大自然的启发——木材仿生与智能响应

 仿生学就是通过研究自然界生物的结构、性状、行为以及与生存环境的响应机制，为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学。为木材的各类加工技术，诸如化学的、物理的或生物的加工，提供新的理念，新的设计，新的构成，而赋予木材新的功能或智能响应性的科学，称其为木材仿生科学。     

住宅小区规划设计中的仿生学理念探讨

通过分析研究有关建筑仿生方面的文献资料,提取出一些仿生学理念,用于开拓住宅小区规划设计的新思路。适用于住宅小区规划设计的仿生学理念有:共生理念、新陈代谢理念、整体布局仿生理念、小区交通体系仿生理念及小区采光仿生理念。从仿生学这一全新视角出发,来指导住宅小区的规划设计,有助于住宅小区规划方面某些具体问题的有效解决,有助于协调住宅建筑和自然之间的相互关系,因此具有一定的现实意义。     

自然光合与人工光合杂化体系研究进展

 基于人工和自然光合成中的科学问题，概述了光合作用中光能转化以及CO₂固定过程，并综述了光合膜蛋白、酶催化和全细胞耦合的自然-人工杂化光合体系的研究进展。提出通过自然与人工光合体系之耦合，认识和学习自然光合作用中太阳能转化的基础科学，从结构仿生与功能仿生工方面道法自然，发展高效的人工光合成体系。     

自然光合与人工光合杂化体系研究进展

 基于人工和自然光合成中的科学问题，概述了光合作用中光能转化以及CO₂固定过程，并综述了光合膜蛋白、酶催化和全细胞耦合的自然-人工杂化光合体系的研究进展。提出通过自然与人工光合体系之耦合，认识和学习自然光合作用中太阳能转化的基础科学，从结构仿生与功能仿生工方面道法自然，发展高效的人工光合成体系。     

科学家聚焦仿生学

仿生学(bionics)是模仿生物的科学，即研究生物系统的结构、物质、功能、能量转换、信息控制等特征，并将它们应用于技术系统，以改善现有的技术工程设备，创造新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等的科学，是应用生物学的分支，是生物学、数学、工程技术学之间的交叉学科。仿生学的任务是研究生物系统的优异能力及产生原理，将其模式化。再运用于新技术设备的设计与制造，或者使人造技术系统具有类似生物系统的特征。仿生学的研究内容十分广泛，小至微观世界的分子仿生，大至宏观世界的宇宙仿生，主要包括：(1)电子仿生。模仿动物的脑和神经系统、感觉器官、细胞内和细胞间通信、动物间通信等，研制多种人工神经元电子模型和神经网络、高级智能机器人、电子蛙眼、鸽眼雷达系统以及模仿苍蝇嗅觉系统的高灵敏小型气体分析仪等；(2)控制仿生。模仿动物体内稳态调控、肢体运动控制、定向与导航等，研制蝙蝠和海豚动物的超声波回声定位系统、蜜蜂的“天然罗盘”、鸟类和海龟等动物的星象导航、地磁导航和重力场导航系统等；(3)机械仿生。模仿动物的走、跑、飞、游等运动，运用机械结构和力学原理，研制昆虫步行机等机械装置，寻求车辆、舰船、飞行器的最佳设计原理；(4)化学仿生。模仿光合作用、生物合成、生物发电、生物发光等；(5)医学仿生。包括人工脏器的研制、生物医学图像识别以及医学信号的分析处理等。此外，还在研究建筑仿生、农业仿生等。     

基于仿生学的未来食品工业展望

生命体经过漫长的进化,已经形成了一整套极其完善的利用食材制造其所需营养素的技术,许多生命活动与现有食品加工的单元操作有着异曲同工的效果。利用仿生学原理,向生命体学习,进行食品加工的理论与技术创新,正逐渐得到国内外食品加工技术研究领域的广泛关注。分析了人们受人体感官、食物消化、养分吸收、生物合成、生物材料、生物机构、生物成型的启示,进行食品加工技术创新的研究案例。从3个方面概括了未来食品工业仿生化发展的主要任务:1)重新认识生命活动。突破长期以来基于健康和生产(生长)的需要进行生命科学研究的局限性,建议从生命体制造其正常生长所需营养素的角度,重新研究生命活动,重新认识生命现象。2)深化已启动的仿生研究工作。根据对生命活动重新研究的结果,进一步对已经启动的仿生技术进行深入研究,挖掘新的创意。3)开拓新的仿生技术方法。通过比对,寻找动物、植物和微生物中与食品加工技术有对应关系的生命活动,开拓从未触及的仿生研究领域,推动食品领域的原始创新。着重强调了“食品工程仿生学”学科建设的重要意义。     

试论中国古代“动态”特征的体育仿生学

体育仿生学是一门新兴的学科，一般划分为古代体育仿生和现代体育仿生．本文试以“动态”这一事物特有的外部表象来探讨中国古代体育仿生学，注重对古代养生保健操、百戏和武术中的动态仿生进行讨论。     

《Journal of Bionics Engineering》(仿生工程学报)简介

《Journal of Bionics Engineering》是由国家新闻出版总署批准，于2004年创刊的以工程仿生学科为特色的国际性英文学术期刊。本刊由教育部主管，吉林大学主办，科学出版社出版。办刊宗旨是及时报道国内外仿生学科领域最新的、具有创新性的优秀科研成果，为促进仿生学研究成果转化为生产力，加速该新兴、交叉、边缘学科实现跨越式、突破性发展服务。     

谈"仿生设计"在工业设计中的应用

在工业设计越来越受重视的今天,"仿生设计"也开始受到关注。基于仿生学原理和仿生技术而产生的产品仿生设计,应注重产品系统内部特质和原理的仿生技术应用,而不仅是外观或局部的模仿生物。正确把握仿生设计在工业设计中的应用,需把握仿生设计的整体性特征,纠正一些错误看法。展望未来,产品智能化设计和绿色产品设计都将是仿生设计的发展重点。     

从自然界获取科学创新的灵感科学家聚焦仿生学

仿生学(bionics)是模仿生物的科学,即研究生物系统的结构、物质、功能、能量转换、信息控制等特征,并将它们应用于技术系统,以改善现有的技术工程设备,创造新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等的科学,是应用生物学的分支,是生物学、数学、工程技术学之间的交叉学科。仿生学的任务是研究生物系统的优异能力及产生原理,将其模式化。再运用于新技术设备的设计与制造,或者使人造技术系统具有类似生物系统的特征。仿生学的研究内容十分广泛,小至微观世界的分子仿生,大至宏观世界的宇宙仿生,主要包括:(1)电子仿生。模仿动物的脑和神经系统、感觉器官、细胞内和细胞间通信、动物间通信等,研制多种人工神经元电子模型和神经网络、高级智能机器人、电子蛙眼、鸽眼雷达系统以及模仿苍蝇嗅觉系统的高灵敏小型气体分析仪等;(2)控制仿生。模仿动物体内稳态调控、肢体运功控制、定向与导航等,研制蝙蝠和海豚动物的超声波回声定位系统、蜜蜂的“天然罗盘”、鸟类和海龟等动物的星象导航、地磁导航和重力场导航系统等;(3)机械仿生。模仿动物的走、跑、飞、游等运动,运用机械结构和力学原理,研制昆虫步行机等机械装置,寻求车辆、舰船、飞行器的最佳设计原理;(4)化学仿生。模仿光合作用、生物合成、生物发电、生物发光等;(5)医学仿生。包括人工脏器的研制、生物医学图像识别以及医学信号的分析处理等。此外,还在研究建筑仿生、农业仿生等。     

基于蛇怪蜥蜴踏水机理的仿生叶轮负载性能分析

为突破传统排水型两栖车辆阻力墙现象,基于蛇怪蜥蜴踏水仿生学原理设计了一种轮-叶复合式仿生推进装置,针对如何提高该推进装置的负载性能,以设计的仿生叶轮为研究对象,对其施加不同的负载质量,构建流体动力学模型,采用基于欧拉网格的有限体积法和动网格技术,动态监测、分析仿生叶轮自由运动过程中的物理参量变化,讨论仿生叶轮在不同负载下的力学性能和运动规律,并对基于不同负载性能需求的仿生叶轮优化设计方法进行了分析.     

南方少数民族民俗事象与仿生

仿生学，是指模仿生物的某种结构和功能来建造技术设备，使其具有类似生物系统特征的科学。历史时期南方少数民族的仿生，与严格科学意义上的仿生学不同，只是在物质与精神文明的生活中，通过模仿一些动物的体态与特性，表达他们的思想感情、生产形态及生活特点。由此，更多样地反映出古代南方少数民族社会历史发展过程中，所具有的地方民族特色，以及人与自然的辩证关系。     

影响人类未来生活的高科技

智能替代品与仿生技术 仿生学是研究生物系统的结构、功能并以此来改造人造产品技术的系统科学。诚然,人类在制造完整意义上的机器人方面还有很长的路要走,但科学家自信地预言,到2004年,全新的仿生技术创造的自主智慧型机器人将广泛应用。 在生物医学领域,一些医疗产品公司已经能够制造人体若干部分的替代品,假肢就是一例。在过去的10年里,科学家     

仿生原型毫-微牛级二维力测试系统研制

为满足机械仿生学研究对测试仿生原型产生的毫-微牛级力的需要,构建了二维力测试系统。系统硬件部分主要包括自行研制的平行双簧片悬臂梁及其匹配的电涡流位移传感器、实现测试功能及测试样本简便更换的附属机构、测力传感器输出信号调理模块与能够完成A/D转换的数据采集卡,基于虚拟仪器技术LabVIEW编写了数据处理与界面显示程序。为检验系统的功能,进行了系统的运行调试并测试了仿生原型产生的摩擦力、法向力、刺穿阻力。结果表明,系统能够准确采集仿生原型的毫-微牛级力,并能在界面窗口实时、直观地显示,实现了毫-微牛级力的数据信息保存,测试精度可达50μN,量程可达800 mN。因此,所设计系统能够精确测试仿生原型产生的毫-微牛级二维力,为机械仿生学研究提供了所需的测力技术与方法。     

基于仿生学车身制造偏差的有限元分析

为了解决传统车身制造偏差控制的自适应性及鲁棒性较差问题,将仿生学应用于车身装配偏差控制.在研究压电主动构件工作原理的基础上建立仿生智能偏差控制系统,利用仿生单元模拟各影响因素,采用有限元分析软件分析车身零件点焊装配过程中的应力和应变数值,以确定车身制造过程中的各偏差源.仿真实例结果表明,基于仿生学的有限元车身偏差控制能够有效降低车身制造偏差,并可以为车身制造偏差的仿生控制系统设计提供理论指导,也是一种有效改善车身制造质量的新方法.     

仿生学的创新应用研究

本文深刻分析了现代工业化发展所遇到的新问题,剖析了仿生学在现代社会中的经济作用、仿生学在发明创造过程中发挥的重要作用,着重阐述了仿生学对企业创新投资的指导作用。本文主要阐述了以下几方面的论点:(1)仿生学的应用产生了越来越多的社会价值,如仿生学的环保价值,可循环利用的价值等。(2)通过案例分析了仿生学在社会生产中的典型应用,提出了仿生学的创新应用思维。如研究苍蝇的躲避机理,借鉴其机理并运用到了汽车上,通过摄像头的视觉捕捉,汽车上的仿造苍蝇大脑的智能系统,能够判断这车前的行人车辆和固定障碍物,并通过计算来决定是否要自动刹车来躲避危险,这样的视觉防碰撞系统,在某些情况下可靠性上甚至超过了传统的雷达刹车系统,更好地实现了保护作用。(3)分析了仿生机构及系统的应用研究及仿生学的应用前景。     

促进我国重大科技基础设施持续发展

 重大科技基础装置是为探索未知世界、发现自然规律、实现技术变革提供极限研究手段的大型复杂科学研究系统，是突破科学前沿、解决经济社会发展和国家安全重大科技问题的重要物质技术基础，已成为国家科技创新体系的重要单元，对科学技术和经济社会发展产生深刻和广泛的影响。     

一种新型微型仿生机器鱼控制系统的设计

针对ICPF（ionic conducting polymer film）驱动的微型智能仿生机器鱼进行研究.以鱼类为仿生对象,通过对鱼类游动机理的仿生学研究,设计了鱼形结构的主体框架、两自由度的胸鳍和尾鳍推进机构及基于AVR单片机的机器鱼硬件控制系统.针对微型仿生鱼运动特点,设计了直线巡游和转弯运动等运动模式及自动避障功能.最后建立了仿生机器鱼实验系统,进行了仿生机器鱼驱动性能测试和推进实验,实现了仿生机器鱼的避障功能,验证了系统设计的可行性.     

浅析桥梁设计中的仿生理念应用

仿生理念在实际的生产生活中应用广泛,大型建设工程往往有意或无意从自然界中获取创意和灵感.在桥梁设计中引入仿生学的理念,将为解决设计中的问题提供新的突破口,有助于建造出更为节能、生态、可持续的道路桥梁.     

刘翔夺冠的启示

刘翔在雅典奥运会上夺得110m米栏金牌给我们很多启示,主要有6个方面的突破:对人种“劣势论”认识的突破、选材的突破、年龄特征的突破、对项目规律认识的突破、对周期训练理论的突破和科学化训练的突破.