仿生学在建筑设计中的应用浅析

仿生学在机械设计中的应用研究

随着科学技术的不断发展，仿生学这门学科也引起了越来越多的关注。仿生学，就是从生物体身上得到灵感并应用到设计当中的学科。它可以帮助科学家和工程师更好地了解自然界中生物的生存方式，探索生物体内的运动、能量和生长机制，从而运用到工程设计当中。在机械设计中，我们可以发现，仿生学在其中扮演着非常重要的角色。本文将从几个方面来介绍仿生学在机械设计中的应用研究。

1.仿生机器人

仿生机器人是一种仿效生物生理结构和行为规律来进行设计的机器人。它运用了多个领域的技术，如机械学、电子学、自动控制等，从而实现了对生命体的模仿和发明。仿生机器人可以用于制造行动机器人、工业机器人、医疗机器人等多种机器设备。最早的仿生机器人是研究飞行鸟类而制造的。目前，仿生机器人受到了越来越多的关注，这是因为它们的性能非常优秀，而且可以节省大量的能源和资源。

2.仿生润滑

仿生润滑是一种仿效生物体润滑方式的润滑方式。在生物体内，只要散发出足够的润滑剂，就可以非常好地保护身体各部位。仿生润滑技术也是一种可以在机械设计中使用的技术。然而，仿生润滑并不是单纯地模仿生物体内的润滑方式，而是将润滑方式与材料科学、化学等其他科技结合起来，从而得到更好的效果。

3.仿生自适应材料

仿生自适应材料是一种仿效生物体自适应机制制造的材料。在生物体内，如果受到外界的影响，它们会发生自适应调节，从而抵御外界的影响。在机械设计中，仿生自适应材料也可以有许多应用。例如，它们可以用于制造自动调节机器，使机器的运作更加自如；它们还可以用于制造合金制品，使其更加耐用。

总之，仿生学在机械设计中的应用是一个非常重要的领域。它可以让我们从生物体内学习到很多宝贵的机理和技术，运用到机械设计中，从而得到更好的设计效果。同时，不仅可以减少能源的消耗，还可以节约材料和时间，使之成为工程设计中必不可少的一部分。相信在不久的将来，仿生学还将会在更多的机械设计中扮演更为重要的角色。

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浅述仿生学对建筑设计

作者：莫立英

来源：《建筑工程技术与设计》2015年第05期

【摘要】中国的地理位置决定了中国特有的自然观，中国辽源广阔，平原、江河和湖泊以及多气候带的自然条件为稳定的农牧业提供了良好的客观条件。在这样的条件下，人们的思想也得到了很大程度上的升华，逐渐形成了以自然观为主导的思想理念体系。儒学思想是中国自然观的最好的总结，儒学思想中提倡中庸，主体与客体要和谐、统一，是道德化的理念，是天人合一的思想。这样的思想要求人们亲近自然，并认为自然美是一切美的基础，凡事遵循自然界的合理因素。

【关键词】仿生学；建筑设计；原则

1、 前言

西方地理环境多山而近海，地域比较狭长，不适合定居的农牧发展，这就使西方人面向不同的机遇和挑战，地理位置的影响使得西方人性格外向并且好战，他们开始征服自然和改造自然，同时对人本身的力量开始崇拜，使得西方文明思想开始以人为中心展开、发展和继承下去。 在古希腊，美学是自然哲学的一部分，思想家们首先关心的是美学的现实基础，美是事物内部的和谐，是整体中部分的和谐美。西方早期的美学中认为：事物都是创造出来的，包括自然。在众多的社会实践中，如：绘画、雕塑和建筑设计中，都体现着人的主观能动性和创造性，所以人本主义是西方思想和哲学的一个重要的基础理念。

2、 仿生学在建筑设计中的应用原则

2.1社会性原则

人类居住的整个体系是一个客观物质与主观思想结合的产物，不同地区的文化具有很大的区分性，不同地区的社会意识形态也是不同的，按地域分为东方和西方大的文化区域概念，其中又分成很多小的区域"在这些不同的区域里，思想发源、宗教、气候带和经济发展的不同步和多样性决定了在这个地域生活的人们对建筑形态接受和理解程度的不同。

研究建筑首先研究的对象就是这个地区的社会意识形态，辩证唯物主义提出：意识与物质形态之间是作用与反作用的关系，两者又是相互促进发展的。人们对新事物的产生在其初始时期都有怀疑和排斥的阶段，对新事物的接受需要一个适当的过程，仿生学建筑的初期阶段，也是如此，人们对仿生学建筑奇特的外型和新奇的结构理论都表示了怀疑，但是一系列成功的案例表明了它的优势和存在的意义。建筑同时也会代表一个地区的文化程度和经济发展的速度，在人类社会的发展史上，几乎每一个历史时期都会有一座或者几座的标志性建筑，如：中国的长城、埃及的金字塔、希腊的雅典娜神殿等。 龙源期刊网

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进行中的仿生设计学

仿生设计学，亦可称之为设计仿生学（DesignBionics），它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。它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，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。

在建筑领域，仿生设计成功的例子比比皆是，从北京“鸟巢”在建筑结构上的形态仿生，再至勒·柯布西耶“郎香教堂”近似“听觉器官”的意蕴符号，仿生设计给建筑设计带来了全新的阐释。反观室内设计，天花、地面、隔断墙面、背景墙等，人们将花形、树形、叶脉图纹等自然元素运用其间，给整个居室带来自然之景的同时，也赋予了空间更多的风格意蕴。然而，形态的仿生还仅仅是其中一种，功能结构的仿生、色彩仿生上的探索，似乎能从更深层次为室内设计营造更多的设计创想。1904年高迪设计的“巴特罗公寓”，室内蜿蜒的曲线结构形成流畅而又流动的空间，即便是门窗都没有棱角、转角，有人将其想象成与生命息息相关的生物内脏器官。当然，这种结构是与建筑设计相辅相成的，但也反映出室内设计仿生

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处理的可能性。

姚仁禄在《设计与附加价值》的演讲中，提及了一个概念：“进行中的仿生学”，这意寓着仿生学的发展，不再局限于简单的形态仿生，对仿生生物群的研究，让材质与结构等类属于功能性的仿生科技应运而生。他在演讲中还提到一个非常有趣却发人深思的事例——大自然生物翅真鲨的抗菌方式。因翅真鲨皮肤上的锯齿状结构，让细菌无法附着。目前SharkletTechnologies公司正尝试将这种结构铺设在医院墙面，防止细菌滋生。这种方法将远胜于使用强烈的抗菌洗剂，使许多生物免遭抗药性的侵扰。当这种技术臻于成熟并有条件大范围普及时，居室外表墙面若能铺上此类材质，碰到类似SARS等超级病毒来袭时，它也能真正充当起“安居”之功用，保护一家人的健康与生活。这类仿生科技的发展，将为未来生活带来更多的便利。

刍论仿生学在建筑设计中的应用

摘要：人类为了生存建造了各式的建筑, 不难发现, 无论建筑如何复杂精巧, 几乎都能在自然生物中找到与其对应的影子。在建

筑设计过程中, 有意识从大自然借鉴和模 仿, 称为仿生建筑, 其含义是将生物界某些 外部形态, 内部结构与自然生态环境共生

繁衍的特殊规律及美学形态的法则应用到 建筑创作中去。并且仿生艺术内容丰富, 形式多样, 妙趣横生。

关键词：仿生；建筑造型；设计原则

中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：

生物界中动植物种类繁多, 在漫长的 进化过程中, 为求得生存与发展, 逐渐具备 了适应自然界变化的本领。这些各种各样 的奇异本领, 吸引着人们去研究和模仿。仿生建筑也应运而生。仿生建筑的出现标 志着建筑设计和构造技法从现代主义机械 式的零部件搭配时代迈向了更具活力、更 进步的仿生建筑时代。”仿生建筑对生物 的模拟是建筑师自我实践的结果, 是对未来 的有益尝试。

一、仿生建筑造型设计

建筑造型的仿生设计作为建筑仿生的设计手法之一， 主要是指在设计中模拟生物体的形状或颜色等，属于一种 比较感性的仿生设计手法，可以提高建筑与环境的亲和 性、适应性，它与功能仿生设计、结构仿生设计等一样， 体现了人类与生存环境的和谐关系。建筑造型的仿生设计 主要分为象形仿生设计和抽象仿生设计。

1.象形仿生设计 每个生物体都具有其本身的象征意义，形成了全人类 的共同认识，例如: 鸽子象征和平、圣洁和活力，蝎子象 征憎恨和邪恶; 同时也有不同国家不同地域形成的其他观 点，我国的牡丹和竹子是国家的象征，而日本是以樱花作 为自己国家的象征。基于生物的这种象征意义，建筑师也 可以运用象征的手法来表达设计想法和共同的价值观念。 象形仿生建筑涉及了许多的生物，对它们的模仿体现了生 物与人类的共同本质，那就是生命的本能。。 在结构派的大师弗兰克·盖里的作品中，鱼和蛇是经 常会出现的象形仿生形象。斐欧那·拉基普曾经这样分析 盖里的设计: “鱼的频繁出现是功能对形势、结构灵活性 的需要。”并且，盖里经常使用钛作为建筑材料，使建筑 拥有流动的曲面和生物体般的光泽，正如查尔斯·詹克斯 所说: “一个新的交叠的弯曲表面，像鱼鳞或者犰狳皮。” 这种材料取材于美国本土，辅以新颖灵巧的构思和创新，