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论艺术设计与仿生学

论艺术设计与仿生学
论艺术设计与仿生学

论艺术设计与仿生学

摘要:仿生设计是二十一世纪对自然最好的诠释。自古以来,自然界就是人类各种科学技术原理和重大发明的源泉,而仿生设计的起源和雏形是人类最早使用的生活用具与捕猎用具。从古至今,人类从未停止对自然界一切事物的借鉴与设计的脚步,无论是针对实用性来说,还是对于当代艺术设计来说,其灵感的涵盖面是极其宽泛的,是个天然的灵感宝库。所以,无论是那种艺术形式,都离不开自然。就像建筑仿生设计,拉近了人与自然的距离。

关键词:艺术;仿生;造型;色彩;材料

当代艺术的仿生设计是时代的产物:人与自然的关系可以说是二十一世纪人们最为关注也是最令人们担忧的一种关系。自人类出现以来,人和自然的关系从来都没有像今天这样纠结和矛盾。人类为了自己的生存和发展,在不断的毁灭其它生物赖以生存的环境,现代的人类不断缺失的正是对自然的敬畏。而仿生的艺术设计是在功能形态、结构、外部造型、动作,甚至其神态及与环境之统一与协调状况等方面对生物进行的模拟。比如在产品设计中,尼龙刺褡裢的设计灵感就来自粘在人衣服上寻求繁殖场所的刺果,同样,豆荚启发奥地利设计理论家维克多·帕帕内克制作出一系列独立剂量的药物容器。像这样的特殊借用还有很对例子,自然给设计的启发大部分是视觉上,这就包括了对自然界一切存在事物的借鉴与设计。当代艺术无论是主题、造型、工艺结构、材料、图案,还是艺术的语言,都被包括在仿生设计的领域中。

当代艺术的仿生设计是模仿自然界生物造型、色彩等因素的设计活动,其主旨是回归自然,而这个时代的主题也是如此,提倡人与自然的统一。仿生设计可以作为当代艺术设计未来发展的永恒主题。因此可以说艺术设计中的仿生设计收到了艺术家们的热奉,使得人们切身的体会到大自然存在的设计应先尽量遵从于自然的法则,我们必须向自然界学习,使它和人类的才智融为一体。

当代艺术的仿生设计理念,是模仿自然界一切事物的设计,包括:动物,植物、自然景象等,它从几个方面来体现:

1、造型上的仿生设计

早在我国的四千多年前,我们的祖先“见飞蓬转而知为车”,即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子,做有装成轮子的车。古代庙宇中大殿之前的山门的建筑,就其建筑的结构来看,颇有些像大象的驾驶,柱子又圆又粗,仿佛大象的腿,结实有力。自然界的动物、植物。社会中的生活场景、建筑物及立体形状等都是纤维造型设计的借鉴对象。藤蔓、花蕊、树欟、船帆、几何图形都是比较常出现纤维艺术创作中的。如,日本的艺术家,小名木阳一的《红手套》,作品的整体造型就是一只大手。中国的纤维艺术家施慧、朱伟的较早的作品《寿》就是以山石的造型出现。

仿生学的作文10篇全面版

《仿生学的作文》 仿生学的作文(一): 了不起的仿生学 森林里有一种美丽的动物,它的名字叫做蝴蝶。蝴蝶总是在鲜花盛开的地方扇动着两只美丽的翅膀在花丛中飞舞,它那两对翅膀像花一样漂亮,飞舞时让人感觉像是花在飞舞。蝴蝶身上五颜六色的外表不仅仅漂亮,而且还有隐身功能呢! 前苏联昆虫学家万维奇根据人们当时对伪装缺乏认识的状况下,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,将军事基地装扮成一件大大的迷彩服,赢得了最后的胜利。根据同样的道理,之后人们生产出了迷彩服,大大减少了战斗机的伤亡。这就是蝴蝶的功劳。 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,有时温差可高达二三百度,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福射、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。 人们还利用动物或植物发明了许多东西,比如蜂窝启发了人们建造了水立方,还有苍耳启发人们发明了尼龙搭扣.......。让我们一齐去大自然中探索奥秘吧! 仿生学的作文(二): 仿生学 鲁班看见孩子玩荷叶,发明了雨伞;牛顿被苹果砸到,明白了地球的引力;科学家看到青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼;我们从蝴蝶身上得到启示,发明了迷彩服从中,我最感兴趣的是鲁班造伞了。 我明白这个故事:一天,鲁班看到几个孩子拿着荷叶在玩。鲁班想:如果有一样东西能够像荷叶一样能遮风挡雨,该多好啊!鲁班回去把这个想法告诉了妻子。于是,鲁班用一块羊皮蒙在做好的架子上,固定好就是一把简单的伞了。但是,妻子问他,怎样才能让伞收起来。()鲁班经过反反复复的试验,最后发明了能收缩的伞。你看,鲁班从大自然中得到了启示,这一点,足够说明大自然真是人类的好老师。 大自然中的一切事物都是互相联系的,我们要认识自然之道,这样才能持续大自然的生态平衡。例如,花朵靠蜜蜂传递花粉;鸟儿靠吃害虫生活;人类靠食物生活。所以,我们要了解自然,顺应自然,遵守自然,才能办好事情。

仿生学在建筑设计中的应用

浅析仿生学在建筑设计中的应用 赵志刚 (湖南工业大学科技学院,湖南株洲 412000) 摘要:为了启发建筑合理创新,以及使城市环境达到生态平衡和持续发展,建筑仿生是一种重要的手段。建筑仿生学是根据自然生态与社会生态规律,并结合建筑科学技术特点而进行综合应用的科学。它的主要研究内容包括:城市仿生,功能仿生,结构仿生,形式仿生等方面。建筑仿生学的应用范围很广,从城市总体到单体建筑,从居住环境到材料都可涵盖。建筑仿生已成为一种新时代潮流,也是建筑文化的新课题。未来的城市将是仿生与生态的城市。 关键词:结构仿生、形态仿生、功能仿生、黑川纪章 仿生学是一个范围广阔并具有多种含义的学科,在1960年的第一届仿生学研讨会上,与会人员制定了仿生学就是模仿生物系统的原理来建造技术系统,或者使人造系统具有或类似于生物系统特征的一门科学。它的目的是应用模拟的方法来改善现代技术设备并创造新的工艺技术。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边缘学科,是模仿生物系统的结构、形体、功能原理来设计新技术系统的科学,建筑仿生则是科学技术与设计美学的有机结合。大自然是最好的创造者,优胜劣汰,生物都要经历一个漫长的进化过程中,在进化的过程中,生物本能的去选择能适宜自身生存的环境,亦或者使自己适应当下的生态环境。今天,我们所看到的一切生物,包括我们人类自己,哪一种不是经过漫长的你死我活的竞争和千辛万苦的进化而生存到了现在。在这一过程中,生物进化出了最为科学的形体结构。在功能上,它们有着非常复杂和高度自动化的器官系统;在外形上,他们形状各异却又造型优美,色彩丰富让我们为之惊叹。 1.仿生设计在建筑中的运用由来已久 来自中国的建造者们很早就有着“源于自然,高于自然”的理解,“构木为巢,以避群害”更是说明了早在三千年之前的祖先就已经开始懂得仿鸟营巢。当我们发现我们的创造无论多精巧,几乎都能在大自然中找到相对应的影子时,于是开始由无意识到有意识的对大自然进行模仿,从大自然中摄取营养,请大自然开垦拓路。 在安徽宏村,建造者规划、建造的牛形村落和人工水系,是当今“建筑史上一大奇观”。统看全村,西头巍峨苍翠的雷岗宛如“牛头”,村口两棵参天古木恰似“牛角”,前后四座横跨古阳水的桥梁象“牛腿”,村中数百幢错落有致的民居群宛如卧牛盘踞;一条近一米宽千米长的清澈水渠形似“牛肠”环绕全村,盘曲流经各家各户,村中一半月形池塘月沼和村南一较大水面南湖分别是“牛胃”和“牛肚”,整座村落就象一只昂首奋蹄的大水牛。这种别出心裁的科学的村落水系设计,不仅为村民解决了消防用水,而且调节了气温,为居民生产、生活用水提供了方便,创造了一种"浣汲未防溪路远,家家门前有清泉"的良好环境。 如果说无意识的模仿是大自然造物的结果,那么有意识的模仿大自然则是人类真正认知到仿生的开始。1983年德国人勒伯多出版了《建筑与仿生学》,书中系统的阐述了建筑仿生

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。

仿生学研究报告上传

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《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。

仿生学在现代建筑学的应用

仿生学在现代建筑学的应用 仿生学建筑 仿生建筑不仅能让人类回归自然,享受舒适生活,还能够避免不必要的浪费,将是21世纪和以后更长一段时间内的发展主流。仿生建筑会促进建筑多元化和人类总体文明的发展,是解决世界能源危机的最佳途径之一。本文对建筑仿生学在世界范围内的应用进行了探讨。 (一)龟壳和薄壳建筑 乌龟是人们常见的动物,属爬行类。它的样子很笨,行动极其缓慢,似乎没有什么值得研究和模仿的了,事实不然。乌龟在地球上出现的时间比鸟类和兽类都早得多,乌龟的生命力很强。它有一付特殊的"铁甲",当遇到危险时,可以把头和四肢纳入"铁甲"内。"铁甲"的结构特殊,十分坚硬。 龟壳分背甲和胺甲两部分。背甲呈拱形,由角板和骨板组成。角板的主要成分为角质,排列整齐,共有三行大的六角形角板,还有排列在边缘的一些小角板。骨板位于角板的下面,是由一部分椎骨、肋骨和真皮愈合而成。主要成分为钙质。甲板的连接缝和骨板的连接缝交错排列,互相咬合得很紧。腹甲也由角板和骨板组成,但结构比较简单一些。龟壳虽然只有2毫米的厚度,可是一个成年人站在上面也压不碎,即使用铁锤猛敲,也不容易把它砸碎。龟壳不仅薄而牢,它的跨度又很大,包含许多合理的力学原理,是设计薄壳结构建筑物的好样板。这类建筑物有许多优点:所用材料少,比较节约;跨度大,中间无柱子遮挡人的视线;坚固,适用等。在我国建筑工程中已设计了各种类型的薄壳建筑物,如剧院、车站、会堂…,著名的如北京火车站,上海工业展览馆等。 悉尼歌剧院--仿生学建筑的杰作 (二)蜂巢式建筑

马克思曾说过:"蜜蜂建筑蜂房的本领使人间的许多建筑师感到惭愧…。"蜜蜂栖息繁殖的场所叫做蜂巢,蜂巢是由许多六角形的小巢构成,这种小巢就是蜂房。小巢排列非常整齐,有人曾进行过仔细的测量,发现这种六角形的巢,每个角都是规则的锐角,体积几乎都是0.25立方厘米。按照工程建筑原理来看,蜂巢的设计非常合理,如占面积最小,结构精巧、牢固,所用材料最经济等。这是蜜蜂在自然条件长期影响下,逐渐形成的筑巢的特殊本领。 蜂巢的结构很早就引起人们的注意并加以研究。已模仿它建成各种精巧牢固的设备或建筑物。目前还被广泛用于飞机、火箭等有关的设计上去。 蜂巢式建筑 三蛋壳和防震屏 地层是地壳活动时常出现的现象,一场大地震不仅使地壳变形,还能使许多大的建筑物倒塌,遇到这种情况,人的生命安全常会受到很大的威胁。因此在多震的地区工程师在设计房屋时,必须考虑房屋因地震倒塌而伤人的问题。在生物界值得工程师模仿的防震房种类很多,其中最引人注意的就是鸡蛋这一类的卵。鸡蛋呈椭圆形,外面有一层薄薄的含钙质的蛋壳,在蛋壳里面还有一层带有弹性的壳膜。这两种结构相互作用,形成了一种拱形预应力的结构。所以蛋壳鸡蛋的纵剖面虽然薄,却有相当的负荷能力,用力压挤也不轻易破碎。在蛋壳里的蛋黄,由于两端有系带和壳膜相连,不管鸡蛋如何转动,它始终保持一定的位置不变。最近有人模仿鸡蛋设计了一种特殊的防震房屋,它的外壳用钢铁造成,相当于蛋白那一层;用耐高温玻璃、石棉等制造。人则位于相当蛋黄的部分。这种房屋能抗强烈的地震,如果被震翻了也能自动复原。屋内贮有氧气、水和食物,在与外界完全隔绝的情况下,七个人也能在里面生活一个星期。还有人按鸡蛋的形状,建造了"气泡屋"作为校舍用,防止地震爆发。 鸡蛋式房屋

仿生学论文分析

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

浅谈仿生设计

浅谈仿生设计 一、仿生设计的概念和作用 仿生设计是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门设 计学科,它还是以自然界万事万物的功能、形态、色彩等为研究对象,进行综合的想象与分析,为设计提供新的思想、新的方法,利用创造性思维把自然界有形和无形的规律表现出来的学科。1.仿生设计是使现代工业设计能够更好的满足市场的需要仿生设计对丰富多样的自然生物的模拟与创造,带来了设计丰富多样的设计产品,为市场和消费提供了更多的选择性。仿生设计促进了现代工业设计的更新与发展。现代设计一直以来注重产品的功能价值,推崇功能主导形式主义设计观。而仿生设计运用形态主导产品设计,是产品更具视觉冲击力和美感特征,使生产出的产品更具市场竞争力。同时仿生设计还表现了丰富的文化、趣味和情感意象,给予更符合人性化的特点,使人们在购买的同时还感受到了快乐,感受到了趣味无限的感觉。仿生设计借助于其他的科学的研究成果,在其基础上发挥想象的空间,把艺术与科学紧密的结合在一起,将仿生设计推向了更高的一个层次,使其发展更具科学性,在计中更增加了影响力。 2.仿生设计是促进人与自然和谐统一的需要仿生设计可以说是现代设计发展的一大进步,它是将大自然的美以设计的表现形式在人类生存方式中的反映。加强仿生设计的训练与完善,将其运用到人 们生活的各个方面,把人类与大自然紧密结合起来,已经是现代社

会的必然需要。实际上,大自然的奥秘无穷无尽。自然界的万物的形成和变化都是遵循着自然的规律而变化的,人也不例外,仿生设计就是把人和自然界的其他的生物相结合而产生并发展的,所以仿生设计也是遵循着自然发展的规律的。仿生设计以它独有的设计观念与设计方法,不断去探索人与自然的关系。坚持体现人类对现实世界的好奇心和对反映现实世界形象的执着追求,以至达到人类社会与自然达到高度的和谐统一。 二、仿生设计的产生发展过程 仿生学的诞生与发展过程分为4 个时期:仿生学萌芽时期;仿生学建立时期;仿生学巩固时期;现代仿生学时期。 1仿生学的萌芽时期(远古时代至1940 年) 在人类文明的早期,为了生存,人类不得不对其赖以饱腹的动植物的生活习性以及周围世界的各种自然现象进行观察。因此,从远古时代起,人们实际上就已在从事仿生学工作。 2 仿生学的建立时期(1940~1960 年) 20 世纪40 年代,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,认识到二者具有自动调节系统。。随着“信息论”和“控制论”这两门学科的结合与渗透,人类就为自已找到了一条新的技术发展道路———向生物界索取设计蓝图,并于1960 年9 月诞生了一门新的交叉科学———仿生学 3 仿生学的巩固时期(1960~1990 年)

建筑仿生学的表现与应用方法

建筑仿生学的表现与应用方法,归纳起来大致有四个方面: 城市环境仿生,使用功能仿生,建筑形式仿生,组织结构仿生。当然,往往会出现综合性的仿生应用,形成一种城市与建筑的仿生整体。 ===在城市环境仿生方面==== 早在1853年时,巴黎塞纳区行政长官欧思曼(G.E.Haussmann)为了执行法国皇帝拿破仑第三的巴黎建设计划,曾对巴黎市区进行了大规模的改建,它不仅要表示对帝国首都的赞美,而且要在城市结构功能上进行改善,使城市交通、环境绿化、居住水平都达到一个新的境界。为了实现这一理想,他的巴黎改建规划在某种程度上就是模拟了人的生态系统而进行规划设计的。例如当时在巴黎东、西郊规划建设的两座森林公园,东郊维星斯公园和西郊布伦公园的巨大绿化面积,就象征着人的两肺,环形绿化带与赛纳河就象是人的呼吸管道,这样就使新鲜空气可以输入城市的各个区域。市区内环形和放射的各种主干与次要道路网就象是人的血管系统,使血流能够循环畅通。这种城市环境仿生思想,不仅在当时已起到了积极的作用,解决了困扰巴黎的城市交通与环境美化问题,使巴黎在世界上成为城市改建的成功范例,而且城市环境仿生理论今后仍然值得借鉴和完善。 1950年,法国建筑师勒·科布西埃在设计法国孚日山区的朗香圣母院期 间,一枚蟹壳给了他无穷灵感。他选择了与以往任何设计作品都不同的屋顶 样式。该屋顶各边都像壳一样向上弯曲,在壳易碎的超薄材料里蕴藏着自然 力和坚韧性。 芬兰著名建筑师阿尔托设计的德国不莱梅的高层公寓(1958—1962)的平面就是仿自蝴蝶的原型,他把建筑的服务部分与卧室部分比作蝶身与翅膀,不仅造成内部空间布局新颖,而且也使建筑的造型变得更为丰富。 又如勒·柯布西耶在1950—1955年间设计建造的法国朗香教堂的平面就是模拟人的耳朵,象征着上帝可以倾听信徒的祈祷。正是因其平面具有超现实的功能,以致在造型上也相应获得了奇异神秘的效果。 类似的情况还有许多,比较著名的如1960—1963年夏朗(Hans Scharoun)在柏林设计建造的爱乐音乐厅内部空间则是仿自乐器内部空间共鸣的效果而建造了这一复杂奇特的形体。 1966年由丹下健三在日本山梨县建成的文化会馆是一座新陈代谢派的著名作品,它的平面组合就是仿照植物新陈代谢的功能,设计了一个个垂直的圆形交通塔,内为电梯、楼梯与各种服务设施,所有办公空间则建立其间,这样可以根据需要不断扩建或减少。 ====建筑形式的仿生则最为常见==== 它不仅可以取得新颖的造型,而且往往也能为发挥新结构体系的作用创造出非凡的效果。最早应用仿生形式的近代建筑师是西班牙人高迪(Antonio Gaudi),他在巴塞罗纳设计了许多带有明显动物骨骼形式的公寓建筑,隐喻着这座海滨城市战胜蛟龙的古老传说。

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

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,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。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,

仿生学在服装设计中的应用

仿生学在服装设计中的应用 中文摘要:人与自然的关系一直是西方马克思主义研究者探讨的重要主题之一。正如佩里·安德森所指出的那样,这一主题的研究是显示“西方马克思主义”特色的“主题的创新”的重要内容。仿生设计是取之自然的典型行为,是创意设计中的重要组成部分,其哲学内涵与21世纪服饰文化发展所追求的人与自然地统一的内涵不谋而合。本文将通过对仿生设计学的概念、分类以及仿生设计学在历史过程中的发展,来对现代仿生设计的发展历程及应用进行详尽分析。 关键词:仿生创意设计应用 The used of bionic in fashion design Abstract:Human beings come nature and learn from nature.Bionic Design is one of the classical examples.It is the most important part of creative design. Key words:bionic creative design 服装的仿生设计是模仿自然界生物造型、色彩、结构等因素的设计活动,对自然界的生物进行提取以及创意设计,使其满足审美要求的同时符合其师法自然,提倡人与自然地和谐统一的主旨。“师法自然”与“天人合一”既是中国传统哲学理念的精髓,同时也是仿生设计作为服装设计未来发展的永恒主题。 1、仿生设计概念及内容阐述 仿生设计学,亦可称之为设计仿生学(Design Bionics),是以自然界万事万物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象,有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行的设计。仿生设计学是仿生学与设计学互相交叉渗透而结合成的一门的边缘学科,其研究范围非常广泛,研究内容丰富多彩,特别是由于仿生学和设计学涉及到自然科学和社会科学的许多学科,因此也就很难对仿生设计学的研究内容进行划分。其中之一就是基于对所模拟生物系统在设计中的不同应用而分门别类的。归纳起来,仿生设计学的研究内容主要有: 1、1形态仿生设计学研究的是生物体(包括动物、植物、微生物、人类)和自然界物质存在(如日、月、风、云、山、川、雷、电等)的外部形态及其象征寓意,以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中。 1、2功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的功能原理,并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系统,以促进产品的更新换代或新产品的开发。 1、3视觉仿生设计学研究生物体的视觉器官对图象的识别、对视觉信号的分析与处理,以及相应的视觉流程;他广泛应用与产品设计、视觉传达设计和环境设计之中。

大自然的启示作文范文8篇

大自然的启示作文范文8篇 大自然中的一切事物都曾经给过我们很多启示,它是那么魅力无穷。只要我们留心观察,善于发现,就一定会得到很多启示。下面是收集的大自然的启示作文,欢迎大家阅读参考! 无论世界上有多么有名的老师,都不及大自然这个“老师”厉害,它从很多事物上给了我们许许多多的重要启示。下面就让我来给大家讲一讲壁虎带给我的启示吧! 以前,我下象棋总是输,我就想:我下象棋的技术真有那么差吗?为什么每一个人我都下不赢? 有一次,我到乡下去看外婆。进门的时候,我无意中看见了一只壁虎。我悄悄地跟在它后面,跟了一段后,我发现有一条蛇突然从路边窜出来,窜到了壁虎前面,我心想:这下可完了。可是,出乎意料的是,壁虎居然断掉自己的尾巴逃之夭夭了。当时我百思不得其解,为什么壁虎会断尾逃走呢?尾巴可是身体的一部分啊! 为了解开这个不解之谜,我连忙去电脑上查找答案,终于知道了。原来,壁虎断尾是一种自卫方式,在遇到危险时,壁虎的尾巴会断掉,用来吸引敌人的注意力,自己趁机逃跑,这也是一个策略,叫“丢车保帅”。 学了“丢车保帅”这个策略后,以后每每下期,我都会将这一招用上,我终于尝到了胜利滋味了。 大自然真是人类的好老师啊!

在很久很久以前是没有锯子的,人们砍树时只能靠斧子,效率很低。 秦始皇让工匠给他建一座宫殿,工期是六个月,工匠们接到这个任务就惊呆了,六个月要建一座宫殿,这可能吗?但这是秦始皇的命令,否则就要被杀头,他们不敢违抗,只好按照秦始皇的命令去做。 工匠们十分卖力的干活,但砍伐的树木不够用,眼看工期快要到了,可是宫殿才建了一半,工匠们很着急。一个叫鲁班的木工上山砍树时,手指不小心被划破了,他看了看周围没有刀子,也没有锋利的东西,那手指是怎么破的呢?他找了半天,找到一种草,那种草的叶子是像波浪一样的锯齿,就是这种草的叶子划破了鲁班的手。 鲁班回到家后,受到那种草的形状的启发,发明了“锯子”,使工匠们的效率大大提高,宫殿也在工期内顺利完工。直到现在,我们还一直在使用锯子呢! 这个发明告诉我们:按照自然规律去办事,人类就会受益! 很多事情大自然都会给人以启示,这不,在我观察蚂蚁时,发现蚂蚁坚持不懈,这也使我得到了一个启示。 在一个阳光明媚的清晨,我悠然自得地坐在小区里的石凳上享受清晨的美景。正当我不经意低头时,突然发现一块白色的东西在缓缓地移动着。我走近一看,原来是几只蚂蚁在搬一块小小的面包屑。我想:这附近一定有蚁巢,要不然,那蚂蚁搬食物干嘛呢?在好奇心的驱使下,我便四周找了起来。不一会儿,隐蔽在花丛下的蚁巢被我找了出来。

建筑中的仿生学

建筑形式的仿生设计灵感主要来自于。。。。。。其可以分为。。。。。。我们来看一个例子,西班牙的著名设计师高迪设计的巴特罗公寓。它的外墙缀满了蓝色色调的西班牙瓷砖。这座6层楼建筑物很怪异,它的露台设计像骷髅头,柱子像一根根骨头,屋顶则像满布鳞片的鱼背。 巴特罗公寓本身就是一个故事。一位美丽的公主被龙困在城堡里,加泰罗尼亚的英雄圣乔治为了救出公主与龙展开了搏斗,用剑杀死了龙。龙的血变成了一朵鲜红的玫瑰花,圣乔治把它献给了公主。高迪的灵感来源于此,所以这座房子的每一个设计都有着特殊的含义。十字架形的烟囱代表着英雄,鳞片状拱起的屋顶是巨龙的脊背,房子的外立面用彩色瓷片镶贴,像是长满龙鳞的龙身,镶嵌彩饰的玻璃和构思独特的阳台则是骷髅,与屋内大厅人骨造型的支架相互呼应。 我们把目光转向日本,由丹霞事务所设计的蚕茧大厦是建筑结构中的仿生学的一个经典例子,它的设计灵感来自于“蚕茧”,大厦外形不仅具有蚕茧的形态,其间架结构也吸收蚕茧的许多优点,蚕茧大厦采用的是钢架结构,抗震设计上现代钢筋混凝土建筑对抗地震办法大多是硬碰硬,通过加深地基、加强材料的坚固性和结构的稳固来保障大厦的安全,而蚕茧大厦却是“以柔克刚”,以独特的造型结构吸引分解外来冲击力,从而保障自身的稳固性。 再来看美国,出自美籍华裔崔悦君之手的终极塔楼是一个有着脉搏呼吸的“类生命体”。这座坐落于湖中的建筑拥有144 部电梯和1部螺旋攀升的火车系统,从湖中引上来的水流在隔层中循环使用,不仅

可以作为塔内居民的生产生活用水,并且可以灌溉塔身每层的植被,在灌溉植被的过程中,水流不仅滋养了植被本身,并且得到了净化。而从湖里引上来的清冽水还可以有效的为这座庞大的建筑物制冷。在塔身各层循环利用的水流无疑是这庞大类生命体的血液。 Ultima Tower 采用了大量的绿色能源,如太阳能、风力发电等,另一种特别的发电是通过底部和顶部大气压力来实现,好像这座永恒之塔的心脏一样为塔内居民的生产生活提供清洁的能源。Ultima Tower 外围的144 部电梯,都是通过压缩空气实现垂直升降。

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。

仿生学的例子

仿生学的例子 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。从萤火虫到人工冷光; 3。电鱼与伏特电池; 4。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。 5。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。 6。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。 7。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。 8。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。 9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。 10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。 11。船桨模仿的是鱼的鳍。 12。锯子学的是螳螂臂,或锯齿草。 13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。 14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。 15。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。 16。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。 好运 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置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。

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

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,他仔细观察发现,原来叶子边缘有两排锋利的锯齿,于是受此启发,并经反复实践,制成了人类史上第一架带有锯齿的木工锯。

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

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