国外仿生昆虫机器人研究现状拥有令人惊叹的运动、弹跳和飞行能力，许多科学家从昆虫的生理机制中汲取灵感，已经开发出不少仿生机器人，例如Festo的蝴蝶机器人、仿生蚂蚁等。这些仿生机器人致力于模仿动物的生理机制，但其实还有一种更高效的方式，那就是直接以生物为基础打造机器人
随着科学技术的迅猛发展，仿生技术的应用日益广泛，如人类模仿苍蝇的复眼制造成了复眼照相机．模仿乌龟的背甲制造了薄壳建筑；模仿蝙蝠的回声定位发明了雷达，模仿青蛙的眼睛制造了电子蛙眼． 故选：C
眼睛是视觉器官，生物体通过它观察外部世界，是大多数生物体获得外部世界信息的主要途径。根据成像特点，眼睛可以分为两类：人类拥有的单眼，和大多数昆虫拥有的复眼。已发现昆虫的复眼具有独特的光学特性：体积小、重量轻、视场大、灵敏度高和偏振特性。这使得它在许多方面的表现超过了现有的单眼系统。由于其非常广泛的潜在应用，越来越多的研究人员正在关注仿生复眼的研究。一方面，在新工艺、新结构和新材料方面，正在探索制备仿生复眼的新方法；另一方面，基于仿生复眼的成像特性，正在研究新的和相关的衍生应用。本论文提出了一种多焦点仿生复眼结构，以解决现阶段弧形仿生复眼与平面探测器的不匹配问题，并基于该结构设计了相应的仿生复眼制备工艺。主要研究工作基于以下方面：（1）对生物复眼进行深入研究，分析复眼的结构组成和功能特性，并解释复眼的成像原理。然后，在对生物复眼的研究基础上，抽象出每个结构对应的光学器件，并建立相应的光学原型。根据复眼的成像模型，计算相应的参数，得出复眼的数学模型。在数学模型的基础上，再在光学设计软件中建立光学模拟模型，并进行一系列的模拟，研究成像特性，优化结构。最后，利用光学软件分析仿生复眼结构的主要像差和相应的补偿方法，进一步改进结构设计，建立多焦距仿生复眼模型，解决曲面阵列和平面探测器之间的不匹配问题。（2）基于仿生复眼的结构，提出了一种制备微透镜阵列的工艺。其主要技术是基于软光刻工艺和负压成型技术。在软光刻工艺中，多焦点微透镜阵列是通过掩模调制来制备的，而阵列的基材则由自行设计的注射模具精确控制。这种结构可以有效地阻断杂散光干扰和相邻间的串扰。工艺简单，周期短，成本低，有利于大规模生产，推动了仿生复眼的实际应用。
鲨鱼皮肤－泳衣 一件泳衣，在悉尼奥运会上改变了世界泳坛的格局。几乎大半金牌得主都穿上一种特殊的泳衣———连体鲨鱼装。这种鲨鱼装仿造了海中霸王鲨鱼的皮肤结构，泳衣上设计了一些粗糙的齿状凸起，能有效地引导水流，并收紧身体，避免皮肤和肌肉的颤动。 此后，仿生泳衣越仿越精。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点，加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料，可使人在水中受到的阻力减少4％。此外，还增加了两个附件，附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器能使运动员游起来更加轻松；附在胸前和肩后的振动控制系统能帮助引导水流。 海蜇－水母耳 每当风暴来临前，最古老的腔肠生物海蜇仿佛能未卜先知，早早就离岸游向大海避灾。原来，海蜇有个“顺风耳”，其“耳”（细柄上的小球)中有小小的听石，上面布满神经感受器，能听到风暴产生时发出的次声波（由空气和波浪摩擦而产生，频率为8赫兹-13赫兹，传播比风暴、波浪的速度快）。 模拟海蜇感受次声波的器官，科技人员设计出一种“水母耳”仪器，可提前15小时左右预报风暴。它由喇叭、接受次声波的共振器和把这种振动转变为电脉冲的转换器以及指示器组成。将这种仪器安装在船的前甲板上，喇叭做360°旋转。当它接收到8赫兹－13赫兹的次声波时，旋转自动停止，喇叭所指示的方向，就是风暴将要来临的方向。指示器还可以告诉人们风暴的强度。 仿生成果走向产业 京沪两地科学界级别最高的“香山科学会议”和“东方科技论坛”最近联合就仿生学召开学术研讨会，此举在科学界引起不小震动:为何给予仿生学如此高规格？ 缘自国际科研和高新技术产业的竞争态势。越来越多的科学家认识到：模仿自然更有无限的潜力和机会，更有可能提升原始创新的能力。 人类进化只有500万年的历史，而生命进化已经历了约35亿年。大自然的奥秘不胜枚举。每当我们发现一种生物奥秘，就有可能成为我们一种新的设计可能性，也可能带给我们新的生存方式，仿生思维就是在大自然中寻找解决问题的方程式。10年前，许多国家就开始通过仿生学，提升科技创新活力和产业能级。在美国，有一项长期研究计划与仿生科技紧密相关，其优先发展的先进制造、先进材料和先进军事装备等，不少是从模拟与仿真入手；德国研究与技术部已就“21世纪的技术”为题，从仿生学出发，在电子技术、纳米技术、富勒碳材料、光子学、材料、生物传感器等领域投入了相当大的财力和人力；英国、日本、俄罗斯以及韩国等国都有相应的仿生科技和仿生产业中长期计划,在先进制造、材料、生物技术、高性能计算与通信计划等领域开展基础性研究。 仿生成果已不断涌现，并开始从基础研究发展到商业化竞争阶段。中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员杜家纬介绍，这些仿生学成果应用于经济、军事和人类卫生事业后，在全球经济中所创造的份额会越来越大。如德国轮胎设计专家根据跑行中的猫前爪垫的功能和蜘蛛网的柔顺结构及其稳定性，设计出一种AMC垫型轮胎，其表面的柔软性和硬性网状结构设计，具有较大的抓地性和运行精度，增加了轮胎与地面的摩擦力，使刹车距离从现在的19米缩短为9米，大大提高了安全性。这种轮胎已完成了实地试验，一旦投产，对世界轮胎业产生的冲击可想而知。又如，德国米勒公司新设计的一款洗衣机内桶表面结构仿造蜂巢和龟背壳形状，所洗的衣服非常干净，但洗涤过程却非常柔顺，不伤衣料。据统计，我国每年洗衣机更新量为500万台，有关专家已经担忧，一旦这种仿生洗衣机进入市场，将大大挤压我国的洗衣机市场。 将仿生研究纳入国家战略 机器人、纳米自洁涂料、生物农药……仿生科研在本市和全国其它城市的不少领域已有开展，但始终难以形成规模产业，缘于仿生学缺乏系统的研究规划和研究体系，因此源头创新性研究还远远不够。为此有关专家认为，科研主管部门、科技界和产业界都应转变观念和视角，从模仿国外转变为模仿自然，向大自然汲取科技创新的灵感。 据了解，我国当前优先发展的高技术产业化重点领域共有141个方面，其中将近有30个领域与仿生学相关。例如:光传输系统，生物医学材料及体内植入物和人造器官，生物反应器及分离技术与成套设备，医药新剂型，新型医用精密诊断及治疗仪器，新型材料－纳米材料，膜工程技术，子午线轮胎生产技术及关键设备和原材料，新型传感器，工业机器人及机器人自动化生产线，环境与污染源监测仪器及自动监测系统，高效、安全新农药、兽药及生物防治技术，新型墙体材料等。由此可见，加强仿生科研和仿生成果的转化，将使我国的高新技术产业的质与量都产生飞跃。 杜家纬介绍，21世纪的仿生学，正朝着微观、系统、智能、精细、洁净方向发展，更多地表现为将生物系统构造和生命活动过程融合到技术创新的设计思想中去。当前仿生结构和力学的研究在国际上受到高度关注，研制微型飞行器，机器昆虫和机器鱼等正形成热潮。在新材料研究方面，世界各国也都将目标放在模仿生物界的结构，如海洋壳类构造、蜘蛛丝、植物表面超微结构、动物角趾皮肤等等。 仿生学是多学科的交叉，需要多学科的专家，尤其是生命科学家和工程技术专家的共同关注与参与。专家呼吁：要将仿生学的发展放在国家重要战略地位加以考虑，把握21世纪国际仿生学的发展方向和前沿，加强原始创新研究，从仿生结构与力学，仿生材料与微纳系统，仿生功能器件及控制，分子仿生，神经和信息科学等五大“仿生科学与技术”系统性基础研究方向，建立复杂生物体系的研究与发现体系。在仿生材料,仿生工艺，仿生机械，仿生功能器件，微纳米仿生技术，仿生传感器，基因仿生工程，组织仿生工程，生物膜仿生工程和人工智能等10个前沿领域，加强仿生研究和产业孕育。
已在学术刊物上发表研究论文57篇，其中第一作者35篇，第二作者14篇，第三作者8篇。目录如下：1．杨茂发，廖启荣，汪廉敏. 桃瘤头蚜Tuberocephallus momonis(Matsumura)发生规律及防治. 贵州农学院学报，1996，15（2）：46-50 .2．杨茂发，李子忠. 海南大叶蝉科三新种. 动物学研究，1998，19（4）：．杨茂发，李子忠. 云南斑大叶蝉属一新种. 山地农业生物学报，1999，18（1）：15-16，．杨茂发，李子忠，蒋书楠. 中国南无僧叶蝉属的研究. 昆虫分类学报，1999，21（1）：．杨茂发，李子忠. 中国大叶蝉科一新记录属及一新种一新组合. 昆虫分类学报，1999，21（3）：．杨茂发，李子忠. 中国窗翅叶蝉属三新种和一新记录种. 动物分类学报，1999，24（3）：．杨茂发，李子忠. 贵州窗翅叶蝉属三新种. 昆虫学报，1999，42（4）：．杨茂发，李子忠. 条大叶蝉属二新种记述. 华东昆虫学报，1999，8（2）：．杨茂发，李子忠. 窗翅叶蝉族中国一新记录属及一新种.《昆虫学研究进展》（吴孔明，陈晓峰主编），北京：中国科学技术出版社，2000，．汪廉敏，廖启荣，杨茂发. 贵阳地区桃一点叶蝉发生规律及防治 . 贵州农业科学，1997，25（6）：．廖启荣，杨茂发，陈恒阳. 贵阳地区稻秆蝇发生规律及防治 . 贵州师范大学学报（自然科学版），1998，16（增刊）：．廖启荣，汪廉敏，杨茂发. 桃粉蚜发生规律及防治 . 贵州师范大学学报（自然科学版），1999，17（2）：．杨茂发. 梨瘿华蛾的发生与防治 . 山地农业生物学报，2000，19（3）：．杨茂发，李子忠. 窗翅叶蝉属二新种记述. 《昆虫分类区系研究》（张雅林主编），北京：中国农业出版社，2000，．杨茂发，张雅林. 中国大叶蝉亚科三新种.昆虫分类学报，2000，22（3）：．杨茂发，李子忠. 福建武夷山条大叶蝉属一新种. 动物分类学报，2000，25（4）：．杨茂发，李子忠. 中国边大叶蝉属的分类研究. 昆虫学报，2000，43（4）：．杨茂发，李子忠.贵州斑大叶蝉属三新种. 动物分类学报，2001，26（1）：．杨茂发，杜艳丽，李子忠. 中国斑大叶蝉属三新种一新记录. 动物学研究，2001，22（2）：．杨茂发，廖启荣等. 毕节地区玉米害虫种群变动规律的研究 .《玉米高产集成技术应用与持续发展理论及技术研究》——玉米100万亩高产技术应用与研究论文集（赵致，张荣达主编），贵阳：贵州科技出版社，2001，．杨茂发，廖启荣，廖华刚. 粗背狭肋鳃金龟的发生规律及防治研究 .《玉米高产集成技术应用与持续发展理论及技术研究》——玉米100万亩高产技术应用与研究论文集（赵致，张荣达主编），贵阳：贵州科技出版社，2001，．杨茂发，张雅林. 云南大叶蝉亚科二新属二新种记述. 昆虫分类学报，2001，23（3）：．杨茂发，李子忠. 四川条大叶蝉属二新种 . 昆虫学报，2002，45（Suppl.）：．杨茂发，李子忠. 云南条大叶蝉三新种. 动物分类学报，2002，27（3）：．杨茂发，李子忠. 同翅目：叶蝉科：大叶蝉亚科.《茂兰景观昆虫》（李子忠，金道超主编），贵阳：贵州科技出版社，2002，．杨茂发. 甲螨目：缝甲螨科，短缝甲螨科，广缝甲螨科，短甲螨科，上罗甲螨科，矮汉甲螨科，礼服甲螨科，蛛甲螨科.《茂兰景观昆虫》（李子忠，金道超主编），贵阳：贵州科技出版社，2002，．张燕，金道超，杨茂发，王慧芙. 甲螨的研究进展及展望. 贵州大学学报（农业与生物科学版），2002，21（5）：．杨茂发，李子忠. 云南窗翅叶蝉属一新种. 中南林学院学报，2002，22（4）：．陈颖，陈文龙，杨茂发，但汉斌. 南美斑潜蝇室内饲养及生物学特性. 天津农业科学，2002，8（4）：．刘高峰，杨茂发. 梵净山自然保护区土壤甲螨群落结构与多样性. 山地农业生物学报，2003，22（1）：．孙桂华，杨春旺，杨茂发. 天津自然博物馆馆藏大叶蝉亚科昆虫名录. 山地农业生物学报，2003，22（6）：．杨茂发，徐芳玲，汪廉敏，李子忠，戴仁怀，宋琼章，徐翩. 宽阔水自然保护区昆虫初步调查.《宽阔水自然保护区综合科学考察集》（喻理飞，谢双喜，吴太伦主编），贵阳：贵州科技出版社，2004，．徐芳玲，杨茂发，汪廉敏，李子忠，戴仁怀，宋琼章，徐翩. 宽阔水自然保护区昆虫名录.《宽阔水自然保护区综合科学考察集》（喻理飞，谢双喜，吴太伦主编），贵阳：贵州科技出版社，2004，．杨茂发，李子忠. 台湾窗翅叶蝉属四新种记述. 动物分类学报，2004，29（3）：．杨茂发，李子忠. 西藏条大叶蝉属三新种. 动物分类学报，2004，29（4）：．刘细群，杨茂发. 贵州食蚜瘿蚊生物学特性的初步研究. 贵州农业科学，2005，33（1）：．杨茂发，李子忠. 斑大叶蝉属一新种. 昆虫分类学报，2005，27（1）：．杨茂发，骆军科，金道超. 黄柏瘦筒天牛生物学特性及其防治. 中国森林病虫，2005，24（2）：．曹玲珍，杨茂发. 贵州蜻蜓目昆虫区系分析. 贵州农业科学，2005，33（2）：．杨茂发，宋冬梅. 中国西藏大叶蝉亚科二新种. 昆虫分类学报，2005，27（2）：．Maofa Yang, Lewis L. Deitz and Zizhong Li. A New Genus and Two New Species of Cicadellinae from China (Hemiptera: Cicadellidae), with a key to the Chinese genera of Cicadellinae. Journal of the New York Entomological Society, 2005, 113(1-2): 77-83.（SCI收录）42．杨茂发，李子忠. 同翅目：叶蝉科：大叶蝉亚科.《习水景观昆虫》（金道超，李子忠主编），贵阳：贵州科技出版社，2005，．张燕，金道超，杨茂发. 甲螨目：直卷甲螨科，真卷甲螨科，缝甲螨科，短缝甲螨科，上罗甲螨科，矮汉甲螨科，剑甲螨科，耳头甲螨科，盖头甲螨科，沙甲螨科，沙足甲螨科，滑珠甲螨科，奥甲螨科.《习水景观昆虫》（金道超，李子忠主编），贵阳：贵州科技出版社，2005，．孙立军，杨茂发，熊继文，曾令祥. 贵州地道中药材艾纳香害虫名录初报. 贵州农业科学，2005，33（5）：．杨茂发，宋冬梅，李子忠. 同翅目：叶蝉科：大叶蝉亚科.《贵州大沙河昆虫》（杨茂发，金道超主编），贵阳：贵州人民出版社，2005，．金道超，杨茂发. 大沙河自然保护区景观昆虫区系多样性特点及演化的分析. 《贵州大沙河昆虫》（杨茂发，金道超主编），贵阳：贵州人民出版社，2005，．宋冬梅，杨茂发. 贵州大沙河昆虫新阶元和中国新记录阶元. 《贵州大沙河昆虫》（杨茂发，金道超主编），贵阳：贵州人民出版社，2005，．曹玲珍，杨茂发，周文豹. 蜻蜓目：蜓科，蜻科，色璁科，综璁科，山璁科，扇璁科. 《贵州大沙河昆虫》（杨茂发，金道超主编），贵阳：贵州人民出版社，2005，．唐毅，杨茂发. 鞘翅目：虎甲科. 《贵州大沙河昆虫》（杨茂发，金道超主编），贵阳：贵州人民出版社，2005，．周忠会，杨茂发. 鞘翅目：龙虱科，水龟虫科，锹甲科. 《贵州大沙河昆虫》（杨茂发，金道超主编），贵阳：贵州人民出版社，2005，．杨再华，杨茂发. 膜翅目：胡蜂科，马蜂科，异腹胡蜂科，蜾赢科，蜜蜂科，切叶蜂科，隧蜂科，泥蜂科. 《贵州大沙河昆虫》（杨茂发，金道超主编），贵阳：贵州人民出版社，2005，．向玉勇，杨茂发. 昆虫性信息素研究应用进展. 湖北农业科学，2006，45（2）：．练启仙，桑维钧，杨茂发，李小霞，任春光，杨汝. 贵州皇竹草纹枯病的发生特点与防治建议. 山地农业生物学报，2006，25（2）：．杨茂发，李子忠. 同翅目：叶蝉科：大叶蝉亚科.《赤水桫椤景观昆虫》（金道超，李子忠主编），贵阳：贵州科技出版社，2006，．张燕，金道超，杨茂发. 甲螨目：真卷甲螨科，卷甲螨科，缝甲螨科，类缝甲螨科，矮汉甲螨科，阿斯甲螨科，温奥甲螨科，剑甲螨科，盖头甲螨科，沙甲螨科，沙足甲螨科，滑珠甲螨科，小棱甲螨科，角翼甲螨科.《赤水桫椤景观昆虫》（金道超，李子忠主编），贵阳：贵州科技出版社，2006，．杨茂发，李子忠. 同翅目：叶蝉科：大叶蝉亚科.《梵净山景观昆虫》（李子忠，金道超主编），贵阳：贵州科技出版社，2006，．刘高峰，杨茂发. 甲螨目：真卷甲螨科，卷甲螨科，真卷甲螨科，缝甲螨科，类缝甲螨科，罗甲螨科，上罗甲螨科，懒甲螨科，洼甲螨科，矮汉甲螨科，小赫甲螨科，裂板鳃甲螨科，珠甲螨科，沙甲螨科，沙足甲螨科，美甲螨科，泥甲螨科，阿斯甲螨科，剑甲螨科，步甲螨科，盖头甲螨科，奥甲螨科，单翼甲螨科.《梵净山景观昆虫》（李子忠，金道超主编），贵阳：贵州科技出版社，2006，691-701.
(1) 张培，陈祥盛.菱蜡蝉科昆虫研究进展.贵州农业科学，2008，38（1），5-9.(2) 张培，陈祥盛.中国菱蜡蝉科昆虫区系结构分析（半翅目：蜡蝉总科）.昆虫分类与分布，，394-404.(3) Pei, Zhang and Xiang-sheng Chen. A checklist and key to species of the genus Betacixius Matsumura (Hemiptera: Fulgoromorpha: Cixiidae) with descriptions of two new species from Guizhou province, China. Florida Entomologist, 2011, 94(1): 48-56.
从早及对应的天地，他们之间的天地关系是如何形成的？这个当然是根据自然法则。
利用天敌昆虫的方法有天敌昆虫的保护和利用、采取选用对天敌影响较小的药剂、天敌昆虫的繁殖与释放等等。
1、天敌昆虫的保护和利用：采取农业技术措施进行保护主要是通过改变田间小气候，提供天敌昆虫的补充寄主，保证天敌昆虫有足够的营养食料，降低其死亡率，提高寄生率，增加田间天敌昆虫数量。合理施用农药是为了避免化学药剂对天敌昆虫的杀伤作用。
2、具体办法可采取选用对天敌影响较小的药剂，尽量少用毒性强、残效长、杀虫范围广的广谱性农药；选择在对害虫最为有效而对天敌最为安全的时期施药；选择适当的药剂浓度，使之只杀害虫而不伤天敌。
3、天敌昆虫的繁殖与释放：用人工的方法，大量繁殖与释放天敌昆虫，以弥补自然界中天敌数量的不足，促使在害虫尚未大量发生为害之前，就受到天敌的抑制。
天敌昆虫的繁殖与释放，最重要的就是以期获得有效天敌昆虫能在当地建立种群，这样才能达到对害虫的持续的控制效果。人工繁殖和释放天敌昆虫，需要考虑多方面的问题。其中最关键的是适宜寄主的选择，以及释放时期、方法和数量；释放前的保存方法；繁殖饲养，防止生活力退化；饲养方法经济简便等问题。
分类：
昆虫纲的寄生性种类约占总种数的，捕食性种类占28%。有研究表明在广州南岭国家级自然保护区大东山管理处所辖林区多年的调查，
捕食性的昆虫，蜻蜓目11科71种，螳螂目2科9种，半翅目11科40种，鞘翅目8科75种，广翅目1科2种，脉翅目4科14种，长翅目1科1种，双翅目2科15种，膜翅目11科40余种。这些昆虫的栖息习性多样，捕食对象繁杂，捕食能力强弱各异。
[出处]：变形金刚G1动画 （Transformers Generation 1）[英文名]：Insecticons[成员数]：3[性别]：雄[本籍]：四百万年前，霸天虎的“暴影号”飞船坠落前，从飞船上逃出，流落到地球的霸天虎，他们的生存适应计算器让他们可以变形为昆虫，适应地球上的生活。[特点]：与其他变形金刚不同的是，他们可以将吃掉的树木、金属、甚至钢筋混凝土等其他东西转化成所需的能量，只不过吃这些东西会饿得很快。他们可以自我复制，克隆出成百上千的个体。他们说话时带着电子感的回音。[爱好]：吃、给威震天捣乱[战斗优势]：三个人不仅各自具有强大的本领，而且极其团结、战斗时配合的天衣无缝。[战斗劣势]：一见美味的能量就容易忽视其他潜在危险，宇宙里一种叫做食人株的植物是机械昆虫们的天敌。
首先昆虫变态类型主要包括2种：不完全变态 只经过卵、若虫和成虫三个时期。完全变态 经过卵、幼虫、蛹、成虫四个阶段，各阶段形态完全不同。如今研究此可以帮助杀灭病虫害，如杀灭害虫主要是在幼虫期着手，如果不去分析在成虫或卵是下药反而效率不高甚至适得其反。还有就是研究他们的变态，分析其生理，化学变化也有助于医药上的发展。
首先了解昆虫的变态类型主要有：1）蝴蝶类、蛾类从幼虫到变成蛹，再就是蛹的羽化，2）白蚁、蚂蚁从卵的发育，然后孵化到小虫，像是孵化鸡蛋，3）蜂类，如蜜蜂、马蜂等蜂类，从卵发育到成虫，发育更完善，而寄生蜂，在寄主体内发育，蛹到羽化，4）蝉、蝗虫等在幼虫也就是若虫在地下生活，然后到地面羽化，5）甲壳虫类，就是鞘翅目类，很多是在树干类钻孔和在树干生活，然后到树干外羽化，6）幼虫在水中生活的，如蜻蜓的幼虫，和蚊子，没有经过蛹阶段，直接是变态为成虫，昆虫有很多种变态类型，不同的变态类型需要有什么条件，如幼虫的脱皮，需要脱皮激素，而幼虫的生长里有保幼激素，而变成蛹也需要激素，羽化更需要激素和条件物质，那么如果研究出了这些生物学特征后，一）对于控制昆虫的危害有很大的用处，主要在消灭害虫，控制害虫的数量，在生物防治害虫有很大的作用，减少农药的使用量，和对益虫的毒害和杀害的减少。二）可以知道害虫在什么时候变态，变态的弱点，可以在最佳时期采取有利的措施，使害虫不能变态，也就是生物制剂来控制大面积大范围的虫害，比如蝗虫、斜纹夜蛾，蚜虫、水稻螟虫等等。三）生物制剂的仿制，如保幼素的制剂的人的运用于化妆品，是皮肤娇嫩，皮肤的再生长等。四）生物防治害虫，干扰害虫的发育，减少害虫的危害。
目前在农业生产上对于害虫的基本防治手段主要还是依赖于化学农药，但是长期无节制地使用化学农药带来了许多副作用。一是害虫抗药性的产生，致使用药量和用药浓度不断增加，成本逐年提高，防治日益困难；二是破坏生态平衡，在防治害虫的同时，大量天敌被杀伤，造成次要性害虫的猖獗为害；三是污染环境，大量农药残留于农作物、土壤和江河湖海中，又通过食物链的形式富集于人体，对人类造成再次危害。因此，目前国内外有关研究部门均在努力探索和研究害虫防治的新途径、新技术，这些研究包括：新型、高效、环保、低毒、低残留的化学杀虫剂的研制；天敌昆虫和微生物农药的利用；昆虫绝育技术和昆虫激素的应用；其中，利用昆虫激素，特别是利用昆虫性信息素进行害虫防治的研究正日益受到人们的关注和重视。
有关变态的研究与生产实践有密切联系。1912年J．F．古德纳奇的发现就大大推动了内分泌学研究的蓬勃发展，其成果已广泛应用于医疗卫生各方面。再则，昆虫激素的研究也有迅速进展，利用这方面知识来消灭有害昆虫的工作在不断深入。
昆虫仿生学昆虫仿生学是研究如何模仿昆虫的结构和功能，来制造设备或物件以造福人类的一门科学。昆虫是地球生物总的一个独特群体，它们个体较小，数量庞大，占现存动物的75%以上。在长期的进化过程中，昆虫发展出与其生存环境相适应的具有特殊构造和功能的器官系统，它们有各自的生存技巧，有些技巧连人类都自叹不如。如：昆虫的高度发到的极其灵敏的嗅觉感受系统受其启发，通过对其具有独特功能器官系统的构造的研究和模仿，有能使我们找到解决人类社会实际问题的有效方案。访昆虫独特的嗅觉感系统，研制高灵敏生物传感器是生物科学家仿生研究的重要目标。蝴蝶，有人把它称作“昆虫界的西施”，它利用翅膀花纹的色彩斑斓作为一种伪装。如重月纹凤蝶、其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。这些五颜六色，不规则排列的花纹，圆点和线条把蝴蝶翅膀的表面分成许多很小的部分。这样当背景是一片鲜花盛开，五彩缤纷的草地时，蝴蝶就很难被它的天敌—食蝶的动物发现。科学家通过了对蝴蝶的研究，为军事、航天、生活等带来了极大的裨益。 在二战期间，德国军队包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施，毕生研究蝴蝶花纹的昆 昆虫仿生学论文_word文档在线阅读与下载_免费文档 虫学家施王维奇参照蝴蝶翅膀上花纹的色彩和构图，将保护迷彩，变形迷彩和伪造迷彩加以综合运用，对苏军机动军事目标涂上同地域相似的多色巨大斑点，改变其外形：对固定军事重地进行遮障布疑，并在遍障上涂染与背景相似的保护色和多色素描图像，造成同环境一致的景象，使军事目标的可视辩程度降低到最低点。因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的基石地仍安然无恙，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。施万维奇的碟翅防空迷彩。伪装出色设计，蒙德飞机的轰炸，成为流传后世的佳话，他死后，人民把他的墓碑上雕刻了蝴蝶翅膀上的花纹图案，以示纪念，根据同样的道理，后来人们还生产了迷彩服，大大减少了战斗中的伤害。 蝴蝶的体表覆盖着一层细小的鳞片，每当气温上升时自动张开，减少太阳光的辐射角度和减少对阳光的热能吸收，气温下降时，鳞片自动闭合，紧贴蝴蝶体表，阳光是射到鳞片上，蝴蝶便能吸收更多的热量，这样即使气温变化较大，它所处的位置有时收到阳光直射，有时处于地球阴影区域而无阳光，当受到阳光的辐射，卫星温度可降到零下一二度。为使卫星内的各种仪器，仪表不致烧毁或冻伤，设计人员设计了一种控温系统，有如蝴蝶调节体温结构一样。控温系统外形似百叶窗，每扇叶的两面，辐射期散热能力不同，一面很大，一面极小，百叶窗的转动部分装有灵敏度很高热胀冷缩的金属丝控制。卫星温度上升时，金属丝膨胀，叶片便会张开。辐射散热能力打的一面转向太阳，便于散热降温：温度下降时，金属丝冷缩，叶片便会闭合，辐射计散热能力小的那一面便会转向太空，抑制散热，起到保温作用。04年，北京航空航天大学的学生利用仿生学原理制作的仿生蝴蝶翼飞机有良好的操作稳定性和极强的观赏性，具有很好的市场潜力。 仿生学在生活中也是时常遇到。英国艾克赛特大学薄膜光子实验室里的物理学家乌维西克和另外 昆虫仿生学论文_word文档在线阅读与下载_免费文档 两名同事，由于一次偶然的机遇，在几年前开始研究一种名叫大凤蝶的蝴蝶翅膀，这个蝴蝶的翅膀颜色本来是有黄有蓝，但是在人眼里就成为闪闪发光的绿色。他们在显微镜观察大凤蝶的翅膀发现，蝴蝶翅膀上竟然不满了下凹的小坑，这些小坑太小，尺度只有大约万分之四厘米，小坑底是黄色，而坑的斜坡是蓝色的。乌维西克用如下方式来解释为什么人看来大凤蝶的翅膀是绿色的：当光线照射到坑底时，他被反射而呈黄色，而照射到小坑一个斜坡的光线也被反射，但此反射光线又入射到另一斜坡再反射，此时，由于小坑太小，人眼无法将从坑底反射的黄色光与周围两次反射的蓝色光区分开来，从而感觉它是绿色。另外，他改变了光的极化方向，但是蜜蜂等昆虫却能。根据这一发现，他们目前正在研究的结构，在纸币或信用卡上应用。 受到在中美洲和南美洲雨林发现的蓝色大闪蝶的启发，欧洲科学家们经过数年研究，即将正式推出仿生光子化妆品。它能让光线在我们的嘴唇和睫毛上大变戏法，就像光线让蝴蝶翅膀和孔雀羽毛流光异彩一样！英国人发现，蝴蝶翅膀由数层仅有3至四微米厚的鳞片组成，这些鳞片就想微小的屋瓦一样交替，每个鳞片的构造也很复杂。蝴蝶翅膀这种井然有序的安排形成了所谓的光子晶体，光子晶体能捕捉光线，仅让某种波长的光线透过。
五彩的蝴蝶锦色粲然，如重月纹凤蝶，褐脉金斑蝶等，尤其是萤光翼凤蝶，其后翅在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时 人们对伪装缺乏认识的情况，提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事基地仍安然无恙，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。人造卫星在太空中由于位 置的不断变化可引起温度骤然变化，有时温差可高达两、三百度，严重影响许多仪器的正常工作。科学家们受蝴蝶身上的鳞片会随阳光的照射方向自动变换角度而调 节体温的启发，将人造卫星的控温系统制成了叶片正反两面辐射、散热能力相差很大的百叶窗样式，在每扇窗的转动位置安装有对温度敏感的金属丝，随温度变化可调节窗的开合，从而保持了人造卫星内部温度的恒定，解决了航天事业中的一大难题。气步甲炮虫自卫时，可喷射出具有恶臭的高温液体 “炮弹”，以迷惑、刺激和惊吓敌害。科学家将其解剖后发现甲虫体内有3个小室，分别储有二元酚溶液、双氧水和生物酶。二元酚和双氧水流到第三小室与生物酶 混合发生化学反应，瞬间就成为100℃的毒液，并迅速射出。这种原理已应用于军事技术中。美国军事专家受甲虫喷 射原理的启发研制出了先进的二元化武器。这种武器将两种或多种能产生毒剂的化学物质分装在两个隔开的容器中，炮弹发射后隔膜破裂，两种毒剂中间体在弹体飞 行的8—10秒内混合并发生反应，在到达目标的瞬间生成致命的毒剂以杀伤敌人。它们易于生产、储存、运输，安全且不易失效。萤火虫可将化学能直接转变成光能，且转化效率达100%，而普通电灯的发光效率只有6%。人们模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源可将发光效率提高十几倍，大大节约了能量。另外，根据甲 虫的视动反应机制研制成功的空对地速度计已成功地应用于航空事业中。蜻蜒通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜒能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72km/小时。此外，蜻蜒的 飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈振动，甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飞行时安然无恙，于是人们仿效蜻蜒在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。昆虫学家研究发现，苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当它飞行时，平衡棒以一定的频率进行机械振动，可以调节翅膀的运动方向，是保持苍蝇身体平 衡的导航仪。科学家据此原理研制成一代新型导航仪——振动陀螺仪，大大改进了飞机的飞行性能LlJ，可使飞机自动停止危险的滚翻飞行，在机体强烈倾斜时还 能自动恢复平衡，即使是飞机在最复杂的急转弯时也万无一失。苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能看清几乎360。范围内的物体。在蝇眼的启示下，人们制成了由1329块小透镜组成的一次可拍1329张高分辨率照片的蝇眼照相机，在军事、医学、航空、航天上被广泛应用。苍蝇的嗅觉特别灵敏并能对 数十种气味进行快速分析且可立即作出反应。科学家根据苍蝇嗅觉器官的结构，把各种化学反应转变成电脉冲的方式，制成了十分灵敏的小型气体分析仪，已广泛应用于宇宙飞船、潜艇和矿井等场所来检测气体成分，使科研、生产的安全系数更为准确、可靠。蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小 蜂房组成，每个小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的——菱形钝角109。28’，锐角70。32’完全相同，是最节省 材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞 机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。蜜蜂复眼的每个单眼中相邻地排列着对偏振光方向十分敏感的偏振片，可利用太阳准确定位。科学家据此原理研制成功了偏振光导航仪，早已广泛用于航海事业中。白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆，还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器——干胶炮弹。
仿生学（bionics）在具有生命之意的希腊语bion上，加上有工程技术涵义的ics而组成的词。大约从1960年才开始使用。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。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科，而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较，进行研究和解释的一门学科。 【1】苍蝇，是细菌的传播者，谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅（又叫平衡棒）是“天然导航仪”，人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上，实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”，由30O0多只小眼组成，人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的，用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”，一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路，大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件，它的用途很多。【2】从萤火虫到人工冷光在众多的发光动物中，萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色，光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率，而且发出的冷光一般都很柔和，很适合人类的眼睛，光的强度也比较高。因此，生物光是一种人类理想的光。 科学家研究发现，萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞，它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下，荧光素在细胞内水分的参与下，与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光，实质上是把化学能转变成光能的过程。 【3】白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆，还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。
仿生设计学,亦可称之为设计仿生学（Design Bionics）,它是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科，主要涉及到数学、生物学、电子学、物理学、控制论、信息论、人机学、心理学、材料学、机械学、动力学、工程学、经济学、色彩学、美学、传播学、伦理学等相关学科。 仿生设计学与旧有的仿生学成果应用不同，它是以自然界万事万物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“结构”等为研究对象，有选择地在设计过程中应用这些特征原理进行的设计，同时结合仿生学的研究成果，为设计提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途径。在某种意义上，仿生设计学可以说是仿生学的延续和发展，是仿生学研究成果在人类生存方式中的反映。 仿生设计学作为人类社会生产活动与自然界的锲合点，使人类社会与自然达到了高度的统一，正逐渐成为设计发展过程中新的亮点。 自古以来，自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在，它们在漫长的进化过程中，为了求得生存与发展，逐渐具备了适应自然界变化的本领。人类生活在自然界中，与周围的生物作“邻居”，这些生物各种各样的奇异本领，吸引着人们去想象和模仿。人类运用其观察、思维和设计能力，开始了对生物的模仿，并通过创造性的劳动，制造出简单的工具，增强了自己与自然界斗争的本领和能力。 人类最初使用的工具——木棒和石斧，无疑是使用的天然木棒和天然石块；骨针的使用，无疑是鱼刺的模仿……所有这些工具的创造、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的，只能说是对自然中存在的物质及某种构成方式的直接模拟，是人类初级创造阶段，也可以说是仿生设计的起源和雏形，它们虽然是比较粗糙的、表面的，但却是我们今天得以发展的基础。 在我国，早就有着模仿生物的事例。相传在公元前三千多年，我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢，以防御猛兽的伤害；四千多年前，我们的祖先“见飞蓬转而知为车”，即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子，做有装成轮子的车。古代庙宇中大殿之前的山门的建造，就其建筑结构来看，颇有点像大象的架势，柱子又圆又粗，仿佛像大象的腿。 我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想。根据秦汉时期史书记载，两千多年前，我国人民就发明了风筝，并且应用于军事联络。春秋战国时代，鲁国匠人鲁班，本名公输般，首先开始研制能飞的木鸟；并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子。据《杜阳杂编》记载，唐朝有个韩志和，“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状，饮啄动静与真无异，以关戾置于腹内，发之则凌云奋飞，可高达三丈至一二百步外，始却下。”西汉时期，有人用鸟的羽毛做成翅膀，从高台上飞下来，企图模仿鸟的飞行。以上几例，足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行，进行了细致的观察和研究，这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”，也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。 我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效。通过对水中生活的鱼类的模仿，古人伐木凿船，用木材做成鱼形的船体，仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹，由此取得水上运输的自由。后来随制作水平提高而出现的龙船，多少受到了不少动物外形的影响。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”，多少有点模仿动物的意思。以上事例说明，我国古代劳动人民早期的仿生设计活动，为开发我国光辉灿烂的古代文明，创造了非凡的业绩。 外国的文明史上，大致也经历了相似的过程。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中，有人用羽毛和蜡做成翅膀，逃出迷宫；还有泰尔发明了锯子，传说这是从鱼背骨和蛇的腭骨的形状受到启示而创造出来的。十五世纪时，德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰，并进行了飞行表演。 一八ОΟ年左右，英国科学家、空气动力学的创始人之一—凯利，模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形，找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线，对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期，法国生理学家马雷，对鸟的飞行进行了仔细的研究，在他的著作《动物的机器》一书中，介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中，发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿，根据鸟类飞行机构的原理，终于制造了能够载人飞行的滑翔机。 后来，设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂，在一战期间，人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示，模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理？虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界，但是不难设想，设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重，使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陆两栖动物，体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势，总结出一套既省力、又快速的游泳动作——蛙泳。另外，为潜水员制作的蹼，几乎完全按照青蛙的后肢形状做成，这就大大提高了潜水员在水中的活动能力。 二、仿生设计的历史 自古以来，自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在，它们在漫长的进化过程中，为了求得生存与发展，逐渐具备了适应自然界变化的本领。人类生活在自然界中，与周围的生物作“邻居”，这些生物各种各样的奇异本领，吸引着人们去想象和模仿。人类运用其观察、思维和设计能力，开始了对生物的模仿，并通过创造性的劳动，制造出简单的工具，增强了自己与自然界斗争的本领和能力。 人类最初使用的工具——木棒和石斧，无疑是使用的天然木棒和天然石块；骨针的使用，无疑是鱼刺的模仿……所有这些工具的创造、生活方式的选择都不能说是人类凭空想象出来的，只能说是对自然中存在的物质及某种构成方式的直接模拟，是人类初级创造阶段，也可以说是仿生设计的起源和雏形，它们虽然是比较粗糙的、表面的，但却是我们今天得以发展的基础。 在我国，早就有着模仿生物的事例。相传在公元前三千多年，我们的祖先有巢氏模仿鸟类在树上营巢，以防御猛兽的伤害；四千多年前，我们的祖先“见飞蓬转而知为车”，即见到随风旋转的飞蓬草而发明轮子，做有装成轮子的车。古代庙宇中大殿之前的山门的建造，就其建筑结构来看，颇有点像大象的架势，柱子又圆又粗，仿佛像大象的腿。 我国古代勤劳勇敢的劳动人民对于绚丽的天空、翱翔的苍鹰早就有着各种美妙的幻想。根据秦汉时期史书记载，两千多年前，我国人民就发明了风筝，并且应用于军事联络。春秋战国时代，鲁国匠人鲁班，本名公输般，首先开始研制能飞的木鸟；并且他从一种能划破皮肤的带齿的草叶得到启示而发明了锯子。据《杜阳杂编》记载，唐朝有个韩志和，“善雕木作鸾、鹤、鸦、鹊之状，饮啄动静与真无异，以关戾置于腹内，发之则凌云奋飞，可高达三丈至一二百步外，始却下。”西汉时期，有人用鸟的羽毛做成翅膀，从高台上飞下来，企图模仿鸟的飞行。以上几例，足以说明我国古代劳动人民对鸟类的扑翼和飞行，进行了细致的观察和研究，这也是最早的仿生设计活动之一。明代发明的一种火箭武器“神火飞鸦”，也反映了人们向鸟类借鉴的愿望。 我国古代劳动人民对水生动物——鱼类的模仿也卓有成效。通过对水中生活的鱼类的模仿，古人伐木凿船，用木材做成鱼形的船体，仿照鱼的胸鳍和尾鳍制成双桨和单橹，由此取得水上运输的自由。后来随制作水平提高而出现的龙船，多少受到了不少动物外形的影响。古代水战中使用的火箭武器 “火龙出水”，多少有点模仿动物的意思。以上事例说明，我国古代劳动人民早期的仿生设计活动，为开发我国光辉灿烂的古代文明，创造了非凡的业绩。 外国的文明史上，大致也经历了相似的过程。在包含了丰富生产知识的古希腊神话中，有人用羽毛和蜡做成翅膀，逃出迷宫；还有泰尔发明了锯子，传说这是从鱼背骨和蛇的腭骨的形状受到启示而创造出来的。十五世纪时，德国的天文学家米勒制造了一只铁苍蝇和一只机械鹰，并进行了飞行表演。 一八ОΟ年左右，英国科学家、空气动力学的创始人之一—凯利，模仿鳟鱼和山鹬的纺锤形，找到阻力小的流线型结构。凯利还模仿鸟翅设计了一种机翼曲线，对航空技术的诞生起了很大的促进作用。同一时期，法国生理学家马雷，对鸟的飞行进行了仔细的研究，在他的著作《动物的机器》一书中，介绍了鸟类的体重与翅膀面积的关系。德国人亥姆霍兹也从研究飞行动物中，发现飞行动物的体重与身体的线度的立方成正比。亥姆霍兹的研究指出了飞行物体身体大小的局限。人们通过对鸟类飞行器官的详细研究和认真的模仿，根据鸟类飞行机构的原理，终于制造了能够载人飞行的滑翔机。 后来，设计师又根据鹤的体态设计出了掘土机的悬臂，在一战期间，人们从毒气战幸存的野猪身上中获得启示，模仿野猪的鼻子设计出了防毒面具。在海洋中浮沉灵活的潜水艇又是运用了哪些原理？虽然我们无据考察潜艇设计师在设计潜艇时是否请教了生物界，但是不难设想，设计师一定懂得鱼鳔是鱼类用来改变身体同水的比重，使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陆两栖动物，体育工作者就是认真研究了青蛙在水中的运动姿势，总结出一套既省力、又快速的游泳动作——蛙泳。另外，为潜水员制作的蹼，几乎完全按照青蛙的后肢形状做成，这就大大提高了潜水员在水中的活动能力。 三、仿生设计的发展 到了近代，生物学、电子学、动力学等学科的发展亦促进了仿生设计学的发展。以飞机的产生为例： 在经过无数次模仿鸟类的飞行失败后，人们通过不泄的努力，终于找到了鸟类能够飞行的原因：鸟的翅膀上弯下平，飞行时，上面的气流比下面的快，由此形成下面的压力比上面的大，于是翅膀就产生了垂直向上的升力，飞的越快，升力越大。 1852年，法国人季法儿发明了气球飞船；1870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笨拙的翅膀从他房顶上飞过，他坚信人能飞行。1891年，他开始研制一种弧形肋状蝙蝠翅膀式的单翼滑翔机，自己还进行试飞；此后五年，他进行了2000多次滑翔飞行，并同鸟类进行了对比研究，提供了很有价值的资料。资料证明：气流流经机翼上部曲面所走路程，比气流流经机翼下平直表面距离较长，因而也较快，这样才能保证气流在机翼的后缘点汇合；上部气流由于走的较快，它就较为稀薄，从而产生强大吸力，约占机翼升力的三分之二大小；其余的升力来自翼下气流对机翼的压力。 19世纪末，内燃机的出现，给了人类有史以来一直梦寐以求的东西：翅膀。不用说这种翅膀是笨拙的、原始的和不可靠的，然而这却是使人类能随风伴鸟一起飞翔的翅膀。 莱特兄弟发明了真正意义上的飞机。在飞机的设计制作过程中，怎样使飞机拐弯和怎样使它稳定一直困绕着他们。为此，莱特兄弟又研究了鸟的飞行。例如，他们研究鶙鵳怎样使一只翅膀下落，靠转动这只下落的翅膀保持平衡；这只翅膀上增大的压力怎样使鶙鵳保持稳定和平衡。这两个人给他们的滑翔机装上翼梢副翼进行这些实验，由地面上的人用绳控制，使之能转动或弯翘。他们的第二个成功的实验是用操纵飞机后部一个可转动的方向舵来控制飞机的方向，通过方向舵使飞机向左或向右转弯。 后来，随着飞机的不断发展，它们逐渐失去了原来那些笨重而难看的体形，它们变的更简单，更加实用。机身和单曲面机翼都呈现出象海贝、鱼和受波浪冲洗的石头所具有的自然线条。飞机的效率增加了，比以前飞的更快，飞的更高。到了现代，科学高度发展但环境破*、生态失衡、能源枯竭，人类意识到了重新认识自然，探讨与自然更加和谐的生存方式的高度紧迫感，亦认识到仿生设计学对人类未来发展的重要性。特别是一九六Ο年秋，在美国俄亥俄州召开了第一次仿生学讨论会，成为仿生学的正式诞生之日。 此后，仿生技术取得了飞跃的发展，并获得了广泛的应用。仿生设计亦随之获得突飞猛进的发展，一大批仿生设计作品如智能机器人、雷达、声纳、人工脏器、自动控制器、自动导航器等等应运而生。 近代，科学家根据青蛙眼睛的特殊构造研制了电子蛙眼，用于监视飞机的起落和跟踪人造卫星；根据空气动力学原理仿照鸭子头形状而设计的高速列车；模仿某些鱼类所喜欢的声音来诱捕鱼的电子诱鱼器；通过对萤火虫和海蝇地发光原理的研究，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。 目前，仿生设计学在对生物体几何尺寸及其外形的模仿同时，还通过研究生物系统的结构、功能、能量转换、信息传递等各种优异特征，并把它运用到技术系统中，改善已有的工程设备，并创造出新的工艺、自动化装置、特种技术元件等技术系统；同时仿生设计学为创造新的科学技术装备、建筑结构和新工艺提供原理、设计思想或规划蓝图，亦为现代设计的发展提供了新的方向，并充当了人类社会与自然界沟通信息的“纽带”。 对人脑的探索，可以展望未来的电子计算机有可能具有生物原理的功能。同它相比，现在的电子计算机只能作为算盘。 对植物光合作用的研究，将为延长人类的寿命、治疗疾病提供一个崭新的医学发展途径。 对生物体结构和形态的研究，有可能使未来的建筑、产品改变模样。使人们从“城市”这个人造物理环境中重新回归“自然”。 信天翁是一种海鸟，它具有淡化海水的器官——“去盐器”。对其“去盐器”的结构及其工作原理的研究，可以启发人们去改善旧的或创造出新的海水淡化装置。 白蚁能把吃下去的木质转化为脂肪和蛋白质，对其机理的研究，将会对人工合成这些物质有所启发。 同时仿生设计亦可对人类的生命和健康造成巨大的影响。例如人们可以通过仿生技术，设计制造制造出人造器官，如血管、肾、骨膜、关节、食道、气管、尿道、心脏、肝脏、血液、子宫、肺、胰、眼、耳以及人工细胞。专家预测，在本世纪中后期，除脑以外人的所有器官都可以用人工器官代替。例如，模拟血液的功能，可以制造、传递养料及废物，并能与氧气及二氧化碳自动结合并分离的液态碳氢化合物人工血；模拟肾功能，用多孔纤维增透膜制成血液过滤器，也就是人工肾；模拟肝脏，根据活性碳或离子交换树脂吸附过滤有毒物质，制成人工肝解毒器；模拟心脏功能，用血液和单向导通驱动装置，组成人工心脏自动循环器。 随着对宇宙的开发、认识，又将使人类不但认识宇宙中新形式的生命，而且将为人类提供崭新的设计，创造出地球上前所未有的新的装置…… 仿生设计学的特点与研究内容 仿生设计学是仿生学与设计学互相交叉渗透而结合成的一门的边缘学科，其研究范围非常广泛，研究内容丰富多彩，特别是由于仿生学和设计学涉及到自然科学和社会科学的许多学科，因此也就很难对仿生设计学的研究内容进行划分。这里，我们是基于对所模拟生物系统在设计中的不同应用而分门别类的。归纳起来，仿生设计学的研究内容主要有： 1、形态仿生设计学研究的是生物体（包括动物、植物、微生物、人类）和自然界物质存在（如日、月、风、云、山、川、雷、电等）的外部形态及其象征寓意，以及如何通过相应的艺术处理手法将之应用与设计之中。 2、功能仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的功能原理，并用这些原理去改进现有的或建造新的技术系统，以促进产品的更新换代或新产品的开发。 3、视觉仿生设计学研究生物体的视觉器官对图象的识别、对视觉信号的分析与处理，以及相应的视觉流程；他广泛应用与产品设计、视觉传达设计和环境设计之中。 4、结构仿生设计学主要研究生物体和自然界物质存在的内部结构原理在设计中的应用问题，适用与产品设计和建筑设计。研究最多的是植物的茎、叶以及动物形体、肌肉、骨骼的结构。 从国内外仿生设计学的发展情况来看，形态仿生设计学和功能仿生设计学是目前研究的重点。在本文中，还将着重介绍形态仿生学和功能仿生设计学的一些情况。 作为一门新兴的边缘交叉学科，仿生设计学具有某些设计学和仿生学的特点，但他又有别与这两门学科。具体说来，仿生设计学具有如下特点： 1、 艺术科学性 仿生设计学是现代设计学的一个分支、一个补充。同其它设计学科一样，仿生设计学亦具有它们的共同特性——艺术性。鉴于仿生设计学是以一定的设计原理为基础、以一定的仿生学理论和研究成果为依据，因此具有很严谨的科学性。 2、 商业性 仿生设计学为设计服务，为消费者服务，同时优秀的仿生设计作品亦可刺激消费、引导消费、创造消费。 3、 无限可逆性 以仿生设计学为理论依据的仿生设计作品都可以在自然界中找到设计的原型，该作品在设计、投产、销售过程中所遇到的各种问题又可以促进仿生设计学的研究与发展。仿生学的研究对象是无限的，仿生设计学的研究对象亦是无限的；同理，仿生设计的原型也是无限的，只要潜心研究大自然，我们永远不会有江郎才尽的一天。 4、 学科知识的综合性 要熟悉和运用仿生设计学，必须具备一定的数学、生物学、电子学、物理学、控制论、信息论、人机学、心理学、材料学、机械学、动力学、工程学、经济学、色彩学、美学、传播学、伦理学等相关学科的基本知识。 5、 学科的交叉性 要深入研究和了解仿生设计学，必须在设计学的基础上，既要了解生物学、社会科学的基础知识，又要对当前仿生学的研究成果有清晰的认识。它是产生于几个学科交叉点上的一种新型交叉学科。 五、仿生设计学的研究方法 仿生设计学的研究方法主要为“模型分析法”： 1、创造生物模型和技术模型 首先从自然中选取研究对象，然后依此对象建立各种实体模型或虚拟模型，用各种技术手段（包括材料、工艺、计算机等）对它们进行研究，做出定量的数学依据；通过对生物体和模型定性的、定量的分析，把生物体的形态、结构转化为可以利用在技术领域的抽象功能，并考虑用不同的物质材料和工艺手段创造新的形态和结构。 ① 从功能出发、研究生物体结构形态——制造生物模型。 找到研究对象的生物原理，通过对生物的感知，形成对生物体的感性认识。从功能出发，研究生物的结构形态，在感性认识的基础上，除去无关因素，并加以简化，提出一个生物模型。对照生物原型进行定性的分析，用模型模拟生物结构原理。目的是研究生物体本身的结构原理。 ② 从结构形态出发，达到抽象功能——制造技术模型 根据对生物体的分析，做出定量的数学依据，用各种技术手段（包括材料、工艺等）制造出可以在产品上进行实验的技术模型。牢牢掌握量的尺度，从具象的形态和结构中，抽象出功能原理。目的是研究和发展技术模型本身。 2、可行性分析与研究 建立好模型后，开始对它们进行各种可行性的分析与研究： ① 功能性分析 找到研究对象的生物原理，通过对生物的感知，形成对生物体的感性认识。从功能出发，对照生物原型进行定性的分析。 ② 外部形态分析 对生物体的外部形态分析，可以是抽象的，也可以是具象的。在此过程中重点考虑的是人机工学、寓意、材料与加工工艺等方面的问题。 ③ 色彩分析 进行色彩的分析同时，亦要对生物的生活环境进行分析，要研究为什么是这种色彩？在这一环境下这种色彩有什么功能？ ④ 内部结构分析 研究生物的结构形态，在感性认识的基础上，除去无关因素，并加以简化，通过分析，找出其在设计中值得借鉴合利用的地方。 ⑤ 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行研究，找出其运动的原理，针对性的解决设计工程中的问题。 当然，我们还可以就生物体的其它方面进行各种可行性分析。 -------------------------------------------------------------------------------- -- 作者：文丐 -- 发布时间：2004-9-15 7:41:15 -- 仿生搓洗引爆洗衣机新革命 仿生是高科技的代名词，它是指运用尖端的科学技术，来模仿生物的各种官能感觉和思维判功能，更加有效地为人数服务。各国都在不遗余力地加大在仿生学方面的研究。可以说，仿生学研究程度的高低，是国家综合国力的重要标志之一。荣事达集团研制开发的“仿生搓洗”全自动洗衣机最近推向市场，将仿生技 术运用于洗衣机领域，产生了革命性的影响。 据了解，这种洗衣机首先具有神经智能网络功能，可以模仿人的恩维判断能力，根据衣物的重量、质地、脏污程度来自行决定洗涤程序、洗涤时间和水位的高低，从而达到最佳的洗涤状态。其次，具有搓衣板的功能。洗衣机内的搓洗棒能够像手一样随心所欲地来回搓动，这种搓动被控制在300度以内，能够保证把衣服洗干净又防止衣服缠绕。三是它去除了传统洗衣机因机械传动装置所包含的机械连杆、曲柄、齿轮等部件转动所带来的噪音，采用直流永磁无刷电机直接驱动，有效地防止噪音的产生。 直流永磁无刷电机可节电50％ 采用直流永磁无刷电机，在电子驱动器的控制下可实现无级调速，并可精确地控制搓洗棒每次转动的次数和角度。因此，不同的衣物质地、脏污程度可以设定不同的洗涤程序，有效地模仿了人工搓洗的快慢节奏和力度，实现“仿生”搓洗。另外，采用直流永磁电机比采用交流电机节电50％。 电子刹车技术把噪音降到最低 有洗衣机的消费者会有因噪音大而烦恼的体会，他们在换购洗衣机时总希望拥有一台没有噪音的洗衣机。“仿生搓洗”洗衣机则恰好能满足这一点。 这主要是因为“仿生搓洗”洗衣机采用电子擎实现电子刹车，刹车时由电机本身迅速降速，从而避免了像其他洗衣机采用机械摩擦刹车时产生的噪音和振动，实现了静音运转。 搓洗棒确保洗涤过程中不产生碎屑 有洗衣机使用经验的消费者知道，洗衣机的洗涤桶上部都有一个过滤网，用来过滤衣物在洗涤时产生的碎屑。但是“仿生搓洗”洗衣机却没有这种过滤网，为什么呢？业内专家解释，这是因为“仿生搓洗”洗衣机的内部构造根本有别于波轮式和滚筒式洗衣机。“仿生搓洗”洗衣机采用的驱动擎是竖立的搓洗棒，能够使动能从中央向四周传递。当洗衣机启动时，搓洗棒带动衣物沿着桶壁运动的角度不超过300度，有效避免了衣物因连续旋转而形成的缠绕，以及与桶壁摩擦产生的碎屑，洗得干净、不缠绕、无摩擦，当然不需要过滤网。衣物沿桶壁来回运动与衣物在搓衣板上的来回运动极其相似，并能达到手洗效果，“仿生搓洗”洗衣机也由此得名。