仿生学

1.1体温的测量方式及正常值 生命指征的定义

三种测量体温的方法：1.口测法 2.肛测法 3. 腋测法 体温正常变化范围 体温异常 发热程度

1.1.2仿生学的起源 1.2仿生学的诞生

仿生学的定义是1960年提出 1.3仿生学与科技创新的关系

仿生学是科学与技术原始创新的不竭动力。 1.4.1仿生需求（一）

仿生需求：1.健康需求 2.军事需求 3.发展需求 4.精神需求 5.兴趣需求 1.4.2仿生模本（二）

仿生模本：1.生物模本 2.生活模本 3.生境模本 1.4.3仿生模拟（三）

仿生模拟：1.形似模拟 2.神似模拟 1.4.4仿生制品（四）

仿生制品：1.非生命的仿生制品 2. 生命零部件的仿生制品 第二章从灵感到制造的创新过程——仿生学的研究方法 2.1生物模本分析

生物体→生物模型→数学模型→实物模型→技术装置 问题提出→典型生物体分析→建立生物原型 2.2仿生原理分析

仿生原理分析：形态、成分、生物电、分泌物、弹性与柔性、生物活性 2.3实物模型建立

实物模型建立： 1.建立数学模型：数理统计、有限元、试验优化、分形分维、灰度分析、层次分析、动态过程、模型分析

建立实物模型：推土部件、铲装部件、耕作部件、储运部件

建立实物模型：推土部件（推土铲、推土板）铲装部件（挖斗、铲斗）耕作部件（犁壁、深松铲）储运部件（步行轮、气垫车、驼蹄轮胎、自卸车箱） 第三章适者生存——军事仿生 3.1.1仿生武器装备1

军事仿生学研究方法（3阶段，3研究方法）生物结构与兵器制造; 1.模仿生物的生物结构制造十八般武器：刀、戟、抓鞭和锏 3.1.2仿生武器装备2

飞机与鸟和昆虫蜻蜓可作长时间的悬停，苍蝇可以随意转变方向每根羽毛有专属的肌肉，鸟的喙是中空的，鸟类全身设计都是为了飞行

奥拓利林塔尔：滑翔机之父莱特兄弟1903年：飞行一号信天翁;展翅比飞机震颤问题军用飞机：歼击机、轰炸机，无人机 3.1.3仿生武器装备3

潜艇与鱼和海兽下潜和上浮水母，乌贼，鱼最初是在水柜里冲水戴维布什内尔：美国第一潜艇Tuetle（1776）富尔顿（1801—法）鹦鹉螺号动力：人力电动机—柴油/汽油发动机速度和动力利用效力海豚：外表皮层，乳突在真皮层， 40~48公里每小时，70~100公里每小时

冲刺：13米每秒人工海豚皮战略导弹核潜艇：破冰上浮，发射导弹（美and俄) （参考鲸鱼)（鲸背效应）新型核潜艇设计的生物原型：金枪鱼领导人物：安德森（1998年开始研发）长达一年观察，筛选了上千种鱼类后，锁定金枪鱼，2004年研发第一款，但失败，200？年该进，成功战胜三艘核潜艇，2006年报道无法收放自如 2006 3.1.4仿生武器装备4

赫赫有名的仿生导弹 1945年第一枚，美国响尾蛇导弹：北美洲丛林的毒蛇，视力几乎为零，有红外追踪，定位与攻击0.001度，制导控制部（红外探测器）战斗部、动力部、尾翼

飞鱼导弹：1970年研制，1978年投产，发射区：15米，战斗区2—5米，目标区：0.5米；海上杀手

3.1.5仿生武器装备5

夜视仪与动物的特异功能猫头鹰：夜行猎手，黑夜的可视度比人类高出一百多倍，因为瞳孔可放大大道2厘米还有眼睛不反射光线，微光夜视仪：口径要尽可能大，吸收自然光线，红外夜视仪：启发于响尾蛇，发展趋势：微/小型夜视仪结语;源于生物，高于生物 3.2军事仿生战略

仿生战略;蜘蛛：阵地战，以守为攻积极防御，阵地内歼敌 顽强的毅力，蜘蛛织网的精神鼓舞了美国独立战争华盛顿蜘蛛对气候敏感，狡兔战略狡兔三窟，冯媛与孟尝君（战国四公子之一）义字，提名声，建宗庙蚕食战略：战国七雄争霸，合纵战略抗秦，秦闭关十五年，后蚕食六国，兼并诸侯，最远的楚国和燕国，最远最强大的齐国，春秋战国七雄争霸中蚕食战略的核心是远交近攻挖洞战略：抗日战争地道战，虾蟆墩，冀中平原和华北平原犄角战略：解放战争，“互为犄角，逐鹿中原，机动歼敌”挺进大别山，抢渡黄河，形成品字形，刺猬防御战略，日本军事学家提出，利用海军空军，进行防御 3.3仿生进攻战术

仿生进攻战术虎扑战术：老虎夜行性动物，擅长游泳，凶猛，战术应用：猛虎掏心，战例：1976年11月2日，滑县战役，刘伯承狼群战术：狼是十分凶暴残忍狡猾的动物，群体生活第二次世界大战，纳粹德国发明，潜艇一线排开，7个月击中商船很多鼹鼠战术：鼹鼠善于挖洞，战例;1916年，英德战争孙子兵法中根据鸷鸟的战术特点，提出势险和节短的战术思想。麻雀战术：战例：1937年，范村黄锋战术：蜂是令人生畏的小动物，有进攻武器，广泛开展群众参与活动，开展鸷鸟战术;凶猛的鸟类，态势就像张满的弓弩小鱼吃大鱼的战术： 3.4仿生防御战术 仿生防御战术：动物合群抗敌与环形防御：战术衍生：装甲防护圈战术（攻防兼备）；优点：1.转入防御快 2.防御坚固 3.4.应变方便动物颜色与迷彩伪装：动物颜色伪装：北极熊、猎豹、狮子、蟒蛇等动物体色随环境变化：彩色蜗牛、蛙类、石斑鱼、变色龙等典型战略：英布之战（1899）；苏德战争（二战）动物骗术与战术佯动：房态：花鸟分身术：海参示强;狗、兔子示弱：猞猁典型战例：以色列——埃及之战（1899）解放战争“陕北战争”动物共生与协调作战：

动物共生与协调作战：动物的共生：蚂蚁和蚜虫：鲨鱼与向导鱼；鳄鱼与燕千鸟；优势互补军事战术应用：陆、海、空及每个军种中的各个兵种，各机种协同联合作战（两伊战争中的战术失败）夜蛾反声呐与电子战：电子战的两方面：提高电子技术；改造电子战战术 第四章自然与人工--仿生材料 4.1天然生物材料

仿生材料：天然生物材料：生物过程形成的材料：结构蛋白（胶原纤维、蚕丝等）、生物矿物（骨、牙、贝壳等）和复合纤维（木材、竹）。天然生物材料的成分：以C、H、O、N最为丰富，含一些较丰富元素Ca、P、Cl、K等和微量元素Fe、Cu、Zn、Mn等；这些元素以一定的相互作用结合在一起特征：1.天然生物材料的特征之一就是成分简单结构复杂。（水、

核苷酸（4）氨基酸（20）糖和生物矿物（4)）

特征1：天然材料结构的复杂性主要体现在这几种基本化合物的组成方式；天然生物材料具有空间上的分级结构。分级结构指在不同尺度上，结构的组装规则也不同。特征：界面过渡；自组装与生物矿物；复合特征，植物细胞与动物骨骼可视为生物材料的增强纤维，贝壳牙齿是由增强纤维构成；功能适应性;创伤愈合性（再生功能）； 4.2仿生材料

仿生材料的定义：美国的秋季材料研讨会增加了“受生物系统启发的材料研究”这一分会（1992年），标志着材料的仿生研究受到广泛的关注；仿生材料指的是受到生物启发或模仿生物的各种特性而开发的材料。

材料仿生的过程大致可分为仿生分析、仿生设计与仿生制造。竹材中竹纤维由表及里呈现由疏向密的梯状分布。以针叶树为例，木材从断面看，可分为早材与晚材。贝壳的力学性能呈现各向异性的特征。具有同样抗拉强度的骨骼与铸铁相比，重量轻三倍。牙釉质是由纳米级的生物陶瓷材料组成。

材料放生的分类：结构仿生，过程仿生，功能仿生，智能仿生与综合（复合）仿生。材料仿生三过程：仿生分析，仿生设计，仿生制备。

典型材料结构与仿生：竹材：从微观组织上可分为厚壁细胞以及薄壁细胞，竹的横断面结构中薄壁细胞为竹材的基体，而厚壁细胞为竹纤维的增强体（竹纤维是空心多层） 木材：宏观纤维增强复合材料早材细胞壁薄木材陶瓷：金属复合材料木材——无机质复合材料木材结构陶瓷复合材料

贝壳：引人注目的是软体动物的贝壳珍珠层层状结构的仿生。贝壳分为三层：外层是角质层主要有硬化蛋白质组成，厚度小，中层为棱柱层，由定向的柱状方解石组成，内层为珍珠层，由文石板片组成；硬度是普通文石的两倍，韧性是后者的1000倍，并且其力学性能具有各向异性的特点（与层状结构有关） 电鱼：电池伏打骨骼：是密实的骨胶原纤维和充满无机钙混合物的有机基体组成的复合材料；作为坚硬的结缔组织，是由表层的密质骨和芯层的多胞松质骨构成的夹层结构或夹芯结构；骨具有较强的比强度，骨比铸铁轻三倍，但却具有铸铁的抗拉强度；最简单的骨的仿生：成分仿生：骨矿

牙齿：结构组织是釉质（最坚硬，乳白色、）、牙本质(主体）和牙骨质。纳米牙釉质材料 毛发：主要成分：角蛋白：硬蛋白，不可解，无直接营养价值，性能稳定，具有高度有序的结构；毛发周围是一层鳞状细胞，中间是皮层结构

西瓜纤维素：含水量极高（含有西瓜纤维素）研制了一种超吸水性树脂，现已用于废油回收 蜘蛛丝：力学性能，有蛋白质纤维组成，高强度、高弹性、高韧性。

仿含羞草叶片的弹性模材料：研制了一种伸到小肠内的内视镜。最小的物质和能量消耗，实现最优益的功能 4.3仿生界面材料

荷叶效应:荷叶面具有超疏水，自洁功能；蝴蝶翅膀：有微米尺寸的鳞片交叠覆盖，具有清洁性，会产生特殊的结构色；玫瑰花瓣：具有微米乳突结构，同时具有纳米折叠结构，这样的双层结构使其具有高粘附力的超疏水性。据此，我国学者提出花瓣效应；壁虎脚掌：有约59万根极细的软性刚毛，刚毛末端又有更细的纳米绒毛分支，接触产生范德华力；蜘蛛丝：集水特征；甲虫背部：一层能下活动的壳

荷叶效应是由德国波恩大学的Wilhelm Barthlott提出的。玫瑰花瓣显示了具有低黏附的超疏水（x）。纳米比亚沙瀑甲虫背部具有集水功能。

00:19:07 仿甲虫剧场集雾器，利用收集的淡水，灌溉植物。自清节能玻璃;物理自洁效应以及分解污染物；疏水性织物；

第五章从鸟巢到“鸟巢”——仿生建筑初探 5.1城市环境仿生

城市环境仿生：巴黎的改建计划：模仿了人的呼吸系统古城丽江：丽江古城的建筑不是多为汉朝时期所建。以人为本作为主体 5.2使用功能仿生

隐藏优秀笔记添加笔记

朗香教堂屋顶模仿了人的耳朵；蜂巢是由许多（六）边形的小巢构成

德国不莱梅的高层公寓：蝴蝶的形状津巴布韦哈拉雷伊斯特盖特中心：白蚁的巢穴 5.3建筑形式仿生

天津博物馆模仿了天鹅进行设计

中华恐龙馆：恐龙状美国耶鲁大学冰球馆：像张开嘴的鲸鱼，又像海龟滑铁卢火车站：顶上玻璃自动化，保证火车站空气流通英国国家航天中心：蛹庄；美国科多罗拉州丹佛国际机场：白雪覆盖的洛基山脉；悉尼歌剧院：仿生建筑的成功典范；米拉公寓；日本福冈地区活动中心：八爪鱼

5.4组织结构仿生

组织结构仿生：埃菲尔铁塔：万国博览会，灵感来源于人类大腿骨，1930年以前最高的建筑；密尔沃基艺术馆：考拉力支撑，是诗一般的结构体系加拿大蒙特利尔德国馆：可随时拆卸荷兰鹿特丹的城市仙人掌

建筑仿生的条件与限制：一方面仿生，一方面不可盲目夸大生物体结构的合理性；生物实体进化和发展的局限性局限性：他们现存的结构是多功能约束条件下最为综合的合理结构有机界与无机界的差异性：有机比无机要纷繁复杂，其标度性强烈；仿生建筑设计应注意的问题：一个成功的建筑物应当是建筑、结构、功能和环境相互协调、有机结合的统一体 第六章运动与美——仿生学与文体 6.1体育仿生

沙蚤可以跳跃身高的100倍;蹲踞式起跑模仿了袋鼠的起跑姿势；人是跖形类行走动物；短跑技术的关键在于前撑后蹬；

体育仿生之跑步：跑步为基本技能；起跑技术：站立式和蹲踞式（最好的）；产生：袋鼠——蹲踞式起跑； 速度：：陆地上行走或奔跑分为三类：（1、用脚掌走路的动物称为跖性类2、用足趾奔跑的称为趾行类；3、蹄形动物称为蹄形类；

东吴提高奔跑速度的秘诀之一就是增加步幅；力的传递：动物的形态与运动：善于运动：大腿粗，小腿细，跳跃：牛蛙能越过自己身长的9倍，北美洲的豹蛙是13倍；蟋蟀是36倍；游泳：蛙泳，蝶泳，自由泳，鸭子浮水 6.2中华武术

中华武术：少林五拳，站桩“虎拳桩”；二禽戏（春秋)五禽戏（华佗）太极拳； 6.3文化艺术中的仿生烙印 《天鹅湖》；卓别林：塑造流浪汉夏洛尔模范鸭子的走路姿势《摩登时代》。传统乐曲《百鸟朝凤》；动物原型与动画片：猫和老鼠、狮子王；动物原型与工艺美术作品：新石器时代人头彩陶瓶，我国古代各种青铜的仿生造型；仿生与舞蹈：蒙古的《灯舞》，杨丽萍《孔雀舞》 陕西岐山县出土的牛尊，背部是老虎的造型。 第七章舞动的精灵——昆虫仿生 7.1昆虫结构仿生

隐藏优秀笔记添加笔记

蚊子口器仿生：口器特殊，带着锯齿。只造成很小的切口。

昆虫结构仿生：昆虫是地球分布最广的动物，占全球生物种类的1/2，占全球生物的2/3，昆虫一千万种，是最重要的仿生资源， 研究人员利用蝴蝶翅膀身上获得的灵感，提高染料敏化太阳能电池收集阳光的能力。在所有太阳能电池中，这种电池的光能转化效率最高。【仿蝴蝶色彩花纹形态构建军事伪装设施】模仿蝴蝶翅膀面上的鳞片随阳光照射方向自动变化角度而调节体温的原理，成功实现对人造卫星由于位置不断变化而引起温度骤然变化的控制

蝴蝶翅膀有哪些功能？疏水变色吸光隐身水黾腿部仿生，蚊子口器仿生 仿蜂巢轮胎；仿蜻蜓垂直概念农场 7.2感觉器官仿生

昆虫视觉仿生：复眼：结构简单，功能复杂强大。

昆虫复眼结构是由多个六边形小眼组成。昆虫嗅觉感受器是由触角进行感知的。 昆虫复眼结构是由多个六边形小眼组成。昆虫复眼的特殊结构;1、精巧的定向导航控制系统，2、多空经光学系统；3、运动检查系统；4、高度平行的信息加工系统；5、学习与记忆的系统

人工蜂眼模型和偏振光导航；空对地速度计设计原理；模仿昆虫复眼视觉的机器人； 昆虫嗅觉仿生：研究高灵敏生物传感器是目前仿生研究的一个重要课题。甲虫触觉上的嗅觉传感器模拟；模仿嗅觉感受器，用于机器人导航 昆虫听觉仿生：昆虫生源定位——反捕猎 7.3运动功能仿生

隐藏优秀笔记添加笔记

昆虫是大自然的\微型飞行器\。人们根据荧火虫发光原理发明了冷光源。

运动功能仿生：昆虫是世界上最早会飞的动物；微型飞行器（MAV)；微型机械飞行虫或虫型飞机；仿昆虫飞行原理研究MFI

昆虫运动功能的整体仿生：机械虫/虫型机器人；其它特异能力仿生：模仿萤火虫原理开发冷光源；模仿蚂蚁觅食的蚁群算法；二元化武器与二元化汽油 第八章科幻离现实有多远——奇妙的人造器官/组织 8.1神奇的大脑

蜘蛛侠中的教授研究再生药物的生物原型是：蜥蜴；人脑在1秒大约发生10000个化学反应。 8.2敏感的鼻子

鼻子的功能：嗅觉，呼吸，防护；

人工鼻、电子鼻：医用高分子材料，不具备嗅觉，加热空气和防护作用；由气敏传感器、信号处理系统和模式识别系统组成。 8.3仿生耳

仿生耳恢复你的第六感，人们用体外细胞繁殖复制了人工耳。2001年上海交通大学曹教授在裸鼠身上复制人工耳，为人体缺失取关的修复和重建带来光明的前景。 8.4人工皮肤与肌肉

人的肌肉分为心肌平滑肌骨骼肌；人造皮肤：薄膜，硅橡胶，微细小孔-毛孔；保护层+生长层；

人造肌肉：肌肉是等长收缩的状态；气动人工肌肉，电致动人工肌肉，碳纳米管基人工肌肉 第九章生物社会组织的启示——管理仿生学 9.1管理仿生学基础

管理仿生学的三个层次是？生物构件生物个体生物群体；管理仿生学的研究领域是（）群体行为；个体行为；现象效应；:实现法则管理仿生学的研究的科学依据包含（）学科；事实大象能预知死期，而赶到墓地。

管理仿生学：模拟生命系统的管理规律为改进或建立人为管理系统的管理层次，结构、目标、策略与多样性提供方法和原理的科学。 我们认为，仿生管理学研究的课题体系可在一个学科构成面上，安排成四个由内向外的圈列(可用同心圆表示)：1.仿生管理学课题体系的核心圈，这些内容是本学科的内核，包括管理仿生学的研究规范、核心概念、基本理念、基本原理等。2.仿生管理学课题体系的内部圈，主要包括管理仿生学的理论框架和面向对象的研究等。计划、组织、领导、控制是现行管理学的理论框架。管理仿生学的理论框架总体上不应脱离此框架，但又应体现本学科的特殊性、差异性和创新性。面向对象的研究课题主要包括研究生物个体的个体管理仿生学、研究生物群体的群体管理仿生学、研究生物现象特征的现象管理仿生学等。3.仿生管理学课题体系的边际圈，它主要包括各种分支课题和应用性课题。分支课题如仿神经系统管理学、仿体液系统管理学、仿蜜蜂社会管理学等；应用性课题如企业仿生学、公共组织仿生学、社会仿生学等。4.仿生管理学课题体系的外部相关圈，指与本学科相似、相近、相关的一些课题，如经济仿生学、进化经济学等。

管理仿生学研究：科学依据（学科、事实）、规范化

学科依据：这些学科被公认或正式的基本的理论、原理、公理定律、法则等，由于是已被检验，已成立。而且已经在实践中应用并有效；事实依据:生物的一般状况和现象；动物的一般状况和现象；哺乳动物的拟人性状况和现象；典型生物的经典状况和现象

规范化：研究视角和内容的规范；研究途径与方式的规范；研究工具与手段的规范；研究规划与评估的规范 9.2管理仿生学应用

蜜蜂启示：1、建立权威2、团体精神；3、自我牺牲4、明确分工； 杨轲:采集花粉的蜜蜂是工峰。 (单选题) A A:是 B:否 第十章精妙的微观世界——分子仿生 10.1分子仿生基础

分子仿生基础：生物分子马达：线性马达（肌球蛋白驱动蛋白动力蛋白）和旋转马达 生物膜的组成包括( ) 蛋白质脂类多糖

分子马达蛋白分别包括（）肌球蛋白驱动蛋白动力蛋白

分子仿生研究体系包括（）生物马达蛋白组装体系仿生膜体系分子马达体系 定量研究核酸分子马达是未来分子马达的研究热点

仿生膜涉及：分钟生物学，细胞生物学，生物化学材料化学；生物膜研究领域主要面临的几个问题;生物膜结构尚未完全清楚；物理模型不完备；在体内原位实时研究困难。 10.2分子仿生应用

树木年轮结构及其仿生材料在医学领域的应用：:壳聚糖接骨钉 ；贝壳珍珠层及结构仿生：柔性薄膜（医用材料）蛛丝结构及其结构仿生材料：洋葱装分层结构结构仿生：竹子的结构及

其仿生材料：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fhcv.html