仿生學(xué)主要是觀察、研究和模擬自然界生物各種各樣的特殊本領(lǐng),

1、仿生學(xué)主要是觀察、研究和模擬自然界生物各種各樣的特殊本領(lǐng)，包括生物本身結(jié)構(gòu)、原理、行為、各種器官功能、體內(nèi)的物理和化學(xué)過(guò)程、能量的供給、記憶與傳遞等。從而為科學(xué)技術(shù)中利用這些原理，提供新的設(shè)計(jì)思想、工作原理和系統(tǒng)架構(gòu)的技術(shù)科學(xué)。以響尾蛇來(lái)舉例，紅外線在軍事應(yīng)用很普遍，最出名的就是響尾蛇熱追蹤飛彈、自動(dòng)導(dǎo)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(jīng)末梢可以把偵測(cè)到的長(zhǎng)波紅外線傳給大腦，進(jìn)而對(duì)獵物熱定位。頰窩對(duì)長(zhǎng)波紅外線的敏感度非常高，只要輻射表面的一點(diǎn)點(diǎn)溫差就可以被辨別，就算是在黑暗無(wú)光的夜晚，響尾蛇也可以精準(zhǔn)的判定獵物的方位和距離。也因此只要有小動(dòng)物在旁邊經(jīng)

2、過(guò)，響尾蛇就能馬上就發(fā)現(xiàn)，悄悄地爬過(guò)去，並且準(zhǔn)確地判斷出獵物的方向和距離，衝過(guò)去就把牠咬住了。曾經(jīng)有人實(shí)驗(yàn)過(guò)，全瞎的響尾蛇在頰窩的協(xié)助下，出擊獵物的命中率仍然有辦法高達(dá)98%，但是如果你把頰窩給遮住，命中率就會(huì)掉到27%，因此可以證明，感熱頰窩對(duì)響尾蛇的獵捕能力影響非常大呢！頰窩內(nèi)層空氣受到外層紅外線接收細(xì)胞溫度上升的影響，吸收熱量後產(chǎn)生微小的壓力，這個(gè)變化會(huì)刺激末梢神經(jīng)，再把此一訊息傳遞給腦部分析辨識(shí)，大家耳熟能詳?shù)捻懳采呖罩袑?dǎo)彈，就是模仿響尾蛇的頰窩熱感應(yīng)原理，利用紅外線導(dǎo)引的方式，偵測(cè)敵機(jī)機(jī)尾噴管產(chǎn)生的紅外線熱輻射，不斷地修正方向，而達(dá)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(fā)現(xiàn)頰窩感熱的神經(jīng)細(xì)胞跟人造紅外線的天線，它們有很類似的奈米結(jié)構(gòu)，所以響尾蛇是仿生的一個(gè)好例子。 蓮花葉表面結(jié)構(gòu)這些突起的小顆粒 ( papillose epidermal cells ) ，正是 Lotus Effect （蓮花效應(yīng)）的成因。由於Lotus Effect有絕佳的抗污性 (self-cleaning properties )和抗水性 (water repellent )，現(xiàn)在許多科技產(chǎn)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?fàn)t等容易髒污的器具表面，甚至飛機(jī)的表面；以及具有Self-cleaning性質(zhì)的建築材料等，都是來(lái)自蓮花的抗污

4、性原理（Self-cleaning)。達(dá)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(shù)學(xué)家Samuel Konig 在博物學(xué)家Reaumur的請(qǐng)託下，證明出：給訂正六角柱，底部由三個(gè)全等菱形組成，最省材料的做法。最後發(fā)現(xiàn)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(jié)果僅差2'而已。1999年9月加拿大環(huán)球郵報(bào)科學(xué)記者德服林撰文報(bào)導(dǎo)說(shuō)：蜂窩的優(yōu)美形狀，是自然界最有效經(jīng)濟(jì)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(zhì)、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(gòu)

5、造之面板大大減少了鏍釘之打孔作業(yè)，使其具備卓越的經(jīng)濟(jì)性，由於其優(yōu)良的受力性能及結(jié)構(gòu)的合理性，故長(zhǎng)期應(yīng)用於航空、航天領(lǐng)域。近年來(lái)由於技術(shù)日趨成熟及生產(chǎn)效率不斷提高，成本不斷下降，目前已廣泛應(yīng)用於民用工業(yè)，在建築、整流、電子通信和裝飾行業(yè)的應(yīng)用尤為突出。仿生學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要有： A. 力學(xué)仿生學(xué)：研究並模仿生物體大體結(jié)構(gòu)與精細(xì)結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)性質(zhì)，以及生物體各組成部分在體內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)和生物體在環(huán)境中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。B. 功能仿生學(xué)：主要研究生物體和自然界物質(zhì)存在的功能原理，並用這些原理去改進(jìn)現(xiàn)有的或建造新的技術(shù)系統(tǒng)，以促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代或新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。 C. 信息與控制仿生：研究與模擬感覺(jué)器官、神經(jīng)元

6、與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、以及高級(jí)中樞的智能活動(dòng)等方面生物體中的信息處理過(guò)程。例如根據(jù)象鼻蟲(chóng)視動(dòng)反應(yīng)製成的“自相關(guān)測(cè)速儀”可測(cè)定飛機(jī)著陸速度。 D. 結(jié)構(gòu)仿生學(xué)：主要研究生物體和自然界物質(zhì)存在的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用問(wèn)題，適用與產(chǎn)品設(shè)計(jì)和建築設(shè)計(jì)。研究最多的是植物的莖、葉以及動(dòng)物形體、肌肉、骨骼的結(jié)構(gòu)。 E. 分子仿生學(xué)：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(xué)：研究與模仿生物電器官、生物發(fā)光、肌肉直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能等生物體中的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。 仿生學(xué)對(duì)於人類生活的影響非常大且深遠(yuǎn)，仿生學(xué)作為人類科技發(fā)明活動(dòng)與自然界的鍥合點(diǎn)。然而，由於生物系統(tǒng)的複雜性，搞清某種生物系統(tǒng)的機(jī)制需要相當(dāng)長(zhǎng)的研究周期，而且解決實(shí)際問(wèn)題需要多學(xué)科長(zhǎng)時(shí)間的密切合作，這是限制仿生學(xué)發(fā)展速度的主要原因。ACM-R5是由日本東京工業(yè)大學(xué)研究生院遼廣瀨研究室與日本理工學(xué)振興會(huì)開(kāi)發(fā)的蛇形機(jī)器人。這個(gè)機(jī)器會(huì)像蛇一般的爬來(lái)爬去的!由於日本地理位置處?kù)兜卣饚С３Ｃ媾R地震的威脅,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)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(cè)器材往往偵測(cè)不到磚瓦下層是否有人被埋住!日本的科學(xué)家研發(fā)可以在瓦礫堆中和狹窄的通道鑽進(jìn)鑽出載著偵測(cè)器找尋受災(zāi)者. 在愛(ài)知世博機(jī)器人週展示這款蛇形機(jī)器人ACM-R5,該機(jī)器人分為多節(jié)，每節(jié)都是在圓柱形物體上裝上6枚類似魚鰭