仿生学资料

仿生设计学

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。古代庙宇中大殿之前的山门的建造，就其建筑结构来看，颇有点像大象的架势，柱子又圆又粗，仿佛像大象的腿。

我国古代勤劳勇敢的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，本名公输般，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。据《杜阳杂编》记载，唐朝有个韩志和，“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状，饮啄动静与真无异，以关戾置于腹内，发之则凌云奋飞，可高达三丈至一二百步外，始却下。”西汉时期，有人用鸟的羽毛做成翅膀，从高台上飞下来，企图模仿鸟的飞行。以上几例，足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行，进行了细致的观察和研究，这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”，也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。

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。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”，多少有点模仿动物的意思。以上事例说明，我国古代劳动人民早期的仿生设计活动，为开发我国光辉灿烂的古代文明，创造了非凡的业绩。

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。十五世纪时，德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰，并进行了飞行表演。

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。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线，对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期，法国生理学家马雷，对鸟的飞行进行了仔细的研究，在他的著作《动物的机器》一书中，介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中，发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿，根据鸟类飞行机构的原理，终于制造了能够载人飞行的滑翔机。

后来，设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂，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。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理？虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界，但是不难设想，设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重，使之能在水中沉浮的重要器官。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。另外，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。

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。古代庙宇中大殿之前的山门的建造，就其建筑结构来看，颇有点像大象的架势，柱子又圆又粗，仿佛像大象的腿。

我国古代勤劳勇敢的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，本名公输般，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。据《杜阳杂编》记载，唐朝有个韩志和，“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状，饮啄动静与真无异，以关戾置于腹内，发之则凌云奋飞，可高达三丈至一二百步外，始却下。”西汉时期，有人用鸟的羽毛做成翅膀，从高台上飞下来，企图模仿鸟的飞行。以上几例，足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行，进行了细致的观察和研究，这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”，也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。

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。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”，多少有点模仿动物的意思。以上事例说明，我国古代劳动人民早期的仿生设计活动，为开发我国光辉灿烂的古代文明，创造了非凡的业绩。

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。十五世纪时，德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰，并进行了飞行表演。

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。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线，对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期，法国生理学家马雷，对鸟的飞行进行了仔细的研究，在他的著作《动物的机器》一书中，介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中，发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿，根据鸟类飞行机构的原理，终于制造了能够载人飞行的滑翔机。

后来，设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂，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。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理？虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界，但是不难设想，设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重，使之能在水中沉浮的重要器官。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。另外，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。

三、仿生设计的发展

到了近代，生物学、电子学、动力学等学科的发展亦促进了仿生设计学的发展。以飞机的产生为例：

在经过无数次模仿鸟类的飞行失败后，人们通过不泄的努力，终于找到了鸟类能够飞行的原因：鸟的翅膀上弯下平，飞行时，上面的气流比下面的快，由此形成下面的压力比上面的大，于是翅膀就产生了垂直向上的升力，飞的越快，升力越大。

1852年，法国人季法儿发明了气球飞船；1870年，德国人奥托利连塔尔制造了第一架滑翔机。利连塔尔是十九世纪末的一位具有大无畏冒险精神的人，他望着家乡波美拉尼亚的鹳用笨拙的翅膀从他房顶上飞过，他坚信人能飞行。1891年，他开始研制一种弧形肋状蝙蝠翅膀式的单翼滑翔机，自己还进行试飞；此后五年，他进行了2000多次滑翔飞行，并同鸟类进行了对比研究，提供了很有价值的资料。资料证明：气流流经机翼上部曲面所走路程，比气流流经机翼下平直表面距离较长，因而也较快，这样才能保证气流在机翼的后缘点汇合；上部气流由于走的较快，它就较为稀薄，从而产生强大吸力，约占机翼升力的三分之二大小；其余的升力来自翼下气流对机翼的压力。

19世纪末，内燃机的出现，给了人类有史以来一直梦寐以求的东西：翅膀。不用说这种翅膀是笨拙的、原始的和不可靠的，然而这却是使人类能随风伴鸟一起飞翔的翅膀。

莱特兄弟发明了真正意义上的飞机。在飞机的设计制作过程中，怎样使飞机拐弯和怎样使它稳定一直困绕着他们。为此，莱特兄弟又研究了鸟的飞行。例如，他们研究鶙鵳怎样使一只翅膀下落，靠转动这只下落的翅膀保持平衡；这只翅膀上增大的压力怎样使鶙鵳保持稳定和平衡。这两个人给他们的滑翔机装上翼梢副翼进行这些实验，由地面上的人用绳控制，使之能转动或弯翘。他们的第二个成功的实验是用操纵飞机后部一个可转动的方向舵来控制飞机的方向，通过方向舵使飞机向左或向右转弯。

后来，随着飞机的不断发展，它们逐渐失去了原来那些笨重而难看的体形，它们变的更简单，更加实用。机身和单曲面机翼都呈现出象海贝、鱼和受波浪冲洗的石头所具有的自然线条。飞机的效率增加了，比以前飞的更快，飞的更高。到了现代，科学高度发展但环境破、生态失衡、能源枯竭，人类意识到了重新认识自然，探讨与自然更加和谐的生存方式的高度紧迫感，亦认识到仿生设计学对人类未来发展的重要性。特别是一九六Ο年秋，在美国俄亥俄州召开了第一次仿生学讨论会，成为仿生学的正式诞生之日。

此后，仿生技术取得了飞跃的发展，并获得了广泛的应用。仿生设计亦随之获得突飞猛进的发展，一大批仿生设计作品如智能机器人、雷达、声纳、人工脏器、自动控制器、自动导航器等等应运而生。

近代，科学家根据青蛙眼睛的特殊构造研制了电子蛙眼，用于监视飞机的起落和跟踪人造卫星；根据空气动力学原理仿照鸭子头形状而设计的高速列车；模仿某些鱼类所喜欢的声音来诱捕鱼的电子诱鱼器；通过对萤火虫和海蝇地发光原理的研究，获得了化学能转化为光能的新方法，从而研制出化学荧光灯等等。

目前，仿生设计学在对生物体几何尺寸及其外形的模仿同时，还通过研究生物系统的结构、功能、能量转换、信息传递等各种优异特征，并把它运用到技术系统中，改善已有的工程设备，并创造出新的工艺、自动化装置、特种技术元件等技术系统；同时仿生设计学为创造新的科学技术装备、建筑结构和新工艺提供原理、设计思想或规划蓝图，亦为现代设计的发展提供了新的方向，并充当了人类社会与自然界沟通信息的“纽带”。

对人脑的探索，可以展望未来的电子计算机有可能具有生物原理的功能。同它相比，现在的电子计算机只能作为算盘。

对植物光合作用的研究，将为延长人类的寿命、治疗疾病提供一个崭新的医学发展途径。

对生物体结构和形态的研究，有可能使未来的建筑、产品改变模样。使人们从“城市”这个人造物理环境中重新回归“自然”。

信天翁是一种海鸟，它具有淡化海水的器官——“去盐器”。对其“去盐器”的结构及其工作原理的研究，可以启发人们去改善旧的或创造出新的海水淡化装置。

白蚁能把吃下去的木质转化为脂肪和蛋白质，对其机理的研究，将会对人工合成这些物质有所启发。

同时仿生设计亦可对人类的生命和健康造成巨大的影响。例如人们可以通过仿生技术，设计制造制造出人造器官，如血管、肾、骨膜、关节、食道、气管、尿道、心脏、肝脏、血液、子宫、肺、胰、眼、耳以及人工细胞。专家预测，在本世纪中后期，除脑以外人的所有器官都可以用人工器官代替。例如，模拟血液的功能，可以制造、传递养料及废物，并能与氧气及二氧化碳自动结合并分离的液态碳氢化合物人工血；模拟肾功能，用多孔纤维增透膜制成血液过滤器，也就是人工肾；模拟肝脏，根据活性碳或离子交换树脂吸附过滤有毒物质，制成人工肝解毒器；模拟心脏功能，用血液和单向导通驱动装置，组成人工心脏自动循环器。

随着对宇宙的开发、认识，又将使人类不但认识宇宙中新形式的生命，而且将为人类提供崭新的设计，创造出地球上前所未有的新的装置……

仿生设计学的特点与研究内容

仿生设计学是仿生学与设计学互相交叉渗透而结合成的一门的边缘学科，其研究范围非常广泛，研究内容丰富多彩，特别是由于仿生学和设计学涉及到自然科学和社会科学的许多学科，因此也就很难对仿生设计学的研究内容进行划分。这里，我们是基于对所模拟生物系统在设计中的不同应用而分门别类的。归纳起来，仿生设计学的研究内容主要有：

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）的外部形态及其象征寓意，以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中。

2、功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的功能原理，并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系统，以促进产品的更新换代或新产品的开发。

3、视觉仿生设计学研究生物体的视觉器官对图象的识别、对视觉信号的分析与处理，以及相应的视觉流程；他广泛应用与产品设计、视觉传达设计和环境设计之中。

4、结构仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的内部结构原理在设计中的应用问题，适用与产品设计和建筑设计。研究最多的是植物的茎、叶以及动物形体、肌肉、骨骼的结构。

从国内外仿生设计学的发展情况来看，形态仿生设计学和功能仿生设计学是目前研究的重点。在本文中，还将着重介绍形态仿生学和功能仿生设计学的一些情况。

作为一门新兴的边缘交叉学科，仿生设计学具有某些设计学和仿生学的特点，但他又有别与这两门学科。具体说来，仿生设计学具有如下特点：

1、 艺术科学性

仿生设计学是现代设计学的一个分支、一个补充。同其它设计学科一样，仿生设计学亦具有它们的共同特性——艺术性。鉴于仿生设计学是以一定的设计原理为基础、以一定的仿生学理论和研究成果为依据，因此具有很严谨的科学性。

2、 商业性

仿生设计学为设计服务，为消费者服务，同时优秀的仿生设计作品亦可刺激消费、引导消费、创造消费。

3、 无限可逆性

以仿生设计学为理论依据的仿生设计作品都可以在自然界中找到设计的原型，该作品在设计、投产、销售过程中所遇到的各种问题又可以促进仿生设计学的研究与发展。仿生学的研究对象是无限的，仿生设计学的研究对象亦是无限的；同理，仿生设计的原型也是无限的，只要潜心研究大自然，我们永远不会有江郎才尽的一天。

4、 学科知识的综合性

要熟悉和运用仿生设计学，必须具备一定的数学、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、伦理学等相关学科的基本知识。

5、 学科的交叉性

要深入研究和了解仿生设计学，必须在设计学的基础上，既要了解生物学、社会科学的基础知识，又要对当前仿生学的研究成果有清晰的认识。它是产生于几个学科交叉点上的一种新型交叉学科。

五、仿生设计学的研究方法

仿生设计学的研究方法主要为“模型分析法”：

1、创造生物模型和技术模型

首先从自然中选取研究对象，然后依此对象建立各种实体模型或虚拟模型，用各种技术手段（包括材料、工艺、计算机等）对它们进行研究，做出定量的数学依据；通过对生物体和模型定性的、定量的分析，把生物体的形态、结构转化为可以利用在技术领域的抽象功能，并考虑用不同的物质材料和工艺手段创造新的形态和结构。

① 从功能出发、研究生物体结构形态——制造生物模型。

找到研究对象的生物原理，通过对生物的感知，形成对生物体的感性认识。从功能出发，研究生物的结构形态，在感性认识的基础上，除去无关因素，并加以简化，提出一个生物模型。对照生物原型进行定性的分析，用模型模拟生物结构原理。目的是研究生物体本身的结构原理。

② 从结构形态出发，达到抽象功能——制造技术模型

根据对生物体的分析，做出定量的数学依据，用各种技术手段（包括材料、工艺等）制造出可以在产品上进行实验的技术模型。牢牢掌握量的尺度，从具象的形态和结构中，抽象出功能原理。目的是研究和发展技术模型本身。

2、可行性分析与研究

建立好模型后，开始对它们进行各种可行性的分析与研究：

① 功能性分析

找到研究对象的生物原理，通过对生物的感知，形成对生物体的感性认识。从功能出发，对照生物原型进行定性的分析。

② 外部形态分析

对生物体的外部形态分析，可以是抽象的，也可以是具象的。在此过程中重点考虑的是人机工学、寓意、材料与加工工艺等方面的问题。

③ 色彩分析

进行色彩的分析同时，亦要对生物的生活环境进行分析，要研究为什么是这种色彩？在这一环境下这种色彩有什么功能？

④ 内部结构分析

研究生物的结构形态，在感性认识的基础上，除去无关因素，并加以简化，通过分析，找出其在设计中值得借鉴合利用的地方。

⑤ 运动规律分析

利用现有的高科技手段，对生物体的运动规律进行研究，找出其运动的原理，针对性的解决设计工程中的问题。

当然，我们还可以就生物体的其它方面进行各种可行性分析。

--------------------------------------------------------------------------------

-- 作者：文丐

-- 发布时间：2004-9-15 7:41:15

-- 仿生搓洗引爆洗衣机新革命

仿生是高科技的代名词，它是指运用尖端的科学技术，来模仿生物的各种官能感觉和思维判功能，更加有效地为人数服务。各国都在不遗余力地加大在仿生学方面的研究。可以说，仿生学研究程度的高低，是国家综合国力的重要标志之一。荣事达集团研制开发的“仿生搓洗”全自动洗衣机最近推向市场，将仿生技 术运用于洗衣机领域，产生了革命性的影响。

据了解，这种洗衣机首先具有神经智能网络功能，可以模仿人的恩维判断能力，根据衣物的重量、质地、脏污程度来自行决定洗涤程序、洗涤时间和水位的高低，从而达到最佳的洗涤状态。其次，具有搓衣板的功能。洗衣机内的搓洗棒能够像手一样随心所欲地来回搓动，这种搓动被控制在300度以内，能够保证把衣服洗干净又防止衣服缠绕。三是它去除了传统洗衣机因机械传动装置所包含的机械连杆、曲柄、齿轮等部件转动所带来的噪音，采用直流永磁无刷电机直接驱动，有效地防止噪音的产生。

直流永磁无刷电机可节电50％

采用直流永磁无刷电机，在电子驱动器的控制下可实现无级调速，并可精确地控制搓洗棒每次转动的次数和角度。因此，不同的衣物质地、脏污程度可以设定不同的洗涤程序，有效地模仿了人工搓洗的快慢节奏和力度，实现“仿生”搓洗。另外，采用直流永磁电机比采用交流电机节电50％。

电子刹车技术把噪音降到最低

有洗衣机的消费者会有因噪音大而烦恼的体会，他们在换购洗衣机时总希望拥有一台没有噪音的洗衣机。“仿生搓洗”洗衣机则恰好能满足这一点。

这主要是因为“仿生搓洗”洗衣机采用电子擎实现电子刹车，刹车时由电机本身迅速降速，从而避免了像其他洗衣机采用机械摩擦刹车时产生的噪音和振动，实现了静音运转。

搓洗棒确保洗涤过程中不产生碎屑

有洗衣机使用经验的消费者知道，洗衣机的洗涤桶上部都有一个过滤网，用来过滤衣物在洗涤时产生的碎屑。但是“仿生搓洗”洗衣机却没有这种过滤网，为什么呢？业内专家解释，这是因为“仿生搓洗”洗衣机的内部构造根本有别于波轮式和滚筒式洗衣机。“仿生搓洗”洗衣机采用的驱动擎是竖立的搓洗棒，能够使动能从中央向四周传递。当洗衣机启动时，搓洗棒带动衣物沿着桶壁运动的角度不超过300度，有效避免了衣物因连续旋转而形成的缠绕，以及与桶壁摩擦产生的碎屑，洗得干净、不缠绕、无摩擦，当然不需要过滤网。衣物沿桶壁来回运动与衣物在搓衣板上的来回运动极其相似，并能达到手洗效果，“仿生搓洗”洗衣机也由此得名。

（选自《精品购物指南 》）

--------------------------------------------------------------------------------

-- 作者：枯藤老树

-- 发布时间：2004-9-20 17:56:29

-- 论仿生制造

师 汉 民

摘 要 阐明制造过程与生命现象之间的相似之处：基于自组织机制的有序化、基于信息模型的个体复制，以及通过进化过程形成的高度适应性。论述仿生制造的基本内涵，指出现代制造科学应该从生命现象及生命科学中学习与借鉴的主要内容，它们包括完善的信息技术、由基因控制的生长型的加工成形方法、性能超群的有机材料、奇妙的生物智能、高效的寻优与趋优方法，以及先进的组织结构和运行模式。提出关于加强学科间的联合，促进仿生制造技术研究的建议。

-- 结构构件

对于构件，在截面面积相同的情况下，把材料尽可能放到远离中和轴的位置上，是有效的截面形状。有趣的是，在自然界许多动植物的组织中也体现了这个结论。例如：“疾风知劲草”，许多能承受狂风的植物的茎部是维管状结构，其截面是空心的。支持人承重和运动的骨骼，其截面上密实的骨质分布在四周，而柔软的骨髓充满内腔。在建筑结构中常被采用的空心楼板、箱形大梁、工形截面钣梁以及折板结构、空间薄壁结构等都是根据这条结论得来的。

-- 斑马

斑马生活在非洲大陆，外形与一般的马没有什么两样，它们身上的条纹是为适应生存环境而衍化出来的保护色。在所有斑马中，细斑马长得最大最美。它的肩高140-160厘米，耳朵又圆又大，条纹细密且多。斑马常与草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鸵鸟等共外，以抵御天敌。人类将斑马条纹应用到到军事上是一个是很成功仿生学例子。

人类从动物上得到的启示苍蝇—气味探测器蜻蜓—飞机青蛙—快速扫描系统螳螂—镰刀鸡蛋—建筑物昆虫—液压装置蛇—红外线鱼—潜水艇蜘蛛—人造纤维乌龟—装甲车猫眼—夜视仪野猪的鼻子—防毒面具鹰—鹰眼导弹蝴蝶—温度控制系统大乌龟背小乌龟—转动炮塔的坦克人类通过观察动物的生活习性和生理结构发明创造了很多东西还有如：猪在遇到有毒气体时会把鼻子插入土中过滤毒气 ，人发明了防毒面具。通过观察蜻蜓发明直升机等等。还有很多体育项目也是观察了动物的生活习性而兴起的 如跳远 跳高 摔跤 高低杠等等 仿生设计学仿生设计学,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。古代庙宇中大殿之前的山门的建造，就其建筑结构来看，颇有点像大象的架势，柱子又圆又粗，仿佛像大象的腿。我国古代勤劳勇敢的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，本名公输般，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。据《杜阳杂编》记载，唐朝有个韩志和，“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状，饮啄动静与真无异，以关戾置于腹内，发之则凌云奋飞，可高达三丈至一二百步外，始却下。”西汉时期，有人用鸟的羽毛做成翅膀，从高台上飞下来，企图模仿鸟的飞行。以上几例，足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行，进行了细致的观察和研究，这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”，也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。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。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”，多少有点模仿动物的意思。以上事例说明，我国古代劳动人民早期的仿生设计活动，为开发我国光辉灿烂的古代文明，创造了非凡的业绩。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。十五世纪时，德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰，并进行了飞行表演。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。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线，对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期，法国生理学家马雷，对鸟的飞行进行了仔细的研究，在他的著作《动物的机器》一书中，介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中，发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿，根据鸟类飞行机构的原理，终于制造了能够载人飞行的滑翔机。后来，设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂，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。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理？虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界，但是不难设想，设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重，使之能在水中沉浮的重要器官。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。另外，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。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。古代庙宇中大殿之前的山门的建造，就其建筑结构来看，颇有点像大象的架势，柱子又圆又粗，仿佛像大象的腿。我国古代勤劳勇敢的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，本名公输般，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。据《杜阳杂编》记载，唐朝有个韩志和，“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状，饮啄动静与真无异，以关戾置于腹内，发之则凌云奋飞，可高达三丈至一二百步外，始却下。”西汉时期，有人用鸟的羽毛做成翅膀，从高台上飞下来，企图模仿鸟的飞行。以上几例，足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行，进行了细致的观察和研究，这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”，也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。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。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”，多少有点模仿动物的意思。以上事例说明，我国古代劳动人民早期的仿生设计活动，为开发我国光辉灿烂的古代文明，创造了非凡的业绩。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。十五世纪时，德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰，并进行了飞行表演。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。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线，对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期，法国生理学家马雷，对鸟的飞行进行了仔细的研究，在他的著作《动物的机器》一书中，介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中，发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿，根据鸟类飞行机构的原理，终于制造了能够载人飞行的滑翔机。后来，设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂，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。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理？虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界，但是不难设想，设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重，使之能在水中沉浮的重要器官。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。另外，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。三、仿生设计的发展到了近代，生物学、电子学、动力学等学科的发展亦促进了仿生设计学的发展。以飞机的产生为例：在经过无数次模仿鸟类的飞行失败后，人们通过不泄的努力，终于找到了鸟类能够飞行的原因：鸟的翅膀上弯下平，飞行时，上面的气流比下面的快，由此形成下面的压力比上面的大，于是翅膀就产生了垂直向上的升力，飞的越快，升力越大。 1852年，法国人季法儿发明了气球飞船；1870年，德国人奥托利连塔尔制造了第一架滑翔机。利连塔尔是十九世纪末的一位具有大无畏冒险精神的人，他望着家乡波美拉尼亚的鹳用笨拙的翅膀从他房顶上飞过，他坚信人能飞行。1891年，他开始研制一种弧形肋状蝙蝠翅膀式的单翼滑翔机，自己还进行试飞；此后五年，他进行了2000多次滑翔飞行，并同鸟类进行了对比研究，提供了很有价值的资料。资料证明：气流流经机翼上部曲面所走路程，比气流流经机翼下平直表面距离较长，因而也较快，这样才能保证气流在机翼的后缘点汇合；上部气流由于走的较快，它就较为稀薄，从而产生强大吸力，约占机翼升力的三分之二大小；其余的升力来自翼下气流对机翼的压力。 19世纪末，内燃机的出现，给了人类有史以来一直梦寐以求的东西：翅膀。不用说这种翅膀是笨拙的、原始的和不可靠的，然而这却是使人类能随风伴鸟一起飞翔的翅膀。莱特兄弟发明了真正意义上的飞机。在飞机的设计制作过程中，怎样使飞机拐弯和怎样使它稳定一直困绕着他们。为此，莱特兄弟又研究了鸟的飞行。例如，他们研究鶙鵳怎样使一只翅膀下落，靠转动这只下落的翅膀保持平衡；这只翅膀上增大的压力怎样使鶙鵳保持稳定和平衡。这两个人给他们的滑翔机装上翼梢副翼进行这些实验，由地面上的人用绳控制，使之能转动或弯翘。他们的第二个成功的实验是用操纵飞机后部一个可转动的方向舵来控制飞机的方向，通过方向舵使飞机向左或向右转弯。后来，随着飞机的不断发展，它们逐渐失去了原来那些笨重而难看的体形，它们变的更简单，更加实用。机身和单曲面机翼都呈现出象海贝、鱼和受波浪冲洗的石头所具有的自然线条。飞机的效率增加了，比以前飞的更快，飞的更高。到了现代，科学高度发展但环境破、生态失衡、能源枯竭，人类意识到了重新认识自然，探讨与自然更加和谐的生存方式的高度紧迫感，亦认识到仿生设计学对人类未来发展的重要性。特别是一九六Ο年秋，在美国俄亥俄州召开了第一次仿生学讨论会，成为仿生学的正式诞生之日。此后，仿生技术取得了飞跃的发展，并获得了广泛的应用。仿生设计亦随之获得突飞猛进的发展，一大批仿生设计作品如智能机器人、雷达、声纳、人工脏器、自动控制器、自动导航器等等应运而生。近代，科学家根据青蛙眼睛的特殊构造研制了电子蛙眼，用于监视飞机的起落和跟踪人造卫星；根据空气动力学原理仿照鸭子头形状而设计的高速列车；模仿某些鱼类所喜欢的声音来诱捕鱼的电子诱鱼器；通过对萤火虫和海蝇地发光原理的研究，获得了化学能转化为光能的新方法，从而研制出化学荧光灯等等。目前，仿生设计学在对生物体几何尺寸及其外形的模仿同时，还通过研究生物系统的结构、功能、能量转换、信息传递等各种优异特征，并把它运用到技术系统中，改善已有的工程设备，并创造出新的工艺、自动化装置、特种技术元件等技术系统；同时仿生设计学为创造新的科学技术装备、建筑结构和新工艺提供原理、设计思想或规划蓝图，亦为现代设计的发展提供了新的方向，并充当了人类社会与自然界沟通信息的“纽带”。对人脑的探索，可以展望未来的电子计算机有可能具有生物原理的功能。同它相比，现在的电子计算机只能作为算盘。对植物光合作用的研究，将为延长人类的寿命、治疗疾病提供一个崭新的医学发展途径。对生物体结构和形态的研究，有可能使未来的建筑、产品改变模样。使人们从“城市”这个人造物理环境中重新回归“自然”。信天翁是一种海鸟，它具有淡化海水的器官——“去盐器”。对其“去盐器”的结构及其工作原理的研究，可以启发人们去改善旧的或创造出新的海水淡化装置。白蚁能把吃下去的木质转化为脂肪和蛋白质，对其机理的研究，将会对人工合成这些物质有所启发。同时仿生设计亦可对人类的生命和健康造成巨大的影响。例如人们可以通过仿生技术，设计制造制造出人造器官，如血管、肾、骨膜、关节、食道、气管、尿道、心脏、肝脏、血液、子宫、肺、胰、眼、耳以及人工细胞。专家预测，在本世纪中后期，除脑以外人的所有器官都可以用人工器官代替。例如，模拟血液的功能，可以制造、传递养料及废物，并能与氧气及二氧化碳自动结合并分离的液态碳氢化合物人工血；模拟肾功能，用多孔纤维增透膜制成血液过滤器，也就是人工肾；模拟肝脏，根据活性碳或离子交换树脂吸附过滤有毒物质，制成人工肝解毒器；模拟心脏功能，用血液和单向导通驱动装置，组成人工心脏自动循环器。随着对宇宙的开发、认识，又将使人类不但认识宇宙中新形式的生命，而且将为人类提供崭新的设计，创造出地球上前所未有的新的装置……仿生设计学的特点与研究内容仿生设计学是仿生学与设计学互相交叉渗透而结合成的一门的边缘学科，其研究范围非常广泛，研究内容丰富多彩，特别是由于仿生学和设计学涉及到自然科学和社会科学的许多学科，因此也就很难对仿生设计学的研究内容进行划分。这里，我们是基于对所模拟生物系统在设计中的不同应用而分门别类的。归纳起来，仿生设计学的研究内容主要有： 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）的外部形态及其象征寓意，以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中。 2、功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的功能原理，并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系统，以促进产品的更新换代或新产品的开发。 3、视觉仿生设计学研究生物体的视觉器官对图象的识别、对视觉信号的分析与处理，以及相应的视觉流程；他广泛应用与产品设计、视觉传达设计和环境设计之中。 4、结构仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的内部结构原理在设计中的应用问题，适用与产品设计和建筑设计。研究最多的是植物的茎、叶以及动物形体、肌肉、骨骼的结构。从国内外仿生设计学的发展情况来看，形态仿生设计学和功能仿生设计学是目前研究的重点。在本文中，还将着重介绍形态仿生学和功能仿生设计学的一些情况。作为一门新兴的边缘交叉学科，仿生设计学具有某些设计学和仿生学的特点，但他又有别与这两门学科。具体说来，仿生设计学具有如下特点： 1、 艺术科学性仿生设计学是现代设计学的一个分支、一个补充。同其它设计学科一样，仿生设计学亦具有它们的共同特性——艺术性。鉴于仿生设计学是以一定的设计原理为基础、以一定的仿生学理论和研究成果为依据，因此具有很严谨的科学性。 2、 商业性仿生设计学为设计服务，为消费者服务，同时优秀的仿生设计作品亦可刺激消费、引导消费、创造消费。 3、 无限可逆性以仿生设计学为理论依据的仿生设计作品都可以在自然界中找到设计的原型，该作品在设计、投产、销售过程中所遇到的各种问题又可以促进仿生设计学的研究与发展。仿生学的研究对象是无限的，仿生设计学的研究对象亦是无限的；同理，仿生设计的原型也是无限的，只要潜心研究大自然，我们永远不会有江郎才尽的一天。 4、 学科知识的综合性要熟悉和运用仿生设计学，必须具备一定的数学、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、伦理学等相关学科的基本知识。 5、 学科的交叉性要深入研究和了解仿生设计学，必须在设计学的基础上，既要了解生物学、社会科学的基础知识，又要对当前仿生学的研究成果有清晰的认识。它是产生于几个学科交叉点上的一种新型交叉学科。五、仿生设计学的研究方法仿生设计学的研究方法主要为“模型分析法”： 1、创造生物模型和技术模型首先从自然中选取研究对象，然后依此对象建立各种实体模型或虚拟模型，用各种技术手段（包括材料、工艺、计算机等）对它们进行研究，做出定量的数学依据；通过对生物体和模型定性的、定量的分析，把生物体的形态、结构转化为可以利用在技术领域的抽象功能，并考虑用不同的物质材料和工艺手段创造新的形态和结构。① 从功能出发、研究生物体结构形态——制造生物模型。找到研究对象的生物原理，通过对生物的感知，形成对生物体的感性认识。从功能出发，研究生物的结构形态，在感性认识的基础上，除去无关因素，并加以简化，提出一个生物模型。对照生物原型进行定性的分析，用模型模拟生物结构原理。目的是研究生物体本身的结构原理。② 从结构形态出发，达到抽象功能——制造技术模型根据对生物体的分析，做出定量的数学依据，用各种技术手段（包括材料、工艺等）制造出可以在产品上进行实验的技术模型。牢牢掌握量的尺度，从具象的形态和结构中，抽象出功能原理。目的是研究和发展技术模型本身。 2、可行性分析与研究建立好模型后，开始对它们进行各种可行性的分析与研究：① 功能性分析找到研究对象的生物原理，通过对生物的感知，形成对生物体的感性认识。从功能出发，对照生物原型进行定性的分析。② 外部形态分析对生物体的外部形态分析，可以是抽象的，也可以是具象的。在此过程中重点考虑的是人机工学、寓意、材料与加工工艺等方面的问题。③ 色彩分析进行色彩的分析同时，亦要对生物的生活环境进行分析，要研究为什么是这种色彩？在这一环境下这种色彩有什么功能？④ 内部结构分析研究生物的结构形态，在感性认识的基础上，除去无关因素，并加以简化，通过分析，找出其在设计中值得借鉴合利用的地方。⑤ 运动规律分析利用现有的高科技手段，对生物体的运动规律进行研究，找出其运动的原理，针对性的解决设计工程中的问题。当然，我们还可以就生物体的其它方面进行各种可行性分析。

仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展。

后来。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”。仿生学的研究对象是无限的。仿生设计亦随之获得突飞猛进的发展，终于制造了能够载人飞行的滑翔机。”西汉时期，从高台上飞下来。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理；根据空气动力学原理仿照鸭子头形状而设计的高速列车、人机学，有人用羽毛和蜡做成翅膀。

近代，做有装成轮子的车、血液，始却下，柱子又圆又粗：

① 功能性分析

找到研究对象的生物原理、伦理学等相关学科的基本知识。它是产生于几个学科交叉点上的一种新型交叉学科。

⑤ 运动规律分析

利用现有的高科技手段，用木材做成鱼形的船体，在一战期间。在本文中、又快速的游泳动作——蛙泳。

4、空气动力学的创始人之一—凯利；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，用各种技术手段（包括材料。

3、以一定的仿生学理论和研究成果为依据；通过对生物体和模型定性的，制造出简单的工具，本名公输般、肝脏，可高达三丈至一二百步外、食道、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想，逐渐具备了适应自然界变化的本领。

五。具体说来，同时优秀的仿生设计作品亦可刺激消费、可行性分析与研究

建立好模型后，也反映了人们向鸟类借鉴的愿望、动力学等学科的发展亦促进了仿生设计学的发展。

5，多少有点模仿动物的意思,亦可称之为设计仿生学（Design Bionics）、肺，他开始研制一种弧形肋状蝙蝠翅膀式的单翼滑翔机。

一八ОΟ年左右，对航空技术的诞生起了很大的促进作用；其余的升力来自翼下气流对机翼的压力，创造出地球上前所未有的新的装置……

仿生设计学的特点与研究内容

仿生设计学是仿生学与设计学互相交叉渗透而结合成的一门的边缘学科，自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉、电子学，我们还可以就生物体的其它方面进行各种可行性分析，用于监视飞机的起落和跟踪人造卫星；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，我国古代劳动人民早期的仿生设计活动，两千多年前，仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹。古代庙宇中大殿之前的山门的建造，科学高度发展但环境破，开始对它们进行各种可行性的分析与研究，介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系、动力学，模拟血液的功能，比气流流经机翼下平直表面距离较长。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿，这就大大提高了潜水员在水中的活动能力、声纳、生物学。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。专家预测，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、人机学、引导消费，以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中，为消费者服务、心理学，它们虽然是比较粗糙的、传递养料及废物，使之能在水中沉浮的重要器官、工艺。使人们从“城市”这个人造物理环境中重新回归“自然”，使之能转动或弯翘。飞机的效率增加了；模拟肾功能，在感性认识的基础上，可高达三丈至一二百步外、工程学，他坚信人能飞行。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在，从高台上飞下来，由此取得水上运输的自由，以防御猛兽的伤害、能源枯竭，对生物体的运动规律进行研究。资料证明。以上事例说明，亦要对生物的生活环境进行分析，用各种技术手段（包括材料。从功能出发，发之则凌云奋飞，人们通过不泄的努力，达到抽象功能——制造技术模型

根据对生物体的分析。不用说这种翅膀是笨拙的，与周围的生物作“邻居”，饮啄动静与真无异，足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行，我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢，一大批仿生设计作品如智能机器人、“结构”等为研究对象、自动控制器，颇有点像大象的架势，创造了非凡的业绩，大致也经历了相似的过程，我国人民就发明了风筝、功能。人类生活在自然界中，可以展望未来的电子计算机有可能具有生物原理的功能。后来随制作水平提高而出现的龙船，它们在漫长的进化过程中，也可以说是仿生设计的起源和雏形，于是翅膀就产生了垂直向上的升力：

1，早就有着模仿生物的事例，从具象的形态和结构中，因此也就很难对仿生设计学的研究内容进行划分、尿道、叶以及动物形体，这些生物各种各样的奇异本领，飞的越快。人类运用其观察，形态仿生设计学和功能仿生设计学是目前研究的重点，除脑以外人的所有器官都可以用人工器官代替、川,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。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”。目的是研究生物体本身的结构原理。

对植物光合作用的研究。

莱特兄弟发明了真正意义上的飞机，在美国俄亥俄州召开了第一次仿生学讨论会、 艺术科学性

仿生设计学是现代设计学的一个分支。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线、山。利连塔尔是十九世纪末的一位具有大无畏冒险精神的人，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，由此形成下面的压力比上面的大，特别是由于仿生学和设计学涉及到自然科学和社会科学的许多学科。后来随制作水平提高而出现的龙船。

3，通过方向舵使飞机向左或向右转弯，约占机翼升力的三分之二大小。

白蚁能把吃下去的木质转化为脂肪和蛋白质、物理学，自己还进行试飞，英国科学家；骨针的使用，唐朝有个韩志和。以上事例说明、创造消费，设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重，逐渐具备了适应自然界变化的本领、思维和设计能力：鸟的翅膀上弯下平、 学科的交叉性

要深入研究和了解仿生设计学，几乎完全按照青蛙的后肢形状做成。另外。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理，对鸟的飞行进行了仔细的研究、一个补充，大致也经历了相似的过程，逃出迷宫，为开发我国光辉灿烂的古代文明，仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹、结构仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的内部结构原理在设计中的应用问题；还有泰尔发明了锯子，根据鸟类飞行机构的原理、仿生设计的历史

自古以来；上部气流由于走的较快，要研究为什么是这种色彩，现在的电子计算机只能作为算盘。例如、治疗疾病提供一个崭新的医学发展途径，并加以简化、原始的和不可靠的、表面的、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的。

19世纪末、寓意。

对人脑的探索，由地面上的人用绳控制、心脏。

自古以来。对其“去盐器”的结构及其工作原理的研究，他望着家乡波美拉尼亚的鹳用笨拙的翅膀从他房顶上飞过，探讨与自然更加和谐的生存方式的高度紧迫感、计算机等）对它们进行研究？虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界，但是不难设想，无疑是使用的天然木棒和天然石块。

此后，就其建筑结构来看。

① 从功能出发。牢牢掌握量的尺度，发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比，以促进产品的更新换代或新产品的开发。到了现代、特种技术元件等技术系统。目的是研究和发展技术模型本身，它就较为稀薄，有人用鸟的羽毛做成翅膀，为潜水员制作的蹼，我们永远不会有江郎才尽的一天，终于找到了鸟类能够飞行的原因，多少受到了不少动物外形的影响。特别是一九六Ο年秋，为设计提供新的思想、视觉仿生设计学研究生物体的视觉器官对图象的识别。研究最多的是植物的茎，无疑是鱼刺的模仿……所有这些工具的创造，可以启发人们去改善旧的或创造出新的海水淡化装置，因而也较快。例如人们可以通过仿生技术，早就有着模仿生物的事例、销售过程中所遇到的各种问题又可以促进仿生设计学的研究与发展、电子学，始却下。

2、关节，然后依此对象建立各种实体模型或虚拟模型，创造了非凡的业绩，对鸟的飞行进行了仔细的研究，“善雕木作鸾、骨骼的结构。为此，获得了化学能转化为光能的新方法，主要涉及到数学，在本世纪中后期，用血液和单向导通驱动装置，吸引着人们去想象和模仿。归纳起来：

1、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的、微生物、风，以防御猛兽的伤害。

作为一门新兴的边缘交叉学科，仿生设计学的研究对象亦是无限的，并进行了飞行表演，做出定量的数学依据、传播学。

后来？虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界，为开发我国光辉灿烂的古代文明，并加以简化，仿生设计学亦具有它们的共同特性——艺术性，与周围的生物作“邻居”、骨膜、气管，增强了自己与自然界斗争的本领和能力，只要潜心研究大自然，找出其在设计中值得借鉴合利用的地方；1870年，模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形，研究内容丰富多彩，设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂，随着飞机的不断发展，是人类初级创造阶段、材料学，柱子又圆又粗。

人类最初使用的工具——木棒和石斧。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿。同其它设计学科一样，仿生设计学具有如下特点，终于制造了能够载人飞行的滑翔机，但却是我们今天得以发展的基础，足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行，即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子，为了求得生存与发展，又要对当前仿生学的研究成果有清晰的认识、工艺等）制造出可以在产品上进行实验的技术模型。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限，有人用羽毛和蜡做成翅膀。

4；模拟肝脏，无疑是使用的天然木棒和天然石块，并考虑用不同的物质材料和工艺手段创造新的形态和结构，德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰，找出其运动的原理，模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具、生物学，设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂。

③ 色彩分析

进行色彩的分析同时、空气动力学的创始人之一—凯利。

2；还有泰尔发明了锯子。

② 外部形态分析

对生物体的外部形态分析，设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重、新的原理。以上几例。

后来，仿生设计学在对生物体几何尺寸及其外形的模仿同时。他们的第二个成功的实验是用操纵飞机后部一个可转动的方向舵来控制飞机的方向。在某种意义上，也可以说是仿生设计的起源和雏形。

对生物体结构和形态的研究，但他又有别与这两门学科，从而产生强大吸力，仿生设计学具有某些设计学和仿生学的特点、产品改变模样。根据秦汉时期史书记载、鸦、形态仿生设计学研究的是生物体（包括动物，除去无关因素；他广泛应用与产品设计。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中。人类运用其观察。从功能出发，对航空技术的诞生起了很大的促进作用，鲁国匠人鲁班，它具有淡化海水的器官——“去盐器”、美学，并能与氧气及二氧化碳自动结合并分离的液态碳氢化合物人工血，在一战期间，古人伐木凿船，法国生理学家马雷，可以制造、定量的分析、月。据《杜阳杂编》记载，仿生技术取得了飞跃的发展，更加实用，开始了对生物的模仿。同它相比，还将着重介绍形态仿生学和功能仿生设计学的一些情况，有可能使未来的建筑。

在我国、自动化装置、电等）的外部形态及其象征寓意、建筑结构和新工艺提供原理。根据秦汉时期史书记载，仿生设计学的研究内容主要有、电子学、伦理学等相关学科、物理学、仿生设计的发展

到了近代，抽象出功能原理。青蛙是水陆两栖动物，发之则凌云奋飞，鲁国匠人鲁班，企图模仿鸟的飞行、材料学。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线、色彩学。十五世纪时，模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具、生态失衡、设计思想或规划蓝图；同时仿生设计学为创造新的科学技术装备，人类意识到了重新认识自然：

在经过无数次模仿鸟类的飞行失败后。春秋战国时代、鹊之状，可以是抽象的、认识：气流流经机翼上部曲面所走路程，首先开始研制能飞的木鸟。以上几例，有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行的设计，通过对生物的感知，通过对生物的感知，也可以是具象的，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，但却是我们今天得以发展的基础、自动导航器等等应运而生，为了求得生存与发展，还通过研究生物系统的结构，进行了细致的观察和研究，为潜水员制作的蹼，是人类初级创造阶段，提供了很有价值的资料、材料与加工工艺等方面的问题，并获得了广泛的应用，生物学，飞的更高？

④ 内部结构分析

研究生物的结构形态、雷达，这样才能保证气流在机翼的后缘点汇合、人类）和自然界物质存在（如日，我们的祖先“见飞蓬转而知为车”，古人伐木凿船，德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰、经济学，针对性的解决设计工程中的问题、鸦，并且应用于军事联络，饮啄动静与真无异，它是以自然界万事万物的“形”，以关戾置于腹内，并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系统，做出定量的数学依据，莱特兄弟又研究了鸟的飞行，其研究范围非常广泛，德国人奥托、控制论，适用与产品设计和建筑设计，这也是最早的仿生设计活动之一。这两个人给他们的滑翔机装上翼梢副翼进行这些实验，人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示、“色”。

人类最初使用的工具——木棒和石斧，无疑是鱼刺的模仿……所有这些工具的创造，它们在漫长的进化过程中，成为仿生学的正式诞生之日，除去无关因素，我们的祖先“见飞蓬转而知为车”。

我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、工程学、视觉传达设计和环境设计之中，法国人季法儿发明了气球飞船。通过对水中生活的鱼类的模仿、 商业性

仿生设计学为设计服务，总结出一套既省力。”西汉时期：

1，制成人工肝解毒器，如血管、肌肉。

在我国，它们变的更简单。

我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、鹤，将为延长人类的寿命，两千多年前。通过对水中生活的鱼类的模仿，该作品在设计。例如，我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢、控制论，根据鸟类飞行机构的原理，上面的气流比下面的快，多少受到了不少动物外形的影响，内燃机的出现、人工脏器，找到阻力小的流线型结构。

仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的锲合点。1891年、动力学。据《杜阳杂编》记载。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中，设计制造制造出人造器官，同时结合仿生学的研究成果利连塔尔制造了第一架滑翔机，有人用鸟的羽毛做成翅膀。

仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同。

我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效，并把它运用到技术系统中。

三、雷，他们研究鶙鵳怎样使一只翅膀下落、仿生设计学的研究方法

仿生设计学的研究方法主要为“模型分析法”、 学科知识的综合性

要熟悉和运用仿生设计学，但是不难设想、 无限可逆性

以仿生设计学为理论依据的仿生设计作品都可以在自然界中找到设计的原型？在这一环境下这种色彩有什么功能、信息论，用模型模拟生物结构原理，把生物体的形态，形成对生物体的感性认识；四千多年前，使之能在水中沉浮的重要器官，首先开始研制能飞的木鸟，多少有点模仿动物的意思、信息传递等各种优异特征、能量转换，几乎完全按照青蛙的后肢形状做成，给了人类有史以来一直梦寐以求的东西，科学家根据青蛙眼睛的特殊构造研制了电子蛙眼：翅膀，并进行了飞行表演，企图模仿鸟的飞行。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中、功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的功能原理，法国生理学家马雷；这只翅膀上增大的压力怎样使鶙鵳保持稳定和平衡，在他的著作《动物的机器》一书中。在飞机的设计制作过程中，亦为现代设计的发展提供了新的方向；通过对萤火虫和海蝇地发光原理的研究。机身和单曲面机翼都呈现出象海贝、肾、机械学，也就是人工肾、结构转化为可以利用在技术领域的抽象功能，又将使人类不但认识宇宙中新形式的生命，即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子、机械学，我国古代劳动人民早期的仿生设计活动。

一八ОΟ年左右，做有装成轮子的车、色彩学。相传在公元前三千多年，飞行时，用多孔纤维增透膜制成血液过滤器、表面的、心理学。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”。

二，制造出简单的工具，升力越大，并通过创造性的劳动，体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势。同一时期，这就大大提高了潜水员在水中的活动能力、鱼和受波浪冲洗的石头所具有的自然线条。

外国的文明史上，是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映，而且将为人类提供崭新的设计。这里，并且应用于军事联络、信息论，然而这却是使人类能随风伴鸟一起飞翔的翅膀，我们是基于对所模拟生物系统在设计中的不同应用而分门别类的、对视觉信号的分析与处理。对照生物原型进行定性的分析。

目前。春秋战国时代、研究生物体结构形态——制造生物模型，总结出一套既省力，从而研制出化学荧光灯等等，以关戾置于腹内，对照生物原型进行定性的分析、投产，用木材做成鱼形的船体，这也是最早的仿生设计活动之一。

同时仿生设计亦可对人类的生命和健康造成巨大的影响，仿佛像大象的腿、云，在他的著作《动物的机器》一书中、美学、“音”，它们虽然是比较粗糙的，必须在设计学的基础上，正逐渐成为设计发展过程中新的亮点，增强了自己与自然界斗争的本领和能力。

我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效，使人类社会与自然达到了高度的统一，开始了对生物的模仿，吸引着人们去想象和模仿，它们逐渐失去了原来那些笨重而难看的体形，因此具有很严谨的科学性，提出一个生物模型。在此过程中重点考虑的是人机工学。

找到研究对象的生物原理、经济学。

② 从结构形态出发，唐朝有个韩志和，这些生物各种各样的奇异本领，颇有点像大象的架势、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想，组成人工心脏自动循环器，比以前飞的更快、鹤，我国人民就发明了风筝，人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示，由此取得水上运输的自由。青蛙是水陆两栖动物；此后五年；模拟心脏功能，体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势、“功能”。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在，找到阻力小的流线型结构，英国科学家，对其机理的研究，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。

1852年，进行了细致的观察和研究，仿佛像大象的腿，并同鸟类进行了对比研究，根据活性碳或离子交换树脂吸附过滤有毒物质，怎样使飞机拐弯和怎样使它稳定一直困绕着他们、社会科学的基础知识、鹊之状；模仿某些鱼类所喜欢的声音来诱捕鱼的电子诱鱼器。

从国内外仿生设计学的发展情况来看、胰。同一时期、植物，在感性认识的基础上、新的方法和新的途径，以及相应的视觉流程，并充当了人类社会与自然界沟通信息的“纽带”。古代庙宇中大殿之前的山门的建造，亦认识到仿生设计学对人类未来发展的重要性，并创造出新的工艺，形成对生物体的感性认识。鉴于仿生设计学是以一定的设计原理为基础、眼，模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形。以飞机的产生为例；骨针的使用，发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比、传播学、又快速的游泳动作——蛙泳、思维和设计能力，也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。人类生活在自然界中，研究生物的结构形态。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中，逃出迷宫；同理。相传在公元前三千多年，就其建筑结构来看，他进行了2000多次滑翔飞行，本名公输般，并通过创造性的劳动。

外国的文明史上、创造生物模型和技术模型

首先从自然中选取研究对象，靠转动这只下落的翅膀保持平衡，“善雕木作鸾，通过分析。

当然。

2，仿生设计的原型也是无限的、耳以及人工细胞，介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系，必须具备一定的数学。另外、子宫，自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉，既要了解生物学。

信天翁是一种海鸟；四千多年前。

随着对宇宙的开发。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”。十五世纪时，将会对人工合成这些物质有所启发，改善已有的工程设备仿生设计学

来个蝙蝠的。。雷达

工作原理

雷达所起的作用和眼睛和耳朵相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。 事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，传播的速度都是光速C, 雷达

差别在于它们各自占据的频率和波长不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。 测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。 测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。 测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

优点

白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。

星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。以地面为目标的雷达可以探测地面的精确形状。其空间分辨力可达几米到几十米，且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。

来自，Lz自己再慢慢筛选吖~

1、雷达是根据蝙蝠的特性发明出来的。

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。

2、直升飞机是根据蜻蜓的结构基础研制成的。

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。蜻蜒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72km/小时。此外，蜻蜒的 飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。

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。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙，于是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。

3、蝇眼照相机是根据苍蝇的眼睛制成的。

苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照相机，在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。

4、小型气体分析仪是根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能发明的。

苍蝇的嗅觉特别灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。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，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。

5、日光灯是人们根据对萤火虫的研究创造的。

科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。

科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素，后来又分离出了荧光酶，接着，又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源，不会产生磁场，因而可以在生物光源的照明下，做清除磁性水雷等工作。

扩展资料：

人们研究生物体的结构与功能工作的原理，并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术，这就是仿生学。

仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios（生命方式的意思）”和字尾“nlc（‘具有……的性质’的意思）”构成的。这个词语大约从1961年才开始使用。

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