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什么是仿生?

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:在研制各种仿生机器人的过程中,人们并没有生吞活剥、完全抄袭生物的特殊性能,而是抓住生物的一些基本行为特征,保持生物系统和人造系统在基本原理上的一致,使用合适的材料和可行的技术创造出了仿生机器人这一神奇的群体。那么到底什么样的机器人才叫仿生机器人呢?仿生的实质到底是什么?仿生学为科学技术创新提供了新思路、新理论、新原理和新方法。下面将对前两种仿生形式作重点阐述,其余则作一般介绍。

什么是仿生?

相当长一段时间以来,仿生机器人一直被科学家们当作机器人研究中的一个重要方向,科学家和工程师们仔细研究了各种生物系统的结构特点、运动形式和控制方式之后,精巧地设计出各种仿生机器人,使之具有相应生物的特性或功能,以更好地完成预期的任务[44]。在研制各种仿生机器人的过程中,人们并没有生吞活剥、完全抄袭生物的特殊性能,而是抓住生物的一些基本行为特征,保持生物系统和人造系统在基本原理上的一致,使用合适的材料和可行的技术创造出了仿生机器人这一神奇的群体。虽然比起大自然的鬼斧神工、无穷造化,人类创造出的仿生机器人有的显得很笨拙,有的似乎不经济,有的甚至相当可笑,但随着人类认识世界和改造世界的能力逐步提高,可以“乱真”的仿生机器人走进人类的生活并不是一个遥不可及的梦想[45]。那么到底什么样的机器人才叫仿生机器人呢?仿生的实质到底是什么?

仿生学(bionics)一词最早是在1958年由美国人斯蒂尔(Jack EllwoodSteele)采用拉丁文“bios”(生命方式)和词尾“nic”(具有……性质的)组合而成的[46]

仿生学是研究生物系统的结构、性状、原理、行为,为工程技术提供新的设计思想、工作原理和系统构成的技术科学,是一门生命科学、物质科学、数学力学信息科学、工程技术以及系统科学等学科交叉而成的新兴学科。仿生学为科学技术创新提供了新思路、新理论、新原理和新方法。(www.xing528.com)

今天,人们已越来越清醒地认识到:生物具有的功能比迄今任何人工制造的机械装备或技术系统都优越得多,仿生学就是要有效地应用生物功能并在工程上加以实现的一门学科,仿生学的研究和应用将打破生物和机器的界限,将各种不同的系统连通起来[47]

仿生学的研究范围包括:形态仿生、结构仿生、力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等[48]。下面将对前两种仿生形式作重点阐述,其余则作一般介绍。

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