了解仿生学：生物原型、数学与硬件模型

仿生学研究方法的突出特点就是广泛地运用类比、模拟和模型方法，理解生物系统的工作原理，不直接复制每一个细节，中心目的是实现特定功能。在仿生学研究中存在三个相关的方面，即生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础，后者是目的，而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。

仿生学的研究内容主要有机械仿生、力学仿生、分子仿生、化学仿生、信息与控制仿生等。

（1）机械仿生 研究动物体的运动机理，模仿动物的地面走和跑、地下的行进、墙面上的行进、空中的飞、水中的游等运动，运用机械设计方法研制各种运动装置。机械仿生是本章的主要内容。

（2）力学仿生 研究并模仿生物体总体结构与精细结构的静力学性质，以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。例如，模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑，模仿股骨结构建造的立柱，既消除应力特别集中的区域，又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构，把人工海豚皮包敷在船舰外壳上，可减少航行湍流，提高航速。

（3）分子仿生 模仿动物的脑和神经系统的高级中枢的智能活动、生物体中的信息处理过程、感觉器官和细胞之间的通信、动物之间的通信等，研制人工神经元电子模型和神经网络、高级智能机器人、电子蛙眼、鸽眼雷达系统以及模仿苍蝇嗅觉系统的高级灵敏小型气体分析仪等。例如根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。(www.xing528.com)

（4）化学仿生 模仿光合作用、生物合成、生物发电、生物发光等。例如利用研究生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性和通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成，研制了一种类似有机化合物，在田间捕虫笼中用千万分之一微克，便可诱杀一种雄蛾虫。

（5）信息与控制仿生 模仿动物体内的稳态调控、肢体运动控制、定向与导航等。例如研究蝙蝠和海豚的超声波回声定位系统、蜜蜂的“天然罗盘”、鸟类和海龟等动物的星象导航、电磁导航和重力导航，可为无人驾驶的机械装置在运动过程中指明方向。

仿生学的研究内容很多，这里仅仅列举一些常见的仿生方式，详细内容请参阅有关仿生学方面的专著。