拜生物为师：仿生学方法

发布时间： 2018-10-12 4170

1．基本原理

   通过模拟生物的结构或功能原理而导致发明创造的途径称为仿生学方法。今天，仿生学已成为现代技术发明的重要途径之一。生物原型成为现代发明的源泉。

仿生法启示来自生物圈，注意观察才能学会仿生。

2．主要途径

   向生物索取技术原理，不仅具有令人陶醉和神往的光辉前景，而且所涉猎的内容也相当广泛，事实上，人类从仿生学的角度所作发明的例子是很多的。例如从鸟类想到飞机。从蝙蝠想到雷达、从犰狳想到坦克、从石龙子想到伪装色、从飞鼠想到降落伞等等。根据仿生学的研究成果，向生物索取技术原理大致有如下几个方面：

（1）信息仿生

   主要是通过研究、模拟生物的感觉（包括视觉、听觉、嗅觉、触觉）、智能以及信息贮存、提取、传输等方面的机理，构思和研制新的信息系统。

（2）控制仿生

   主要通过研究模拟生物的体内稳态（反馈调节）、运动控制、动物的定向与导航、生态系统的涨落及人机系统的功能原理，来构思和研制新的控制系统。例如，人们根据蜜蜂的复眼能构利用偏振光的原理导航，发明了用于航空和航海的非磁性"偏光天文罗盘"。这种罗盘对于不能使用磁罗盘的高纬度地区，显示出极大的优越性。

（3）力学仿生

   主要通过研究模拟生物的机械原理以及结构力学和流体力学的原理，构思和研究新的系统。例如，人们根据鱼类、鸟类的身体形状的流体力学特性，研制了各种各样的船舶和空间飞行物；根据蛋壳、乌龟壳、贝壳等弯曲表面，发明了建筑物上薄壳结构。

（4）化学仿生

   主要是通过研究模拟生物酶的催化作用、生物的化学合成，能量转换等，来构思高效催化剂等化学产品、化学工艺以及新材料、新能源等。例如，人们为宇宙飞船设计的所谓"宇宙绿洲"----生态循环系统，就是通过模拟生物"电池"、光合作用转换的原理以及自然生态系统所创造出的。

（5）技术仿生

   在隧道工程中曾广泛使用的"构盾施工法"也是以生物为师作出的发明。

（6）原理仿生

   苏联科学院动物研究所研制了各种地球上许多动物的运动后，模仿其运动原理设计研制了各种新颖的交通工具：按蜘蛛的爬行原理设计车军用越野车;根据蛇的爬行原理设计并改善了履带车的噪声;利用企鹅奔跑的原理设计了雪地汽车;甚至还准备参照袋鼠的运动方式来设计一种可以超越障碍的越野车。

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