生活中仿生学应用

生活中仿生学应用
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

仿生建筑阅读及答案

阅读下面的说明文,完成后面的题目。___________________①仿生建筑的类型十分丰富。结构 式仿生建筑,其建筑就像动物的骨骼一样,拥有最优的力学性能和结构体系,能够有效地减少 材料的用量。表皮式仿生建筑所使用的建筑围护材料就像动物的皮肤一样,拥有防寒、透气、 不透水等多重特性,而且随着外界气候条件的变化来改变表皮的透光、保温特性,从而创造出 舒适的室内环境。功能式仿生建筑的构件能够像生物的毛细血管一样运作,可以调节温度、控 制室内空气的流速和流向,而且相对于普通的空调系统,大大降低了材料使用成本。如果一个 建筑同时具有上述的两点或三点,则统称为复合式仿生建筑。②仿生建筑源于自然又回归自 然,每一类仿生建筑都别具一格。人处其中,能够感受到大自然的气息。它们当中,有的能够 像向日葵一样旋转,有的能够像仙人掌一样开花,有的能够像盛开的马蹄莲一样迎风招展。③ 向日葵式的仿生建筑能够跟踪太阳的方向进行旋转。房子的旋转是根据太阳在天空中的方位进 行的,白天朝东,黄昏朝西。且太阳落山以后,控制程序会让房子自动恢复到初始状态。这样 的设计能使位于屋顶的太阳能电池板以最大日照角度对准太阳。建筑物四周的太阳能集热器也 能面对直射的阳光,以获取更多的太阳能。此外,“向日葵建筑”旋转的动力全部来自自身的 “光合作用”,即由屋顶的太阳能光电板和小型太阳能电动机提供动力,十分节能。④仙人掌 一般生长在干旱的沙漠里,每次降雨,仙人掌都会竭尽全力地吸收和储存水分。城市“仙人掌 建筑”也是如此,大面积的户外阳台就是它们吸收和储存能量的“凸起”和“刺”。住户们将 各种植物种植在自己的阳台上,整个建筑就像是一座小型的光合作用工厂,能够吸收城市中的 有害气体,并且释放新鲜的氧气,缓解城市的热岛效应,为住户提供清新、优雅的居住环境。 ⑤花梗是马蹄莲的中轴部分,它除了是结构主体,还作为整株植物的能量传送带,使水分、养 分及时地在根、花、果之间传送。“马蹄莲建筑”的塔楼作为整支“马蹄莲”的花梗,在其底 部设有集热棚,利用温室效应加热空气,通过中心烟囱的内部气流,将热量源源不断输送给整 座建筑。此外,塔楼的表面并不平整,像折过的纸一样,这样能够保证经过气流的最大化,从 而最大限度地利用风能。而且为了提高顶部风力发电机组的效率,“花”被设计成双弧形界 面,将风速提高为环境风速的4倍。当风吹过,“马蹄莲建筑”就会迎风招展,呈现着蓬勃的 生机。(选自《知识就是力量》2014年第11期,原文作者:吴旭阳,有删改)19.作者为本 文拟题时,在“仿生建筑”和“会呼吸的建筑”这两个题目上反复推敲,难以确定,请你帮他 从中选定一个题目并说明理由。示例一:我选“会呼吸的建筑”,题目新颖,运用了拟人(物) 的手法,形象生动;示例二:我选“仿生建筑”,题目直接简明。20.说说第②段中划线句子 在文中的作用。示例:从结构上看是总领下文,三个分句分别和③、④、⑤段形成一一对应的 关系,便于读者理清阅读层次;从内容上看,生动形象地说明了三种建筑的总体形态特征。 21.从文中看,“马蹄莲建筑”的功能可以概括为供热和发电。22.其实,大自然还有很多神 秘之处,科技将产生无限可能。你认为未来还将会出现什么样的仿生建筑呢请写出来并指出其 原理或功能。示例:变色龙建筑——仿照变色龙生态特征,具有在不同的环境下呈现不同颜色 的功能。

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。

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。

仿生学资料全

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- #1 仿生学资料 仿生设计学,亦可称之为设计仿生学(Design Bionics),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,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。 仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同,它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,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。在某种意义上,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反映。仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的锲合点,使人类社会与自然达到了高度的统一,正逐渐成为设计发展过程中新的亮点。

自古以来,自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在,它们在漫长的进化过程中,为了求得生存与发展,逐渐具备了适应自然界变化的本领。人类生活在自然界中,与周围的生物作“邻居”,这些生物各种各样的奇异本领,吸引着人们去想象和模仿。人类运用其观察、思维和设计能力,开始了对生物的模仿,并通过创造性的劳动,制造出简单的工具,增强了自己与自然界斗争的本领和能力。 人类最初使用的工具——木棒和石斧,无疑是使用的天然木棒和天然石块;骨针的使用,无疑是鱼刺的模仿……所有这些工具的创造、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的,只能说是对自然中存在的物质及某种构成方式的直接模拟,是人类初级创造阶段,也可以说是仿生设计的起源和雏形,它们虽然是比较粗糙的、表面的,但却是我们今天得以发展的基础。 在我国,早就有着模仿生物的事例。相传在公元前三千多年,我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,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。古代庙宇殿之前的山门的建造,就

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

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

仿生学仿生学(bionics)是模仿生物系统的原理来建造技

昆虫与仿生 彩万志 (中国农业大学昆虫学系) 仿生学(bionics)是模仿生物系统的原理来建造技术系统,或者使人造技术系统具有或类似于生物系统特征的科学。自从人类诞生就开始了仿生活动,但仿生学作为一门学科是1960年6月在美国召开的一个学术会议上提出的,它是一个涉及生物学、数学、物理学、化学、神经学、自动化、控制论等多学科的综合性边缘学科。其实质就是模仿生物制造各类设备。因此,首次仿生学会议的副标题就是“生物原型---新技术的钥匙”。 全球昆虫种类1000万种、占全球生物种类的1/2、占全球动物种类的2/3。在漫长的生物进化史中,鼎盛一时的三叶虫灭绝了,庞大的恐龙消失了……而小小的昆虫却一直繁荣至今。除了昆虫具有惊人的繁殖能力、适应能力外,它们在形态、生理、行为等方面具有很多绝妙之处。有很多地方连人类也自叹不如,如螳螂能够在0.05秒内一跃而起,捕捉到空中飞行的猎物,这一速度连目前的微电子和自动化技术都达不到。所有这些独到之点,都是仿生学的丰富资源。 昆虫的形态千姿百态,千差万别,从头到尾,从里到外,与仿生学相关之处甚多,大体有以下五个方面。 (1) 昆虫的头部与仿生昆虫的触角与各式各样的天线、昆虫的复眼与蝇眼相机、虫眼导弹、地对空速度仪、空对地速度计、偏振光导航仪等。 (2)昆虫的胸部与仿生翅的花纹与军事伪装、鳞片与计算机散然装置、鳞片结构与卫星控温、鳞片结构与防伪纸币、翅痣与飞机的减震装置、平衡棒与振动陀螺仪等。 (3) 昆虫的腹部与仿生蝗虫的产卵器和钻井装置、腹节的构造与套筒装置、腺体系统与火箭设计等。 (4)昆虫的生理与仿生几丁质与仿生材料、弹性素与弹跳鞋、肌肉发动机和燃料电池、昆虫的泌丝与人造纤维等。 (5)昆虫的行为与仿生昆虫的飞行与虫形飞机、昆虫的巢穴与建筑、蜜蜂巢房的结构与仿生、昆虫的发音与仿生、昆虫的发光与仿生、昆虫的化学通讯与仿生、毛虫的行走与战地越野车、尺蠖的行走与新型坦克、蜜蜂的访花与电子蜜蜂等。 此处,仅以翅的结构、飞行动力学为例简单介绍一下虫型飞机方面的仿生学进展。 一、虫型飞机的概念 昆虫是动物界中最早获得飞行能力的类群,也是无脊椎动物中惟一具翅的类群,其高超的飞行技巧时常使自认为万物之灵的人们愧叹弗如。吴承恩笔下的齐天大圣孙悟空会七十二般变化,一个筋斗能翻十万八千里,腾云驾雾、上天入地,好不自在!但在吴大师的心目中,孙悟空显然不如蝴蝶那么潇洒,在描述孙悟空所变的蝴蝶时,他这样写道:“一双粉翅,两道银须。乘风飞去急,映日舞来徐。渡水过墙能疾俏,偷香弄絮甚欢娱。体轻偏爱鲜花味,雅态芳情任卷舒。”从这些描写中,我们不难看到到他对蝴蝶翩翩起舞的羡慕之情。的确,每当春暖花开、万象生烟之际,美丽的蝴蝶双双对对在花间款款飞舞,不免使人顿发希望自己也能像蝴蝶那样自由飞翔的感慨。 人类渴望了上百万年的飞天梦,直到1903 年,美国的莱特兄弟成功地进行了动力载人飞行的那一刻才真正成为现实。在此后的100多年中,航空器的大型化、高速化、智能化一直是航空研究领域的主流。但是,20世纪90年代以来,随着微电子、微电子机械系统、微型照相机、微型红外传感器、微型检测器和计算机芯片等技术的飞速发展,飞行器的设计又始出现向小型化、微型化发展的趋势。

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

初中综合实践活动《动技术 14.生活中的仿生设计》优质课教案_14

生活中的仿生设计教学设计 一、教材内容分析 术产品设计中最有挑战性而又最能表现设计者的聪明才智和创造力的环节。在整个模块教学中有着非常重要的地位。“生活中的仿生设计”这一节总共有三个内容:设计分析、生活中的仿生设计、方案的比较和权衡。生活中的仿生设计课本上列举了7 种:“形”、“色”、“声音”、“功能”、“结构”、“意象”、“质感”构思法。本着以学生为主体,让学生亲身体验技术设计过程的技术课教学理念,本课时是以学生参与技术设计实践活动为主,以案例讲解模仿法中的仿形法和仿生法的特点为辅。 二、学生学情分析 1. 本节课的教学对象是高二年级学生,刚刚接触本课程还属于参与设计的初始阶段,模仿性强,具有强烈的求知欲和表现欲,思维也较少受到束缚,敢于尝试,敢于批判,敢于超越。 2. 在实际生活中,利用模仿法设计出来的日用品数不胜数,对于高二的学生来说并不陌生。因此本节课用了大量的日用品案例,贴近

生活,从而减少学生对方案的构思的畏惧感。 3. 经过前面章节的学习,学生已经对技术与设计有了一定的了解,并且积累了一些产品设计的实践经验,为学生学习如何利用模仿法对产品进行设计奠定了良好的基础。 三、教学目标 1. 知识与技能 (1)认识仿生学的构思的含义; (2)了解模仿法的仿生的特点;了解我们身边的仿生学。 (3)能灵活地运用仿生进行方案的构思,说出仿生学的应用。 2.过程与方法 (1)通过丰富的生活案例引入,理论解析,理解模仿法在产品构思中的应用; (2)通过组织设计与制作手机支撑架的实践活动,引导学生能灵活地运用仿形法和仿生法进行方案的构思。 3. 情感态度与价值观 (1)通过大量的设计案例,激发学生的创作灵感,培养模仿创新的思维,并从中享受创造的快乐;

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

吴旭阳《仿生建筑会呼吸的建筑》初中说明文阅读题及答案(二则)

___________________ ①仿生建筑的类型十分丰富。结构式仿生建筑,其建筑就像动物 的骨骼一样,拥有最优的力学性能和结构体系,能够有效地减少材料的用量。表皮式仿生建 筑所使用的建筑围护材料就像动物的皮肤一样,拥有防寒、透气、不透水等多重特性,而且 随着外界气候条件的变化来改变表皮的透光、保温特性,从而创造出舒适的室内环境。功能 式仿生建筑的构件能够像生物的毛细血管一样运作,可以调节温度、控制室内空气的流速和 流向,而且相对于普通的空调系统,大大降低了材料使用成本。如果一个建筑同时具有上述 的两点或三点,则统称为复合式仿生建筑。②仿生建筑源于自然又回归自然,每一类仿生 建筑都别具一格。人处其中,能够感受到大自然的气息。它们当中,有的能够像向日葵一样 旋转,有的能够像仙人掌一样开花,有的能够像盛开的马蹄莲一样迎风招展。③向日葵式 的仿生建筑能够跟踪太阳的方向进行旋转。房子的旋转是根据太阳在天空中的方位进行的, 白天朝东,黄昏朝西。且太阳落山以后,控制程序会让房子自动恢复到初始状态。这样的设 计能使位于屋顶的太阳能电池板以最大日照角度对准太阳。建筑物四周的太阳能集热器也能 面对直射的阳光,以获取更多的太阳能。此外,“向日葵建筑”旋转的动力全部来自自身的“光 合作用”,即由屋顶的太阳能光电板和小型太阳能电动机提供动力,十分节能。④仙人掌 一般生长在干旱的沙漠里,每次降雨,仙人掌都会竭尽全力地吸收和储存水分。城市“仙人 掌建筑”也是如此,大面积的户外阳台就是它们吸收和储存能量的“凸起”和“刺”。住户们 将各种植物种植在自己的阳台上,整个建筑就像是一座小型的光合作用工厂,能够吸收城市 中的有害气体,并且释放新鲜的氧气,缓解城市的热岛效应,为住户提供清新、优雅的居住 环境。⑤花梗是马蹄莲的中轴部分,它除了是结构主体,还作为整株植物的能量传送带, 使水分、养分及时地在根、花、果之间传送。“马蹄莲建筑”的塔楼作为整支“马蹄莲”的 花梗,在其底部设有集热棚,利用温室效应加热空气,通过中心烟囱的内部气流,将热量源 源不断输送给整座建筑。此外,塔楼的表面并不平整,像折过的纸一样,这样能够保证经过 气流的最大化,从而最大限度地利用风能。而且为了提高顶部风力发电机组的效率,“花”被 设计成双弧形界面,将风速提高为环境风速的4倍。当风吹过,“马蹄莲建筑”就会迎风招展, 呈现着蓬勃的生机。(选自《知识就是力量》2014年第11期,原文作者:吴旭阳,有删改)(一)19.作者为本文拟题时,在“仿生建筑”和“会呼吸的建筑”这两个题目上反 复推敲,难以确定,请你帮他从中选定一个题目并说明理由。(2分)答:______ 20.说 说第②段中划线句子在文中的作用。(2分)答:______ 21.从文中看,“马蹄莲建筑” 的功能可以概括为____ 和____ 。(2分) 22.其实,大自然还有很多神秘之处,科技将 产生无限可能。你认为未来还将会出现什么样的仿生建筑呢?请写出来并指出其原理或功能。(3分)答:______ (二)11.不符合文意的一项是(2分)() A.仿生建筑就是“会 呼吸的建筑”。 B.“向日葵建筑”能够随时跟踪太阳的方向进行旋转。 C.“仙人掌建筑” 可以缓解城市的热岛效应。 D.塔楼是“马蹄莲建筑”的结合主体。 12. 第③④⑤段的 顺序为什么不能颠倒?(4分)答:____ 13.简要说明第③段加点文字的语言特点。(4分)答:____ 14.第⑤段画线句运用了作比较的说明方法,有何作用?(2分)答: ____ 15.未来或许会出现怎样的仿生建筑?试举一例。(文中例子除外)(2分)答:____ 参考答案:(一)19.示例一:我选“会呼吸的建筑”,题目新颖,运用了拟人(物)的手法, 形象生动;示例二:我选“仿生建筑”,题目直接简明。(2分。两个题目均可选,但必须 答出合适的理由,只选了题目,无理由者,不得分。) 20.示例:从结构上看是总领下文,三个分句分别和③、④、⑤段形成一一对应的关系,便于读者理清阅读层次;从内容上看, 生动形象地说明了三种建筑的总体形态特征。(结构方面和内容方面各1分) 21.①供热(集热、送热)②发电(每空1分,共2分) 22.示例:变色龙建筑――仿照变色龙生态特征, 具有在不同的环境下呈现不同颜色的功能。(写出科学可行的仿生建筑名称1分,写出原理或

建筑仿生学

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。

仿生学经典例子

仿生学的经典例子:鱼漂与潜水艇 潜水艇?潜水艇是怎能样发明的呢?为了让一种船既能在水面划,又能在海底游,科学家观察到了鱼这种动物。???鱼肚中有一种东西叫鱼鳔,里面装满了空气。在鱼想潜到水底时,将鱼鳔中的空气排出,浮力就立刻变小了,鱼可自由地沉下水面。而潜水艇中也有一种机器,里面也装满了空气,将空气一排出,潜水艇便能沉下水底。科学家是按这个原理制造的潜水艇。???看,我们如今已经很高级的潜水艇,原来它们是利用鱼鳔原理而做的。?是的,生活中若没有动物,人类将会失去很多发明的机会。可以说,动物对人类生活也有很大的帮助。 仿生学的经典例子: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。 仿生学的经典例子:水母的顺风耳 在自然界中,水母,早在5亿多年前,它们就已经在海水里生活了。“但是,水母跟顺风耳又有什么关系呢?”人们肯定会问这样一个问题。因为,水母在风暴来临之前,就会成群结队地游向大海,就预示风暴即将来临。但是,这又与“顺风耳”有什么关系呢?原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波(频率为8~13赫兹),是风暴来临之前的预告。这种次声波,人耳是听不到的,而对水母来说却是易如反掌。科学家经过研究发现,水母的耳朵里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石。科学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。 仿生学的经典例子:蛋壳与薄壳建筑 蛋壳呈拱形,跨度大,包括许多力学原理。虽然它只有2mm的厚度,但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点:用料少,跨度大,坚固耐用。薄壳建筑也并非都是拱形,举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。

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