仿生学概论概要.pptx

《仿生学概论》仿生学及其应用随着生产的需要和科学技术的发展，从20世纪50年代以来，人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一，自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。人们用化化学、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。仿生学正式诞生于1960年9月。仿生学的研究方向和内容仿生学的研究内容：
仿生学的研究内容是极其丰富多彩的，因为生物界本身就包含着成千上万的种类，它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。自从仿生学问世以来的二十几年内，仿生学的研究得到迅速的发展，且取得了很大的成果。就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。
仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究，即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来，近些年又出现新的分支，如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。
仿生学的研究方法、步骤；当然在生物的模拟过程中，不仅仅是简单的仿生，更重要的是在仿生中有创新。经过实践——认识——再实践的多次重复，才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。这样模拟的结果，使最终建成的机器设备将与生物原型不同，在某些方面甚上超过生物原型的能力。例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力，电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。

仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点，就是整体性。
仿生学的应用概述：实例仿生应用：仿生元素：蛋壳呈拱形，跨度大，承受力的能力很强3.蝴蝶与仿生4.澳洲刺角蜥5.电鱼与伏特电池仿生元素：电鱼体中的发电器官成蜂窝状，一面较为光滑，直接与神经系统相连；另一面则凹凸不平，无神经。“电板”和原来的肌肉细胞一样，具有膜外带正电，膜内带负电的静息电位。一旦神经系统传来一个指令信号时，“电板”的一面产生急转电势，而另一面不受神经控制，仍是原来的静息电位状态。由此，“电板”两面的电荷出现了不对称，因而产生了电流。6.蜻蜓与仿生学仿生应用：科学家据蜻蜓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。于是科学家根据蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙，人们仿效蜻蜒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７.蝙蝠与雷达８.苍耳与尼龙搭扣９.夜蛾与反雷达技术仿生元素：鼓膜器干扰或吸收蝙蝠发出的超声波10.植物根系与钢筋混凝土结构仿生应用：用钢筋和混凝土制成的一种结构。钢筋承受拉力，混凝土承受压力。具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点。课程学习体会：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。但是在学习仿生学以后，对仿生学了解多了之后，就可以明显发现，目前人们只是把仿生学运用到工程技术科学方面，直接从物质上研究生物上的优势和特点，然后通过与我们现有技术水平的结合，经过一定程度的整合之后，应用在其它领域。但是这个程度的仿生学应用局限于工程技术科学范畴，只有少部分在工科以外的人文科学等其它方面应用上仿生学这个具有巨大潜力的科学。除了传统的工程技术方面的应用外，仿生学更应该扩大应用范围。完毕