仿生学(bionics)在具有生命之意的希腊语bion上 , 加上有工程技术涵义的ics而组成的词 。大约从1960年才开始使用 。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 。可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上 。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科 。
苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它 。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪” 。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶 。苍蝇的眼睛是一种“复眼” , 由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜” 。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片 。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量 。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多 。
自然界形形色色的生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类哪些启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学 。
仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学 , 它是在本世纪中期才出现的一门新的边缘科学 。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理 , 并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和机器,创造新技术 。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 。
人类仿生由来已久
自古以来 , 自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉 。种类繁多的生物界经过长期的进化过程 , 使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发展 。劳动创造了人类 。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展 。因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群 。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由 。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领 。鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍 。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨 。通过反复的观察、模仿和实践 , 逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段 。这样,即使在波涛滚滚的江河中 , 人们也能让船只航行自如 。
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