仿生学应用综述

仿生学应用综述

仿生学是一门既古老又年轻的学科。人们研究生物体结构与功能的工作原理，并根据这些原理发明出新的设备和工具，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术。某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受（感觉功能）、信息传递（神经功能）、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。

仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。

仿生学在很多方面都有应用，对当今的科学技术发展提供了源源不断的动力。以下就是一些精彩的案例。

我们学校以纺织专业著称，而一种好的纺织材料是大家都追求的。在这方面，科学家也进行过研究。比如，

蜘蛛丝仿生材料概述及应用

采用仿生学原理, 设计、合成并制备新型仿生材料是近年来快速发展的研究领域.天然蜘蛛丝是一种生物蛋白弹性体纤维, 具有高比强度(约为钢铁的5倍)、优异弹性(约为芳纶的10倍)和坚韧性(断裂能为所有纤维中最高), 为自然界产生最好的结构和功能材料之一, 它在航空航天、军事、建筑及医学等领域表

现出广阔应用前景.受自然界蜘蛛丝启发, 天然蜘蛛丝仿生材料

的研究迎来了机遇, 同时也给人们展示了许多新颖的仿生设计

方法。1.材料学院无机非1302班武艳琪1310220226。

生活中一些微不足道的事物也会成为仿生学的应用。比如小小的苍蝇。苍蝇为人类做出了的伟大的贡献。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。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置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2. 39

机械工程1308 詹康睿1310310602。

可见，无论是什么样的东西，只要善于发现，就有价值。

我所学的专业为材料科学与工程，而仿生学在新型材料领域就有着广泛的应用。人类探索自然的历程经历了数千年, 然而至今仍然不能对生命的运作施加任何控制。人体内的细胞按照遗传既定的程序运做着。这种自发性从6 亿年前的单细胞组合开始, 造就了海藻、水母、昆虫、鸟兽, 直至人类这样的多细胞生物体，生物化石等等。因而就激发了今天的人类仿造天然的灵感。材料科学技术与生物技术、信息技术和能源技术一起成为现代社会文明发展的四大支柱。从材料的角度来研究生物体的规律，进行仿生设计，为新材料的设计和制备开辟了新的途径。仿生材料的发展日新月异，它已成为生物科学、材料科学、医学、矿物学、化学等众多学科的研究热点，并在各领域取得了一定的进展。这一切充分说明仿生材料这门年轻学科正在成熟，其广阔的研究和应用前景不可估量。3. 刘明达化工1404班1411510408

飞行一直是人类的梦想，最初的飞行就源于仿生学。在经过无数次模仿鸟类的飞行失败后，人们通过不泄的努力，终于找到了鸟类能够飞行的原因：鸟的翅膀上弯下平，飞行时，上面的气流比下面的快，由此形成下面的压力比上面的大，于是翅膀就产生了垂直向上的升力，飞的越快，升力越大。19世纪末，内燃机的出现，给了人类有史以来一直梦寐以求的东西：翅膀。不用说这种翅膀是笨拙的、原始的和不可靠的，然而这却是使人类能随风伴鸟一起飞翔的翅膀。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。这两个人给他们的滑翔机装上翼梢副翼进行这些实验，由地面上的人用绳控制，使之能转动或弯翘。他们的第二个成功的实验是用操纵飞机后部一个可转动的方向舵来控制飞机的方向，通过方向舵使飞机向左或向右转弯。后来，随着飞机的不断发展，它们逐渐失去了原来那些笨重而难看的体形，它们变的更简单，更加实用。机身和单曲面机翼都呈现出象海贝、鱼和受波浪冲洗的石头所具有的自然线条。飞机的效率增加了，比以前飞的更快，飞的更高。而且人们也通过蜻蜓的飞行特征制造了直升机4.物联1501 段清州1511630102仿生学有着很多内容，现今发现的只是冰山一角我们要善于观察，勇于创新，争取在仿生学领域有所建树。

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仿生技术及其应用

仿生技术及其应用

一、仿生学的诞生 ?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。 ?简言之，仿生学就是模仿生物的科学

二、仿生技术发展 现代仿生学已经延伸到很多领域，它的发展需要生物学、物理学、化学、医学、数学、材料学、机械学、动力学、控制论、航空、航天和航海工程等众多学科领域工作者的合作；反过来，仿生学的发展叉可以推动这些学科的进步。自20世纪60年代初仿生学诞生以来，仿生技术已得到迅速发展，在军事、医学、工业、建筑业、信息产业等系统获得了广泛应用，如仿生技术已成功地应用于精密雷达、声纳、导弹制导、机器人等领域中。

三、仿生技术分类及主要研究内容 ?仿生技术归纳为：结构仿生、功能仿生、材料仿生、力学仿生、控制仿生等类别。 ?1、结构仿生 ?结构仿生(Bionic Structure)是通过研究生物肌体的构造，建造 ?类似生物体或其中一部分的机械装置，通过结构相似实现功能相近。 ?1．昆虫仿生：模仿昆虫独特的形体结构和运动方式。 ?2．蛇类仿生：模仿蛇类运动的高冗余自由度。 ?3．变形虫仿生：模仿变形虫形体的几何可变性和自重构。 ?4．人体仿生：模仿人体的高度灵活性和功能复杂性。

仿生学论文综述

仿生学论文 10级生物科学 1009210117 张荣华

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，强化了自身许多优异的结构和特殊功能。人们模仿生物界的这些结构特征,将它们应用于自身的斗争,即军事斗争中。利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学。解决在日常的生产生活中遇到的问题，制造多种探测、斗争武器。 关键词：生物结构特殊功能实践运用军事

一.仿生学简介 仿生学（bionices）在具有生命之意的希腊语言bion上，加上有工程技术涵义的ices而组成的词语。大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受（感觉功能）、信息传递（神经功能）、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子，如将海豚的体形或皮肤结构（游泳时能使身体表面不产生紊流）应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。 1.历史由来自古以来，自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程，使 它们能适应环境的变化，从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言，在长期的生产实践中，促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。因此，人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具，从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上，而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物，通过创造性的劳动增加自己的本领。 鱼儿在水中有自由来去的本领，人们就模仿鱼类的形体造船，以木桨仿鳍。相传早在大禹时期，我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯，他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成橹和舵，增加了船的动力，掌握了使船转弯的手段。这样，即使在波涛滚滚的江河中，人们也能让船只航行自如。鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之，三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前，意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖，研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机，这是世界上第一架人造飞行器。 2.研究方法仿生学是生物学、数学和工程技术学互相渗透而结合成的一门新兴的边缘科学。第一届仿生学会议为仿生学确定了一个有趣而形象的标志：一个巨大的积分符号，把解剖刀和电烙铁“积分”在一起。这个符号的含

仿生学应用综述

仿生学应用综述 仿生学是一门既古老又年轻的学科。人们研究生物体结构与功能的工作原理，并根据这些原理发明出新的设备和工具，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术。某些生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受（感觉功能）、信息传递（神经功能）、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。 仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。 仿生学在很多方面都有应用，对当今的科学技术发展提供了源源不断的动力。以下就是一些精彩的案例。 我们学校以纺织专业著称，而一种好的纺织材料是大家都追求的。在这方面，科学家也进行过研究。比如， 蜘蛛丝仿生材料概述及应用 采用仿生学原理, 设计、合成并制备新型仿生材料是近年来快速发展的研究领域.天然蜘蛛丝是一种生物蛋白弹性体纤维, 具有高比强度(约为钢铁的5倍)、优异弹性(约为芳纶的10倍)和坚韧性(断裂能为所有纤维中最高), 为自然界产生最好的结构和功能材料之一, 它在航空航天、军事、建筑及医学等领域表 现出广阔应用前景.受自然界蜘蛛丝启发, 天然蜘蛛丝仿生材料 的研究迎来了机遇, 同时也给人们展示了许多新颖的仿生设计

方法。1.材料学院无机非1302班武艳琪1310220226。 生活中一些微不足道的事物也会成为仿生学的应用。比如小小的苍蝇。苍蝇为人类做出了的伟大的贡献。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。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置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2. 39

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。

基于仿生学智能计算论文

基于仿生学的智能计算浅谈 摘要：本文介绍了仿生学智能计算的自然及数学原理，同时分析了基于仿生学的智能计算的几种经典的算法，最后就仿生学智能计算的发展方向提出了一点个人见解。 关键词：仿生；智能；算法；蚁群算法；遗传算法；人工神经网络 中图分类号：tp183 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 (2011) 22-0000-01 intelligent computing based on bionics zhang guangshun (school of information science,jiujiang university,jiujiang 332005,china) abstract:this paper describes bionics intelligent computing and mathematical principles of natural,simultaneous analysis of intelligence based on bionic algorithm for the calculation of several classic,and finally the development of intelligent computing the direction of bionics made a personal opinion. keywords:bionic;intelligent;algorithm;ant colony algorithm;genetic algorithm;artificial neural network 一、仿生学智能计算的原理 （一）自然原理。达尔文在进化论中提出，大自然中的生物“物

仿生学的发展及应用

仿生学的发展及应用 摘要：仿生学科的出现发展已经有将近60年的历史，在这期间仿生学得到了快速的发展，并对人类生活产生了各方面的影响。本文介绍了从古到今仿生学的发展历程及今后仿真学的发展趋势。并对不同领域内仿真学的应用做了简要的介绍和举例，从而更好的了解认识仿真学。 关键词：仿真学；发展；应用 引言 地球上的生物在经历了漫漫的进化之后，到现在人类已知的已经有170多万个物种，科学家推测世界上的物种大约在500-1000万种之间甚至更多。生物为了求得生存和发展，在进化中逐渐形成了各自适合自身的形态结构及生命系统等。不同的物种都各自有着自身的特点，人类在进化发展的过程中，对这些特点的应用就是仿生学最初的起源。自古以来，自然界就是人类各种科学技术原理、重大发明的源泉。在500万年的进化中，人类不断模仿自然，提升生产能力，才有现在人类社会的发展程度。而这种行为，在现代社会催生出了一门科学——仿生学。 仿生学是一门综合性的，由生命科学和工程技术相互结合而产生的新技术，在现代社会广泛应用于军事、医疗、工业和日常生活等多个领域。了解仿生学的发展过程，清楚仿生学在各个领域的具体应用，对于研究仿生技术，进一步促进仿生学的发展有着重要的意义。 仿生学诞生前的发展及应用 仿生学的发展可以追溯到人类文明的早期，人类文明的形成过程中不自觉的对仿生学的应用，这些应用仍旧停留在比较原始的阶段，由于环境的恶劣，人类不得不从自然界的其它生物及自然现象中学习从而保证自己的生存。因此，从远古时代起，人们实际上已经就已在从事仿生学的工作[1]。例如，人类现在仍在使用的工具：锯子，相传是中国古代的春秋战国时代，鲁班上山伐木途中，手指为锯齿草划破，从而受到启发，经反复实践，终于制成了人类史上第一架带有锯齿的木工锯[2]。古代人类就有着想要利用工具飞翔的期望，自古以来就有很多人模仿鸟类制作出许多“飞行器”，但是由于科学发展的程度不够，都没有成功。直到1903年12月17日，美国人莱特兄弟发明并成功试飞了人类历史上的第一台飞机。以上两个例子都是人类发展中仿生学的应用，然而这些发明等都只是科学史上各自独立的发展成

仿生学论文

仿生学论文 10级生物科学

1009210117 张荣华 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，强化了自身许多优异的结构和特殊功能。人们模仿生物界的这些结构特征,将它们应用于自身的斗争,即军事斗争中。利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学。解决在日常的生产生活中遇到的问题，制造多种探测、斗争武器。 关键词：生物结构特殊功能实践运用军事

一.仿生学简介 仿生学（bionices）在具有生命之意的希腊语言bion上，加上有工程技术涵义的ices而组成的词语。大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受（感觉功能）、信息传递（神经功能）、自动控制系统等，这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子，如将海豚的体形或皮肤结构（游泳时能使身体表面不产生紊流）应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。 1.历史由来自古以来，自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程，使 它们能适应环境的变化，从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言，在长期的生产实践中，促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。因此，人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具，从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上，而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物，通过创造性的劳动增加自己的本领。 鱼儿在水中有自由来去的本领，人们就模仿鱼类的形体造船，以木桨仿鳍。相传早在大禹时期，我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯，他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践，逐渐改成橹和舵，增加了船的动力，掌握了使船转弯的手段。这样，即使在波涛滚滚的江河中，人们也能让船只航行自如。鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之，三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前，意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖，研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机，这是世界上第一架人造飞行器。

仿生学导论论文

五种新型仿生学设计 一、类鲨鱼腮型百叶窗在高层建筑通风上的应用 随着科技的发展，人们物质生活水平和精神文明程度的提高，对建筑装饰、环境艺术的要求越来越高。建筑不再是单纯的砌墙物体，而是艺术与建筑物的结合。现代建筑装饰不仅对新建筑要求造型美观，功能齐全，对旧的建筑也要求通过装饰后，旧貌变新颜，这就给从事建筑装饰行业的人们带来了新的压力，同时也带来新的生机。 在进行外墙装饰工程时，针对如何解决建筑外墙上不协调的排风洞口，不美观的大小风机等问题，我们可以设计鲨鱼腮型百叶窗，将其巧妙地运用在外墙装饰中，解决外墙不美观的问题，也同时解决了室外空调风机外露积灰，室外排气扇难看的问题；给业主带来了好的环境，产生了节能效应。 图一：鲨鱼腮 大家知道，无论是老建筑，还是新建筑，只要外墙面上有不同规格的空调或换气扇悬挂在上面，上面的灰尘和污垢就会给建筑带来瑕疵。为了掩饰这些疵点，使用百叶窗是一种比较好的方法，它可以收到一石二鸟的效果。一方面，美化了建筑物，另一方面，可以更好地保护空调、排气扇等设备。 在百叶窗材料的选取上，可从服从装饰的整体需要出发，使用木制品、塑料制品、铝制品等。在式样的选取上，有以下几种式样可供参考。 方形百叶窗：在众多的方形吊顶或外墙板块组合中，方形非常协调，在一个大面积的外墙上，有节奏、有艺术性地点缀几个方形点，有时会出现画龙点睛的效果。 长方形百叶窗：多数按大面积布局的模数来分割，如安排恰到好处，有线条美的效果，它在现代建筑中用得最多。 通长条形百叶窗：百叶窗在外墙中形成线条美，有规律性，当窗户开启时，外墙出现了点，加上通长条百叶窗的出现，点线面的相互结合较完美。 方格叶片组合型百叶窗：有纵横叶片形成方格，看上去不以为是百叶窗，而是一个装饰品，效果很好。 圆形百叶窗：出现在圆的系列里协调统一，出现在方形结构中，同样很漂亮。因为他体现了“方中有圆，圆中有方”，能给建筑带来艺术美。 由于百叶窗的出现，将不同规格的洞口、换气扇、大小室外风机的洞口都隐藏在背后，其功能不受影响，对外部环境又是一种美化。 然而不同于低层建筑的是，高层建筑的通风需要考虑一个风阻的问题，在风

仿生学论文

内容摘要：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，值得人们在军事上很好地借鉴并发挥。军事研究仿生学就是模仿生物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生物系统特征的一门科学。 关键词：仿生学仿生设计军事 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。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，制造了电子蛙眼等。 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）。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。 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物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

仿生学的产生及应用

仿生学的产生及应用 班级:电气工程1102 姓名：吕柯伟学号：1101205514 摘要：随着人类社会的发展，科学技术的进步显得比较艰难。然而，人类通过观察动植物的特点，利用自然界生物在优胜劣汰的环境中生存下来的特点，将其学习并发展，运用于生产、生活、航天和军事当中，这就是仿生学的意义。 关键字：生物仿生学人工智能特点 通过这一个学期的学习，我从以前对于仿生学的空白到有了一点认识，从而感觉到了仿生是一门非常高深而且对于人类或者是大自然都是很有用的科学。在未来的科学创造中，仿生是很有必要的，因为大自然经过几十亿年的筛选，绝对是没有错的，留下来的都是对于能量或者是其他都是利用率特别高的，适者生存，不适者淘汰，那是自古以来的生存法则，也是我们需要仿生的重要理由之一，向大自然学习，努力把现代科技与自然给我们的绝妙灵感结合起来，就可以达到非常理想的效果了。 想要应用仿生学，首先就要了解什么是仿生学。在百度名片里，仿生学的解释是，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。 在人类发明的东西中，很多都是收到大自然生物的启发而发明的。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。 那么我们怎么样才能应用仿生学呢，应用哪些动植物的仿生学？在这学期的课中，老师就给我们讲过，仿生学并不是简单的模仿，在讲各种仿生例子之前，给我们讲了一个我们完全听不懂的智能计算法。智能计算,也有人称之为"软计算"，就是借用自然界（生物界）规律的启迪，根据其原理，模仿设计求解问题的算法。如：人工神经网络技术、遗传算法、进化规划、模拟煺火技术和群集智能技术等。想要合理利用仿生学，只能计算是前提。这里，由于学习能力有限，未能学得只能计算，不作赘述。 下面我简单介绍几个仿生学的应用例子。最普及的应该就是鸟类之于飞机了。从6500万年前恐龙退出世界之后，人类逐渐产生并统治了地球。但是人类统治地球用的是大脑，在身体方面比较弱小，既不能飞天也不能遁地。于是，飞

仿生学

仿生学 篇一：仿生学例子 仿生学例子 一 1.壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。 2.贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固，这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。 3.从萤火虫到人工冷光； 4.苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。 5.电鱼与伏特电池； 6.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。 7.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。 8.屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲 9.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。 10.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。 11.模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。 12.嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。 13.根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器——步行机。 14.现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。 15.船桨模仿的是鱼的鳍。 16.锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。 二 1。苍蝇-----小型气体分析仪。 2。萤火虫-----人工冷光； 3。电鱼------伏特电池； 4。水母------水母耳风暴预测仪， 5。蛙眼------电子蛙眼 6。蝙蝠超声定位器的原理------探路仪”。

仿生学原理在机械设计中应用

仿生学原理在机械设计中应用 仿生学原理在机械设计中的应用 摘要：本文主要分析了仿生学原理分别从外形仿生、结构仿生和功能仿生三个方面进行分析。并就仿生学原理在机械设计中的实际应用进行了探讨。 关键词：仿生学；原理；机械；设计目前仿生学原理被应用到了很多的领域和行业。机械仿生设计作为一种新型的设计方法短期内已经从集合多门学科逐步发展形成更深更广的产品设计理念它为产品设计的多元化发展提供了新的可能它的发展与进步使得产品设计的道路越走越宽。 仿生学原理 外形仿生外形仿生是实际生活中用的最多的一种方法尤其是用于机械设计中居多。动物经过长期的土壤生活进化拥有了很强的挖掘功能他们的外观形状和其在挖掘过程中所表现出来的力学性能给人们提供了参考。一些动物挖掘和脱土减阻相当强如土狗、老鼠和公鸡等这些动物的爪趾内轮廓线主要表现为变曲率曲线。穿山甲的挖掘功能也相当强其爪尖为圆锥楔形不仅可以减少应力集中也强化了其爪部与土体的机械强度提高了爪部对土壤的耐磨性；再者在 确保了楔入力足够大的前提下增大了顶端的过渡圆角使土壤压实形状被改变减少了土壤的粘附。

结构仿生 表面不光滑仿生设计 防粘一些土壤动物虽说生活在粘湿的环境中但因为自身独特的生物构造身体很少会有土留在上面这些防粘特性就集中表现在体表的呈现着鳞片形的几何非光滑形态上。又因土壤动物具有疏水性护蜡层和蜡质层其鳞片形的非光滑体表可进一步增加其疏水性大大降低了土壤动物在土壤中运动时的土壤粘附度。 一般我们在土方工程中经常见到的亲水性金属材料就是借鉴了这种生物的非光滑表面来减少粘附、降低阻碍的。 防磨损地面触土机械部件常常会因为磨料磨损而导致部分功能失效。那些生活在粘湿土壤中的动物体表的几何体光滑性不强这些特征能有效的降阻和减粘并且相当耐磨。土壤动物因为体表触土部位几何形状单元体密布它们在进行运动时能有效降低体表上正压力的作用减少摩擦。 而且表面不光滑有助于将磨料对表面的犁削运动转化为滚动运动减阻、耐磨效果明显。如果地面触土机械部件的表层运用这种结构和组成机理就能使得其抗磨性变强。 涂层仿生设计 现实生活中用到的一些耐磨涂层就是模拟了人类的皮肤、血管壁以及海螺壳等层状结构设计而成。我们经常见到的耐磨涂层的结构体系主要有一种成分、多种成分、梯度涂层、多层涂层超晶体和二元处理等几种。最近几年计算机系统中所用到的薄涂层

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。

航空与仿生学讲解

仿生学课程论文 题目：航空航天与仿生班级：生科13本2 学号： 1309210213 学生姓名：张燕 学院名称：生命科学学院专业名称：生物科学 指导老师：李绥安 2015年5月15日

1 .引言……………………………………………………………………… 2.航空航天技术中的仿生………………………………………………… 3.仿生在航空航天中的价值体现………………………………………… 4.仿生学在航空航天中的发展前景………………………………………

航空航天科学技术是高科技技术，航空航天产业是高科技产业，航空航天科学技术显示了一个国家的科学技术水平，航空航天产业的发展是一个国家综合国力的体现。但在航天航空科学技术研究中遇到了很多的问题，而仿生科学为这样的技术发展和问题解决，提供了最有效的途径、最好的方法和最大的可能。 关键字：航空航天仿生学价值发展前景

1 .引言 从古至今，人类一直向往飞向天空，从达芬奇仿照大型鸟类设计的飞机手稿，到莱特兄弟的轻型木质飞机，现代人们通过研究鸟类和蝙蝠等飞行生物进行飞行器结构设计，已经获得很大的成功，如今形形色色的大小飞行器研制、试飞成功,人类终于从飞行生物身上学会了飞翔。 飞机是仿生学应用的伟大成功，随着作战任务越来越多样化，飞行条件越来越苛刻，人们也在不断的对飞行器进行改造。许多飞行器外形上的改进都能在飞行生物上找到依据，例如：人们从大型鸟类最外端上翘的羽毛上找到灵感，提出来翼梢小翼的结构形式，事实证明，翼梢小翼可以降低翼尖涡造成的诱导阻力，提高飞行效率。 我国经过52年的奋斗，围绕国家战略需求，立足自主创新，在运载火箭、人造卫星、载人航天和空间探测领域实现了跨越式的发展，发射了90颗各类人造地球卫星，4艘无人飞船，2艘载人飞船和1个月球探测器。有这样的的成果，很大一部分原因归结于动物给人类的恩惠。 2.航空航天技术中的仿生 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。 机翼曲线与鸟类。1800年左右，英国科学家、空气动力学的创始人之一凯利，模仿山鹬的纺锤形，找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线，对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期，法国生理学家马雷，对鸟的飞行进行了仔细的研究，在他的著作《动物的机器》一书中，介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中，发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿，根据鸟类飞行机构的原理，终于制造了能够载人飞行的滑翔机。

《计算机病毒仿生学》论文

计算机病毒仿生学 13计本师范班 摘要：就像生物病毒之于人类社会安全一样，计算机病毒在电子信息安全 领域也有这“举足轻重”的地位。因此，本文旨在从计算机病毒仿生学的角度 来对计算机病毒的仿生学特点进行论述，并从生物病毒防治的手段与方法出发，类比计算机病毒的防治。 概述：在日常生活中，当我们看到游泳健儿们如海中的鱼儿打破一项项世界纪录的时候，是不是也会思考或者好奇他们的泳衣里所蕴含的秘密？当我们 来到多雨湿润的南方，会不会惊奇这里的房顶都是尖尖耸立的？其实这些都是 应用了仿生学的知识。运动健儿的泳衣是仿鲨鱼皮肤制作的高科技泳衣，南方 的房顶瓦楞一层层向下铺开，是仿鱼的鳞片而建造的，以此来抵御雨水的冲刷。 以上这些例子都是仿生学在日常中的应用，其实不止日常生活，在电子技术领域中也用到了仿生学的知识。例如计算机病毒。 所谓计算机病毒，现在比较流行的说法是指：编制或者在计算机程序中 插入的破坏计算机功能或者毁坏数据影响计算机使用，并能自我复制的一组计 算机指令或者程序代码。那么计算机病毒是如何产生的呢？它具有哪些仿生学 的特点？我们又该该如何预防呢？下面，我们就从医学生物病毒的角度来对计 算机病毒进行一些生物特性上的分析和描述。 一、计算机病毒与生物学病毒的相似之处[1]：

二、根据计算机病毒的遗传构造判定是否为病毒程序 其次，我们来一起看看两种病毒的遗传结构，与生物病毒一样，计算机病毒 的核心部分就是它的遗传构造。所谓的遗传构造就是指所能构成病毒自身的且 具有专一性的自我复制模式。从仿生学的角度来看，计算机病毒的全部遗传信 息都存储于计算机病毒的程序的核心构造中。 我们通常而言的生物病毒与普通细菌想必只含一种核酸，且遗传信息全部贮 存在核酸中，由于病毒是单细胞生物无核糖体，所以病毒的自我复制与遗传要 完全依赖于宿主细胞为其合成遗传所需的蛋白质。同样，计算机病毒也是一种 无法自我合成“蛋白质”进行复制和攻击的病毒，它必须依附在宿主设备的存 储介质内，并借助控制系统所具有的功能去实现其传染性和攻击性以及自我的 复制。因此这个特性应该是病毒程序与其它普通程序的的主要区别。 三、计算机病毒的仿生寄存机制 由于计算机病毒程序的不完整性，它不得不想生物病毒一般寄生在“宿主细胞”体内，依靠从“宿主细胞”获取生存资源来维持生命。早期的计算机病毒 多具有寄生特征，或寄生于文件中，或寄生于引导区，且都能借助于宿主启动机制来完成计算机病毒的启动[2]。 计算机病毒寄生的类型主要有： （1）、文件型寄生：这种寄生病毒的特点是，它主要通过感染计算机中的 可执行文件（.exe）或命令型文件（.com）。文件型病毒寄生主要是对计算机 的源文件进行修改，使其成为新的带毒文件。一旦计算机运行该文件就会被感染，从而达到寄生传播的目的的。且文件型病毒寄生主要分为两类：一种是将 病毒加在.com前部，一种是加在.txt文件的尾部。 （2）、引导区寄生：引导区病毒指寄生在磁盘引导区或主引导区的计算机 病毒。此种病毒利用系统引导时，不对主引导区的内容正确与否进行判别的缺点，在引导型系统的过程中侵入系统，驻留内存，监视系统运行，待机传染和 破坏。按照引导型病毒在硬盘上的寄生位置又可细分为主引导记录病毒和分区 引导记录病毒。主引导记录病毒感染硬盘的主引导区，如大麻病毒、2708病毒、

昆虫与人类论文：浅谈昆虫与仿生学

结课论文 题目：浅谈昆虫与仿生学 作者： 学号： 学院： 专业： TEL： EMAIL: 指导老师：

浅谈昆虫与仿生学 xxx君 （华南农业大学经济管理学院xxx班，2xxxx） 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

仿生学在电子领域中的应用

仿生学在电子领域中的应用 摘要 本文主要介绍了仿生学在电子领域中的一些应用，讨论了电力电子系统和生物系统之间的内在相似性。论述了电力电子学可向生命科学借鉴和学习的主要内容, 它们包括生物系统的高度可靠性、生物系统的高效能量流动、奇妙的生物智能、先进的组织结构和运行模式以及性能优良的生物材料等五个方面。本文对仿生学在电力电子学中的应用有一定的指导意义。 关键词: 仿生学电子学应用 一、引言 仿生学是一门生动而实用的学科，在学习了一学期的仿生学后对其也有了一定的了解，而作为一名学电子的学生，我更是希望学习到一些关于仿生学在电子领域上的应用的东西，为此，在图书馆和网络资源的帮助下，我完成了这篇论文。 千姿百态, 生机勃勃的大自然是人类获取创新灵感源泉。20 世纪60 年代初, 诞生了一门综合性的边缘学科——仿生学。它是生命科学和工程技术科学相结合的产物, 它把生物学原理广泛地应用在工程技术上。人们利用仿生学方法直接研制了很多新产品, 例如, 通过模仿人和动物鼻子的嗅觉功能, 研制了用于气味测定的电子鼻; 通过研究蛇的爬行机理, 研制了仿蛇机器人; 通过利用乌贼喷水前进的原理, 制造了新型喷水艇。此外, 仿生学的运用促进了一些新的理论或技术成果。例如, 基于自然界生物的生长方式提出了仿生制造; 基于动物的运动结构和功能原理建立了仿生机械学; 模仿人类的脑神经网络结构和功能, 发展了神经网络控制; 模仿生物进化遗传机理, 发展了遗传算法; 等等。 电力电子学是一门涉及电能转换及控制的科学, 它在最近四十年飞速发展, 其理论和应用都达到了一个较高的水平。但是, 21 世纪的电力电子学发展也无疑面临着一些急需解决的问题, 如复杂电力电子系统的可靠性较低、新型功率变换器的系统效率有待提高等等。解决这些问题有时仅仅从电力电子技术出发, 很难取得重大突破。这时如果拓宽思维空间, 利用仿生学思想借鉴和学习大自然中的生命现象和生命机理, 那么有可能为电力电子学中诸多问题的解决开辟一个广阔的天地。 本文从生物及其系统的可靠性、能量流动、智能、组织结构和运行模式及材料等五个方面论述电力电子学可向生命科学学习和借鉴的主要内容。 二、电子学可向仿生学学习和借鉴的主要内容 自然界的生物经过漫长的进化过程, 形成了种种精巧的结构和优良的性能, 为现代电力电子技术提供了很好的生物模型。下面讨论现代电力电子学可向生命科学学习和借鉴的主要内容。 1．生物系统的高度可靠性 众所周知, 随着现代电力电子系统的日趋复杂, 系统的可靠性问题日益突出。从生命科学的研究表明, 生物系统的复杂程度远远高于电力电子系统, 但是有着任何电力电子系统无法比拟的可靠性。生物的高度可靠性与其具备下列功能有关: ①容错性; ②自学习功能; ③自修复功能; ④自诊断和自免疫功能。 生物的容错性与其下列结构和功能有关: 第一、生物体具有冗余机制, 包括结构冗余和功能冗余。结构冗余就是指具有备用元件; 功能冗余指生物体有多个不同的部位可执行相同的功能。例如人的双肺、双肾, 这些部位平时各司其职, 但一些部分损伤时, 有关的其它部分可代替失去的部分, 执行它的功能。