12 仿生设计

5.1 仿生创新设计原理及分类5.1.1仿生学与仿生机械学概述在长期的进化过程中，受到自然条件的严峻选择，为了生存和发展，自然界形形色色的生物各自练就了一套独特的本领。

例如，有利用天文导航的候鸟，有建筑巧妙的蜂窝，有能探测势源的响尾蛇;海洋中水母能预报风暴;老鼠能事先躲避矿井崩塌或有害气体;蝙蝠能感受到超声波;鹰眼能从三千米高空敏锐地发现地面上运动着的小动物;蛙眼能迅速判断目标的位置、运动方向和速度，并能选择最好的攻击姿势和时间。

人们在技术上遇到的许多问题、许多困难找不到正确解决的方法和途径，生物界早在千百万年前就曾出现，而且在进化过程中就已得到了很好的解决，人类应从生物界得到有益的启示。

相传在公元前三千多年.人们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢，以防御猛兽的伤害;四千多年前，人们的祖先“见飞蓬转而知为车”，即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子，做成装有轮子的车。

我国战国时期墨子仿鸟而制造的竹鹊”;三国时期诸葛亮设计的“木牛流马”;春秋战国时期的鲁班，从锯齿形的草叶中“悟”到了锯的原理;中国古代劳动人民对水生动物一鱼类的仿生也卓有成效。

鱼儿在水中有自由来去的本领，古人伐木凿船，用木材做成鱼形的船体人们就模仿鱼类的形体造船。

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。

人们还仿照鱼的胸鳍制成双桨，由此取得水上运输的自由。

后来随制作水平提高而出现的龙船，多少受到了不少动物外形的影响。

图5-1 竹鸢、楼兰古城的有翼天使图5-2 木牛流马、龙舟研究生物系统的结构和特征、并以此为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的科学,称为仿生学（bionics）。

仿生学不是仅仅外形相似即可，有些外形相似的仿造很失败，有些外形不像但是结构原理一致的仿生很成功。

图5-3 仿生结构5.1.2 仿生机械分类仿生机械（bio-simulation machinery），是模仿生物的形态、结构、运动和控制，设计出功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械。

产品创意设计仿生法引言产品设计是为了满足用户需求而进行的创意和创新活动。

在设计过程中，仿生法是一种常用的方法，它通过借鉴自然界的设计，将自然界的生物、结构和功能应用到产品设计中。

本文将介绍仿生法的概念、原理和应用，并探讨如何利用仿生法进行产品创意设计。

仿生法的概念仿生法（Biomimicry）是指受到自然界生物体的形态、结构和功能的启发，将其应用到工程设计中的一种方法。

生物体经过数百万年的进化和优化，具有许多优秀的设计和功能。

仿生法通过观察和学习自然界的设计，将其运用到产品设计中。

这种方法可以提供创新的解决方案，从而满足人类的需求。

仿生法的原理仿生法的原理基于对自然界的观察和学习。

通过深入研究自然界中的生物，我们可以发现许多突出的设计原则和解决方案。

以下是一些常见的仿生法原理：结构优化自然界中的生物体具有优秀的结构，可以承受外部的压力和负荷。

通过学习这些结构，可以设计出更轻、更强的产品。

功能优化生物体的各个部分都具有特定的功能。

通过研究这些功能，可以设计出更高效、更智能的产品。

特殊功能自然界中的生物体有着许多独特的功能，如鸟类的飞行、蜘蛛网的强韧等。

这些功能可以用于产品设计，帮助解决难题。

生物材料生物体在进化过程中形成了特殊的材料，如贝壳的坚硬、蜘蛛丝的高强度等。

通过学习这些材料，可以设计出更优质的产品。

仿生法在产品创意设计中的应用航空航天领域仿生法在航空航天领域的应用非常广泛。

例如，研究鸟类的飞行原理可以帮助设计更优秀的飞行器。

同时，学习鱼类的游泳方式可以改进潜水器的设计。

建筑设计仿生法在建筑设计中也有很多应用。

例如，通过学习蜂巢结构，可以设计出更坚固而轻巧的建筑材料。

同时，研究植物的自然通风原理可以改进建筑物的通风系统。

交通工具设计交通工具的设计也可以借鉴自然界的设计原理。

例如，通过仿生法，可以设计出更节能、更环保的汽车。

同时，学习昆虫的运动方式可以优化轮胎的设计，提高汽车的操控性和安全性。

14大仿生发明：声波手杖源自蝙蝠声波导航（图）据国外媒体报道，大自然是人类赖以生存的母体，人类的发展进步离不开大自然的庇护。

在科学领域同样如此，科学家和工程师们的很多发明创造都是从大自然身上获得灵感，比如能够像鸟类和蝙蝠一样在天空中振翅飞翔的侦察相机，拥有壁虎足垫一样粘附功能的机器人可以在垂直的光滑墙壁上攀爬等。

以下十四种仿生发明技术的创新灵感都来源于大自然的动物和人类身上，充分体现了大自然无与伦与的神奇力量。

1.模仿大象鼻子的机器人手臂模仿大象鼻子的机器人手臂机器人总是受到当时计算机发展水平的限制。

不过，随着计算机技术的持续发展，它们可以为机器人的动作提供越来越复杂的计算。

如下这种设计或许可以让机器人拥有更灵活、更柔韧的动作：一个根据大象鼻子的特点设计出来的新型仿生机器处理系统--“仿生操作助手”。

“仿生操作助手”由德国工程公司费斯托公司研制，它可以平稳地搬运重负载，原理在于它的每一节椎骨可以通过气囊的压缩和充气进行扩展和收缩。

2.源自蝙蝠的太能阳侦察机源自蝙蝠的太能阳侦察机蝙蝠竟然也可以成为侦察设备的创意源泉。

美国军方慷慨解囊1000万美元，资助密歇根大学工程学院研制蝙蝠型太阳能自动侦察机。

这款自动侦察机长约6英寸(约合15厘米)，拥有一个透明的头部，其中装有一个太阳能电池板，它还拥有一对像蝙蝠翅膀一样的飞行翼。

仅仅依靠1瓦特的能量，它其中的相机就可以搜集大量的侦察数据。

3.鸟类头骨帮助科学家研制出更轻、更坚固的建筑材料鸟类头骨帮助科学家研制出更轻、更坚固的建筑材料为了设计出一种高效的仿生材料，建筑师安德列斯-哈里斯曾经专门研究过动物的骨骼，尤其是鸟类的头骨。

哈里斯表示，“一般说来，头骨拥有强大的防撞击结构，同时它们也非常轻，可以对其中最重要的动物器官进行有效的保护。

这种物理特性可以应用于建筑结构的设计上。

”哈里斯在一个大型帐蓬上测试过这种材料，他认为这种设计也可以应用于汽车之上。

4.子弹头列车设计灵感来自翠鸟的喙子弹头列车设计灵感来自翠鸟的喙翠鸟从空中一头扎入水中，不会溅起任何水花，这主要归功于它那特殊形状的喙。

英国伯明翰塞尔福瑞吉百货大楼：其外型轮廓犹如女性的身体，外表悬挂了1.5万个铝碟，创造出一种极具现代气息的纹理装饰效果，有如女人服饰上鳞片式的金属圆片，闪烁于阳光之下，使建筑的商业氛围表现到极致。

美国科罗拉多州丹佛国际机场：是美国面积最大及全世界面积第二大的机场，丹佛国际机场已经有18年的运营历史，是美国最为繁忙的机场之一，有二十二家航空公司提供1200个航班。

此机场的特别之处在於屋顶用特殊布料覆盖及采用张力结构的设计，令人联想到受冰雪覆盖的落矶山脉。

荷兰鹿特丹的“城市仙人掌”：是一个坐落在荷兰的住宅工程，它将在19层楼中提供98个居住单元。

多亏了这种错落有致的曲线阳台的设计，每个单元的室外空间能够得到足够的阳光。

美国波特兰“连跳商业中心”：位于美国俄勒冈州波特兰市的“连跳商业中心”，由马来西亚建筑师肯·肖杨设计。

该中心使用了太阳能发电，并且配备有污水及雨水回收系统，建筑材料使用了可回收的建筑材料。

还设计了独特的园林景观，使得商业中心成为城市中心的绿色购物花园。

“树纹塔”摩天大楼：由美国著名的环境设计大师、建筑师威廉·麦克多诺设计。

他设计的“树纹塔”使建筑可以像树木一样进行光合作用，在设计中，他充分利用太阳能和自然光，不仅实现视觉上震撼效果，同时使得整个建筑物被环境所包围，成为名副其实的绿色建筑。

巴黎“防烟雾”大厦：建筑所用的原料都是可回收可降解材料。

建筑的功能非常完善，有公共场所、会议室、画廊、餐厅和花园，采用太阳能发电和光合作用净化空气，预计将修建在巴黎运河上，将成为教育巴黎市民保护环境普及可持续发展战略的重要基地。

美国辛辛那提的“罗布林大桥坡度”大厦：位于辛辛那提市最著名的罗布林大桥旁，是由纽约世界贸易中心重建总体规划建筑师丹尼尔·李博斯金设计的。

最具特色的是顶层的倾斜坡度使用了仿生技术与周边的自然环境相适应，与著名的城市标志罗布林大桥相配合。

哥斯达黎加“世界方舟。

仿生设计案例一仿生产品兰博基尼昆虫仿生概念车是罗马尼亚汽车设计师LulianBumbu完成他交通设计硕士课程的个人设想作品灵感来自大自然的昆虫世界通过学习各种不同类型昆虫的外骨骼或装甲设计出力求适用于这些类型的有机形式并将其转化为独特风格的兰博基尼品牌 2甲壳虫引发的食品和能源站的新创意有很多人质疑撒哈拉森林计划的可行性它是一个系统的意愿美好的项目旨在将这块世界上最不适合居住的区域转变为一片繁茂而高产的绿洲藉此为全非洲人民制造足够的能源听起来不可置信但是这项项目已经通过了计划阶段并且已经在局部干旱地区执行落实而且已经取得了不小的成绩追本溯源这项伟大的项目中的一个核心组成成分是从诺米比亚的小小甲壳虫取暖并获得食物的生活方式中得来的灵感白天这种甲壳虫的黑色外壳就会吸收并发射出热量晚上它的体温会急剧下降变得比周边物体更加低一些这种温度的差异会使得水汽凝结在甲壳虫的硬壳上形成小水滴每天早上这种甲壳虫都会饮用此露水 3安娜吉尔启瓶器意大利著名后现代主意设计师压力山大德罗·门蒂尼Alessandro mendini 的作品的设计用人体的头身体臂膀之间的关节对应产品的结构利用转轴等活动机构来实现产品外形结构的变化从而实现产品的使用功能这种结构即可以适合不同的功能要求同时又令产品与仿生对象的姿态更加神似充满趣味 4Philishanve Reflex Action剃须刀飞利浦公司在1996年剃须刀设计其产品形态以男性下颚的结构特征为设计原点同时表面材质也模仿了肌肤的质感产品不仅以其特有的形态暗示了产品的消费人群同时也提高了产品的亲和力 5爱国者MP3 这款MP3让人看到第一眼便顿生爱怜之情之所以产生这样的情感主要因为其中另种主要色调所构成的图形和很想襁褓中包裹的婴儿虽然是对婴儿形象的高度抽象但仍可以使人感受到具有活力的橙色寓意可爱的宝宝纯净的白色如父母的安全和呵护以形象的产品寓意表达了设计师及企业对消费者真心的关爱与呵护 6门挡小人这是个有趣的门挡设计没有查到设计师它高度抽象与概括的小人正非常努力的顶着大门设计师利用夸张的动作符号令人感受到产品赋予的尽心尽责的态度 7像鲨鱼那样对抗细菌很多鲸类和海牛的身上会长出藻类甚至藤壶但是不知道你注意过没有鲨鱼的身上却从来不会出现这种情况这似乎得益于鲨鱼身上一种被称为盾鳞的结构这是一种软骨鱼类特有的与牙齿结构近似由表皮和真皮共同形成的鳞片这也是鲨鱼的皮肤摸上去非常粗糙的原因科学家们根据鲨鱼皮肤的构造启发设计了一种被称为鲨鱼的表面工程设计这种表面结构本身不需借助任何其他手段其本身便可以阻止细菌在其表面生长一家名为鲨鱼技术的公司已经将应用这种仿生技术的贴膜销售给许多需要防菌的用户并生产了一些有意义的新型产品如不会被细菌感染的导尿管等等 8Workshop概念通讯与联络产品飞利浦公司为未来的工作设计的workshop概念产品以类似昆虫的触角作为仿生对象使人与自然地联想到产品的功能信息传递与交流 9鸡蛋椅阿恩·雅各布森ArnettJacobsen 受到鸡蛋优美的曲线的启发设计出了蛋形椅外形似鸡蛋人们坐上去会感受到很舒服很安全 10香水瓶丹麦阿兰·沙夫Allan Scharff 设计的香水瓶晶莹剔透的曲线勾勒出轻盈的小鸟形态透露出童话般的梦幻 11YP-S2型MP3 三星的这款产品灵感来源于自然界中的鹅卵石形态抽取了鹅卵石光滑圆润的外观应用到设计中让人有接触的冲动 12克拉尼茶具克拉尼的茶具设计之所以采用卵形所特有的曲线作为其合目的性的功能仿生符号主要是考虑到卵不仅拥有独特的光滑外表和适应性而且其受热最均匀可以以最快的速度均匀的将热量传给其他形态各部分 13玫瑰椅日本当代著名设计师雅则梅田所设计的玫瑰椅就是直接以花朵的常态造型为原型重现自然之美 14Mister Meume干酪储存盒同为菲利普·斯塔克的作品用牛头的形态特征传达出产品功能的信息 15牛角台灯很经典的设计了来自于Alessi公司设计者为菲利普·斯塔克这个作品直接模拟牛的局部形态很和谐美观的设计外观也很有趣 16Heat-sense Wallpaper 春暖花开一款出自Shiyuan的壁纸近来大热让人们对仿生设计有了超乎科技层面的审美想象设计师利用热敏感油墨让印有绿色爬藤枝蔓的壁纸当墙上温度上升到一定程度后隐形印花开始显色一整墙的鲜花渐渐开放春色满屋 17红唇沙发西班牙著名印象派主体派达达主义画家和古怪抽象艺术的创始者萨尔瓦多尔·达利Salvador Dail 的作品中有一件令人过目不忘的家具作品红唇沙发这张以好莱坞影星梅维斯的性感嘴唇灵感之作而成的沙发火红的色彩为大胆的创作锦上添花赋予现代家具一种涌动的激情随后这个设计成为现代家具设计的经典形式 18阿莱西生活用品意大利阿莱西品牌的生活用品以艳丽活泼的色彩以及充满趣味的设计样式没事人们在使用过程中体验到轻松愉悦的生活情趣满足了人们的情感要求这种产品自然历史悠久更具长久的生命力 19Pistillo灯由Tetrarch工作室设计出品借鉴了花朵的花蕊部分的概念和造型给人一种身在大自然的感觉花蕊层次感丰富繁多而有秩序的排布让人赏心悦目 20碎纸机好喜欢这个这个设计是2000年日本名古屋国际设计竞赛获得金奖的作品其不寻常之处是它将纸张切碎成树叶形状而且不设纸斗而是让纸屑直接掉落到地面由人工打扫这个感觉给人一种秋叶飘落的感受产生了空寂静美的古典美感非常符合日本人努力在任何简洁的形式中寻求永恒价值的审美精神并暗喻了深厚的文化底蕴这款Beforme播放器除了基本的MP3音乐播放之外还自带了医生专用听筒为孕妇而设计用来听肚子里面小孩的心跳还可以将BB 的心跳声录制下来并方便准妈妈们随机了解宝宝的心情比如说会不会因为受外界干扰而令心跳加快 22Holey Jolly 陶杯来自日本的陶瓷艺术家Makiko Nakamura制作了一款杯子采用中空双层设计陶瓷材质外层布满小洞仿佛土拨鼠钻出的一个个透气孔外层密布的小洞眼不仅可以及时散热并且增强了摩擦握感很好当滚烫的咖啡或茶倒入杯子的时候人们也不用担心烫伤手了 23Johnny the Diver 跳水马桶吸盘此设计中充满了童话般的欢快和异想天开当你家的马桶堵塞时这个跳水者便会义不容辞的为你拯救马桶好玩 24Pond Tiffany台灯经典设计来自于美国著名的新艺术运动代表人物蒂法尼Louis Confort Tiffany 赋予玻璃新的色彩与光泽令话多精致美丽栩栩如生灵感来源于花 25竹形杯喜欢这个设计我很喜欢竹子带给人的那种独属于中国人的那种美玉亭亭玉立的感觉这款设计曾获新加坡设计奖是一款典型的具有东方文化底蕴的现代设计杯子堆起来可以形象成竹子般的造型这种形态是因为设计者把握住了我国大众对竹这一自然静物的喜爱之情 26鸭子鞋 duckfins duckfins由设计师Pixstudio发明这款鞋子外表看来酷似鸭子的脚蹼各个部分结构紧凑橡胶鞋底还有波纹图案据说是因为鸭掌的面积大和特殊的掌纹使脚底拥有更好的抓地力鞋子的上半部分采用氯丁橡胶抓地力的脚同时保持灵活即便是户外运动跋山涉水时一般旅游鞋和运动鞋所应对不来的小河浅沟这双鞋子也可以应付自如由于参考了鸭掌的外观流水也可以顺畅的通过鞋子表面而且还不会弄湿鞋子在防水的同时还保证了良好的通气性Pixstudio表示他正在寻找合适的合作伙伴把这双鞋子投放市场让我们拭目以待 28洋蓟吊灯这款由丹麦大师保尔·汉宁森Pour henningsen 设计的洋蓟吊灯可谓是仿生设计中的经典之作美观单方洋蓟是一种草本蔬菜植物到了秋季叶子会像松果一样散开非常美丽这种多片灯罩<a name=baidusnap0></a>时光</B>源最大限度地采取了反射折射的方式同时溢出部分光线因此这盏灯绝不会灼烧到眼睛因为从任何角度都看不到光源是环境能够更为柔和给人一种生理和心理上的宁静仿佛回到自然之中又带着一丝时尚的气息 30快乐鸟水壶这款设计也是经典的设计了由美国设计师格雷弗斯设计的快乐鸟水壶用清脆的鸟鸣声代替水烧开后的鸣笛声赋予枯燥的劳作以轻松愉快的自然气息 31仿水果表面吉利的饮料盒包装设计此设计是由Naoto Fukasawa公司设计的设计使用橡胶材料充分表达出香蕉橘子的等水果味的设计语意人们看到饮料盒就仿佛一感受到了水果的味道又是很多人伸手触摸包装想切身体会一下摸起来的感受而且很容易看出此口味是什么二仿生建筑36ICD ITKE研究馆2011 在2011年夏天的计算设计ICD和建筑学院研究所的结构和结构设计ITKE与大学的学生一起斯图加特已经实现了一个临时的在教学和研究木材制成的仿生研究馆该项目探索建筑新颖的方式转移生物海胆板骨架形态的原则以计算机为基础的设计和模拟方法随着电脑控制的制造方法为它的建设实施由一个特别的创新的可能性有效地延长认可的仿生原则和相关的性能通过不同几何形状的计算过程事实证明这是由展馆的复杂形态可以专门建极薄胶合板范围 37塞罗那米拉之家建筑形式的仿生则最为人常见西班牙人高迪在巴塞罗那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古老传说 39流水别墅流水别墅是赖特为卡夫曼家族设计的别墅在瀑布之上赖特实现了方山之宅 houseonthemesa 的梦想悬空的楼板铆固在后面的自然山石中主要的一层几乎是一个完整的大房间通过空间处理而形成相互流通的各种从属空间并且有小梯与下面的水池联系正面在窗台与天棚之间是一金属窗框的大玻璃虚实对比十分强烈整个构思是大胆的成为无与伦比的世界最著名的现代建筑 40萨伏伊别墅这个建筑属于结构仿生建筑 1931年由设计师勒柯布西耶建造灵感来源于鸡的腿部的鸡腿柱和框架悬挑的结构系统从动物腿骨支撑所得到的启示 41蒙特利美国馆美国结构工程师富勒RBuckminster Fuller 发现自然的结晶体与蜂窝的菱形结构存在着以最少结构提供最大强度的响向量系统从中得到启发创造出迄今为止被认为是以最小消耗获得最大空间的结构体系短线穹窿并应在加拿大蒙特利的美国馆设计 42细胞幼儿园 paul le quernec和michel grasso设计的sarreguemines 幼儿园位于法国东北部小镇外形模仿细胞形状幼儿园位于中心作为细胞核周边庭院作为细胞质围墙则是细胞壁朝向庭院的细胞壁上开很多窗洞将室外与室内融合一体 44水立方国家体育中心这是我们国家的设计了仿生对象为矿物质和自然地肥皂泡因为旗袍和水滴是仿生结构的最捷径和最小的表面是分割三维空间的最佳方案另外充气结构式所有生命体的基本条件胞体中最最小的细胞是在充气结构的保护下吸收营养而得以生长因其具有高度承载能力及节能保温隔热功能等以应用到户外帐篷的设计中 45朗香教堂勒·柯布西耶Le Corbusier 是在1950到1955年间设计建造的它的平面就是模拟的人的耳朵象征着上帝可以倾听信徒的祈祷 46英国伯明翰塞尔福瑞吉百货大楼英国伯明翰塞尔福瑞吉百货大楼其外型轮廓犹如女性的身体其外表悬挂了15万个铝碟创造出一种极具现代气息的纹理装饰效果有如女人服饰上鳞片式的金属圆片闪烁于阳光之下使建筑的商业氛围表现到极致设计该建筑的英国未来系统建筑事物所将商场内部围合成一个顶部采光的中庭配以交叉的自动扶梯使购物环境呈现出一种凝聚的向心力和商业广告的展示效应作为英国第二商业城市伯明翰的建筑地标人们称该建筑为未来的百货商店因其设计构思的前卫性获得2004年英国皇家建筑学会的建筑设计奖和2004年英国皇家工艺美术委员会奖等多个奖项 47伦敦市政厅伦敦市政厅的设计来自诺曼·福斯特公司设计师认为我们生活的世界是可以改变的这座大楼的用意是激励代表提出更多的议案促进英国的民主进程这座建筑物全部使用了无污染的可回收的材料 49瑞典的螺旋中心瑞典的螺旋中心大厦是斯堪的纳维亚半岛的最高建筑物高189米共有9个区层每区层有5层有152个单元每区层都旋转少许使整栋大厦共旋转90度该大厦最底下两个区层是办公室其余7个区层共有150个豪华住宅单元总面积15万平方米卡这座极具特色的建筑已成为瑞典南部城市马尔默的标志 end 32仿象鼻机器臂灵感来源于大象的鼻子随着电脑技术的发展电脑控制的机械臂也越来越复杂和灵巧开始向伸缩性和柔韧度的方向发展德国工程公司Festo根据象鼻子的结构创造了这种新式的机械臂先进的设计能使它灵活地搬运沉重的货物并进行伸缩和弯曲33仿翠鸟鸟喙的新干线列车车头翠鸟从空中迅速扎入水中却不会制造出很大声响这得益于它尖尖的鸟喙结构这种形状激发了工程师和鸟类爱好者Eiji Nakatsu的灵感用来解决日本新干线列车讨厌的毛病当它高速经过隧道时车头形成的风墙总会发出打雷一样的声音而且还减慢了列车的速度而将翠鸟鸟喙形状应用于列车车头不仅解决了噪音的问题还可以将列车燃料使用效率提高20 34仿蝙蝠声纳导盲手杖蝙蝠在一团漆黑的环境中却不会撞墙这得益于它们生物体本身的声纳导航系统这一物理原理对盲人导航手杖的发明提供了帮助超声波手杖如同蝙蝠的声纳会发出超声波并通过感知超声波的反射发现障碍物 35机械雨燕微型飞机当这架飞机飞过你的头顶你恐怕还以为它是只不寻常的鸟或者蝙蝠机械雨燕正如它的名字借鉴了鸟类中飞行极快的成员雨燕的生物结构这种装备了观测摄像头的微型飞机可以用来追踪研究鸟类也可进行间谍活动最巧妙的设计是迎风飞翔时它的羽毛可以像鸟类一样向后弯曲德国结构工程师奥托 Frei Otto 于1967年在加拿大蒙特利尔国际博览会上建造的德国馆象一群帐篷式的建筑物这是用网索结构仿蜘蛛网形的支撑体系上面用塑料面层覆盖造型非常特殊它可以有利于作为临时性建筑的装卸1972年的慕尼黑奥运会的体育场馆也运用了这一结构形式由于他善于使用这种结构类型因此也有人称他为蜘蛛人这种蛛网形的网索结构后来还发展为帆布张力结构系统与帐篷形式更为接近 38拿大蒙特利尔国际博览会的德国馆 43澳大利亚水母形海洋城英国仿生学建筑公司ArupBiomimetics推出了以水母为灵感打造的海洋城Syph该设计试图解决未来40年后当澳洲的大面积陆地被海水淹没并导致剩余房地产价格暴涨时所出现的买房难问题Syph水下城市由众多的建筑单元组成在各种生物技术的帮助下每一个单元都将拥有电力供应及食物生产系统以实现循环运转此设计具有可与周围环境融为一体的流动雅致的结构 48鸟类头骨结构建筑材料建筑师Andres Harris坚信头骨一般是质量很轻且耐冲击性极强的结构因为它们保护着动物身上最重要的器官精品好文档，推荐学习交流这种性能和物理属性能够应用在建筑设计和结构上仿生设计展示1兰博基尼昆虫仿生概念车 21孕妇专用的MP3 27松果灯丹麦设计大师Simon Karkov于1969年的经典设计Norm 69问世由69片箔片构成不需任何工具也不需要黏胶只要动动巧手就能玩出一个美丽的立体灯饰拼图以组装式灯罩的概念引领了室内照明新风潮Norm 69没有令人眼花嘹乱的结构设计却能使灯泡光线产生最佳效果已经成为近代灯具设计上的代表作之一 29鲨鱼皮泳衣世界著名的泳衣制造商Speedo公司设计了一种新型连体游泳衣鲨鱼皮根据鲨鱼的皮肤模仿鲨鱼鳞片帮助鲨鱼在水中的穿行方式而专门设计出了鲨鱼皮泳衣鲨鱼皮在实践中被证明可以有效帮助运动员在比赛过程中减少阻力仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢10。

十大仿生技术随着科学技术的不断发展，人们对仿生技术的研究日益深入。

仿生技术是从生物界中获取灵感，将其应用于人工系统中的技术。

该技术已经为各个行业带来了许多福音，并在不断推动人类科技的进步。

在这篇文章中，我们将介绍十大仿生技术，包括如下内容：机器人、飞机翼、抗污物质、超声定位、仿生纤维、生物传感器、超声交流器、人工鱼鳍、仿生机械臂和海洋探测器。

1.机器人仿生机器人是一些设计师和制造商受到生物系统启发而制造的机器人，其设计与操作类似于生物体。

柔性机器人被设计成模仿花朵或蜘蛛，它们可以发现并适应复杂的环境。

仿生机器人在医疗、制造和其他领域有着广泛应用。

目前，许多科学家已经成功制造出了类似于蜜蜂、蜘蛛和蚱蜢的机器人，并已经投入使用。

2.飞机翼飞机翼的设计始于鸟的翅膀结构，随着科技的进步，飞机翼在形状和材料上也有了很多改进。

飞机翼的前缘被设计成像海豚的鼻子一样圆。

这让新的翼型在飞行时减少了摩擦阻力，提高了飞行效率。

流线型翼型和复合材料的使用也是改进的一部分，这些都可追溯到自然界中的例子。

3.抗污物质一些生物体表面有着独特的微小结构，这些结构使它们具有抗污的性质。

蝴蝶的翅膀表面有许多绒毛状的微结构，使得它们非常不容易被污染物附着。

这些微结构的应用已经被用于紫外线辐射、污染物清洁等领域。

4.超声定位蝙蝠使用超声波进行导航，超声波在水中也具有导航作用。

水下超声波在水下探测器和潜艇中得到广泛应用。

而在医学领域，超声波在诊断和治疗方面也有着重要作用。

5.仿生纤维仿生纤维通过考察天然纤维的结构和组成，进而制造出人工合成的仿生纤维。

这些纤维的性质与自然纤维相似，具有许多优点，如轻量、柔软、耐久和所需体积小。

近年来，仿生纤维在纺织、医疗和建筑等领域得到了广泛应用。

6.生物传感器生物传感器由生物元素制成，包括细胞、酶和抗体等，可以被用于检测化学物质和生物分子。

这些传感器通常与微型计算机和输出装置相结合，以在环境监测、医学和农业等领域中实现高级应用。

结构仿生的例子以结构仿生为题，我将列举10个例子，并按照要求进行描述。

1. 蜘蛛网纤维的仿生设计蜘蛛网纤维的结构具有高强度和高韧性的特点，科学家们利用这一特性进行仿生设计，开发出一种新型的高强度纤维。

这种仿生纤维可以应用于建筑、航空航天等领域，提供更可靠的材料。

2. 鸟类翅膀的仿生设计鸟类翅膀的结构轻巧且具有优异的飞行性能，科学家们通过研究鸟类翅膀的结构，成功设计出一种新型的飞行器翼型。

这种仿生设计的翼型可以提供更好的升力和操控性，为飞行器的设计带来了革命性的突破。

3. 蓮花叶片的仿生设计蓮花叶片的结构具有自清洁能力，科学家们通过仿生设计，开发出一种新型的自清洁材料。

这种材料可以应用于建筑、汽车等领域，减少污染物的附着，提高材料的使用寿命。

4. 鱼鳞的仿生设计鱼鳞的结构具有减阻和抗风化的特点，科学家们通过仿生设计，开发出一种新型的减阻涂层。

这种涂层可以应用于风力发电设备、汽车等领域，降低能耗，提高设备的效率。

5. 花朵的仿生设计花朵的结构具有自主开合和自动调节的特点，科学家们通过仿生设计，开发出一种新型的智能材料。

这种材料可以应用于太阳能板、遮阳帘等领域，提高能源利用效率和舒适性。

6. 蜜蜂巢穴的仿生设计蜜蜂巢穴的结构具有高强度和高效能的特点，科学家们通过仿生设计，开发出一种新型的节能建筑材料。

这种材料可以应用于建筑、隔音板等领域，提供更好的保温和隔音效果。

7. 蝴蝶翅膀的仿生设计蝴蝶翅膀的结构具有丰富的颜色和光学效果，科学家们通过仿生设计，开发出一种新型的光学材料。

这种材料可以应用于显示屏、光学器件等领域，提供更好的显示效果和光学性能。

8. 蚂蚁行走的仿生设计蚂蚁行走的结构具有高效的运动能力和负重能力，科学家们通过仿生设计，开发出一种新型的机器人。

这种仿生机器人可以应用于救援、探险等领域，完成一些人类无法完成的任务。

9. 龙骨的仿生设计龙骨的结构具有轻巧和高强度的特点，科学家们通过仿生设计，开发出一种新型的轻型材料。

1.“大蒜”调味瓶AJORÍ西班牙photoAlquimia团队设计的这款巧夺天工的“调味瓶AJORÍ”，则是最大化地利用了造物主的“线索”的典范。

A JORÍ选用了黏土和木材这两种天然材料制作，外形酷似一颗大蒜，由一根木质提杆和6个“蒜瓣”组成。

每片“蒜瓣”独立出来是一个个调味瓶，可以用来盛装食盐，胡椒粉，橄榄油等。

它的木质提杆，对应大蒜的球茎，则起到了摆放各个“蒜瓣”的作用。

像蜗牛内脏一样的螺旋抽屉匈牙利陶艺师Laszlo Tompa设计了一款木制螺旋抽屉。

不仅有用，而且有趣。

这款名为“螺旋盒”的抽屉有点像是蜗牛的内脏，抽屉芯沿着抽屉盒呈螺旋状打开，这也是该设计的精华所在：通过旋转设计把常见的东西变成极具把玩性的玩具，而且不会丧失原来的功能。

鸟巢自然界的生物是上帝留给人类的隐秘线索，通过寻找、研究、模仿这些线索，设计师可以找到最有序的设计，也即设计熵最低的设计。

”国家体育场(“鸟巢”)是2008年北京奥运会主体育场。

由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格、德梅隆与中国建筑师李兴刚等合作完成的巨型体育场设计，形态如同孕育生命的“巢”，它更像一个摇篮，寄托着人类对未来的希望。

设计者们对这个国家体育场没有做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。

4.Jeroen Bomers的落叶沙发荷兰设计师Jeroen Bomers设计一系列以他的名字命名的家具，其中就包括这款落叶沙发。

外形酷似一枚刚从硕果累累的树上掉下来的叶子，上面还沾有霜的余温，叶脉清晰可见。

5.巧用仿生学的露水收集器-露珠银行沐雾甲虫是一种生活在纳米比亚沙漠中的昆虫，它早上起来会爬到沙丘的顶部，然后脑袋朝上，屁股朝天站着，这样水蒸气就可以更快地凝结成露珠，然后甲虫就可以美美地享受一顿。

受沐雾甲虫的启发，韩国设计师Kitae Pak设计了一款露水收集器“露珠银行”。

这个金属装置看上去像是一个龟壳，晚上睡觉前把它放在沙漠的平地上，水蒸气更容易在金属外壳上凝结（类似于冬天玻璃窗上的水蒸气凝结），然后凝结的水蒸气沿着弯曲的收集器表面流入底部储水槽中。

Vo l.28No .12Dec 2012赤峰学院学报(自然科学版)J o urnal o f Chifeng University (Natural S cience Editio n )第28卷第12期(下)2012年12月仿生设计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.是模仿自然系统的结构、形体,功能来设计新技术系统一门新学科,是科技与美学的完美结合.仿生设计在景观设计中的运用是通过对自然形态、结构、功能、材料、空间的效仿,使景观设计与自然世界的有机融合的途径.这就要求我们景观设计师不光要注重景观设计的形式,还要关注自然尊重自然规律将多类仿生设计融合运用.从而达到人与自然融为一体的目的.1仿生设计的概念仿生是研究生物系统的结构和性质,并为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学.而仿生设计,亦可称之为设计仿生(Des ig n Bionics),是在仿生学和设计学的基础上发展起来的,它所涉及的领域也是十分广泛的.与仿生学不同的是,仿生设计学是以自然界万事万物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象,主要涉及到数学、生物学、电子学、物理学、控制论、信息论、人机学、心理学、材料学、机械学、动力学、工程学、经济学、色彩学、美学、传播学、伦理学等相关学科.在设计过程中有选择地应用这些生物特征原理.然而在仿生设计学运用到景观设计及景观建筑时所效仿的对象已不光是生物体,还有生物体的所在的环境、生物的行为产物、自然非生物物质.如动物巢穴鸟巢、蛋壳、蚁穴、自然山体、流水等.所以仿生设计学在景观设计中所效仿对象应该包含生物体和非生物体.同时结合仿生学的研究成果,为设计提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途径去改进现有的或建造新的技术系统.某种意义上说,仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展,是仿生学研究成果在人类生存方式中的又一重要反映.2仿生设计在景观设计应用概念与范畴仿生设计研究范围非常广泛,研究内容丰富多彩,特别是涉及到自然科学和社会科学的许多学科,因此很难对仿生设计的研究内容进行明确的划分.所以就其在景观设计中的应用的内容主要有:(1)形态仿生设计主要研究的是景观设计中自然界物质的存在(如日、月、山、川、风、云、雷、电等)和生物体(包括飞禽走兽、植物、微生物、人类)的外部形态和其象征寓意,以及如运用相应的艺术处理手法表现.(2)功能仿生设计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环境功效系统,以促进环境设计中美学俞功能的完好结合.(3)结构仿生设计主要研究生物体和自然界物质存在的内部结构原理在设计中的应用问题,适用与产品设计和建筑设计、景观空间布局及交通规划.研究最多的是植物的茎、叶以及动物形体、肌肉、骨骼的结构.(4)材料仿生设计主要研究生物体和自然界物质表面纹理、色彩、图案,材料的表象进行艺术提仿生设计在景观设计中的实践应用王炳江(安徽师范大学皖江学院,安徽芜湖241008)摘要:本文主要论述了仿生设计在景观设计中的实践应用,尊重自然遵循生态的原则,遵循生命的规律.通过对自然形态、结构、功能、材料、空间的效仿,使景观设计与自然世界的有机融合.对仿生设计的定义及仿生设计在景观设计中应用研究的内容进行阐述.其次从思维及思维方式阐述仿生设计对景观设计中运用的影响.并对在景观设计中如何应用形态仿生设计、结构仿生设计、功能仿生设计、材料仿生设计、空间仿生设计进行论述.最后阐述了在景观设计中运用仿生设计的意义.关键词:景观设计;仿生设计;形态仿生设计中图分类号:TU986文献标识码:A文章编号:1673-260X (2012)12-0066-03６６--. All Rights Reserved.取、功能提取,以达到不同于以往的材质机理与形态.(5)空间仿生设计主要是在一定空间范围类进行多项仿生设计的综合运用研究,研究各仿生设计间的相互作用影响.3仿生设计对景观设计中应用构思及影响仿生设计在景观艺术中运用表现是抽象提炼的思维过程,源于设计师对自然规律的理解进行艺术提炼.仿生设计并不强调景观与效仿对象的形似,甚至没有固定的模拟效仿对象,因此要求设计师既要对自然形态有深刻的了解,同时又要具备丰富的想象力,让思维不再受惯性的约束,自由地发挥想象重组脑中的形体记忆应从以下两个方向去构思.一是从自然循环构思.最终设计表现主体以光照、风向、采光、土和植物等能量循环作为构思起点.例如:区域内生态环境循环,雨水落在主物的绿化屋顶上后收集并储存起来,再用于设计范围内植物的浇灌,让雨水取得了循环;如,从表面上看,城市形态似乎乱而无序,但实际这正是人们使用的生活习惯,顺理成章产生的景观.看起来不规则的规划形态,却“有山有谷”,满足日照和通风,而接近于自然,因此更深层次的方式去顺应自然规律再塑造新景观,就像河流因自然环境因素的变化而改变道路一样.这一类构思是以对自然运动的事物的表象进想认识,逐步探究其运动本质规律进行抽象提炼,运用到景观设计当中.二是用事物存在的形态构思.起伏的水波纹、大地断层的堆积岩层、被风化侵蚀的石钟乳、螺旋的藤蔓枝条、沙漠里仙人掌、南美圆柱蚁穴……,经过时间和岁月的洗礼,呈现出“苍劲生命”的痕迹.生命形态虽然表现形式是无穷多样的,但形式的构成也遵循着一定的自然规律.在基本规律的引导下,仿生设计由形态延伸至结构功能材料,使其有机融合呈现最好的设计效果.这一类构思是在事物被动适应身处的自然环境情况下,先对自然物本身的形态去认识,在研究其本质生存规律进行提炼加工,应用于景观设计中.4仿生设计在景观设计中的实践应用4.1形态仿生设计的应用形态的表现往往是由形体、色彩、点、线、面以及运动的因素按照一定美学法则构成.形成令人叹为观止完美结构.如蛋壳、蜗牛壳和海螺、贝壳是以弧度造型,形成内拱式造型给人以无限的扩张感.以最大可能包容空间,并在力学的作用下,形成很好的抗击外部压力的形态结构.现大多在大型体育场馆歌剧院中使用,在使用形态仿生时不能光顾起光鲜的外表,也要考虑是否以其使用功能而设计.不要为造型而造型.另外形态仿生设计不仅是外在形态的的简单模仿,更是设计意境的提炼与升华.是模拟体现更多的文化沉淀的无形价值.抽象形模拟是提炼出自然物质形态最显著的特征作为设计表现的依据加以提升,并附以寓意,这种抽象形态的模拟比具象形态的模拟更具审美价值.4.2结构仿生设计的应用无论是生物还是非生物为了存在与发展都形成都会自然形成最合理、最稳定、最经济的的结构形式.如帽状菌菇类的辐射密肋与主干支撑着整个物体的直立.蜂巢是由六边形组成,这种由众多菱形组成的结构在受外力后相互抵消,所以能很好承受外部压力.岩石、山体历经风雨侵蚀,顺自然流水的运动被雕成上尖下宽的外形.适应常年的地动山摇,最终想成较稳定的结构形态,屹立于大地.例如在芜湖市中心景观规划设计项目,景观主体是由上下两层空间组成,景观主体物是一个外观形态模拟自然山体的建筑物,显棱锥体结构,整个高度25米.外形是复杂山体的简化的结果,是山非山的美感.同时由于力学原理棱锥体结构稳固,就像大山给人的稳定一样.就像埃及的金字塔,其结构稳定,保存至今.4.3功能仿生设计的应用从功能本身看,对物体的形态、结构、生理机能、自然规律进行研究,理性的认识事物的本质,对事物进行模拟与分析.运用科技手段使功能在设计里的以实现.这种仿生功能的实现是需要对物体本身及其内部规律的较深刻认识.而在景观设计里功能仿生的实现有两个途径.一是模拟事物作用规律的本质与功能形成条件,是复杂的过程能在一定的范围内得以实现.如在小区景观里模拟山体飞瀑,既美化环境给人以心旷神怡的感觉有形成水雾产生水负离子净化空气,形成宜人的环境净化空气;如在小区内模拟湿地,既有身处大自然的感觉又有能净化雨水冲刷的废６７--. All Rights Reserved.料垃圾的功能;如模拟植被形成的条件使破坏的生态得以恢复;如对地形重新塑造,以形成风的条件.二是通过功能的模拟消除一下自然中不利的因素.如一些仿沙漠的景点,在给人带来愉快的同时也会有写烦恼,风沙会常袭周边景点.将仿真草覆盖在沙漠边缘的土壤上起固沙压尘的作用利用底部的保水胶有效锁住水分;如在一下湖景旁边的小路经常会被风起的湖浪打湿,行人没法走.但在岸边种植水草植物既美观又有效阻止水侵小路. 4.4材料仿生设计的应用材料的运用主要是指对材料的加工处理模拟物体的色彩、纹理、图案,形成具有特殊的肌理形态.这种仿生的运用不是对自然材料简单模仿,而是通过艺术手法处理时期展示作品最美得部分,已达到作品与自然环境的完美交融,拉近与人之间的关系.如在小区景观中用不同颜色的鹅卵石依不同形状镶嵌于小路.突出于其他道路不同材质对比.如在地中海风格的楼盘里,很多仿制岩石的景观都用了贝克、碎瓷片、马赛克装饰表面,已达真实美观的效果.4.5空间仿生设计的应用空间仿生设计是集形态、结构、功能、材料于一体的综合设计,通过艺术手法处理提升,使这些设计能在三维空间里的相互作用影响.这个是仿生设计里最复杂的仿生类型,他是各种设计类型的交融以达到完整的结构,优美的外形,符合可持续发展的设计要求.例如安徽宏村整个村子呈“牛”型结构布局,那巍峨苍翠的雷岗当为牛首,参天古木是牛角,由东而西错落有致的民居群宛如宠大的牛躯.以村西北一溪凿圳绕屋过户,九曲十弯的水渠,聚村中天然泉水汇合蓄成一口斗月形的池塘,形如牛肠和牛胃.水渠最后注入村南的湖泊,鹆称牛肚.接着,人们又在绕村溪河上先后架起了四座桥梁,作为牛腿.历经数年,一幅牛的图腾跃然而出.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.5在景观设计中应用仿生设计的意义仿生设计是设计创新的源泉.设计的基础来自于大自然中所蕴含的设计元素.正确认识事物把握本质规律,不断的自我提高.从自然界中寻找灵感,当人类认识一个新事物后就会增加一种新的设计思路的可能性,给我们带来新的生活方式.仿生形态丰富了设计的语言.自然界所存在多种形态结构使仿生设计具有独特性,这种独特性丰富了设计的形式语言,如仙人球所生在的环境,空气干燥,空气中水分少,所以它的叶子显针状,以减少水分的蒸发.这些有形、无形的规律是设计语言更丰富、奇特.综上所述,仿生设计在景观设计中的前景十分广阔,仿生设计元素在在景观设计广泛运用会使景观艺术更加丰富促进景观设计的可持续发展.大自然是人类的好老师.在景观设计中尊重自然遵循生态的原则,遵循生命的规律,将自然合理的、最经济的效果应用到景观设计上.是对人类技术与艺术的不断融合与创造.是人们对自然、城市、和谐共存的美好向望.———————————————————参考文献:〔1〕赵广超.不只中国木建筑[M].上海:上海科学技术出版社,2001.〔2〕翁剑青.公共艺术的观念与取向—当代公共艺术文化及价值研究[M].北京:北京大学出版社, 2002.〔3〕于帆.仿生造型设计[M].湖北:华中科技大学出版社,2005.〔4〕陆小彪.设计思维[M].安徽.合肥工业大学出版社,2006.〔5〕刘蔓.景观艺术设计[M].重庆:西南师范大学出版社,2002.〔6〕申益春.论仿生形态设计在景观设计中的运用[J].规划师,2007(06):23.〔7〕孟春芳王子夺丁岚环境模型制作[M].江苏:江苏美术出版社,2007.〔8〕乐嘉龙编.园林建筑施工图识读技法[M]安徽.安徽科技技术出版社,2006.〔9〕Alejandro Aravena.智利卡托利克大学计算机楼[J].设计新潮,2007(132):044.〔10〕张佳晶,郭振江.2010EXPO中国馆的国际征集方案[J].设计新潮,2007(132):116.６８--. All Rights Reserved.。

十大颇具创意的海洋动物仿生设计源于海洋动物形体特征的仿生设计有很多，科学家通过对特殊而又具有代表性海洋动物形体特征的分析与研究，寻找海洋动物独具的美感因素与合理适应大自然的奥秘所在，并将这些自然界中的合理因素运用仿生设计学引入到日常的设计与生活中。

下面是十大颇具创意的海洋动物仿生设计。

鱼形汽车研究人员从鱼类身上获得了灵感，将鱼类“避免碰撞”、“同排移动”和“靠近同伴”三种行为规则应用于驾驶操控上，开发了一种智能化概念汽车“EPORO”。

该技术模仿鱼群在前行时绕开障碍物的同时避免互相碰撞的活动模式，使得该款概念车能够在车流中穿梭自如。

和现在马路上带着噪音呼啸而过的汽车不同，当EPORO在马路上行驶时，会自动按照行进方向编组，同路线的汽车既互相跟随，又保持一个合理的间距，而且，当前方出现障碍物时，还会自动规避。

简言之，这是些既不会堵车，也不会撞车的汽车。

水中污染物的仿生机器鱼这种机器鱼体长约50厘米，高15厘米，宽12厘米，身上装备有探测传感器，可以自动监测河水中的多种污染物，如轮船泄漏的燃油或其它化学物等，并利用GPS装置将数据适时传给研究人员。

这种机器鱼是科学家们根据仿生学原理设计制造的，它们游动起来酷似真正的鲤鱼，身体在发动机的推动下来回摆动，并用鳍和尾来改变它们的游动方向，其游动速度可达每秒半米。

这些机器鱼充电一次就能在水中持续游动24小时。

机器鱼“嗅出”一片水域中的有害物质时，它们就通过wi-fi无线连接彼此交流数据，然后适时向研究人员和环保部门发出警报。

台湾生化实验大楼仿照鹦鹉螺外形设计鹦鹉螺贝壳是大自然最完美的形状之一。

自然界里，鹦鹉螺壳内部形成一连串相互连锁的完美螺旋对生规律、质地为珍珠质的小室，如此大自然奇迹的外壳里却隐藏着丑陋的头足类软体动物。

台湾生化实验大楼群由两幢大小互异、类似鹦鹉螺外壳的实验室大楼所组成。

两幢生化实验大楼内部为处理极端危险病毒研究的先进实验室，其外以象征完美形体与精密技术的外壳所包覆。