仿生学主要是观察、研究和模拟自然界生物各种各样的特殊本领,

1、仿生學主要是觀察、研究和模擬自然界生物各種各樣的特殊本領，包括生物本身結構、原理、行為、各種器官功能、體內的物理和化學過程、能量的供給、記憶與傳遞等。從而為科學技術中利用這些原理，提供新的設計思想、工作原理和系統架構的技術科學。以響尾蛇來舉例，紅外線在軍事應用很普遍，最出名的就是響尾蛇熱追蹤飛彈、自動導航、太空飛行等。響尾蛇的眼睛下方和鼻孔之間有特殊的熱感受器，叫做頰窩，這裏的神經末梢可以把偵測到的長波紅外線傳給大腦，進而對獵物熱定位。頰窩對長波紅外線的敏感度非常高，只要輻射表面的一點點溫差就可以被辨別，就算是在黑暗無光的夜晚，響尾蛇也可以精準的判定獵物的方位和距離。也因此只要有小動物在旁邊經

2、過，響尾蛇就能馬上就發現，悄悄地爬過去，並且準確地判斷出獵物的方向和距離，衝過去就把牠咬住了。曾經有人實驗過，全瞎的響尾蛇在頰窩的協助下，出擊獵物的命中率仍然有辦法高達98%，但是如果你把頰窩給遮住，命中率就會掉到27%，因此可以證明，感熱頰窩對響尾蛇的獵捕能力影響非常大呢！頰窩內層空氣受到外層紅外線接收細胞溫度上升的影響，吸收熱量後產生微小的壓力，這個變化會刺激末梢神經，再把此一訊息傳遞給腦部分析辨識，大家耳熟能詳的響尾蛇空中導彈，就是模仿響尾蛇的頰窩熱感應原理，利用紅外線導引的方式，偵測敵機機尾噴管產生的紅外線熱輻射，不斷地修正方向，而達到摧毀的目的！如果大大在電子顯微鏡下觀察蛇的頭，就可

3、以發現頰窩感熱的神經細胞跟人造紅外線的天線，它們有很類似的奈米結構，所以響尾蛇是仿生的一個好例子。 蓮花葉表面結構這些突起的小顆粒 ( papillose epidermal cells ) ，正是 Lotus Effect （蓮花效應）的成因。由於Lotus Effect有絕佳的抗污性 (self-cleaning properties )和抗水性 (water repellent )，現在許多科技產品，包括防水底片、防水噴霧劑；外衣、鞋子、車子的外殼、反光鏡、安全帽鏡片、廚具、瓦斯爐等容易髒污的器具表面，甚至飛機的表面；以及具有Self-cleaning性質的建築材料等，都是來自蓮花的抗污

4、性原理（Self-cleaning)。達爾文曾讚嘆蜜蜂的巢房是自然界最令人驚訝的神奇建築。1712年瑞士數學家Samuel Konig 在博物學家Reaumur的請託下，證明出：給訂正六角柱，底部由三個全等菱形組成，最省材料的做法。最後發現蜜蜂巢室底部的菱形兩鄰角分別是10928' 和7032'，和Samuel Konig的理論證明結果僅差2'而已。1999年9月加拿大環球郵報科學記者德服林撰文報導說：蜂窩的優美形狀，是自然界最有效經濟的建築代表。蜂巢夾芯板是由表層材料、蜂巢夾芯材料及膠粘劑粘合而成的一種輕質、剛性大、斷熱性佳、輕量化、平整性好的複合材料，此外也由於此構

5、造之面板大大減少了鏍釘之打孔作業，使其具備卓越的經濟性，由於其優良的受力性能及結構的合理性，故長期應用於航空、航天領域。近年來由於技術日趨成熟及生產效率不斷提高，成本不斷下降，目前已廣泛應用於民用工業，在建築、整流、電子通信和裝飾行業的應用尤為突出。仿生學的研究內容主要有： A. 力學仿生學：研究並模仿生物體大體結構與精細結構的靜力學性質，以及生物體各組成部分在體內相對運動和生物體在環境中運動的動力學性質。B. 功能仿生學：主要研究生物體和自然界物質存在的功能原理，並用這些原理去改進現有的或建造新的技術系統，以促進產品的更新換代或新產品的開發。 C. 信息與控制仿生：研究與模擬感覺器官、神經元

6、與神經網絡、以及高級中樞的智能活動等方面生物體中的信息處理過程。例如根據象鼻蟲視動反應製成的“自相關測速儀”可測定飛機著陸速度。 D. 結構仿生學：主要研究生物體和自然界物質存在的內部結構原理在設計中的應用問題，適用與產品設計和建築設計。研究最多的是植物的莖、葉以及動物形體、肌肉、骨骼的結構。 E. 分子仿生學：研究與模擬生物體中脢的催化作用、生物膜的選擇性、通透性、生物大分子或其類似物的分析和合成等。F. 能量仿生學：研究與模仿生物電器官、生物發光、肌肉直接把化學能轉換成機械能等生物體中的能量轉換過程。 仿生學對於人類生活的影響非常大且深遠，仿生學作為人類科技發明活動與自然界的鍥合點。然而，由於生物系統的複雜性，搞清某種生物系統的機制需要相當長的研究周期，而且解決實際問題需要多學科長時間的密切合作，這是限制仿生學發展速度的主要原因。ACM-R5是由日本東京工業大學研究生院遼廣瀨研究室與日本理工學振興會開發的蛇形機器人。這個機器會像蛇一般的爬來爬去的!由於日本地理位置處於地震帶常常面臨地震的威脅,當地震發生後許多房屋倒塌而居民被瓦礫堆活埋在下曾急需等待救援!但探測器材往往偵測不到磚瓦下層是否有人被埋住!日本的科學家研發可以在瓦礫堆中和狹窄的通道鑽進鑽出載著偵測器找尋受災者. 在愛知世博機器人週展示這款蛇形機器人ACM-R5,該機器人分為多節，每節都是在圓柱形物體上裝上6枚類似魚鰭