类只能使用一个标准。
（四）说明文的语言要求做到准确、严密和简明，（板书）先完成\"思考和练习\"二，然后再从课文中找出一些例句加以说明。分析：
（1）研制成功了一种叫做\"生物-电子位置传送器\"的\"人造眼\"。 （2）人们研制成了一种测量飞机着陆时相对于地面的飞行速度的仪器--地速计。 （3）制成了一种根据天空偏振光导航的航海仪器--\"偏光天文罗盘\"。 （4）制成了一种新型光学元件--\"复眼透镜\"。
以上各句中带点的词语说明都是已经取得的成果并已在实践中应用的。
（5）进一步完善这种技术装置，将可以用来自动控制……选择……还可以控制……
加点词语既肯定了已取得的成果，又表示了还有待继续努力改进，而目前处于设想阶段，并未取得多少实际成效的。
（6）如果我们能够研制出一种类似鹰眼的搜索、观测系统，就能够扩大和提高飞行员的视野和视敏度。
带点词语说明这个科研项目目前尚在设想、探索阶段。
小结：（对照板书）本文交错运用了举例和比较以及分析和综合的说明方法，突出了事物的特征，提高了说明效果，语言做到了准确、严密和简明，体现了说明文的语言特点。
三、教学过程设计
（一）预习指导。词语辨析：
（1）而是先对图像进行信息加工。
（2）感觉细胞把光的刺激转换成一种电信号。 （3）各种构造不同的眼睛，功能又有特殊的地方。 （4）主要是因为它（蛙）有一双机能优异的大眼睛。
（5）从出示给它的各种形状的物体当中，识别出类似苍蝇等昆虫形状的物体。
（6）而这种方向与太阳的位置有确定的关系，所以蜜蜂能够随时辨别太阳的方位。
提示：①\"信息\"，是指眼睛把外界光的刺激，转换成符号。由于来自外界的刺激，所以符号是预先所不知道的。②\"信号\"，这里指传递外界刺激的电波。③\"功能\"，指眼睛所发挥的作用。④\"机能\"，指眼睛本身的作用和活动能力。⑤\"识别\"，指从不同的物体中，确认出所要找的事物。⑥\"辨别\"辨认出。
注：培养学生在具体的语境中理解词义的能力。如\"信息\"，词典的解释是\"信息论中指用符号传送的报道\"，在①句中不能生硬搬用，抽取\"用符号传送\"这一要点，结合句中\"加工\"一词，改作（把外界光的刺激）\"转换成符号\"，学生便容易理解。
（二）教学课文。
1．齐读第1自然段，然后指名回答问题。 （1）这段话是围绕哪个词语来写的？ 提示：\"重要感觉器官\"。 （2）为什么说它\"重要\"呢？
提示：比其他感觉器官多得多，有些还是其他器官所不能获得的，有百分之九十以上的信息来自眼睛。 （3）这是什么语段？运用了什么说明方法？为什么要用这种说明方法？
提示：这是解证关系的语段，后面两句是具体说明第一句的，运用了\"列数字\"的说明方法，有很强的说服力。此外，这段概括地介绍了眼睛的作用，是\"综合\"写法。
2．指名朗读第2自然段。其余同学边听边思考下列问题，然后讨论。 （1）这一段是怎样介绍眼睛的基本功能的？
提示：先运用\"综合\"的方法，总的说明眼睛的功能，然后用\"分析\"的方法，按先后顺序说明为什么眼睛有这种功能。
（2）按思考过程来看，一般是先分析，后综合，可是\"再经过大脑的综合分析\"，这一句却把二者的次序调换了，你怎么理解？
提示：这句话说的不是\"思维过程\"，而是对信号的处理过程。是把源源而来的信号加以处理（综合），然后再加以区别、分类（分析）。 3．教师范读第
1、
2、3段，每读一段，由学生归纳一段的段意，最后归纳第一部分的意思。板书：第一部分： ①眼睛的重要作用。 ②眼睛的基本功能。 ③眼睛在仿生学的意义。
讨论：本文的题目是《眼睛与仿生学》，从扣题来看，对并列短语作题目的文章，应着重介绍两者的情况，现在只介绍\"眼睛\"，却不介绍\"仿生学\"。作者为什么要这样写呢？
提示：\"仿生学\"\"属于一门新兴边缘科学\"，要具体介绍并让读者懂得、理解，不是三言两语便成的，如果过多介绍它，必然使文章又冗长又枯燥。文章并非没有扣题，第3段的末尾两句其实已扣\"仿生学\"的范畴，不过不用\"仿生学\"这一术语罢了。这样处理，第
一、第二部分衔接自然得多了。
4．学生复述第4～14段。
提示：要求学生把眼睛的功能和研究成功或正在研究的新科学技术准确地复述出来。 5．教师把〔思考和练习〕二的1～4题用投影胶片或小黑板显示出来，要求学生在黑板上完成，不能看书，可根据\"复述\"时的领会做。做完后再打开书，对照检查。
6．齐读第
4、5段。讨论下面问题： （1）照相机的发明算不算仿生学的内容？
提示：不算。理由是：\"（人眼）跟照相机只是把外界景物的图像映在照相软片上不同。\"也就是说，照相机并没有从人眼的\"功能有特殊的地方\"（见第3段）得到启示去研制出来。 （2）文章用照相机这一事物有什么作用？
提示：先点明人眼与照相机在光学系统上类似，是类比说明，点明两者有可比的条件。用照相机主要是说明人眼和它不同，是比较说明。 （3）又说人眼与照相机相类似，又说人眼与照相机不同，这不是矛盾吗？
提示：人眼与照相机在光学系统上相似，但人眼的视网膜与照相机的软片功能不同。照相机的软片只能把像录下来，而人眼的视网膜却能进行信息加工。 板书：
人眼 对图像进行信息加工
教师点明：这就是人眼的功能特殊之处。
（4）这种信息加工原理对\"仿生学\"有什么启示呢？齐读：\"对于改进某些机器的输入装置和自动控制系统的传送器，研制新型跟踪和发现系统，都具有十分重要的参考价值。\" 板书（接上段的板书）：
人眼 对图像进行信息加工 对于改进输入装置和自动控制系统的传送器，研制跟踪和发现系统有十分重要的参考价值。--说明了人眼与仿生学的关系。
（5）提问：人眼还有什么功能特殊的地方？
提示：可以对比周围的景物，使人感知自身的运动和位置状态，确定物体的距离、形状和相对大小。
7．齐读第6～第8段，然后讨论下列问题： （1）蛙眼的功能特殊的地方是什么？
提示：\"对运动的物体简直是\'明察秋毫\'，而对静止不动的物体却\'视而不见\'。\" （2）上面这句话所用的说明方法是什么？ A比较 B分类 C引用 D打比方
（3）对\"就是靠这套本领，青蛙才能准确地捕食物和逃避敌害，在地球上生存了二百万年之久\"一句的理解，正确的一项是： A．用具体数字说明青蛙生存时间的长久。 B．运用列数字的说明方法，说明青蛙眼睛的特殊功能。 C．运用列数字的说明方法，说明青蛙的眼睛的重大作用。 D．以青蛙生活年代的久远，说明青蛙眼睛机能的优异。
提示：答案是D。A强调\"生存时间的久远\"，不是本文说明的内容。B说\"运用列数字的说明方法\"来说明蛙眼的特殊功能，也不恰当。C同B一样\"运用列数字的说明方法\"来说明蛙眼，是不恰当的，这也不是说明蛙眼的作用。
（4）蛙眼在仿生学上有什么启示？
提示：用到雷达系统，可以准确地把预定要搜索的目标同其他物体分开，同背景分开，提高雷达系统的抗干扰能力，还可把真假导弹区分开来。
（5）人眼和蛙眼的结构一样，为什么先讲人眼再讲蛙眼，而不先讲蛙眼再讲人眼呢？
A．因为\"人为万物之灵\"，按先主要后次要来选材、组材。
B．因为人们对照相机比较熟悉，而看过科教片《保护青蛙》的人不多。
C．因为人眼是人们最熟悉、印象最深的，读者易于理解。 D．这样能由浅入深地说明事物，又符合人们的认识规律。
提示：答案为C。主要是因人们对自己的眼睛较熟悉，易于理解。作者这样选材，符合人们认识事物先认识熟悉的，而后认识陌生的这样的规律，但这不是由浅入深的规律，因为人眼与蛙眼，无所谓谁浅谁深的问题。A、B离开说明对象的本质，泛泛而谈。 板书：
8．指定三名学生分读\"人眼\"、\"蛙眼\"和\"鹰眼\"中有关功能的部分，其余学生边听边思考，参照说明功能的构思示意表理解。（见下表） 类别 引入的方式 功能的说明 人眼 照相机--同中求异
鹰眼 人眼遇到的难题 视野广阔 蛙眼 看科教片--机能优异
从表中可看出：说明相同的内容（眼睛的功能特点），运用了不同的写法，因而文章显得生动活泼，枯燥的说明文也能使人读出滋味来。应注意学习这样的手法，写好说明文。
从表中还可看出：并列说明对象的横式结构，不用作者特意说明，读者将会把它们的内容加以比较，加深印象。 9．讨论：鹰眼功能特征的说明，用了什么说明方法？作用是什么？对仿生学有什么启示？
提示：①比较说明方法；②举数字说明方法；更好地理解鹰眼功能；借助鹰眼功能的启示，解决人眼所不能解决的难题。虽然\"电子鹰眼\"和\"鹰眼系统\"还是在受到启示阶段，但已给问题的解决带来了希望。 10．提问：第10段开头的那句话，在文章中起什么作用？
提示：起承上启下的作用：即由对\"一般眼睛\"的说明转入到对\"复眼\"的说明，它概括了第10～14段的内容。
11．指名学生朗读第10段，其余同学留心听。然后用投影胶片或小黑板显示：
__________________因此，复眼已成为人们极感兴趣的研究对象，给了人们种种有益的启示。
问：空缺处应选用下面的哪一项呢？
A．复眼跟人眼、蛙眼、鹰眼的结构不同。 B．复眼构造精巧，功能奇异。
C．复眼是由几千至几万个独立小眼构成的。 D．由于复眼的每个小眼都能看到东西。
提示：答案为B。本文的思路是：抓住对人和各种动物眼睛的构造与功能的介绍谈它们对仿生学的启示。只有B这一项符合。
12．用投影胶片（或小黑板）显示\"象鼻虫根据各个小眼看到同一个物体的时间差以及自身在此期间飞过的距离，可以很快地\'计算\'出它相对于地面的飞行速度\"。要求学生不看书，对这句话提出问题，并加以讨论。
可能提出的问题有：
①\"计算\"这个词语为什么要加引号？
②象鼻虫各个小眼为什么不是同时看到同一个物体的？ ③\"相对于地面\"中的\"相对\"是什么意思？
让学生翻开书本，他们马上可解决第2题\"它的眼睛是复眼，呈半球形，许多小眼排列在曲面上。\"教师指出，这说明象鼻虫复眼构造的精巧。
对第1题的解释是：作者为了说明象鼻虫复眼功能的奇异，有意用了拟人手法，这样才容易把功能特性给仿生学的启示通俗易懂地介绍出来，对第3题，则可解释为\"以（地面）作标准而变化\"。
13．提问：蜻蜓和苍蝇的复眼有什么功能？根据这一种功能研制出什么仪器？
提示：\"这种复眼的角膜是由许许多多个六角形的小眼角膜排列构成的\"，只放一个目标在角膜前，但\"通过角膜却可以看到许许多多\"相同的像。制成了复眼透镜。
14．结合〔思考与练习〕一，谈谈本文说明事物用综合说明与分析说明的情况。
提示：本文第一部分说明眼睛的重要，它的作用和它与仿生学的关系，是综合说明。第二部分是按横向排列，分别介绍六种眼睛的情况，和与仿生学的关系，是分析说明。第三部分则是综合全文内容，在读者已有大量感性认识的情况下，提高到理性认识的高度，这又是综合说明。
在分析每一类眼睛的情况时，也是有分析，有综合的。如\"人眼\"，先分析人眼与照相机的情况，然后综合出人眼的特点；又如，先对蜻蜓的眼睛进行由表及里的分析，再综合出复眼的定义。
分析说明，能使读者对被说明的事物的性质、状态、原由、作用等有一个比较具体、深刻的了解。综合说明，是在分析说明的基础上进行归纳、小结，使分析说明的内容抽象化，使读者对被说明的事物有一个较完整的、较准确的认识。当然先分析、后综合或先综合、后分析都可以，反正互相配合使用便是。
第19篇：基于仿生学的产品设计应用研究论文[材料]
一、仿生学与仿生设计
仿生学是模仿生物特殊本领的一门科学，仿生学一词来自于希腊语“Bio”，代表“生命”，同时词尾“nic”代表“具有……的性质”。同时笔者认为“仿生学学科领域是研究以具有生物系统特征的方式、以类似于生物系统方式或者是以模仿生物系统的系统性科学”。仿生学是一门现代才兴起的跨领域科学，他最早出现在20世纪60年代。但是在后面的极长的时间里，人类产生了大量出色的仿生设计。本文将选取一些汽车设计与灯具设计的实际案例进行分析，它们都反映了产品设计世界中富多彩的仿生设计产品。
同时仿生学界也有一种观点“自然系统已经产生大量的具有创意和实用性的解决方案，而且可以给人类带来灵感，帮助人类在气候控制、食品科学领域进行大量的社会性创新”。然而，回望过去的设计历史，从新艺术运动到流线型运动，设计领域虽然有大量的模仿自然世界的系统论和产品，但是仍然紧紧是在模仿自然世界对象的表面意象，对人类世界的产品和艺术形态进行美化和雕琢。作为现代工业设计的代表性行业之一，汽车设计和灯具设计行业始终徘徊在炫目的形态游戏与表象的仿生学边缘。
二、仿生学在产品设计中的应用实例和分析
（一）仿生学在汽车设计中的应用
在汽车设计中，仿生学是一种有历史意义的设计方法之一，它的应用角度一直在企业界和学术界产生极大的讨论和关注。汽车设计在刚刚出现的时候，以对汽车车身进行差异化的装饰和包装，追求商业上的眼前利益。然而随着汽车产生的进一步发展，汽车给人类所在的生存环境带来很多消极的因素：能源危机、大气污染、城市堵塞等。这些负面现象使得设计界对汽车仿生造型设计的设计方法论进行研究和讨论。
目前汽车设计依然在模仿自然界生命的意象形态。在修辞学方面，人造产品是由特征、原理、情绪三种系统性科学论据组成的，在对象外部形态体现了汽车产品的表面特征。作为“自然界的翻译者”的著名产品设计师路易吉·科拉尼，参考自身对于自然世界的独到见解，运用曲线模拟自然界生命意象，设计出历史性的生物意象形态，进一步将它用到汽车设计中。
在设计界，甲壳虫汽车在模拟自然系统生命对象的设计论中当属最典型的案例。著名设计研究者帕帕奈克在情感化设计与仿生学理论的基础上对甲壳虫汽车的造型设计进行了评论。他论述说：较小的生命形态特征让人觉得需要呗保护和温暖，并且将这种造型特征在汽车设计中应用，可以让大家获得对这辆车的情感化认知。甲壳虫的造型设计为汽车带来了独特的特征和味道，而且让设计说话，带给大家充实而生动的情感体验。
仿生设计不仅在产品造型的角度发挥巨大价值，同时也关联产品和服务构成强大的生态系统，能将全方位可持续的体验带给消费者。奔驰公司在进行可持续未来汽车产品设计的时候，运用仿生设计的系统论保证了汽车在能耗、安全性、低阻力等方面的优势，并且在汽车从设计、生产、驾驶、维护、废物销毁、再循环使用的全生命周期都进行仿生设计研究，力图打造汽车生态系统。该公司的所有设计师都从自然界生物的流体力学研究出发，不断从植物和动物身上获取灵感，最后发觉出提升汽车整体架构强度、降低成本消耗、极大降低能耗和风阻的系统性设计方法，而且使用计算机设计软件对整体形态造型进行计算，这样就保证汽车在进行测试阶段非常安全，同时汽车也获得了极大的轻量化设计。最近几年，奔驰汽车不断将自身的跨学科研究结晶向更高的领域推进，他们研发的BIOME汽车现在可以从自然系统设计中脱离出来，研发人员在经过深入研究后，使用最先进的能源技术将汽车减轻到不可思议的地步，而且在成为废品后可以自动降解，形成极大的再循环，而且汽车还是用太阳能这一无限循环资源对传统能源进行替代，在环境友好方面又迈进了一大步。
（二）仿生学在灯具设计中的应用
在灯具设计中，仿生学也可以产生巨大的作用，在结构仿生设计角度看，我们可以发现力学机构可以模拟自然生物的身体全部分，包括植物的叶子、茎部、根与动物的骨骼等部分。
设计师JohnWischhusen通过仿照人的骨骼设计的一个灯具，至今让人回味无穷，感慨设计师强大的洞察力和勇气，让世人感受仿生设计带给大家生活的独特魅力和审美品位。
还有的灯具设计借鉴蜂巢的六角形排布结构设计，利用其稳定、节省原料、高强度等特点。而且设计师使用蜂巢结构设计为产品带来很多优点，诸如隔音隔热、重量轻等等，在各大交通器设计领域都经常运用。
在仿生形态趣味性方面，本身仿生的形态来自自然界，具有一定的趣味性，将他们运用到产品设计中，带给大家可爱、温暖、自然的全方位感觉。比如著名的蜜蜂台灯设计，他的反光板运营蜜蜂翅膀的形态，灯泡运用蜜蜂头部的形态，支撑结构的造型来源于蜜蜂的脚形态，整个台灯的设计完全模拟了一只休息的蜜蜂，非常传神和有趣。
三、仿生设计的未来展望
仿生设计强调跨领域、独创性、边缘化，不管仿生设计的理论、内容、方法的发展，这些特征都是表现的很明显。
（一）技术与艺术的齐头并进
仿生设计用句古话说就是为了活着而设计，它是一种人类将科技和艺术结合产生的造物方式。虽然这种生存理念被束缚在生命繁衍和延续的理性层面，但是这种生活方式却是人类现代文明的基础。
近现代仿生设计在世界经济、文化、生产的大背景下，依靠现代先进的技术和设计，在社会完成现代化的同时，依靠自身的思想的绽放和启蒙，会产生出大量的造物和思想意识的变革。里面混杂了科技是一切的实用意识形态，也有人本思想的人性化意识形态，而且他们总是各自在自身的领域发展着，不相互合作、欣赏，让技术和艺术产生了巨大的分离，整个进程缺乏前进的动力和欲望，降低了前进的脚步，最后仅仅是为商业服务做出自己的微弱贡献。
将来的仿生设计肯定会将技术与艺术齐头并进发展，会更多的追求先进技术、情感化的全方位发展，在实用价值、情感价值等多角度发挥巨大的作用，让设计们更多的探求这种技术与艺术结合的可行性方案。
（二）实践应用和科学研究并行系统化发展
仿生设计的科学研究与实践应用，不仅要依靠同仿生学相关的电子、信息、物理、化学等科学的系统性科学理论支持，而且也要获得感性工学、科学艺术甚至到达哲学层面的学科支持。例如“基于蚁群算法的产品服务系统规划分析”、“基于进化算法的仿生造型基因进化”、“进化算法在产品创新设计的应用”、“簇群空间和新陈代谢仿生设计”等课题都是现代仿生设计中关于仿生过程算法、仿生结构算法（神经网络）、仿生行为算法（群体智能）等仿生智能计算方法的应用研究。
未来的科学研究与理论实践定会形成从理念、到数据、再到方法论、最后到目标等方面的有机仿生系统，这个系统由大量的元素有机组成，而系统本身也属于一个大的宏观思维下的系统。以后的仿生设计不会仅仅是关注几个单体设计元素和理念，更加注重与系统性的整合。该系统通过进行基础性科学研究，注重仿生设计元素和相关元素的系统性研究，必将仿生设计理论推动到更高的战略发展层面。
（三）以持续发展和社会和谐为目标
仿生设计通常以研究自然生态为对象和目标，强调对自然世界整体趋势和变化的把握，注重对自然生物与其关系的研究，从物质到非物质、复杂到简单、高端到低端等不同层次的系统研究，同时也包含着在跨学科基础上的多样性多层次研究，这样的目标是建立一个人和自然共同工作的系统。但是人和自然的工作方式不是独立和封闭的，而是沟通顺畅、融合的、交叉的、开放的系统，这样才能谋求在未来获得持续发展和社会整体和谐。人类在接近自然系统的同时，给大自然提供一定的保护。未来的仿生设计必将是从以人为本的设计转化为以自然为本的设计理念，进行可持续发展的设计，从战略层面保护大自然生态系统的完整和健康，以人类和自然和谐共存为目标准则，造出一种更加自然和随性的选择境界，挖掘出任何自然和谐共存，可持续发展的道路和方法。
综上所述，仿生设计以其特有的设计思想、理念和方法，把个体系统的需要放到整体系统中衡量，用符合生态学的环境科学原理的观念去指导行动，将不断去探索人与自然的关系，
寻求技术与自然、人类的协同一致，试图预见并创造更高层次的人——自然——社会环境系统，这是现代仿生设计发展的趋势和理想目标，也是整个人类社会发展的追求。未来的仿生设计将渗透到人类社会生活的各个层面，对人类现在及未来的生活方式、价值观念产生影响，参与到人和自然的共生与持续发展这个哲学命题的认识和反思中去。
参考文献：
[1]姜娜，杨君顺.仿生在产品造型设计中的应用[ J ].包装工程，2006， 27 （12） ： 306 - 312.
[2]刘青春，何霞.产品仿生设计探究[ J ].包装工程， 2006， 27 （ 4 ） ： 194 - 196.
[3] 王元建.论现代设计文化及其兼容性[ J ].装饰， 2006， （18） ： 13.
[4]陈汗青，曹亚丽.解读设计符号语言及其本土文化内涵[J].装饰， 2005， （12） ： 7.
第20篇：随想 商业仿生学繁殖策略_何伟照
随想 商业仿生学(1)-繁殖策略
文：何伟照（乌龙凉茶）
前言：
现在人类历史，不过一万年，而地球上的生命，却已经历过5次生物大秘诀，优胜劣汰，适者生存，乃大自然的绝对定理。人类商业从属于人类的文明，人类的文明却从属于人类的进化，而人类的进化只是大自然的其中一环。跟大自然学亿万年的进化史，有利于我们重新审视现在商业的进化，而对我们的商业策略有更多参考意义。
繁殖，是生物生命演变最重要的一环。所有的物种，都是通过繁殖来实现物种的延续和进化。我们先过来看看地球生物的繁殖种类：无性繁殖，有性繁殖，和混合性繁殖。
无性繁殖，是指不经生殖细胞结合的受精过程，由母体的一部分直接产生子代的繁殖方法。自然界很多低等生物都用这种方式，比如细菌，病毒等。其好处是能保留优秀的个体品质，坏处是变异太少，一旦赖以生存的环境改变，物种将很难生存。
在澳大利亚的昆士兰州有一种壁虎，其种群中不曾发现过一个雄性，雌性不需要精子来受精，它们的卵在预定的时间分裂，然后便长成一只小壁虎，而所有以这种方式产生的壁虎都是雌性。
无性繁殖具有很多优点：风险小，划算，可以预测等等。如果这样一只壁虎，被流放到一个与世隔绝的小岛，在缺乏天敌的情况，短时间内，壁虎就可以利用无性繁殖的优点，而迅速覆盖这个小岛的每个角落。
现在很多连锁店，也是采用这种模式来进行扩张，典型案例有：麦当劳，肯德基，沃尔玛，无论是管理基因，还是选址的定位等，都来自总店的统一策略，分店只能在有限的范围内进行微调，这样的管理成本也可以尽量地压低。
高管层的合理决策可以最快程度地复制到每一家分店。这样，分店只要做好最基本的管理和严格执行上级的任务，就不需要担心竞争对手的攻击。
但是，貌似完美的管理体系，风险在于一但环境被割裂，或者高管层的决策失败，或者管理人员跟不上，就会造成严重的骨牌效应。
具体案例：中国式连锁快餐：红高粱；掉渣烧饼。
红高粱失败在于区域市场还没有做做深做透的情况下，贸然扩大自己分店的范围和数量，人力管理跟不上，导致现金流缺失而倒塌。
掉渣烧饼，虽然是采用连锁加盟的方式来操作，但是加盟门槛太低，导致管理体系对终端门店没有控制力。缺乏核心技术竞争力，盈利产品过于单一，在06年中，在网上居然可以38元购买掉渣烧饼的制作技术，半价出售制作设备。
非典型案例：
RNA病毒，也是属于无性繁殖的种类，由于繁殖是复制的形式，只要环境适合，在短时间内就可以直接增殖到到某种垄断的程度。如果环境变异，也可以直接通过在RNA在繁殖过程中的出错来导致短时间内的变异（只适用于微小型企业），变异的品种可以继续留下来繁殖，但是由于缺乏统一的智能管理体系，每一个个体都是盲目地发展，导致了病毒的繁殖模式，只能应用在小作坊的范畴上，不能形成巨大的统治势力，却对环境和宿主造成不可挽回的伤害。具体案例：温州各地小型的皮鞋厂，干奶片。
RNA病毒的商业模式，就是简单的复制，巨大破坏性的跟风体系，一旦市场上有成功的商业案例，就会有大量的模拟产品出现。例如之前风行全国南北的干奶片，由于没有什么技术门槛，专业化程度低，成本也很低，只要有奶粉就可以压制。无论大小厂，无论是不是做奶业的，都过来开发类似这样的产品。一时间全国各地，都冒出来几百个品牌的干奶片，真货假货，鱼龙混迹，而在传媒上屡屡曝光的假冒劣质产品以及奶片商的虚假广告也在消磨消费者对奶片的信心。这么好的一个产品，就这样死掉了。具体的情况，请读者自己到商店或者是小卖部，看看能不能买到奶片。
跟我们互动电视领域密切相关的案例有移动电话上的SP，电视短信游戏等，是因为刚发现了一片蓝海，政府却缺少监管，sp们的第一桶金掘得太容易了，
没有什么技术门槛，成本低，造成了大量SP的快速进入，没有自律控制体系，违规操作开始，影响到民生社会问题，政府开始重视，接着就是sp大屠杀了。
是不是跟我们平常的感冒病毒中招以及我们如何处理感冒的情况很相像呢？
有性繁殖，可以比做买彩票：无性繁殖是一注买100张号码相同的，有性繁殖则相当于一注买50张号码各不一样的。无性的物种可以达到100%的传递率，如同不断购买相同的号码，总有一次会碰上好运气；而一旦碰上，100张彩票全部中奖。可是，环境的变迁绝少重复，至少白垩纪不复再现。无性繁殖等于继续购买已经被废止了的号，这样一来，反倒是有性繁殖的中奖几率更大。
性，为生物体引入了变异，并清除有害的突变；而变异又使生命能够响应环境的变化。尽管无性物种依然存在，例如一些昆虫、蜥蜴和某些植物，但就整个生物界来看，有性物种的数量要多得多。
最典型的案例就是人类，虽然有不少运气的机遇成分存在（例如造成恐龙灭绝的陨石撞击等，估计，如果没有这么多的偶然出现，人类的祖先还是会窝在恐龙统治的世界中），才造就了人类作为地球上的唯一智慧生命体。一旦有机会出现，有性繁殖的进化特点，就可以产生更多的随机突变个体去适应环境的变化。
有性繁殖的策略，突出了适应多变环境的变异进化，但是就付出了在相同个体的前提下，时间和繁殖需求个体比无性繁殖多一倍的代价。
采用企业并购方式或者合资公司的方式来运作的很多项目，其实就是属于有性繁殖。
最突出的案例，就是外资汽车公司，在中国都与当地的汽车公司成立了合资子公司，利用地方公司的优势资源来进行利润的获取。通常是中资出人力和厂房，外资出技术和资本，互补的关系，可以最大程度地利用双方的优势去进行市场拓展。一方面，外资获得了中国廉价的劳动力和中国庞大的市场；另外一方面，中国也得到了外国的汽车生产线和若干的技术专利，也就是中国改革开放最常用到的一招，用中国市场换外国技术。
当然，不是说这样的进化体系在现有的商业环境中一定会成功，而是说合资厂是双方基因（资本）融合和互补的成果，当中也会有很多结合基因后的变异品
种不能适合生存环境的情况（失败案例），例如TCL收购阿尔卡特的手机部门，本来是想获取阿尔卡特优秀的手机制作基因，可惜事与愿违，搞到自己消化不良，高管层大换血，股票狂跌。而联想兼并IBM个人电脑产业的案例，本来就是蛇吞象的大胆作为，从现在的情况来看，联想这条大蛇已经消化得差不多，平滑过渡。
我们在看看看混合繁殖：水螅繁殖策略。
春、秋营养充足时多进行出芽生殖（无性生殖），可以最快地利用每个个体来产生子代，覆盖目标市场。而在生存环境恶劣，天气较冷或食物少时进行有性生殖。有性生殖是精卵结合。大多数水螅种类为雌雄异体，少数为雌雄同体。生殖腺是由外胚层的间细胞分化形成的临时性结构，成熟的精子，出精巢后，游近卵子与之受精，受精卵从母体上脱落下来，沉入水底，渡过严冬或干旱等条件，至春季或环境好转时，胚胎完成其发育。壳破裂，胚胎逸出，发育成小水螅。
在地球上生物进化的30余亿年中，前20余亿年生命停留在无性繁殖阶段，进化缓慢，后10亿年左右，开始进入有性繁殖阶段，进化速度明显加快。
反观我们现在互动电视市场，结合地球的进化史，也可以采用水螅的繁殖拓展策略。
在没有太多天敌的创世纪环境中，我们可以无性繁殖尽量多的子代企业来覆盖每一个目标市场，这样做的管理成本和决策成本是最少的。当然，子代企业未必会完全适合当地的情况，但是市场覆盖率，或者叫圈地运动，是需要在还没有竞争太大的情况下，先开始做的。例如分众传媒，基本覆盖了全国大城市的高阶层楼房。就有筹码在手，可以上市了。
当环境开始变化，竞争加剧的时候，就需要采用有性繁殖的方式，来结合地方性的资本基因，去牢牢捆绑和深耕细作地方市场，利用地方性资本的优势，可以最大程度地降低共同的风险。
当然，地方性的合资企业，需要有更多成功存活的范本项目存在，就需要更多的地方性合资子代项目公司去进行进化和项目淘汰。例如第一代子代地方公司，可以跟更多当地的优势公司进行项目合股的方式去操作更多的项目，目的只有一个：适应当地环境，并存活下来。
例如地方性的子代运营公司，除了接受总公司全国性的广告资源，地方性的优势广告公司，也可以介入过来，进行项目捆绑或者资本上的捆绑。
