仿生学发展过程的分析_刘福林
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。
仿生学的发展现状与未来趋势
仿生学的发展现状与未来趋势近年来，仿生学作为一门新兴的学科，受到了越来越多人的关注。
仿生学是通过研究生物体的结构、特性和功能，来设计和制造人造产品和系统的学科。
它的发展不仅给科技领域带来了革命性的变革，还为其他学科的发展提供了新的思路和方法。
本文将探讨仿生学的发展现状和未来趋势。
首先，让我们来看一下仿生学的发展现状。
近年来，仿生学在多个领域取得了突破性的进展。
以生物机器人为例，仿生学研究者通过模仿昆虫和动物的运动机制，开发出了具有出色机动能力的机器人。
这些机器人可以在各种复杂环境中自主行动，实现了对人类的辅助和替代，应用领域广泛，包括军事、医疗、救援等。
仿生材料是另一个备受关注的研究方向。
通过研究生物体的结构和材料，科学家们创造出许多具有优异性能的材料，如仿生蜘蛛丝和仿生莲叶。
仿生材料具有高强度、高韧性和自修复等特点，在建筑、交通、医疗等领域有着广泛的应用前景。
此外，仿生学还在能源领域发挥了重要作用。
研究者们通过模仿植物光合作用的原理，开发出了人工光合作用系统，可以将太阳能转化为可用的能源。
这一技术有望解决传统能源短缺和环境污染问题，对可持续发展具有重要意义。
然而，尽管仿生学在多个领域都取得了显著成就，但它仍面临一些挑战和难题。
首先，仿生学研究涉及到生物体的复杂结构和机制，需要各个领域的专家协同合作。
然而，目前还缺乏跨学科的合作机制，阻碍了仿生学的研究进展。
其次，仿生学研究需要大量的资源和资金支持，但在一些国家和地区，对仿生学的投资还不够充分，限制了其发展。
那么，未来仿生学的发展趋势是怎样的呢？首先，随着技术的进一步发展，仿生学将逐渐实现从研究到应用的转变。
传统材料、机器人和能源系统将得到仿生学的改良和提升，更适应人类的需求。
其次，随着对自然和环境的关注增加，仿生学在环境保护和可持续发展方面将发挥更重要的作用。
研究者们将继续开发出更高效、更环保的仿生产品和系统，推动可持续发展进程。
最后，跨学科的合作将成为未来仿生学研究的重要趋势。
仿生学应用中的制约因素分析
生学应用 中必须深思 的问题。 总体来说应做到 ： 观察前人没
有观 察 的细节 ； 出前 人没有 提 出的 见是仿生学史中的一大经 典案例。大约公元 １０ 年 ， ５０ 意大利文艺复兴时期的伟大画 家 、 刻家 和 建筑 学 家达 芬奇 （ ｏａ ｏ ａ ｉｃ ， 观察 鸟 雕 Ｌ ｎｒ ｎｉ 在 ｅ ｄｄＶ １
维普资讯
安徽 农业 科学 ， ｕｎｌｆ ｎ ｕ Ａ ｒ Ｓｉ２０ ，５ １）４９— ２ ３ Ｊ ｒａ ｏ Ａ ｈｉ ｇ． ｃ ０７ ３ （４ ：２２ ４９ ｏ ｉ ．
责任 编辑 胡空 胜 责任 校对 王 淼 ｌ
仿 生学应 用 中的制约 因素 分 析
上 缺乏 见解 、 思维 上 缺乏 交叉 、 方法 上 缺 乏创 新 、 学科 上 缺
乏交 流 。 １ 观察 上缺 乏见解
面结构采用了仿生设计 ， 所洗的衣服非常干净 ， 但洗涤过程 却非常柔顺 ， 不伤衣料 。总之 ， 所有源 自于仿生学的原始创 新 ， 是 以独特 的观 察视角 为基 础而 衍生 出的独 特见 解 。 都 如
类飞行 的基 础上 ， 了一 系列 的无法 实 现的 飞行 设备 草 图。 画 这在 当 时是 独 一无二 的见解 ，因此达 芬奇 被后 人尊 称 为现
原始创新提供 了原始模型。
２ 思维 上缺 乏 交叉
从莲叶的自净原理到人类发明的自净涂层 ，是仿生学
史 中 的又 一经 典案 例 。以往科 研人 员在 显微 镜下 观察 植 物
ｍ ，
大大 提高 了安全 性 。再 如 ， 过观 察蜂 巢 的结 构 和龟 背 通
壳形 状 ， 国米 勒公 司设计 出 了一款 新 型洗衣 机 ， 内桶 表 德 其
浅析蚂蚁触角的功能在仿生学中的运用
219学术论丛浅析蚂蚁触角的功能在仿生学中的运用徐孝天成都市实验外国语学校(西区)摘要：二十一世纪，人们对于蚂蚁的研究越来越广和深。
而蚂蚁作为世界上数量最多的昆虫之一，其可挖掘的新知识无穷无尽。
现当代对于蚂蚁触角的功能和实际运用已有较为成熟的研究，本文将关于其触角功能在仿生学中的假想运用进行阐述。
蚂蚁之间于同伴的分工合作与团结最让人振奋，而另一项它的触角功能，在仿生学中的实际与假想运用中给予人不同启发与灵感。
关键词：蚂蚁触角；功能；仿生学前言蚂蚁是世界上数量、种类最多的物种之一，它可以改良土地，帮助植物授粉，保护植物种子。
但它也会破坏庄稼、生态环境，传播疾病，危害人类健康。
地球上所有的生物都有自己的独特之处，发现它们的特点，并有效得利用这些的特点运用于仿生学中，使它们有用于世界。
一、蚂蚁触角的功能1、感受气味蚂蚁触角上的触角叶是蚂蚁的触角叶是蚂蚁脑内初级的嗅觉中心，通过触角神经与触角发生关联，再通过触角神经把气味反馈给更高级的神经中枢，从而指示蚂蚁做出反应。
蚂蚁能通过它头上的触角，寻找食物。
当在一定无人为干扰下，用肉，糖等食物引诱蚂蚁，蚂蚁会受各个气味的影响，蚂蚁通常会把糖类在原地食用，而肉类食物蚂蚁会把食物运回蚁巢。
但蚂蚁的食性会随季节的改变而改变。
通过触角感受气味是蚂蚁沟通交流的重要途径。
2、探路寻路蚂蚁有眼睛，但在蚁巢这种光线弱黑暗地底交通错杂的环境下，眼睛就无任何作用，只能使用触角来探寻方向，感受不同蚂蚁留下的不同的信息素和气味来辨别方向。
3、运动功能蚂蚁的运动功能受哪一个器官主要控制。
选二十只同一蚁群的蚂蚁平均分十只放入两个透明单向通过外界的容器中，一组标记为A，一组标记为B。
A 组剥去其触角，B 组保持原样不变。
一段时间后，B 组中的蚂蚁已经完全爬出，而A 组中的两只蚂蚁爬出，有一只蚂蚁没有移动，三只蚂蚁中心不稳多次倒下，另三只蚂蚁在容器个地方。
试验证明触角对蚂蚁的运动功能有着控制作用，对蚂蚁的空间位置，使身体协调运作。
仿生学发展过程的分析
Ａｎ ｌｓ ｏ ｈ ｖ ｌｌ ａｙ￣ ｆｔ ｅＤｅ ｅｏｍｍ ￣ Ｐｒ ｇｅ ｓｏ ｏ ｉｓ ｏ ｒｓ Ｂｉｎ ｃ ｆ
ＵＵＦ ．ｎ （ ｅａｍｅｔ ｆ ｉ ｃｅｃ，Ｓ￣ｃ ｌ ｏｍ ｌ ｏｅｅ Ｓ￣ ｒｉ， ｎｎ４６ｏ ） ｕ１ ｉ Ｄ ｐｒ ｎ Ｌｆ Ｓｉ ｅ ｈ ｑ Ｎ ｒ ａ ｌｇ ， ｈ ｑｕ Ｈｅａ ７ｏ０ ｔ ｏ ｅ ｎ ｕ Ｃｌ
学家维纳（ ． ｉ ｅ） Ｎ Ｗｅ ｒ出版了《 ｎ 控制论》 一书 ， 对这一学科的思
想和概念等作 了 比较全面 的论 述 。维纳 着重指 出， 控制论 是 研 究机器和生 物体 中控 制与 通信 的科 学 。科 学研 究 和生 产 实践 完全证实 了生 物和 机器 在许 多 问题上 的共 同之处 。而
Ａｂ ｔａ ｔ Ｊ１ ｅｅｒｈ ｏ ｅ ｂｏ ｉｓｉ ｏｔｎｔｉ ｃｅｃ ｎ ｏ ａｉｎ ａｌｏ ｅ ｅｗｏｄ．Ｉ ｈ ｒｉｌ ｕ ｅｅｏ ｍｅ ｔｐ ｒ ｄ ｆｂｏ ｃ ｓｒｃ Ｉ ｅｒｓａｃ ｎ ｔ ｉｎｃ ｓｉ ｒ ｎｓ ｉｎ ｅｉｎ ｖ ｔ ｌ ｖ ｒｔ ｒ １ ｈ ｍｐ ａ ｏ ｈ ｎ ｔｅ ａｔ ｅ ｆ ｒｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅｉ ｓｏ ｉｎ ｓ￣ ｌａ ｃ ｏ ｏ ｉ ｕ ｍｇ ｂ ｄ ｉｇ。ｋ￣ａ＝ ｕ ｄｎ ｌｉｇ，ｓ ｅ ｇｈ ｎ ａｄ ｎｏ ｅｌ ｗ ｒ ｅ ｉｗｅ ｔ ｎ ｔｅ ｎ ｌｄ ｒ ｅｅ ｒｖｅ ｄ．Ｔ ｅ ｉ ｏｔｎ ｏ ｔｉｕｉｎ ｏ ｉｎｃ ｏｒｓａｃ ｄａ ａ ｄ ｒｅｎ ｆｆｓｌｒｅ ｉｎ ｖｔ ｎ ｗ ｓ ｒ ｌ ｈ ｍｐ ｒ ｔｃ ｎｒｂ ｔ ｆｂｏ ｉｓｔ ｅｅｒｈ ｉｅ ｎ ｎ ａ ｓｏ ｅ ｃ ｃ ｎ ｏａｉ ａ ａ ｏ ｕ ｏ ｐ ｉｔｄ ｏ ｔ ｈｃ ｍａ ｅａ ｐｉｄ ｉ ｌ ｉ ｌｓｉ ｆ ｕ ｅｆｒｕ ｐ ｅｅ ｅ ｔｄ ｒｓａｃ ｅｕｔ ｏｎｅ ｕ ，ｗ ｉｈ ｙｂ ｐ ｌ ｎ ａｌｆ ｄ ｎ ｕｔｒ ｏ ｎ ｒｃｄ ｎｅ ｅｅｒｈ ｒｓｌ ｅ ｅ ｓ．
仿生学论文
大自然的启示——浅谈军事仿生技术投资学专业谭苏航摘要自古以来，大自然都是人类的老师，人类向自然学习，模仿自然以适应自然，从而在自然界中谋求生存，人类经历了从初级仿生造物到高级仿生造物的漫长过程，并在近现代形成了一门较为系统的仿生学学科体系。
而军事仿生技术是仿生学的一个重要组成部分，由于战争需求的牵引，有无数人致力于武器仿生与战术仿生的研究，此技术应运而生。
本论文综合相关文献资料，对军事仿生技术进行了概述，对其研究内容进行了阐述，同时对军事仿生技术发展的历史进行了简要介绍。
本论文着重介绍军事仿生技术在武器装备的制造与战术战略设计上的应用，并列举大量实证进行分析。
最后，本论文对军事仿生技术的未来发展趋势作了简要探讨。
关键词：仿生学军事仿生技术武器仿生战术战略仿生发展趋势一、军事仿生技术概述（一）仿生学概述1.仿生学的基本概念仿生学一词是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，它是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的学科。
2.仿生学的历史与发展在人类文明的早期，人类为了生存就不得不对其周围世界的动植物的生活习性与各种自然现象进行观察，因此，实际上从远古时代起，人们就开始从事仿生学工作了。
例如，相传在春秋战国时代，鲁班在上山伐木途中，手指被茅草划破，从而受到启发，制成了人类史上第一架带有锯齿的木工锯。
此类模仿大自然的例子不胜枚举，直到20世纪40年代，调节理论和控制论的建立，逐步推动仿生学的建立，同时在1960年，“仿生学”作为一门独立学科被正式命名。
此后，仿生学地位不断提升，研究领域不断扩大，应用性不断增强，具有非常好的学科前景。
（二）军事仿生学概述1.军事仿生学的基本概念军事仿生学是仿生学的一项重要内容，是军事科学和技术的一个极具影响力和生命力的研究领域。
它是模仿生物系统的原理和特异功能来发展军事高技术，提高武器装备的性能，发展军事战略技术，提高军队后勤保障的能力的一种技术。
国内外仿生技术的研究进展与发展趋势
国内外仿生技术的研究进展与发展趋势国内外仿生技术的研究进展与发展趋势摘要：生物经过进化已经很好的适应特定的环境，人类通过向它们学习可以解决特定的问题。
本文阐述了近些年来仿生学在多个领域的研究进展：通过观察分析某些动物的特定部位的结构，设计出了更加耐用，阻力更小的刀具，无痛注射的针头，水下游动机器人等；通过分析生物体的某些方面的特定功能，设计出了更加有效的中药提取技术，可以帮助盲人通过假眼辨别实物和帮助残疾人获得触觉感知的设备等；通过观察某些生物表皮材料的某些功能，设计出了超疏水太阳能电池表面。
对比近些年对仿生技术的研究进展总结了未来仿生技术的发展趋势：专业化，广泛化，智能化，科学化。
关键词：仿生技术,仿生现状,应用领域,发展趋势中图分类号：文献标识码：文章编号：0 引言地球上的生物从无到有，从简单到复杂，经过上亿年的演变进化早已适应了地球上各种各样的环境。
人类要改造特定自然环境，就必须要向早已适应相应自然环境的生物学习。
仿生学是模仿生物的科学，把生物学和其他学科像机械，建筑，医疗等结合起来的一门综合性的边缘科学[1]。
目前国内外研究仿生的方向大致分为：结构仿生，功能仿生，材料仿生，控制仿生等[2]。
自上世纪60年代初仿生学诞生以来仿生学在军事，工业，农业等领域得到广泛的应用[3]。
但是到了上世纪后期却出现了停滞现象，主观原因是由于各种现代技术的出现，人类开始对自身的能力出现一种满足感，逐渐忘记了那些比我们更能适应地球环境的生命。
客观原因是当时的技术能力还是有很大的局限性，人们虽然能观察到生物体的神奇功能却缺少必要的手段去观察和破译生物适应环境的奥秘[4]。
到了21世纪人们开始使用高速相机技术，核磁共振技术，传感器技术，等技术去观测分析生物体运作方式，仿生技术再次引起了人们的重视。
1992年机械工业部批准在吉林大学建立地面机械仿生技术部门开放研究实验室，该实验室在2000年经教育部批准成为国内唯一一个从事仿生研的国家重点实验室[5]。
植物仿生学实例（精选5篇）
植物仿生学实例（精选5篇）第一篇：植物仿生学实例植物仿生学一、植物仿生学大自然带给了人类无穷无尽的想象力，启示我们发明创造。
人们根据植物的功能、形状等制造了各种各样的工具。
源于“叶”的灵感① 叶缘启示：相传春秋战国时期（公元前507年——公元前444年），中国建筑鼻祖木匠鼻祖—鲁班，在上山砍伐途中，攀爬时手被锯齿草的边缘的齿划伤了，他仔于是受此启发，并经反复实践，制成细观察发现，原来叶子边缘有两排锋利的锯齿，了人类史上第一架带有锯齿的木工锯。
植物仿生学② 叶脉的启示：浮水植物王莲有“水中花王”之称，一个体重35kg的人坐在上面也不会下沉，原来王莲圆形叶片上的直径可达1-2.5米，背面有许多相互交错的叶脉骨架结构，里面还有气室使得叶子稳定的浮在水面，受叶脉支撑作用的启示，英国著名建筑师约瑟，以钢铁和玻璃为建材，设计了一个顶棚跨度很大的展览大厅—“水晶宫”，它既轻巧、雄伟又经济适用，不仅成就了1851年的第一届世博会，也为近现代功能主义建筑构建了雏形。
植物仿生学③ 叶子排列的启示车前草，叶子在茎上排列成的螺旋状，夹角为137030’30”。
一层顺着一层，错落有致。
只有这样叶子才能得到最多的阳光。
建筑师根据车前草对植物的通风、采光都具有最佳效果的特性，建造了螺旋状的高楼，这样既通风，又使高楼各个部分受到均匀的太阳光。
建筑仿生学是大有作为的一门使用科学技术，他将帮助人们征服地下、天空和海洋，建筑蔚为壮观的地下街区、海底乐园和太空体育城。
植物仿生学④ 叶序的启示德国波恩大学的科研人员发现，莲叶上有许多非常微小的绒毛和蜡质凸起物。
这种粗糙的叶片是干净的，而表面光滑的叶片反而需要清洗。
模仿莲叶的自净原理，人们开发出具有防污功能的自净涂层产品，其表面会形成类似茶叶的凹凸形貌，构筑一层疏水层。
这样一来，灰尘颗粒只好在涂层表面“悬空而立”，并最终在风雨冲刷下“一扫而净”。
此外，叶面形状也启迪了人们的思维。
椰子树很高，叶片巨大，但每遇飓风和暴雨也很少被折断。
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仿生学发展过程的分析刘福林 (商丘师范学院生命科学系,河南商丘476000)摘要 仿生学在科学创新中具有重要作用,国内外学者对此进行了大量研究。
在回顾分析仿生学重大事件的基础上,提出了仿生学经历了4个发展时期:萌芽时期、建立时期、巩固时期与现代时期,指出了仿生学的重大贡献是源头创新的研究理念与方法,并能在未来的所有领域内应用、取得突破性研究成果。
关键词 仿生学;重大事件;发展时期;研究方法中图分类号 Q811 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2007)15-04404-02A na lysis of the Developm ent P ro gress o f Bio nicsLIU Fu-lin (Depart ment of Life Scien ce,S hangq iu Normal College,Shangqiu,Henan476000)A bstract The research on the bionics is imp ortan t in science innovation all over the word.In the article four devel op ment periods of b ionics includ in g bu ddin g,b uild ing,strengthen and modern were reviewed.The i mportant contribution of bionics to research idea and means of resource in novation was pointed out,which may be ap plied in all fiel ds in future for unpreced ented res earch results.Key w ords B ion ics;Great event;Devel op ment period;Research means 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。
例如,相传春秋战国时代(公元前450～500年),鲁班上山伐木途中,手指为茅草划破,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[1]。
2300多年前墨子和他的300弟子,花了3年时间,造成一只“会飞的木鸟”,同时间希腊人阿奇太也制成一只“机械鸽子”。
自古就有许多中外人士模仿鸟类飞行试制飞行器,但都不成功,原因在于不了解鸟类的形态构造和生理机能适于飞行的科学原理;又不了解人不具备飞行的生理条件,人要上天,必须依靠机械动力才有可能。
1903年12月17日,美国人莱特兄弟飞机飞行的成功便是一例。
另外,1884年,人们受到蚕食桑叶吐丝的启迪,利用硝酸液处理棉绒,制成硝酸纤维素,由法国化学家德贝尔尼戈·夏尔多内首次成功地将硝酸纤维素制成硝酸纤维。
同年,英国人查尔斯·克劳斯(Charles·F·Cr oss)和爱德华·贝文(Edwa rd·J·Be van)申请了第1个醋酸纤维制造方法的专利,这两种纤维的问世是仿生学运用的成果。
但这些发明和尝试,在人类文明史上犹如点点星火,一闪而灭,始终未能形成一门独立的学科[2]。
总之,20世纪40年代前,人们对于生物体与机器之间有无共同之处,还缺乏明确认识,还不具备将二者进行类比的必要的基础知识。
工程技术人员还不了解生物系统可成为各种技术思想、设计原理以及发明创造的源泉,生物学家也只局限于研究和描述生物结构的精巧、功能的神奇。
因此,从远古到1940年属于仿生学的萌芽时期。
该时期,人类的各种仿生现象与成果不断涌现,为这门科学的诞生积蓄了实践经验与感性认识。
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,认识到二者具有作者简介 刘福林(1965-),男,河南商丘人,副教授,从事管理仿生学研究。
收稿日期 2007-02-28自动调节系统。
1944年,一些科学家已经明确机器与动物在自动控制、通信和统计动力学等一系列问题上是统一的,具有共同之处。
同一个时期,美国的一位年轻工程师申农(C. Sha nnon)提议建立了一门叫作“信息论”的科学。
从此,开展了大量关于信息传递与处理的研究工作,深刻认识到一切通信与控制系统所共有的特点。
对许多研究工作得到的结果进行理论概括,并将技术控制系统的控制机理与现代生物科学所发现的动物体中的某些控制机理进行类比,又逐渐形成了一门新的科学“控制论”。
1949年,控制论创始人、美国科学家维纳(N.Wie ner)出版了《控制论》一书,对这一学科的思想和概念等作了比较全面的论述。
维纳着重指出,控制论是研究机器和生物体中控制与通信的科学。
科学研究和生产实践完全证实了生物和机器在许多问题上的共同之处。
而控制论则把生物科学和工程技术从理论上联系起来,成为在原理上沟通生物系统与技术系统的桥梁,奠定了生物与机器在控制与通信上进行类比的科学理论基础。
随着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。
1960年9月13～15日,在美国俄亥俄州达顿城(Da yto n)的一个空军基地,召开了美国第一届仿生学讨论会。
在20世纪50年代已成为一门独立学科的“仿生学”,在这次会议上被正式命名。
一位专长于精神病学和神经学、又受过数学和电子学训练的美国军医J.E.斯蒂尔(Jac k Ellwo od Steel)博士,给这门新诞生的科学分支起了一个名字叫做bionics(仿生学)。
斯蒂尔博士给它下了这样一个定义:“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”,简单一句话,仿生学就是“模仿生物的科学”[3]。
因此,从1940～1960年属于仿生学的建立时期。
该时期,人类在仿生学研究中的最大贡献是建立了仿生学理论。
从实质上看,仿生学的诞生带给人类的是创新的理念与方法,即向生命系统学习的理念,模拟生命系统的方法。
使人类从一个崭新的视角透视世界,发现前人未发现的事物,实现科学技术的原始创新,这是其他科学无法比拟的优势。
“提出模型,进行模拟,这就是仿生学的基本研究方安徽农业科学,J ou rn al of An hui Agri.Sci.2007,35(15):4404-4405,4408 责任编辑 罗芸 责任校对 李洪法。
”[3]在仿生学的研究过程中,模型是生物科学与技术科学间的桥梁,它连接并指导着这两个领域的研究工作。
数学模型与技术模型来源于生物模型,反过来又指导对生物系统的研究,更深刻地揭示其奥秘,并最终使它自己机能上更接近于生物系统。
模拟是仿生学理论的实质所在,是通过联想-心理过程来获得由一种事物到另一事物的思维的推移与呼应,是从生命系统的角度研究其他问题的重要方法。
模拟有其一定的适用范围。
不恰当的模拟也会适得其反。
最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。
其目的不在于直接复制每一个细节,而是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。
一般认为,在仿生学研究中存在3个相关的方面:生物原型、数学模型和硬件模型。
前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。
3 仿生学的巩固时期(1960～1990年)美国从1960年起,先后召开过4次全国性的仿生学学术讨论会。
北约组织下属的一个机构(宇宙空间研究和发展顾问小组)也曾经召开过一次仿生学会议,由北约6国(美、英、法、比、西德、荷兰)参加,专门讨论了仿生学与宇宙空间研究的关系。
前苏联的仿生学研究是在前苏联科学院控制论委员会领导下专设一个仿生学局,以协调全苏的仿生学研究工作。
至1975年已召开4次全苏仿生学座谈会,同时,还举行过多次加盟共和国仿生学专业会议。
我国的仿生学研究工作始于1964年前后。
1975年12月26日～1976年1月3日,中国科学院在北京主持召开了我国第1次仿生学座谈会。
1977年的“全国自然科学学科规划会议”正式、全面地制定了我国的仿生学研究规划。
自此,仿生学已普遍引起了国内许多学科和部门的关注,并陆续开展了研究工作。
以后,在由中国生物物理学会主持召开的一些全国性学术会议上,经常宣读仿生学方面的学术论文。
我国的仿生学研究工作,正在形成队伍,不断扩展着研究范围和研究深度,并已取得一些可喜的研究成果。
从仿生学诞生到20世纪70年代初期,美、俄(前苏联)等许多国家都曾对仿生学知识进行过广泛宣传,大量的知识性文章和书籍相继出版。
仿生学方面的学术论文,纷纷在各学科的学报和杂志上发表,每开过一次仿生学学术会议,立即就有篇幅很大的会议录问世。
所有这一切工作,都为人们深入了解这门新兴的边缘学科作出了积极的贡献。
中国科学院图书馆在中国科学院生物物理研究所等单位的协助下,曾广泛收集这些文献资料,编印了4册《仿生学文献索引》[3]。
至1990年,随着仿生学向各个领域的渗透,它的研究方法也已纳入了各领域的研究工作之中。
总之,1960～1990年各国政府及科研单位、科研人员对仿生学倾注了极高的热情与支持,已广泛地唤起整个社会对仿生学的理解与支持,所以,属于仿生学的巩固时期。
该时期,人们借助仿生学的研究理念与方法在信息仿生学、控制仿生学、力学仿生学、化学仿生学、医学仿生学等领域中取得了新的成就,进一步巩固了仿生学的科学地位。
4 现代仿生学时期(1990年至今)20世纪90年代初,各国都在为发展仿生学这门交叉学科的基础研究作精心长期的计划准备。
美国有一项优先发展制造、先进材料以及先进军事装备研究等领域的长期计划,德国的研究与技术部已就“21世纪的技术”为题在适应电子技术、纳米技术、富勒碳材料、光子学、仿生材料、生物传感器等领域投入了相当大的财力和人力。
英国政府早在1993年5月就发表了科学大臣沃德格雷夫主持撰写的科技白皮书,题为《运用我们的潜力———科学、工程和技术战略》。
日本、俄罗斯以及韩国等国都有相应的中长期计划,在先进制造、材料、生物技术、高性能计算与通信计划等领域开展基础性研究。
这是一场在仿生科学技术研究领域内展开源头研究的全球竞争。
为适应我国科学和技术源头创新的需要,进一步推动我国经济和社会实现跨越式发展,中科院香山科学会议于2003年12月11～13日召开了题为《仿生学的科学意义与前沿》的第220次学术讨论会。