《八年级生物仿生学》ppt课件

1、 向自然学习 热爱自然、维护自然、自然调和相处热爱自然、维护自然、自然调和相处，我们就会从自然中获得智慧和灵感，我们就会从自然中获得智慧和灵感v在在20世纪世纪60年代，年代，1960年年9月月13日，在美国日，在美国召开的第一届仿生学研讨会上，斯蒂尔博士召开的第一届仿生学研讨会上，斯蒂尔博士初次提出了仿生学初次提出了仿生学(Bionics)的概念，并定义的概念，并定义仿生学是模拟生物系统的原理来建造技术系仿生学是模拟生物系统的原理来建造技术系统，或者使人造技术系统具有或类似于生物统，或者使人造技术系统具有或类似于生物系统特征的科学，简而言之，仿生学就是系统特征的科学，简而言之，仿生学就是“模

2、拟生物的科学。模拟生物的科学。v仿生学是生物学、数学和工程技术学仿生学是生物学、数学和工程技术学相互浸透而结合成的一门模拟生物系相互浸透而结合成的一门模拟生物系统并具有生物系统特征或类似特征的统并具有生物系统特征或类似特征的新兴边缘科学。新兴边缘科学。仿生学的研讨主要包括三个阶段v首先是根据工程技术的目的、义务进展生物首先是根据工程技术的目的、义务进展生物相关性的根底研讨或者以生物学的发现与研相关性的根底研讨或者以生物学的发现与研讨成果为启示和根底挑选出对其他科学技术讨成果为启示和根底挑选出对其他科学技术有意义有价值的内存；有意义有价值的内存；v然后对根底研讨的成果进展分析、综合，并然后对根底

3、研讨的成果进展分析、综合，并提炼、概括出相关实际和概念，提示内在规提炼、概括出相关实际和概念，提示内在规律，建立数学模型；律，建立数学模型；v最后在前两个阶段的根底上进入详细模拟研最后在前两个阶段的根底上进入详细模拟研讨、实验制造的运用研讨阶段，最终发明出讨、实验制造的运用研讨阶段，最终发明出人工化的成果。人工化的成果。方法方法v复制不是仿生学的研讨目的，对生物系统任务原理的本质认识、了解和运用是最终目的。在这个过程中发散性地进展类比、模拟和模型化是仿生学研讨的主要方法，数学模型是从生物原型到运用模型的关键。v但是对复杂生物系统的认识往往是一个长期的研讨过程，并依赖于先进科学技术的支持，需求多

4、学科的交叉、协作，所以仿生学的研讨是一个系统工程，存在相当大的难度。仿生学研讨的分支 力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息和控制仿生等 电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生、人体的仿生、宇宙仿生等 形状仿生、方式美感仿生、功能仿生、构造仿生、机理仿生、颜色仿生、意象仿生仿生设计v仿生设计学与旧有的仿生学成果运用不同，它是以自然界万事万物的“形、“色、“音、“功能、“构造等为研讨对象，有选择地在设计过程中运用这些特征原理进展的设计，同时结合仿生学的研讨成果，为设计提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途径。v仿生设计学作为人类社会消费活动与自然界的锲合点，使人类社会与自然到达了高度的一致，正逐渐

5、成为设计开展过程中新的亮点。 众所周知的例子v蝙蝠与声纳定位v鸟与飞机v船与鱼v对萤火虫和海蝇地发光原理的研讨，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。 肌理与质感仿生以纺织仿生为例v亚马逊河流域的闪峡蝶因其翅膀的外壳和基部翅瓣中特有的周期性多层构造，使周身分发钻蓝的颜色，具有金属般的光泽。受此启发日本帝人公司开发了光显色纤维。v在研讨天然蚕丝构造和性能后，胜利开发了异形纤维和超细纤维等仿真丝纤维和纺织品。v肉色袜我们的服装与仿生还有哪些关系？v孔雀裙、燕尾服、荷叶领、灯笼裤 v变色龙与迷彩服v2021年奥运会上的高科技泳衣v美国华盛顿大学的研讨人员正在试图提示蜘蛛吐出的水溶

6、性蛋白质是如何变成不溶的、强度比防弹背心还要坚韧的丝的奥妙。科学家们已开场运用仿生学实际研制人造蜘蛛丝。功能仿生v水母的顺风耳，仿照水母耳朵的构造和功能，设计了水母耳风暴预测仪，能提早15小时对风暴作出预告，对航海和渔业的平安都有重要意义。 可恶的苍蝇给我们的启示？v免疫力活蝇蛆可接种于伤口之中，起杀菌清创，促进愈合之作用。 v平衡才干飞行器的平衡v嗅觉传感器、捕蝇器v棘毛的作用减粘v超强的生殖才干苍蝇具有一次交配可终身产卵的生理特点，一只雌蝇终身可产卵5-6次，每次产卵数约100-150粒，最多可达300粒左右。一年内可繁衍10-12代。每只雌蝇能产生2000个后代，那么100只雌蝇只需经过

7、10个世代，繁衍的总蝇数将到达2万亿亿个由乌龟想到的？v生命力强v 静寿命生命在于运动？v巩固的外壳v 坦克v中国人对乌龟的特殊意象？v 忍辱负重？高寿？忍垢偷生 ？电子蛙眼v青蛙的眼睛很奇异，他们看活动的东西很敏锐，对静止的东西视而不见。人们从中得到启示，发明了电子蛙眼。保鲜膜构造仿生例如：食蝇草与发卡构造仿生v白蚁冢与建筑仿生v白蚁冢具有良好的通风、保温、保湿功能v锯齿草 与锯鲁班v瑞士猎人乔治从苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。 形状仿生天鹅形的观光船 仙鹤音响剪子综合仿生v仿人机器人v肌肉和骨骼v现代假肢飞机的诞生v1870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

8、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蠢笨的翅膀从他房顶上飞过，他坚信人能飞行。1891年，他开场研制一种弧形肋状蝙蝠翅膀式的单翼滑翔机，本人还进展试飞；以后五年，他进展了2000多次滑翔飞行，并同鸟类进展了对比研讨，提供了很有价值的资料。 v莱特兄弟发明了真正意义上的飞机。在飞机的设计制造过程中，怎样使飞机拐弯和怎样使它稳定不断困绕着他们。为此，莱特兄弟又研讨了鸟的飞行。例如，他们研讨鶙鵳怎样使一只翅膀下落，靠转动这只下落的翅膀坚持平衡；这只翅膀上增大的压力怎样使鶙鵳坚持稳定和平衡。 未来的飞机是个什么样？v太阳能v袖珍v房顶是飞机场v翅膀收缩调整v可以振翅v可以爬升空中

9、停顿如今飞机的平衡锤仿生了苍蝇的平衡棒 汽车与仿生案例之二v形状仿生汽车的功能仿生v螃蟹壳轻而强v一种内部高压外型技术由此诞生。将金属管置于模具中，高压形状下将液压液体或气体注入金属管两端，使金属在2400巴的高压下构成模具的外形。这一技术保证了零件精准的尺寸和外形，在充分利用空间、博得更多轴力度和硬度的同时减轻了分量。汽车的骨架v在自然界，发泡资料出色的能量吸收性能发扬最突出的例子是猫头鹰和大象的头部，虽然象头只需几公斤，却能轻松挪动几百公斤的分量。v仿制轻骨架组织发泡金属进一步研讨发现，泡孔组织构造的零部件强度/密度比极佳。假设向铝模具内充气或把将要发生化学反响的小颗粒注入铝模具，构成发泡

10、铝的多孔组织，就能充分吸收能量，缓冲和降噪。 小阻力的外形v宝马H2R氢燃料汽车外型和设计的灵感来自海豚、企鹅的低阻身体。圆鼓的前脸、收起的尾部，极小的正锋面，成就了其0.21的阻力系数。同样，尺寸庞大的宝马7系得益于其流线外型，阻力系数也仅为0.29。 仿活力器人案例三v工业机器人焊接机器人机器人本体某种机械手的运动简图并联机器人未来机器人的想象v机器人是仿生的结果，它的开展一刻也离不开仿生v学习才干、决策才干、觉得才干仿生设计学的研讨方法仿生设计学的研讨方法 v仿生设计学的研讨方法主要为“模型分析法：v1、发明生物模型和技术模型 从功能出发、研讨生物体构造形状制造生物模型。 从构造形状出发

11、，到达笼统功能制造技术模型 仿生设计学的研讨方法仿生设计学的研讨方法2、可行性分析与研讨 功能性分析 找到研讨对象的生物原理，经过对生物的感知，构成对生物体的感性认识。从功能出发，对照生物原型进展定性的分析。 外部形状分析 对生物体的外部形状分析，可以是笼统的，也可以是具象的。在此过程中重点思索的是人机工学、寓意、资料与加工工艺等方面的问题。 仿生设计学的研讨方法仿生设计学的研讨方法 颜色分析 进展颜色的分析同时，亦要对生物的生活环境进展分析，要研讨为什么是这种颜色？在这一环境下这种颜色有什么功能？ 内部构造分析 研讨生物的构造形状，在感性认识的根底上，除去无关要素，并加以简化，经过分析，找出

12、其在设计中值得自创合利用的地方。 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展研讨，找出其运动的原理，针对性的处理设计工程中的问题。 仿生设计的根本程式v有些仿生设计是从生物概念开场到产品概念，有些仿生设计是从产品概念开场到生物概念，但都遵照如下根本程式： (1)确定仿生设计概念v根据产品设计目的与产品概念的需求，明确描画仿生的思想方式和内容方向。详细来说，是对与产品构成要素相对应的自然生物形状、功能、构造、美感、意象等特征的方向性确定与描画，并与产品概念交融构成目的产品的仿生设计概念，然后在自然生物系统中寻求搜索与仿生概念相关的仿生目的对象，经过察看、认知、研讨来挑选并确定对仿生设计有启迪意义的内容。 (2)仿生设计发想v所谓发想是设计活动中寻求“金钥匙的过程，是利用一定的思索技术来协助设计师发倔处理问题的方案。仿生设计的发想在仿生设计概念的指点下，凭仗设计师感性和直观的思索，以及在对详细仿生目的对象进展进一步的认识与归纳的根底上进展设计创新的探求与尝试，然后再用理性和推理的思索方式来验证这种感性和直观认