在科学技术发展的漫长历程中，人们不但从生物的外部形态去汲取养分、激发灵感，而且从生物的内部结构去获得启发、产生创意，从而极大地推动了人类科学技术水平的提高。当前，人们不仅应当模仿生物的外部形态进行形态仿生，而且应当借鉴生物的内部结构进行结构仿生，应通过学习、参考与借鉴生物内部的结构形式、组织方式与运行模式，为人类开辟仿生学新天地创造条件[66]。
大自然中无穷无尽的生物为人类开展结构仿生提供了优良的样本和实例。
蜜蜂是昆虫世界里的建筑工程师。它们用蜂蜡建筑极其规则的等边六角形蜂巢（见图1-57）。几乎所有的蜂巢都是由几千甚至几万间蜂房组成[67]。这些蜂房是大小相等的六棱柱体，底面由三个全等的菱形面封闭起来，形成一个倒角的锥形，而且这三个菱形的锐角都是70°32′，蜂房的容积也几乎都是0.25 cm3。每排蜂房互相平行排列并相互嵌接，组成了精密无比的蜂巢。无论从美观还是实用的角度来考虑，蜂巢都是十分完美的。它不仅以最少的材料获得了最大的容积空间，而且还以单薄的结构获得了最大的强度，十分符合几何学原理和省工节材的建筑原则。蜜蜂建巢的速度十分惊人，一个蜂群在一昼夜内就能盖起数以千计的蜂房。在蜂巢的启发下，人们研制出了人造蜂窝结构材料（见图1-58），这种材料具有重量轻、强度高、刚度大、绝热性强、隔音性好等一系列的优点。目前，人造蜂窝结构材料的应用范围非常广泛，不仅用于建筑行业，航天、航空领域也可见到它的身影，许多飞机的机翼中就采用了大量的人造蜂窝结构材料。
图1-57 蜂窝
图1-58 人造蜂窝结构板材
对应生物的结构组成形式，人们还可将结构仿生分为总体结构仿生和肢体结构仿生[68]。
1.总体结构仿生
所谓总体结构仿生指在人造物的总体设计上借鉴了生物体结构的精华。例如，鸟巢是鸟类安身立命、哺育后代的“安乐窝”（见图1-59），在结构上非常精妙。2001年普利茨克奖获得者瑞士建筑设计师赫尔佐格、德梅隆设计事务所、奥雅纳工程顾问公司及中国建筑设计研究院李兴刚等人合作，模仿鸟巢的整体特点和结构特征，设计出气势恢宏、独具特色的2008年北京奥运会主会场——“鸟巢”（见图1-60）[69]。该体育场主体由一系列辐射式门型钢桁架围绕碗状座席区旋转而成，空间结构科学简洁，建筑结构完整统一，设计新颖，造型独特，是目前世界上跨度最大的钢结构建筑，形态如同孕育生命的“鸟巢”。设计者们对该建筑没做任何多余的处理，只是坦率地把结构暴露在外，达到了自然和谐、庄重大方的外观设计效果。
图1-59 鸟巢
图1-60 北京奥运会主会场
2.肢体结构仿生
在生物界中，形形色色的动物具有多种多样的肢体，其中很多具有巧妙的结构和高超的能力，是人类模仿和学习的榜样。
低等无脊椎动物没有四肢，或只有非常简单的附肢；高等脊椎动物四肢坚强，运动非常有力。(www.xing528.com)
鱼的四肢是鳍状的，前肢是一对胸鳍，后肢是一对腹鳍；胸鳍主要起转换方向的作用，腹鳍主要辅助背、臀鳍保持身体平衡。
两栖动物有着坚强有力的五趾型附肢。青蛙的前肢细而短，后肢粗而长，趾间有称之为蹼的肉膜（见图1-61）。这些特点使青蛙既能在水中游泳，又能在陆地爬行、跳跃。
鸟类的双腿是其后肢，其前肢演变为翅膀，能够在天空中自由飞翔。鸵鸟虽然名为鸟，但其并不会飞行，其后肢演化成一双强健有力的长腿（见图1-62），能够在沙漠中长途奔跑。
图1-61 青蛙
图1-62 鸵鸟
哺乳动物大多具有发育完备的四肢，能灵巧地运动或快速地奔跑。哺乳动物的四肢变化很大。袋鼠的后肢非常坚强，长度为前肢的五六倍；蝙蝠的前肢完全演变成皮膜状的翼，能够在空中飞行；鲸类的前肢变成鳍状，后肢基本消失；海豹的四肢演变为桨状的鳍脚，后鳍朝后，不能弯曲向前，成为主要的游泳器官。
由于生物的肢体在结构特点、运动特性等方面具有相当优异的表现，所以始终是人们进行人造装置设计与制作的理想模拟物和参照物。例如，借鉴螃蟹和龙虾的肢体结构（见图1-63和图1-64），人们研制出了新型仿生机器人（见图1-65和图1-66）。
图1-63 螃蟹
图1-64 龙虾
图1-65 仿螃蟹机器人
图1-66 仿龙虾机器人
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