仿生学的发展

奇异的仿生学•整理课件•1奇异的仿生学•整理课件•2前言•整理课件•3第一章

从模仿到创造•整理课件•4——仿生学的发展第一节仿生学的起源远古时代•整理课件•5先模仿蜘蛛和瓢虫滚动的启发发明轮网编网捕鱼；受果实子……生存——自卫——竞争仿生学的发展•整理课件•6工业时代的建筑结构；动物发明机器人； 模仿海豚发明潜艇……观察——灵感——模仿仿生学的发展信息时代•整理课件•7息传感……分析——启示——设计仿生学的发展知识时代•整理课件•8知; 模仿……………模仿——制造——创新第二节仿生学的诞生•整理课件•9生物学、物理学、生物化学、控制论工程等学科相互关联、相互渗透，使仿生学上升到新的层次。仿生学的定义性质

的）合成的，他认为：仿生学是研究模仿生物系统方式，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的系统科学。一般认为，1960年全美召开的第一届仿生学讨论会是仿生学诞生的标志。仿生学标志•整理课件•10仿生学的定义•整理课件•11仿生学可以定义为：研究生物系统的结构、性状、原理、行为以及相互作用，从而为工程技术提供新的设计思想、工作 原理和系统构成的技术科学。仿生学需要生命科学、物质科学、信息科学、脑与认知科学、工程技术、数学与力学以及系统科学的交叉。仿生学的应用可涉及所有技术领域和大多数应用领域。仿生学的含义•整理课件•12仿生学这门学科研究生物系统各种各样的特征（包括物质、能量、信息等），作为模拟对象逐步改善现代技术设备并创造新的工艺技术仿生学狭义的理解是：仿生学是研究生物接收、传递、加工信息的方法及其机制。作为模拟对象，设计各种各样自控机的科学。（10万种）个体、组、群整体、部分；组织、器官、系统•整理课件•13层次：有点用、线、面、体、组、群形体（形状、构形）形态（形貌）结构材料过程行为功能其它•14整理课件绘

画象形文字剑

鱼海

豚雕

刻体表：流线形•15整理课件人造盆景人造刻花雕

塑表面形态：非光滑、纹理•整理课件•16物理：异相耦合、同相结构材料组成（成分）、组织、结构（宏观、介观、微观）•整理课件•17向日葵地球进化长：生长（向日葵）•18生物进化整理课件主要以运动：有位移运动、无位移运动鱼鹰捕食蜂

群•19海豹躲在浮游生物群中整理课件复生物学：新陈代谢、光合作用、固氮荷叶自洁外墙漆植物的光合作用•20牛的新陈•整代理课谢件创造性地设计与营造仿生系统建造仿生工程•整理课件•21可供使用的物品。•整理课件•22求知欲、好奇心（事实）；事物变化规律的探索（规则）；新方法、新工具与新问题。•整理课件•23科学的目的是求知和求真。第三节仿生学与科技创新的关系科学与技术创新的动力与源泉技术的目的在于满足需求和市场的竞争。•整理课件•24其动力与源泉来自：新体系；源于对自然界生物结构、功能、行为以及相互作用的学习与模 仿；源于需求与市场竞争的推动。学习自然，运用规律——发明与创造科学与技术创新的动力与源泉科学与技术创新的动力与源泉•整理课件•25科学与技术固然性质与目标不同，但它们仍有共同和相关之处：都源于对自然和社会的认知和学习；科学与技术互为条件，互相促进；都受到社会需求、社会环境、社会文化的制约和推动。人的创造欲是科技创新的根本动力，自然和社会是我们认知和创新服务的对象，也是我们学习的最好老师。Drag

reduction

based

on

dermal

riblets

on

shark

skin.(Bechet

et

al.

1997)基于鲨鱼真皮肋间肌的减阻鲨鱼皮表面形态仿鲨鱼皮泳装近代几个对人类生活具有重要意义的仿生学成果•整理课件•26Toughceramicsbasedonmother-of-pearl.(Jacksonetal1997)基母于的珍硬珠质方陶面最瓷引人注目量的有机质

(一般少于5

)所构成的有机—无机复合材料，贝壳珍珠层的硬度是普通文石的2倍，韧性是后者的1000倍。•整理课件•27Fl基ight

于mecha昆nisms虫based飞on

in行sect

f的light飞.(Ell行ingto机n

199制9)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。•整理课件•28Extrusion

technology

based

on

the

spinneret

of

the

spider(Knight

&

Vollrath

1999)基喷于丝蜘头蛛的挤出技术蜘蛛丝纤维与强度最高的碳纤维及高强纤维等强度相接近，但它的韧性明显优于高强纤维。•整理课件•29Self-cleaning

surface

based

on

the

surface

of

the

lotus

leaf.(Barthlott

&

Neinhuis1999)建立在荷叶表面的自清洁表面•整理课件•30仿生学的前沿也伴随着科技发展与经济社会的发展而

发展；•整