仿生學(xué)的發(fā)展

奇異的仿生學(xué)?整理課件?1奇異的仿生學(xué)?整理課件?2前言?整理課件?3第一章

從模仿到創(chuàng)造?整理課件?4——仿生學(xué)的發(fā)展第一節(jié)仿生學(xué)的起源遠古時代?整理課件?5先模仿蜘蛛和瓢蟲滾動的啟發(fā)發(fā)明輪網(wǎng)編網(wǎng)捕魚；受果實子……生存——自衛(wèi)——競爭仿生學(xué)的發(fā)展?整理課件?6工業(yè)時代的建筑結(jié)構(gòu)；動物發(fā)明機器人； 模仿海豚發(fā)明潛艇……觀察——靈感——模仿仿生學(xué)的發(fā)展信息時代?整理課件?7息傳感……分析——啟示——設(shè)計仿生學(xué)的發(fā)展知識時代?整理課件?8知; 模仿……………模仿——制造——創(chuàng)新第二節(jié)仿生學(xué)的誕生?整理課件?9生物學(xué)、物理學(xué)、生物化學(xué)、控制論工程等學(xué)科相互關(guān)聯(lián)、相互滲透，使仿生學(xué)上升到新的層次。仿生學(xué)的定義性質(zhì)

的）合成的，他認為：仿生學(xué)是研究模仿生物系統(tǒng)方式，或是以具有生物系統(tǒng)特征的方式，或是以類似于生物系統(tǒng)方式的系統(tǒng)科學(xué)。一般認為，1960年全美召開的第一屆仿生學(xué)討論會是仿生學(xué)誕生的標志。仿生學(xué)標志?整理課件?10仿生學(xué)的定義?整理課件?11仿生學(xué)可以定義為：研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性狀、原理、行為以及相互作用，從而為工程技術(shù)提供新的設(shè)計思想、工作 原理和系統(tǒng)構(gòu)成的技術(shù)科學(xué)。仿生學(xué)需要生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、信息科學(xué)、腦與認知科學(xué)、工程技術(shù)、數(shù)學(xué)與力學(xué)以及系統(tǒng)科學(xué)的交叉。仿生學(xué)的應(yīng)用可涉及所有技術(shù)領(lǐng)域和大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。仿生學(xué)的含義?整理課件?12仿生學(xué)這門學(xué)科研究生物系統(tǒng)各種各樣的特征（包括物質(zhì)、能量、信息等），作為模擬對象逐步改善現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備并創(chuàng)造新的工藝技術(shù)仿生學(xué)狹義的理解是：仿生學(xué)是研究生物接收、傳遞、加工信息的方法及其機制。作為模擬對象，設(shè)計各種各樣自控機的科學(xué)。（10萬種）個體、組、群整體、部分；組織、器官、系統(tǒng)?整理課件?13層次：有點用、線、面、體、組、群形體（形狀、構(gòu)形）形態(tài)（形貌）結(jié)構(gòu)材料過程行為功能其它?14整理課件繪

畫象形文字劍

魚海

豚雕

刻體表：流線形?15整理課件人造盆景人造刻花雕

塑表面形態(tài)：非光滑、紋理?整理課件?16物理：異相耦合、同相結(jié)構(gòu)材料組成（成分）、組織、結(jié)構(gòu)（宏觀、介觀、微觀）?整理課件?17向日葵地球進化長：生長（向日葵）?18生物進化整理課件主要以運動：有位移運動、無位移運動魚鷹捕食蜂

群?19海豹躲在浮游生物群中整理課件復(fù)生物學(xué)：新陳代謝、光合作用、固氮荷葉自潔外墻漆植物的光合作用?20牛的新陳?整代理課謝件創(chuàng)造性地設(shè)計與營造仿生系統(tǒng)建造仿生工程?整理課件?21可供使用的物品。?整理課件?22求知欲、好奇心（事實）；事物變化規(guī)律的探索（規(guī)則）；新方法、新工具與新問題。?整理課件?23科學(xué)的目的是求知和求真。第三節(jié)仿生學(xué)與科技創(chuàng)新的關(guān)系科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新的動力與源泉技術(shù)的目的在于滿足需求和市場的競爭。?整理課件?24其動力與源泉來自：新體系；源于對自然界生物結(jié)構(gòu)、功能、行為以及相互作用的學(xué)習(xí)與模 仿；源于需求與市場競爭的推動。學(xué)習(xí)自然，運用規(guī)律——發(fā)明與創(chuàng)造科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新的動力與源泉科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新的動力與源泉?整理課件?25科學(xué)與技術(shù)固然性質(zhì)與目標不同，但它們?nèi)杂泄餐拖嚓P(guān)之處：都源于對自然和社會的認知和學(xué)習(xí)；科學(xué)與技術(shù)互為條件，互相促進；都受到社會需求、社會環(huán)境、社會文化的制約和推動。人的創(chuàng)造欲是科技創(chuàng)新的根本動力，自然和社會是我們認知和創(chuàng)新服務(wù)的對象，也是我們學(xué)習(xí)的最好老師。Drag

reduction

based

on

dermal

riblets

on

shark

skin.(Bechet

et

al.

1997)基于鯊魚真皮肋間肌的減阻鯊魚皮表面形態(tài)仿鯊魚皮泳裝近代幾個對人類生活具有重要意義的仿生學(xué)成果?整理課件?26Toughceramicsbasedonmother-of-pearl.(Jacksonetal1997)基母于的珍硬珠質(zhì)方陶面最瓷引人注目量的有機質(zhì)

(一般少于5

)所構(gòu)成的有機—無機復(fù)合材料，貝殼珍珠層的硬度是普通文石的2倍，韌性是后者的1000倍。?整理課件?27Fl基ight

于mecha昆nisms蟲based飛on

in行sect

f的light飛.(Ell行ingto機n

199制9)范圍內(nèi)進行偵察；也可以攻擊載人飛行器及其它目標。將MFI用于氣象數(shù)據(jù)收集、環(huán)境研究等方面，可大大減少費用。?整理課件?28Extrusion

technology

based

on

the

spinneret

of

the

spider(Knight

&

Vollrath

1999)基噴于絲蜘頭蛛的擠出技術(shù)蜘蛛絲纖維與強度最高的碳纖維及高強纖維等強度相接近，但它的韌性明顯優(yōu)于高強纖維。?整理課件?29Self-cleaning

surface

based

on

the

surface

of

the

lotus

leaf.(Barthlott

&

Neinhuis1999)建立在荷葉表面的自清潔表面?整理課件?30仿生學(xué)的前沿也伴隨著科技發(fā)展與經(jīng)濟社會的發(fā)展而

發(fā)展；?整