仿生学在儿童家具造型设计中的应用

——以我的毕业设计为例

摘要：仿生设计是实现儿童家具功能性、教育性、趣味性和娱乐性兼具的重要方法之一，在国内外都有着良好的研究基础和运用空间，本文正是基于以上理论和实际，对儿童仿生家具造型设计进行研究，探讨仿生设计在儿童家具上的应用原则和方法，并对未来的发展趋势进行了分析。

一、仿生学应用于儿童家具造型设计中的意义

仿生，是一门交叉学科，如今越来越受到人们的重视。自然界中除了人之外，还有着无穷无数的生命个体，在他们生长活动的过程中的某个瞬间，也会呈现出符合生命规律的令人惊叹的某种形态和造型。人们通过现代科技手段和工业设计，可以模仿这样的一些形态和造型，从而更有利于人类自身的生存和对环境的适应。

孩子是我们的未来，是我们的希望，同时由于孩子仍处于成长和完善的过程中，其所具有的一些习性和生理机能更需要我们提供合理的引导和帮助，而恰恰将仿生学应用于儿童家具造型设计中能很好的体现这一点。通过查阅资料，现场观摩，笔者认为这些仿生家具应用于儿童家具设计中，具有这样一些意义：

首先，源于自然的仿生家具在很大程度上满足了儿童对自然的向往，能够从小教育他们认识大自然，爱护大自然的意识。

其次，源于自然的仿生家具对于儿童，甚至普通成年人来说都具有很强的亲和力，能够从小培养儿童轻松、愉悦、幽默的精神情操。

第三，源于自然的仿生家具由于是在模仿生物活动的某个瞬间，或者是其某种有利于适应环境的结构，因此整个家具会由此而充满了生命活力，从而激发儿童积极向上的生活态度，以及热爱生命的心理感受。

二、仿生学应用于儿童家具设计的基本原则

考虑到上面所提出的儿童家具所必须具有的几大元素，我们在设计儿童仿生家具的时候则需要大致遵守这样一些原则：

1.适用性

儿童仿生家具是专为儿童所设计的，考虑到儿童心理及生理的特征，启发儿童想象力、创造力则是儿童仿生家具设计的适用性的重要体现方面。儿童仿生家具在结构上不需要非常复杂，但要保证其颜色和造型可以给儿童留下深刻的印象，从而引导他认识世界，认识自然，最终能养成健康的体魄和清晰的头脑。如图1所示，图中的“嘟嘟鸟”儿童摇椅，利用了鸟类造型的变形，不仅增添了儿童家具的情趣，更重要的是带领儿童开始了对大自然的了解和接触，这是对儿童仿生家具的适用性的重要体现。

“嘟嘟鸟”摇椅椅

2.安全性

儿童作为特殊的群体对家具的安全性有着特殊的要求，所以儿童仿生家具设计的重要一点就是家具的本身具有可靠性和牢固性。儿童总是活蹦乱跳的，他们也许会踩在椅子上面跳上跳下，这种对家具的使用方法与成年人给予家具所带来的冲击力和压力截然不同，所以儿童仿生家具设计要把家具的安全性放在第一位。儿童家具的安全性体现在两个方面，一是结构本身牢固可靠；二是家具在材料选择方面，能达到更高的抗挤抗压和抗冲击的强度。3.环保性

环保是当今世界的主题，环保的理念也要从小开始培养。同时儿童由于自身处于成长和发育阶段，对于家具的“绿色”品质也有着比较高的要求。每一种材料都有自己的情感语言和肌理效果，具有独特的作用与气质。学前儿童仿生家具在材质和肌理效果上，应以贴近自然、温馨、柔软、安全的环保材料为主。例如布艺、原木、竹藤、纸质、塑料、充气等无异味、无工业污染、无有害化学物质的材料，以达到有利于儿童身体健康发展的目的。

三、儿童仿生家具设计未来趋势

1.人性化发展趋势

不管是普通的家具设计也好，还是仿生家具设计也好，其最终目的都是为了满足人类的需要，因此在设计过程中“人”的因素始终处于第一位的。儿童由于其不同于成人的心理特征，儿童仿生家具的设计也要灵活多变，适应儿童简单思维的阶段。在儿童仿生家具的设计中，造型上应以简洁为主，借助简洁的造型、柔和的线条来引发他们的想象，引领儿童思维的成长。色彩鲜艳的动物造型类椅子，形象生动活泼、线条简洁明了、在具有基本功能性特征以外也可以作为游戏的道具，这必然会成为儿童仿生家具造型设计的一个趋势，从而符合儿童的心理特点和生理需求。

2.趣味性发展趋势

前面提到了儿童仿生家具的趣味性，其实这种贴近生活、贴近大自然的设计具有非常重要的意义，甚至会成为影响家长选购该类家具时的首要考虑因素，那么如何才能完整的体现家居设计的趣味性呢？

首先在色彩上，运用的色彩应当鲜艳、纯正，比如通过模仿蝴蝶翅膀鲜艳的颜色，可以使儿童仿生家具在视觉上带来趣味。

其次是细节的处理。对细节的处理不仅体现在外观的圆润平滑，还体现在使用方法和操作上能够充分结合生物特点，产生趣味的效果。

最后是联想性上。一般的家具都是独立的，很难表达一个明确的场景和主题。儿童由于其抽象思维还处于发展中，过于抽象的场景很难吸引其去探寻背后的意义。相反，比如一整套模仿动物的家具在一起，则很容易将儿童带入“大森林”的场景中，开始自我的角色模仿和联想，从而逐步树立起热爱森林，热爱大自然的情怀。

3.成长性设计的发展趋势

所谓的“成长性设计”，主要指的是由于儿童处于生理的快速发育期，对生活空间的要求不断的变化，因此对家具的尺寸和组合方式等的需求也是不断变化中。如果在孩子的每个

成长阶段都为其添置一套家具，这不仅是经济上的浪费，而且也不利于培养其勤俭节约、艰苦朴素的作风。而如果仿生儿童家具能够根据儿童的生理成长作出相应的调节和变化，不仅避免了经济上的不必要的支出，更为重要的是能使儿童始终处于合适的家具中，有利于其健康的成长。这必将成为仿生儿童家具未来的一个重要的发展趋势。

四、结论

仿生设计是实现儿童家具功能性、教育性、趣味性和娱乐性兼具的重要方法之一，在国内外都有着良好的研究基础和运用空间。

我们有理由相信，在未来会有越来越多的家长、设计师、生产厂家来关注儿童家具的发展，来关注儿童的身心健康，我们也相信，将仿生学应用于儿童家具的设计中，将为儿童们设计出更多更好的，适合儿童成长的好椅子，也会为孩子们创造一个健康、环保、快乐的天地。

参考文献：

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[5]栗全庆.产品的色彩情感与应用[J].装饰,2010(12).

从结构仿生到生态仿生看仿生学的发展

从结构仿生到生态仿生看仿生学的发展林　雁　(南京师范大学附属实验学校　江苏　210046) 师法自然是中国古代有名的哲学思想,而今科学技术的发展更证明了这一点。1960年,美国科学家斯蒂尔经过长时间的观察研究,创立了仿生学(Bionics)。从此,生物体的精巧结构,成了工程学有意模仿的对象,工程师们向生物学习,创造出众多高性能的器件。进入21世纪,仿生学又朝着系统仿生的方向发展,为人类社会的可持续发展注入了新的活力。科学家研究发现,生物器官结构之巧妙,能量的节省和工作性能之优越,是人造机器无法相比的。这表明由选择进化磨合积累的功能,最符合大自然的和谐原则与优化原则。 1　蛛丝及贝壳结构的启示生物器官结构和性能的优越,同生物材料的组织生产方式密切相关。例如,人类生产的防弹纺织材料,要在高温高压的强酸中生成,条件极其苛刻。而一种金色球形网蜘蛛,却能在常温下以水为介质,抽出比人造防弹材料坚韧得多的蛛丝,而且能被生物降解。美国康奈而大学教授杰林斯领导的科学家小组,用核磁共振仪(N BR)拍了几百幅蜘蛛丝腺的照片,同光学显微镜切片进行对照研究,并把资料输入计算机,模拟出一只三维仿真蜘蛛。在电脑中对仿真蜘蛛解剖研究,发现蛛丝蛋白质多聚体从腺体产生后,必须经过一段十分复杂的管道,分子在其中重新排列组合,形成了特殊的三级结构,才有如此的韧性。一只贝壳具有高级陶瓷的强度,把它从高处跌下一般不会粉碎,如用很大的外力将它搞破,裂口也不象陶瓷那样平展。把贝壳磨成极薄的片子在电子显微镜下观察,能见到贝壳是由一层叠一层的超薄碳酸钙晶片,与十亿分之一米直径的蛋白质分子粘合而成的。这种结构在受压时,碳酸钙晶片可以在蛋白质分子间滑动变形,能像金属一般有延展性,使贝壳具有最大的强度。科学家又研究了甲虫的甲壳,发现它的表皮是由埋在胶质中的蛋白质纤维组成,而且成对地呈螺旋组合重叠,都不对称,具有极大的抗冲击性。生物在组成材料时,是从原子排列成分子,由分子装配成纤维或晶体一类中间成分,再形成各种组织,每一步都有精确的基因控制程序,做到天衣无缝。而人在生产复杂材料时,只是由分子进行化学键的结合,与生物的组合相比,实在是太简单了。科技人员模仿生物组织材料的方法,用双螺旋的不对称层叠排布石墨与环氧树指,生产出比传统碳纤维强度更好的机翼材料,生产出的机翼既轻、耐冲击又不容易变形,大大提高了飞机的性能。 2　DNA装配与分子机器据推测,从30亿年前开始,生物就以DNA和RNA 核苷酸的多变排列,调控20种氨基酸原料合成各种蛋白质。从理论上讲,生物可以合成任意长度的蛋白质。但研究的结果表明,肽链误译率相当高。如果是由500个氨基酸组成的蛋白质。每4个这样的蛋白质分子就有一个是错误蛋白,这对于生命来讲是十分危险的。生物体一方面令错误的蛋白质报废,一方面对合成进行控制,使合成的肽链很短,再由多条链(亚基)组合成蛋白质。刚合成的蛋白质是线性的肽链,必须经过修饰程序的加工,折叠成具有多级结构、稳定功能的复合体。生物分子的自组装就是这样既保证了产品的特异性,又使产品维持一定的几何形状。生物学家还了解到,蛋白质分子是一种刚柔互补的分子,脯氨酸的存在增加了蛋白质的刚性,甘氨酸则使蛋白质具有柔性。蛋白质中还有一种异构酶,能根据其它蛋白质的存在而调整自己的结构,进而增强蛋白质的整体功能。当今兴起的纳米技术,是一种制备纳米材料和纳米级微型机器技术,特别是纳米级组装能生产出提纯分子的纳米泵、分子大小的计算机等纳米器件是制造业的一次大革命。由于加工的部件是一些原子和分子,即使是用电子显微镜进行操作或用激光镊子技术,部件的捕捉与定位装配也是相当困难的。如果仿照细胞生物化学反应的过程来进行纳米级生产,就要容易得多,这就是分子制造领域里的仿生技术,一种高度自动化的按模板进行自组装的技术。模仿DNA指挥合成生物分子过程的纳米仿生,是一种刚提上研究日程的未来技术,即使与当今最先进的制造技术相比,也有很大的超前性,它代表了高新制造的发展方向。 3　梦圆伊甸园的生态仿生人类的物质生产,从后工业时代到信息时代,创造了巨大的财富,但是这些物质生产均是以消耗地球资源为代价的。在生产过程中,人类只将很少一部分原材料变成产品,大部分原材料当作废物排到地球环境中。就拿新兴的信息产业来说,目前全世界的硅年产量为80万吨,其中仅有少部分变成超净的电子用硅,这其中又只有0.093%做成了芯片,0.4%变成光电池,大部分以废物的形式丢弃。在生产这些芯片中,消耗的30万吨以上的酸碱洗液,也作为废物排到了环境

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。

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)

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

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

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

仿生学的发展历程摘要：自古以来，勤劳的人类就在不断地适应和改变这个环境，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。劳动创造了人类，人类也通过劳动创造了美好的现在，不断地劳动促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展，这也使得人类的能力和智慧远远超过生物界的其他类群。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，由此诞生了仿生学。仿生产品已经运用到了人类生活的各个方面，极大促进了社会发展。关键词：仿生，观察，思考，模仿（一）仿生学的历史由来地球上存在的亿万种生物，经过千百万年的进化、发展而来，这使得生物体的某些部位具有最可靠、最灵活、最高效、最经济的能力，为人类的效仿提供了无穷尽的资源。其实仿生一直伴随着人类，早在几千年以前勤劳的炎黄子孙就开始了观察，模仿自然界其他生物来制造工具为人类服务。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浆，效仿鱼类，极大改进了船只的效能。春秋战国时代(公元前450～500年),鲁班上山伐木,途中手指被茅草划破,他仔细观察叶片上的毛刺，从中得到启发,经反复试验,终于制成了人类史上第一把锯……但是这些模仿在人类

历史上也只是星星点点，运气占很大成分，限于时代科学技术的落后，使得人类无法了解身边生物的形态构造和生理机能，以至于无法形成一门独立的学科。而真正意义上的现代仿生学诞生的标志是1960 年美国人斯蒂尔根据拉丁文构成Bionics一词，同年在美国俄亥俄州达顿城(Dayton)的一个空军基地召开了全美第一届仿生学讨论会。美国军医Jack Ellwood Steel博士,给这门新兴的学科起了一个名字叫做bionics(仿生学)，并给它下了这样一定义:“仿生学是模仿生物系统的原理以建造技术系统,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”,即仿生学就是“模仿生物的科学”[1]。现代仿生学是将通过观察、分析、研究掌握的自然界生物所具有的各种各样的特殊本领模拟、移植到各个工程技术领域中去,为促进人类社会进步发展所用。仿生学需要生命科学、物质科学、信息科学、脑与认知科学、工程技术、数学与力学以及系统科学等许多学科的交叉是一门很难划清边界的大学科[2]。（二）仿生学的现状仿生学是一门交叉性的学科，涉及物理学，数学，化学，电子学，生物物理学，生理学，心理学，以及通信，计算技术，建筑工程，航天，航海工程及系统科学等。近几十年来，人类的自然科学突飞猛进，尤其在生命、机械、材料和信息等科学快速发展的今天，各种先进的物理试验仪器发明创造出来，为人们更加系统的研究生物的形态性能，生理功能提供了基础。它不仅给人类的带来创新的理念与方法,也使人类从一个全新的角度观察世界,发现前人未发现的事物,实现科学技

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

仿生设计的历史

一、仿生设计的历史自古以来，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。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。我国古代劳动人民对于绚丽的天空、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想。根据秦汉时期史书记载，两千多年前，我国人民就发明了风筝，并且应用于军事联络。春秋战国时代，鲁国匠人鲁班，首先开始研制能飞的木鸟；并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子。我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效。通过对水中生活的鱼类的模仿，古人伐木凿船，用木材做成鱼形的船体，仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹，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。外国的文明史上，大致也经历了相似的过程。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中，有人用羽毛和蜡做成翅膀，逃出迷宫；还有泰尔发明了锯子，传说这是从鱼背骨和蛇的腭骨的形状受到启示而创造出来的。一八ОΟ年左右，英国科学家、空气动力学的创始人之一—凯利，模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形，找到阻力小的流线型结构。在一战期间，人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示，模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具。青蛙是水陆两栖动物，体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势，总结出一套既省力、又快速的游泳动作——蛙泳。为潜水员制作的蹼，几乎完全按照青蛙的后肢形状做成，这就大大提高了潜水员在水中的活动能力。二、仿生设计学的研究内容 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，如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中。

新型陶瓷的应用

新型陶瓷的应用【摘要】与采用黏土及其他天然矿物为主要原料制成的传统陶瓷不同的是，新型陶瓷以精致的高纯天然无机物或人工合成的高纯度无机化合物为原料，采用精密控制的加工工艺烧结而成。其形式多样，品种繁多，原料扩大到几乎整个无机非金属材料。严格要求的原料和精湛的制造技术使新型陶瓷拥有许多优越性能，其作为一种应用非常广泛的高科技新型材料是许多新兴科学技术的先导。【关键词】：新型陶瓷；优越性能；应用广泛新型陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度的优越性能，应用非常广泛，大到航空航天、核反应，小到生产生活中的刀具，大大促进了人类社会的发展。一、新型陶瓷刀具作为切削加工用的刀具材料，必须满足以下的要求：1、硬度大（常温、高温）2、韧性好3、耐热性好4、热传导性好5、化学稳定性好6、不与被切削材料粘结7、容易制作成刀具。陶瓷材料要达成以上的条件，是经历了一段很长的研究过程的[1]。陶瓷刀具根据基底材料的不同可分为Al2O3基陶瓷刀具、Si3N4基陶瓷刀具和金属陶瓷刀具。最早进入使用的是Al2O3基的陶瓷刀具，这种刀具硬度大、耐高温性能好，并且容易烧结致密化而最早被注目并得到小规模试用。然而，这种陶瓷性脆，容易崩刀缺刃，一般只能用于机械冲击小的精密加工。由于无法达到生产对刀具的韧性要求，Al2O3基的陶瓷刀具渐渐退出了历史舞台[2]。 Si3N4基陶瓷刀具又可分为单一Si3N4基陶瓷刀具、复合Si3N4基陶瓷刀具、Sialon陶瓷刀具和Si3N4晶须增韧陶瓷刀具。它们均以Si3N4为基底材料，且抗氧化能力、化学稳定性、抗蠕变能力、耐磨性、耐热性、抗塑性变形能力依次变强。以Si3N4为基底材料的陶瓷刀具有自润滑性能，其摩擦行书较小，抗粘结能力强，且切削刃可磨得很锋利，能加工出良好的表面质量，特别适合于车削易形成积屑瘤的工件材料，如铸造硅铝合金等[3,4]。金属陶瓷又可分为Ti(C,N)基金属陶瓷刀具、涂层金属陶瓷刀具和纳米TiN改性的TiC 基金属陶瓷刀具。金属陶瓷硬度高，强度低，韧性低，因此不宜在有强烈冲击和振动的情况下使用，但是金属陶瓷的导热性、耐热性、抗粘结性和化学稳定性比高速钢好得多，因此，在刀具材料中获得了广泛使用[5]。随着现代纳米技术的发展，有望制造出纳米陶瓷刀具，使之能更好的用于生活生产中。二、汽车零部件从最初开始采用陶瓷材料制作汽车用的绝缘装置到生产火花塞的绝缘子，再扩展到净化排气的氧传感器等，越来越多的新型陶瓷被应用到汽车零部件中。近年来，采用了高灵敏度陶瓷元件的汽车减震装置越来越受到人们的青睐。这种汽车减震装置具有识别路面且能做自我调节的功能，在20S内即可完成汽车行驶中的感知与调节过程。且在粗糙路面上，能将振动减至最低，使乘坐者有舒适的乘车体验。智能陶瓷雨刷也被应用于汽车中，它能自动感知雨量，并能将汽车挡风玻璃上的雨刷自动调节到最佳速度。氧化锆陶瓷质氧传感器被应用于汽车的净化排气装置中，它可准确测定排气中的CO2浓度，然后将该测定值反馈给发动机其及燃料供给系统，以促进内燃机的燃烧经常保持在充分燃烧状态，从而达到显著的节能效果[6]。新型陶瓷金属润滑技术也被应用到了汽车生产中。采用高分子技术，将该技术加入到润滑油中，形成的厚度不足1um的陶瓷金属膜，彻底改变了传统润滑机理，使金属摩擦系数大幅度降低。该新型陶瓷金属润滑油还可提高燃油节油率，降低CO等汽车尾气的排放量，增加动力输出，并且明显降低汽车噪声[7]。

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

仿生学

1.1体温的测量方式及正常值生命指征的定义三种测量体温的方法：1.口测法2.肛测法3. 腋测法体温正常变化范围体温异常发热程度 1.1.2仿生学的起源 1.2仿生学的诞生仿生学的定义是1960年提出 1.3仿生学与科技创新的关系仿生学是科学与技术原始创新的不竭动力。 1.4.1仿生需求（一）仿生需求：1.健康需求2.军事需求3.发展需求4.精神需求5.兴趣需求 1.4.2仿生模本（二）仿生模本：1.生物模本2.生活模本3.生境模本 1.4.3仿生模拟（三）仿生模拟：1.形似模拟2.神似模拟 1.4.4仿生制品（四）仿生制品：1.非生命的仿生制品2. 生命零部件的仿生制品第二章从灵感到制造的创新过程——仿生学的研究方法 2.1生物模本分析生物体→生物模型→数学模型→实物模型→技术装置问题提出→典型生物体分析→建立生物原型 2.2仿生原理分析仿生原理分析：形态、成分、生物电、分泌物、弹性与柔性、生物活性 2.3实物模型建立实物模型建立： 1.建立数学模型：数理统计、有限元、试验优化、分形分维、灰度分析、层次分析、动态过程、模型分析建立实物模型：推土部件、铲装部件、耕作部件、储运部件建立实物模型：推土部件（推土铲、推土板）铲装部件（挖斗、铲斗）耕作部件（犁壁、深松铲）储运部件（步行轮、气垫车、驼蹄轮胎、自卸车箱）第三章适者生存——军事仿生 3.1.1仿生武器装备1 军事仿生学研究方法（3阶段，3研究方法）生物结构与兵器制造; 1.模仿生物的生物结构制造十八般武器：刀、戟、抓鞭和锏 3.1.2仿生武器装备2 飞机与鸟和昆虫蜻蜓可作长时间的悬停，苍蝇可以随意转变方向每根羽毛有专属的肌肉，鸟的喙是中空的，鸟类全身设计都是为了飞行奥拓利林塔尔：滑翔机之父莱特兄弟1903年：飞行一号信天翁;展翅比飞机震颤问题军用飞机：歼击机、轰炸机，无人机 3.1.3仿生武器装备3 潜艇与鱼和海兽下潜和上浮水母，乌贼，鱼最初是在水柜里冲水戴维布什内尔：美国第一潜艇Tuetle（1776）富尔顿（1801—法）鹦鹉螺号动力：人力电动机—柴油/汽油发动机速度和动力利用效力海豚：外表皮层，乳突在真皮层，40~48公里每小时，70~100公里每小时

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

奇妙的动物仿生设计

综合实践活动课《奇妙的动物仿生》 -------教学设计昂区一小王银萍活动目标： 1、知道什么是仿生学，了解人们利用仿生学原理进行的发明创造。 2、能合作或自己制作动物仿生的手抄报。 3、激发学生热爱科学，用于探索的精神。活动重点：对仿生学有初步的了解，能制作手抄报。活动准备：课件，动物仿生实例资料或图片，A4纸，活动过程：一、情境导入：同学们，今天我们上一节非常有趣的课，请看大屏幕，看看你们能不能发现其中蕴含的奥秘（出示课件1---4）。发现了吗？每组图片之间有什么必然的联系？师：有什么发现？（出示课件5）学生自由回答。师：是的，这个奥秘被聪明的同学们发现了，自然界中各种生物的奇异本领成了科学技术及重大发明的源泉，并逐步成为一门奇妙有趣的学问------仿生学。我们可以这样定义仿生学，（出示课件6）请同学们齐读，写在8页的横线上。指名再读，（教师板书：模仿结构功能原理）今天，就让我们走进动物世界，共同领略动物仿生学的神奇吧！（出示课件7），板书：奇妙的动物仿生。二、活动实施： 1、了解什么是仿生学。

师：本次活动我们要做到以下两点，（出示课件8）指名读。师：下面请同学们回顾、整理收集到的资料，看书第9页的仿生实例。（出示课件9）师：仿生是一门科学，不是神秘难懂的奥秘，同学们请看这是什么？（出示钉鞋），这种鞋会使运动员与地面的摩擦加大，是奔跑的速度更快。知道这是模仿的是什么吗？（出示课件10）再看这是什么？（出示吸盘），知道这是模仿什么动物而制成的吗？（出示课件11） 2、学生交流仿生学实例。师：其实，仿生学在我们生活中无处不在。只要同学们细心观察，认真查阅，就会发现许多这样的例子。（出示课件12）指名读。师：请各小组按要求交流。 3、学生汇报交流结果。（出示课件13）师：各组汇报交流结果。按“请看，这是我们组收集的----，我们是通过------的形式收集的。这项发明是模仿-----的-----创造的。”的句式汇报。师：看来同学们通过查阅书籍、上网等形式获取了不少动物仿生的知识，老师这里还有一些这方面的实例，看一下吧。（出示课件14---20）。4、制作手抄报。（1）、师：今天的学习有什么收获？想不想把你们知道的让更多的人了解呢？用什么样的方式？（出示课件21）指名读。师：在制作之前，我们来欣赏一些同学们的作品，供同学们借鉴。