文档介绍：——开启新技术的钥匙
第11章仿生学
前言
信息仿生
控制仿生
拟态仿生
力学仿生
化学仿生
整体仿生
目录
1、仿生学简介
远在中国古代,劳动人民就在长期的生产和生活中产生了朴素的仿生思想。如,中国象形文字便是一种借助文字象形传递信息的手段;中华武术、祖国传统医学中的养生之道更是集世间万物之精巧,愈显其博大精深。
第1节前言
凤蓬草轮子
鱼尾船橹
人眼晶状体透镜
鸟飞机
2、生活中的仿生学
第1节前言
仿生学(Bionics)
“模仿生物系统的原理建造技术系统,或者使人造技术系统具有生物系统特征或类似特征的科学”,亦即“模仿生物特性的科学。”
----- Dr. Jack Ellwood Steel
3、仿生学的概念
第1节前言
4、仿生学的创立
1960年9月13-15日,美国Dayton的一个空军基地,. Steel是一位专长于精神病学和神经学、又受过数学和电子学训练的美国军医.
Bionics源于希腊语“bion”(生命的方式),其词尾“-ic”则是“具有……性质”的意思。Bionics并非源于 Bio-和electronics,所以,仿生学Bionics ≠生物电子学Bioelectronics。
仿生学的学科基础:生物学+ 技术科学。相关学科包括生理学、神经生理学、心理学、生物物理学、电子学、物理学、化学、数学,以及通讯、计算技术、建筑工程、航空、航海工程及系统科学等。
第1节前言
5、仿生学的研究范围
经过大自然千百万年的精雕细琢,生物体结构与功能的优异之处是数不胜数的。家猫黑夜捉老鼠,老马千里识返途,骆驼数里能闻水,候鸟万里年年飞。因此,仿生学的研究内容极其广泛,无论是宏观的,还是微观的,整体的还是局部的,无论是结构还是功能,只要生物系统比技术系统有明显的优点,值得人们去模仿,都是仿生学的研究内容。
第1节前言
6、仿生学的研究分支
第1节前言
信息仿生学
控制仿生学
力学仿生学
化学仿生学
医学仿生学
拟态仿生学
整体仿生学
7、仿生学研究的特点
仿生学是一门建立在多学科边缘上的综合性学科,这些相关性的基础学科,正如前面所述,包括生理学、神经生理学、心理学、生物物理学、电子学、物理学、化学、数学,以及通讯、计算技术、建筑工程、航空、航海工程及系统科学等。
第1节前言
8、仿生学的研究方法(仿生研究三步曲,重要环节在于建立各种模型,关键在于技术模型的建立) 首先,在对生物的某种结构与功能进行仔细研究并有了清楚了解的基础上,除去一些无关因素并加以简化,提出一个生物模型(Biological model)(又称生物原型Living prototype); 然后,将有关生物模型的实验资料翻译成数学语言,用数学公式来表达,变成具有普遍意义的数学模型(mathematical model); 最后,根据这个数学模型,或直接根据生物原型,用电子电路、机械结构、化学结构等各种手段制作出可以在工程技术上进行实验的实物模型,经过反复实验,特别是经过生物学实验的验证、改进而发展成各种技术模型(technological model),最终实现对生物系统的工程模拟(Engineering simulating)。
第1节前言