什么叫仿生学

仿生学是一门既古老又年轻的学科。

人们研究生物体的结构与功能工作的原理，并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技，创造出适用于生产，学习和生活的先进技术。

仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios（生命方式的意思）”和字尾“nlc（‘.具有……的性质’的意思）”构成的。这个词语大约从1961年才开始使用。

某些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。

振动陀螺仪

令人讨厌的苍蝇，与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及，但仿生学却把它们紧密地联系起来了。

苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”，凡是腥臭污秽的地方，都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏，远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”，它靠什么来充当嗅觉的呢？原来，苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。

每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通，内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”，这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲，送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同，就可区别出不同气味的物质。因此，苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。

仿生学家由此得到启发，根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能，仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属，而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上，将引导出来的神经电信号经电子线路放大后，送给分析器；分析器一经发现气味物质的信号，便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。

这种小型气体分析仪，也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理，还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。另外苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）是个“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器已经应用在火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶。

仿生，最早被运用在生物学上，称为仿生学。迄今为止，生物所具备的功能要比任何人类工业制造出来的各种机械或产品都要灵活和优秀，而仿生学就是将生物有的功能运用在人类所生产的各种产品上，用生物功能或者生物系统来完善人类的生产技术。仿生设计是将生物特征或生物形态运用在设计上，并且主要涉及的设计领域是工业设计，就需要具有一定可行性的、科学的设计方法来实现。从古时到现在，仿生从被运用在人类生存方面到后来向艺术方向进行转变和发展，仿生设计也可以认定为是仿生学的一个分支。随着人类文明和社会的发展，人们把关注点从人类自身转移到了大自然上，不再以人类自身为世界中心。人类几乎所有的个人行为或者社会行为都和大自然有关，大自然也就成为了艺术或者设计灵感的直接发源地。因此仿生可以说是人们借助大自然各方面的生物行为来完善、满足一些人类自身的生物技术以及艺术上的精神需求。

仿生，最直接的理解就是把自然界中各种各样的生物形态、外表以及颜色通过直接模仿、重新排列等手法运用在设计上。而深层次的理解是了解生物的特性，包括生物的内部结构、生存形态，而更深层次还会考虑生物的感受甚至是情绪。最早的仿生学的应用便是人类利用蝙蝠靠本身发出的超声波引导飞行的原理发明了雷达。仿生元素如今在设计里已经被大牌运用得比较普遍和娴熟了，例如法国珠宝设计大牌卡地亚，其招牌珠宝设计便是猎豹。其设计师综合运用了猎豹的外形以及奔跑、蜷卧时的形态，再结合宝石镶嵌技术制造了闻名世界的猎豹戒指。同样是珠宝设计大牌，意大利宝格丽的设计师们则将蛇这个形象运用得娴熟自如，其特点就是在首饰上的蛇造型以及藏在手镯和手表里的弹簧扣，弹簧扣外的扣带也融合了蛇皮上的鳞片造型，让手表和手镯如蛇身一般的灵动。仿生的对象除了动物、植物以外，还可以是人类本身。坐落在捷克共和国的一栋会跳舞的房子，其设计者是来自加拿大的设计师法兰克·格里和捷克籍的设计师瓦纳多，他们两人当初设计的灵感来源便是十九世纪三四十年代的美国踢踏舞明星弗莱德和金格的跳舞动作。设计师从他们的舞蹈中提取了人体肢干在跳舞时自然曲线弯曲的体态，再简化成曲线糅合在建筑上，使建筑看起来生动活泼，也与当时在其周边的古老建筑从风格上产生一种强烈的视觉冲击感，表达了当时两位设计者的设计理念。

仿生这个设计手法已经被运用得千次万次，但是大多数的仿生设计都是“素描写生式”的运用，也就是直接就照着仿生的对象、原物进行外表以及结构上的复制，比较缺乏一些深入性的设计，显得比较单薄。设计者们可以尝试着将仿生元素与其他元素做一个融合，让作品可以拥有更多内容和含蕴，使作品附有文化情感或者含义和质量。比如来自瑞士的腕表和珠宝设计品牌德·克里斯可诺在其2017年的Crazymals高级珠宝系列中展示出一枚Hip-Hop熊猫戒指，设计师除了将熊猫的外形和颜色表达出来了以外，还在熊猫头上加了一顶圆顶高帽，表现了嘻哈街头文化中不羁和不随大众潮流而趋炎附势的精神。嘻哈最初是美国贫民窟的黑人表达对人种主义的愤怒和抗争的载体，现在的嘻哈对于年轻人来说是一种酷炫动感的叛逆以及对个性的追求。融合其他元素，不仅可以使得作品拥有更多的层次或者更丰富的文化底蕴，让作品不显得片面、单薄，还可以让自己的作品与大众化设计、批量化设计的作品相隔开来，让自己的作品有自己的标签，同时也减少了与大牌设计的相似度，避免被抄袭等版权问题。但是在融合其他元素的时候，一定要考虑两个元素的可融合性，否则很容易让人产生硬接上去这样的感觉，即协调性。并且还要注意仿生元素本身的对象筛选，尽量选一些具象的、容易提取元素的对象，不然作品在“仿生”这一环节就会很难，因为“仿生”本身就是从现实生活中真实的生物身上提取灵感，如果选用比较抽象的对象如龙等生物，设计的思路就容易断折，并且后期比较难以融合其他元素，制作出来的话，也可能不适合佩戴，市场也比较小。

艺术，从生活中来，总会回归到生活中去，生活中的五颜六色、万象万物，便是仿生的起点；回归到生活中去时，又会变成另一种色彩。仿生，需要设计者在生活中有细致的观察，有自己的体会、想法和总结，并且通过联想将两种或者多种设计灵感进行捏合，融入科技、地域或者多地的文化背景，同时兼顾实际制作时的可行度，等到作品回归到生活中时，能拥有更好的故事感和质感，使作品更能打动人心，也会拥有更好的市场效果和反响。

仿生的英文名字是bionics。人们发现，一些关于植物和动物的相类似的功能，实际上是超越了人类自身在此方面的技术设计方案的。植物和动物在几百万年的自然进化当中不仅完全适应自然而且其程度接近完美。仿生学试图在技术方面模仿动物和植物在自然中的功能。这个思想在生物学和技术之间架起了一座桥梁，并且对解决技术难题提供了帮助。通过再现生物学的原理，人类不仅找到了技术上的解决方案，而且同时该方案也完全适应了自然的需要。仿生学的目的就是分析生物过程和结构以及它们的分析用于未来的设计。仿生学的思想是建立在自然进化和共同进化的基础上的。人类所从事的技术就是使得达到最优化和互相间的协调。而模拟生物适应环境的功能无疑是一个好机会。在我们人类的技术世界中模拟自然中的东西并不是一个新鲜的思想，自从传说中的ikarus带着用鸟的羽毛做成的翅膀飞向空中，而最后因为太阳的热度掉到地上起，人类一直就沉迷于此。那么仿生学的确切定义是什么呢？仿生学是研究生物系统的结构和性质以为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学。属于生物科学与技术科学之间的边缘学科。它涉及生物学、生物物理学、生物化学、物理学、控制论、工程学等学科领域。仿生技术通过对各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究，最后实现新的技术设计并制造出更好的新型仪器、机械等。

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