控制仿生
蝙蝠与超声波 蝙蝠的捕食
声音反射波 蛾
飞行中的蝙蝠 超声波
控制仿生
蝙蝠与超声波
蝙蝠的回声定位
超声信号被反射
控制仿生
蝙蝠与超声波 蝙蝠的声纳处理
脑
参考波刺激
接受器
载有信息 的超声波
发出的 超声波
控制仿生
夜蛾的反雷达技术
反雷达技术使夜蛾死里逃生
二个细胞
三根神经纤维
控制仿生
特殊的鼓膜器
30米外的危险信号
生物体 生物模型 数学模型 技术模型
技术装置
蜂巢 蜂巢模型 数学分析
技术模型
蜂巢板
前言
仿生学符号
数学
解剖刀 （生物学）
电烙铁 （电子学）
信息仿生
.青蛙与电子蛙眼 .水母与电子耳
信息仿生
青蛙与电子蛙眼 青蛙的视觉系统
神经节细胞有4种： “边缘检测器”“凸 边（昆虫）检测器”、 “反差检测器”、 “变暗检测器”
斯梯尔为新兴的科学命名为“Bionics”，希 腊文的意思代表着研究生命系统功能的科 学
1963年我国将“Bionics”译为“仿生学”。
前言
二.仿生学研究
仿生学的相关领域
仿生学是一门建立在多学科边缘上的综合
性学科，包括生理学、神经学、医学、化 学、数学、电子学、信息学等学科。
前言
仿生学的研究方法
体形的模仿
古帆船
现代帆船
力学仿生
生物与造船
体形的模仿
模仿鳕鱼、鲇鱼外形建造的“复仇号”帆船
这种船型的特点是将船体水线以下部分建 造成丰满的圆头，船尾逐渐变狭窄以有利 于水的流动
高耸的艉楼与低矮的艏楼则有利于帆船逆 风航行，易于转舵抢占上风
这些就是“复仇”号线型的特点，也是古 帆船与近现代舰船 明显不同之处。
控制仿生
.蛇的红外探测 .蝙蝠与超声波 .蛾的反雷达技术 .动物的天然导航
控制仿生
蛇的红外探测
蛇
蛇通过感受器 探测到热源
热血动物身体 向外散热
田鼠
控制仿生
蛇的红外探测
颊窝
颊窝是一个红外感受器，
对周围温度变化极为敏感， 能感受0.001℃的温度变化。 这类蛇能在夜间准确判断 周围恒温动物的位置。
力学仿生
生物与造船
体形的模仿
力学仿生
生物与造船
体形的模仿
俄罗斯海军新型核潜艇
力学仿生
生物与造船
结构的模仿
模仿鲸的胸鳍给船装上了船鳍
力学仿生
生物与造船
鼓膜器
神经纤维 气囊
振动器 鼓膜器
听觉 细胞
感受器
鼓膜
胸神经节
非听觉 角质皱折 细胞
控制仿生
动物的天然导航
千里迁徙
万里洄游
控制仿生
动物的天然导航
一些动物利用日月星辰导 航，也有些动物利用海流、 海水成分、地磁场、重力 场等进行导航，为研制通 讯设备和新型导航仪器提 供启迪。
天空光
蚂蚁从甲地
去掉偏振
——开启新技术的钥匙
目录
前言 信息仿生 控制仿生 拟态仿生 力学仿生 化学仿生 整体仿生
前言
.仿生学的简介 .仿生学的研究
前言
一、仿生学简介
仿生学之起源
中国古汉文中的仿生思想
《三国演义》中有孔 明的“木牛流马”
每牛载十人所食一月 之粮，人不大劳，牛 不饮食。
鲁班 茅草
锯
宏村是中国古代依 据仿生学建造的， 具有独特造型的 “牛型村落”—— “山为牛头树为角， 桥为四蹄屋为身”。
乙地 迷路
偏光导 航
４1０ 纳米以上的光 ４００ 纳米以下的光
迷路 乙地
紫外 线导 航
但是动物导航的方法并不是每种动物只有 一种。
科学家把鸽子的眼睛蒙住，结果它仍然能 到达目的地，研究发现它是利用了地磁场 来定位；相反，通过干扰鸽子的磁场进行 试验，它却又利用太阳或星辰完成了任务。 看来，动物识途也是多种能力运用的结果。
前言
生活中的仿生学
凤蓬草 鱼尾 人眼晶状体 生物电 鸟
轮子 船
仿生学(Bionics)
模仿生物系统的原理以建造技术系 统，或者使人造技术系统具有生物系统 特征或类似特征的科学。
1960年9月正式诞生，当时美国空军航空 局在俄亥俄州的空军基地戴通召开了第一 次仿生学会议。会议讨论的中心议题是 “分析生物系统所得到的概念能够用到人 工制造的信息加工系统的设计上去吗？”
信息仿生
水母耳与电子耳
“水母耳”风暴预测仪
信息仿生
风暴来临
次声波
水母很敏感
耳朵的共振腔里长着一个细柄
次声波 水母就知道来临的风暴
柄上有个小球
球内有块小小的听石 剌激球壁上的神经感受器
信息仿生
水母耳风暴预测仪，相当精确地模拟了水 母感受次声波的器官。 把这种仪器安装在舰船的前甲板上，当接 受到风暴的次声波时，可令旋转360°的喇 叭自行停止旋转,它所指的方向，就是风暴 前进的方向；指示器上的读数即可告知风 暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风 暴作出预报。
只对像昆虫那样 移动的景物弯曲 的凸边有反应
只对亮度的变 化有反应
只对光强的减 弱即阴影有反 应
信息仿生
青蛙与电子蛙眼 青蛙的视觉系统
由透镜（晶状体） 在视网膜上形成光 学图像后，经过视 细胞、双极细胞、 输出细胞（神经节 细胞）而送往大脑 中枢
信息仿生
青蛙的眼睛既对“前端圆圆的快速移动的 物体”特别敏感——有这样特征的是它喜欢 吃的昆虫，也对那些“有很大的阴影的快 速运动”的天敌特别敏感。而对与它的生 存没有意义的事物，如不动的或摇动的树 木和草叶则都没有反应。
蝙蝠 来自 左方
超声波到达夜蛾 中央神经系统的 信号左边要比右 过早千分之一秒 ，强度也较强
夜蛾马上准备 逃跑并且以特 殊的翅膀来减 少对蝙蝠所发 声波的反射
控制仿生
振动器
绒毛
蝙蝠近在咫尺
一连串“咔嚓”声 干扰超声波定位 吸收超声波
翻
收
斤
起
斗
翅
兜
膀
圈
跌
子
在
地
上
无法定位
控制仿生
夜蛾的反雷达技术 听觉系统
信息仿生
青蛙眼睛的视网膜
光感受细胞层
中间细胞层
神经节细胞层
成像并转 换为神经 电信号
电信号传给 第三层
检测影像特征 ，并将这些电 信号编成密码 传给大脑
信息仿生
神经节细胞（检测器）
边缘检测器 凸边检测器 反差检测器 变暗检测器
信息仿生
边缘检测器
凸边检测器
反差检测器 变暗检测器
只对比周围环境亮 或暗的景物边缘有 反应
拟态仿生
定义 生物界中普遍存在着拟态，现将
拟态用于工程技术中去就叫拟态仿生
拟态仿生
拟态仿仿生
螃蟹
动物的拟态与保护色
枯 叶 蝶
竹
尺蠖
节
虫
拟态仿生
拟态仿生
坦克的迷彩着装
拟态仿生
拟态仿生
坦克的迷彩着装
三色迷彩的德国“豹”I坦克在电视成像下的效果
力学仿生
.生物与造船 .生物与飞机 .生物与建筑
生物与造船