浅析阿尔萨斯案例馆的仿生24页PPT
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8我们来仿生(公开课一等奖创新教案)(表格式).pptx
已经按各小组的完成顺序排列在黑板上，你有什么发现吗？3.追问：那么你觉得哪种外形更有利于动物呢？4.讲述:
那么，如果要让自己隐藏在刚刚的场景中，你会为自己设计一件怎么的外衣呢？请各小组根据各自的图纸开始你们
的绘制。5.提问：看完各组组的设计，你发现什么共同点吗？这种衣服你有没有似曾相识的感觉6.小结：是的，迷
立自制仿生产品的信心。］
三、实例分析，巩固仿生1.讲述：随着科技的发展，机器人愈加频繁的出现在我们的视野中，你都见过什么样 的机器人呢？长这样的机器人你见过吗？它有什么与众不同之处呢？我们一起通过视频来了解一下吧！2.全班观看 六足机器人视频介绍。3.提问：六足机器人也是一种仿生产品，它模仿的哪种生物呢？请认真阅读四张介绍卡片上 的信息，找出这种生物。4.小结：为了应对森林、沙地、沼泽等特殊路面，我们需要机动性、稳定性更强的机器人 ；结合实际需求设计师们再次将目光聚焦自然界的生物，最终在竹节虫身上获得了启示。1.学生阅读信息卡。2.学 生尝试总结介绍卡信息并陈述自己的选择。［设计意图：通过视频和阅读卡，帮助学生进一步在生物与仿生物品间 建立联系，通过从仿生物品到生物的逆向分析，强化学生的仿生思维。联系生活实际，说明仿生物品具有广泛的用 途，为后续的学生仿生设计打下基础。］
.本课学习内容基于《课程标准》课程内容中“技术与工程领域"的高年段要求。
.知道很多发明可以在自然界找到原型，能够在自然界生物与仿生物品间建立联系。能够从生物特性中获得启示 或根据现实的需要设计简单器具、生产物品或完成任务。
【教材分析】
《我们来仿生》是苏教版科学五年级下册第2单元《仿生》的第四课时。通过本单元前三课的学习，学生已经初 步建立仿生学的概念,并通过对具体案例的分析，了解生物和仿生物品之间的联系，体会仿生学的思维和方法。在此 基础上，本课旨在为学生创建仿生设计的平台，引导学生根据生物结构、功能等特征或从实际生活需要入手，运用 仿生学设计简单器具、生产物品。引导学生将本单元的知识进行吸收融合并内化成自身的知识应用能力，进一步激 发学生对于仿生设计的兴趣。
2010年上海世博会绿色建筑典型案例分析——以法国馆和阿尔萨斯馆为例
图 ６ 法 国馆 外 立面 预 制构 件 图 ７ 法 国馆 内庭 院 立体 绿 化预 制构 件
图 ５ 上海 世 博会 法 国馆 室 内
１ 技 术体 系 ． ２ 法 国馆 在 设计 过 程 中提 倡“ 新 、 态 、 创 生 可持 续 ” ， 强 调“ 市生 活 中的 自然 之美 ” 设计 理念 与 世博 会 的 都 ， 主 题“ 市 ， 生 活更 美好 ” 美 契合 。建筑 的外 立 面 城 让 完 采 用菱 形 的 白色 网架 表皮 ， 筑材 料 是 新研 制 的玻 璃 建
Ｏ 引言
２１ ０ ０年 上 海 世 博 会 的 规 划 和 展 馆 建 筑 都 围 绕 “ 市 让生 活 更美 好 ” 城 的主 题 ， 现“ 碳 、 谐 、 持 展 低 和 可
世 界 各 国展馆 的设计 中 ， 力 求体现 现 代城 市 文 在 化 内涵 、 实现 建筑 与科 技 发展 以及 生态 环保 和谐 共 处 的基 础上 ， 本身 也努 力实现 低碳 环保 。 如 ： 博轴 上 例 世 的 ６个倒 锥 形钢 结构 的“ 喇叭 花 ” 就是 世博 轴 的“ 阳光
交融 与互 动（ 图 ４ 。 见 １ 这 种 内外互 动 的设 计 手法 也 用 于 展 览流 线 的处
图 ２。外 立面 采用 网状 的混凝 土 构架 ， 建筑 主 体 脱 ） 与
离形 成双 层 皮 结构 。整个 网架 漂 浮在 水面 之 上 ， 建 使
法 国馆 外 立 面
法国馆入 口
２ ０ １ ０年上海世博会 绿色建筑典型案例 分析
— —
以 法 国馆 和 阿 尔萨 斯 馆 为 例
王 明 ， 杨 维 菊
２０９） １０ ６
（ 东南大学建筑 学院， 南京
《仿生设计形式》课件
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悉尼歌剧院：模仿贝壳的结构，采 用混凝土和玻璃，具有独特的外观 和声学效果
伦敦眼：模仿眼睛的结构，采用钢 结构和玻璃，具有独特的外观和观 光效果
功能仿生案例
鸟翼飞机：模 仿鸟类飞行原 理，提高飞机 的飞行效率和
稳定性
鲨鱼皮泳衣： 模仿鲨鱼皮肤 结构，减少阻 力，提高游泳
功能仿生
模仿生物的形态和结构
模仿生物的适应性和进化能力
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模仿生物的功能和特性
添加标题
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模仿生物的生态和共生关系
色彩仿生
色彩模仿：模仿自然界中各种生物的色彩，如蝴蝶翅膀、孔雀羽毛等 色彩搭配：根据自然界的色彩规律进行搭配，如绿色与蓝色、红色与黄色等 色彩渐变：模仿自然界中色彩的渐变效果，如日出日落、四季变换等 色彩对比：模仿自然界中色彩的对比效果，如黑白对比、冷暖对比等
仿生设计形式
汇报人：
目录
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01
仿生设计案例分析
04
仿生设计概述
02
仿生设计的应用前景
05
仿生设计的形式
03
如何进行仿生设计
06
添加然界生物形态、结构和功能的设计方法 仿生设计旨在通过模仿生物的特性，提高产品的性能和功能 仿生设计广泛应用于建筑、工业设计、产品设计等领域 仿生设计强调人与自然的和谐共生，追求可持续发展
仿生设计的应用 前景
仿生设计在产品设计中的应用前景
提高产品性能：通过模仿自然界的生物结构，提高产品的性能和效率 创新设计：通过模仿自然界的生物形态，为产品设计提供新的灵感和思路 环保设计：通过模仿自然界的生物循环，实现产品的环保和可持续发展 提高用户体验：通过模仿自然界的生物行为，提高产品的用户体验和舒适度
浅析仿生建筑PPT课件
山梨县文化会馆
建筑形态仿生
形态仿生是基于人类美学的出发点, 通过对生物体形态的模仿, 使建筑形象生动、有趣, 愉悦人的视觉感受;或者根据一些提取自生 物的符号, 来表达某种具体的象征意向。一般不考虑结构受力等问 题, 或者在生物形式下的建筑结构与生物体实际受力结构没有任何 关系甚至是矛盾的。在人们熟悉的动物中, 鱼和飞鸟生活在人类所 无法占有的空间里, 因此处于一种理想和占有欲,这两类生物成为人 们经常模仿的主题。以上所提到的我国古代建筑中屋顶的飞檐极 似腾飞的大鸟, 就是对鸟的形态很明显的模仿。
在功能上，要考虑报社、电台 的办公，印刷、出版和播音空间四 者之间独立的功能和彼此的联系， 而采用了4行16根5米直径的圆筒 结构做主要支柱，圆筒中有楼梯、 电梯、货梯、厕所和空调机房等。 支柱间架设着办公室、播音室和印 刷厂，其中播音室位于最上层。在 各层间还有很多空间做成屋顶花园， 这是为将来扩建做准备的预留空间。
功能仿生是一种层次较高的仿生设计, 它把建筑看成一个生态系统, 充分发 挥人的创造力, 创造人工生态美的环境, 达到人与自然的融和 。但是鉴于科技发 展水平, 这是建筑仿生设计的前沿, 至今此类建筑并不多见。
阿尔瓦.阿尔托设计的 德国不莱梅的高层公 寓的平面就是蝴蝶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 原型，他把建筑的服 务部分和我是部分比 作碟身和翅膀，丰富 了建筑平面。
同时把城市“干茎”设计成自由弯曲的分叉系统，并且带 有多触角地蔓延扩展的子系统，就象树枝分叉一样，也兼 有蛛网状的连接。这样既可避免车流泛滥，也可有利于各 区之间的区分与连接。他们预言，这种城市布局一方面能 保持现代城市功能的需要，又能重新获得昔日传统城市的 自然气息。
同时，这种城市是不断生长变化的，也可使城市与建筑物 的分布获得有机的组合。目前许多小区的规划设计与“簇 群城市”规划思想颇有异曲同工之处。
建筑形态仿生
形态仿生是基于人类美学的出发点, 通过对生物体形态的模仿, 使建筑形象生动、有趣, 愉悦人的视觉感受;或者根据一些提取自生 物的符号, 来表达某种具体的象征意向。一般不考虑结构受力等问 题, 或者在生物形式下的建筑结构与生物体实际受力结构没有任何 关系甚至是矛盾的。在人们熟悉的动物中, 鱼和飞鸟生活在人类所 无法占有的空间里, 因此处于一种理想和占有欲,这两类生物成为人 们经常模仿的主题。以上所提到的我国古代建筑中屋顶的飞檐极 似腾飞的大鸟, 就是对鸟的形态很明显的模仿。
在功能上，要考虑报社、电台 的办公，印刷、出版和播音空间四 者之间独立的功能和彼此的联系， 而采用了4行16根5米直径的圆筒 结构做主要支柱，圆筒中有楼梯、 电梯、货梯、厕所和空调机房等。 支柱间架设着办公室、播音室和印 刷厂，其中播音室位于最上层。在 各层间还有很多空间做成屋顶花园， 这是为将来扩建做准备的预留空间。
功能仿生是一种层次较高的仿生设计, 它把建筑看成一个生态系统, 充分发 挥人的创造力, 创造人工生态美的环境, 达到人与自然的融和 。但是鉴于科技发 展水平, 这是建筑仿生设计的前沿, 至今此类建筑并不多见。
阿尔瓦.阿尔托设计的 德国不莱梅的高层公 寓的平面就是蝴蝶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 原型，他把建筑的服 务部分和我是部分比 作碟身和翅膀，丰富 了建筑平面。
同时把城市“干茎”设计成自由弯曲的分叉系统，并且带 有多触角地蔓延扩展的子系统，就象树枝分叉一样，也兼 有蛛网状的连接。这样既可避免车流泛滥，也可有利于各 区之间的区分与连接。他们预言，这种城市布局一方面能 保持现代城市功能的需要，又能重新获得昔日传统城市的 自然气息。
同时，这种城市是不断生长变化的，也可使城市与建筑物 的分布获得有机的组合。目前许多小区的规划设计与“簇 群城市”规划思想颇有异曲同工之处。
《仿生机械学概论》PPT课件
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4．生物运动能量学
如同生物形态存在最优性一样，节约能量消耗量也被 认为是生物中的基本原理之一。从运动能量消耗最优性 的观点对生物体的运动形态、结构和功能等进行分析、 研究，特别是对有关能量的传递与变换的研究，是很有 意义的。
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16
1．信息仿生
主要是通过研究、模拟生物的感觉(包括视觉、听觉、 嗅觉、触觉)，智能以及信息贮存、提取、传输等方面 的机理，构思和研制新的信息系统。马萨诸塞理工学 院的研究者根据蛙眼的视觉功能，研制成功了虫检测 仪器模型；斯坦福研究所的研究者模拟猫脑视觉领域 中的直线“检测器”，研制了用来对机器人眼送来的 信息进行处理的特殊计算机；狗鼻子素以灵敏著称， 它能感觉200万种物质和不同浓度的气味，嗅觉比人 灵敏一万倍。现在，人们以不同物质的气味对紫外线 的选择性吸收为信息，研制成了“电子警犬”，用它 来作检测，其灵敏度甚至可达狗鼻子的1000倍。
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三、仿生机械学 仿生机械学是上世纪60年代初期出现的一门综 合性的新兴边缘学科，它是生命科学与工程技 术科学相互渗透、相互结合而形成的。包含着 对生物现象进行力学研究，对生物的运动、动 作进行工程分析，并把这些成果根据社会的要 求付之实用化。 仿生机械从其构词成分来看，它应该是指添加 有人类智能的一类机械。为区别起见，可把传 统的机械称之为一般机械。表1．1列出一般机 械与人类能力的比较，可以看出在物理和机械 机能方面，一般机械较为优越，但在智能方面 却比人类要显得特别低劣。因此，若把人—机 结合起来，就有可能使一般机械进化到仿生机 械。
若以电子学为中心来考虑，就构成仿生电子学 (bioelectronics)，
若以机械学为中心来考虑，则构成了仿生机械 学(biomechanisms)。
仿生原理与创新设计PPT课件
受壁虎启发而发明 的 LEMUR 机 器 人 正 紧贴在空间站的外 壁上
吸附机构不同：
真空吸盘、磁铁等。
斑绒壁虎的足部结构
壁虎抗地心引力的抓握秘诀在于脚趾上成排的 微小刚毛。这些刚毛可以依靠粘性的范德华力依 附在任何表面，范德华力只在微观尺度上发挥作 用。
这种吸附方式的优势在于可逆地强力抓握， 而且不需要使用任何粘合剂。近年来，工程师们 已经成功地使用硅胶模拟出类似的刚毛结构，从 而推动了各式各样壁虎皮肤模拟技术的出现。
仿生机械手的机构一般为开链 机构，由若干构件组成。
5
F 6n kpk n-构件数，k-运动副数，Pk-运动副约束数 k 1
第17页/共42页
第二节 仿生机械手
pI 0, pI1 1, pIII 2, pIV 6, pV 11,
人手臂示意图 a）人体上肢骨骼 b）人体上肢骨骼机构图 1-肩关节 2-肱骨 3-肘关节 4-尺骨、桡骨 5-腕关节 6-拇指骨 7-腕骨 8-掌骨 9-指骨
稳定、速度慢
小跑相：三足着地与二足着地交替进行
稳定、速度中等
跑相：三足着地、二足着地、单足着地、无足着地交 替进行
不稳定、速度快
前腿
后腿
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三、多足步行仿生机器人
四足步行相：三足着地，四足的交替运动顺序 小跑相：三足着地与二足着地交替进行 跑相：三足着地、二足着地、单足着地、无足着地交替进行。
仔 细 观 察 马
跑连 相续
奔 跑 时 腿 部 状 态。
第30页/共42页
第四节 爬行与仿生机构的设计
一、仿生爬行机器人机构
1、爬壁机器人 1)足-掌机构
为了使仿生爬行机器人具有近似于爬行动物的运动特性，爬壁机器人对足 -掌机构都有特殊的要求。
浅析阿尔萨斯案例馆的仿生
10、新陈代谢类 新陈代谢类
日本建筑师提出的“新陈代谢”城市设想，通过对生命 周期和循环的分析，探求一种将不断更新变化的设备部分和 能够长期使用的巨大结构体分开的设计方法。1966年由丹 下健三在日本山梨县建成的文化会馆是一座新陈代谢派的著 名作品，它的平面组合就是仿照植物新陈代谢的功能，设计 了一个个垂直的圆形交通塔，内为电梯、楼梯与各种服务设 施，所有办公空间则建立其间，这样可以根据需要不断扩建 或减少。 山梨文化会馆地上有8层，地下2层，面积 18085平方米， 是一幢广播、报纸和印刷业共同使用的综合性建筑。在考虑 各企业独立性的同时，还要考虑彼此方便的联系和将来扩建 的可能。为此，作者采用了四行圆筒形结构作为主要支柱， 楼梯、电梯、卫生间和空调机都布置在圆筒内。柱子之间架 设办公室、播音室和印刷工厂。其中广播位于最上层，下面 是报社和印刷厂，位置布置很合理。在各层之间还留出许多 空间作屋顶花园，为将来扩建做准备。外露的大圆筒和混凝 土的粗糙质感、楼板和圆筒交接处的梁头，愈加强调了这幢 建筑物的结构，暗示着它将来的成长。山梨会馆建成之后就 进行过扩建，这是一个随时间推移不断成长和变化的立体交 往空间。
巴特洛公寓（ 巴特洛公寓（1904-1906）——高迪 ） 高迪
米拉公寓（ 米拉公寓（1910）——高迪 ） 高迪
萨巴(Fariburz Sahba) 在1975—1987年建成的印 度德里的母亲庙(Mother Temple)则是仿自一朵荷花 的造型，它表达了圣洁与优 美的形象，成为周围环境的 主要标志。
9、“螺旋”结构类 “螺旋”
车前子的叶子一般呈螺旋状排 列，夹角为137º30´30"。 只有这样，每片叶子方能得到最多的 阳光。设计师们向车前子借鉴了调节 日光辐射的原理，匠心独具地建造一 座呈螺旋状排列的13层楼房，每个房 间都可以得到最充足的阳光。
仿生设计赏析PPT课件
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●水母房子
这栋造型别致的房子是由美国加州建 筑师以水母为灵感设计的，是高科技 的产物。整个房子无论外形或者内部 构造都与海洋生物水母相似，房子内 部很大部分由液体构成，让人真正地 感受到在海中生活，离不开水，融于 自然的神奇。
之所以整屋子的“水”，是由于 这房子的设计运用了特殊的外部包膜 和过滤系统，使得雨水在经过净化后 储存于墙壁内，“水”进入到房子内 部，在房内流动，为房子的加热或冷 却系统提供“原料”。设计师还在做 进一步研究，希望“水母”房子除了 具有艺术美感，还能做到真正更好的 节约“能源”。
基于生物表面肌理与质感的仿生设计
● 提速武器——鲨鱼皮泳衣
在2008年北京奥运会上，美国游泳名将迈克尔·菲尔普斯凭借8枚金牌创造一项新的世界纪 录。能够取得如此骄人的成绩自然首先归功于多年的刻苦训练和令对手羡慕的天赋，但 他所穿的Speedo泳衣可能也让他拥有某种优势，这种超级泳衣使用的材料模仿鲨鱼皮的 形状和质地。 鲨鱼皮是人们根据其外形特征起的绰号， 它的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。鲨鱼皮表 面粗糙的V形皱褶可以大大减少水流的摩擦力，使身体周围的水流更高效地流过进而实现 快速游动。
第13页/共16页
●鸡蛋椅
阿恩·雅各布森（ArnettJacobsen)受到鸡蛋优美的曲线的启发设计 出了蛋形椅。外形似鸡蛋，人们坐上去会感受到很舒服，很安全。
第14页/共16页
谢谢观看
第15页/共16页
感谢您的观看！
第16页/共16页
第12页/共16页
●模仿海鸥的侦察机
美国佛罗里达州大学工程师里克·林 德(Rick Lind)从海鸥身上得到启发， 研制出一种能在高层建筑周围寻找 出路，同时又可猛扑向林荫大道的 远程遥控侦察机，很多现代战场正 是由高层建筑和林荫大道构成。图 片中，林德手拿的就是基于海鸥可 在“肩部”和“肘部”弯曲翅膀的 这种能力设计的飞机原型。笔直的 “肘部”在最大程度上提高稳定性； “肘部”以下部分则提高飞机在骤 降、俯冲和翻滚时的灵活性。