仿生思维是什么意思?仿生思维有哪些特征?

2022年9月27日09:40:51仿生思维是什么意思?仿生思维有哪些特征?已关闭评论

(一)仿生思维的含义

人是万物灵长,具有主宰世界和创造万物的能力,所以人是世界上第一宝贵的资源。但是,生物界有许多物种具有的特殊能力,则又是人所不具有或无法比拟的,如狗的嗅觉、鹰的视力、鸽子传递书信的能力、猫头鹰的夜视力、大雁的飞行能力、骆驼的耐力、鹿的跳跃能力、鱼的潜水能力、猴的攀爬能力、雪豹的耐寒能力、青蛙的动态捕食能力等等。因此,某些生物的奇特构造、机能和奇妙的本领,给了我们很大的启示:难道人类不应当向生物界学点什么吗?于是,人们开始对某些生物的奇特能力进行研究,借以完善自我,超越自我,以更好地承担起改造自然界的伟大使命!

人们在长期研究生物奇特能力时,逐渐形成了一种思维方式,我们把它叫做仿生思维。随着人们仿生实践经验的积累,仿生研究成果的不断涌现,仿生科学知识的系统化和理论化,于是20世纪60年代,诞生了一门新的学科———仿生学。简单地说来,仿生学就是模仿生物的特殊构造及其特种功能来制造先进的技术装置的科学。

大家知道,蛇的视力不行,然而却异常灵活,尤其是响尾蛇,能够在黑夜中发现并准确捕捉到十多米远的田鼠。科学家们的研究发现,响尾蛇的诀窍在于它的眼睛与鼻孔间的颊窝,这个部位是一个生物红外线感受器,能够感觉到远处活动中的动物散发出的微量红外线,从而进行热定位。美国导弹制造专家由此产生灵感,模仿响尾蛇的热定位机理而设计出“响尾蛇”红外跟踪导弹。

各国科学家在研制航天飞机时,都遇到一个难以克服的热障问题,即航天飞机在返回地面时的高速度与大气层的摩擦,使航天飞机表面达到上万摄氏度,许多航天器的表面材料无法经受住这样高的温度而燃烧气化。美国科学家从蝴蝶的体表上找到灵感,原来在显微镜下,蝴蝶身上有一层小小的鳞片,当阳光直射气温升高时,这些鳞片就会自动张开,借以改变阳光的照射角度来降低光能的吸收。科学家从蝴蝶鳞片中获得灵感,在航天飞机上贴上一层隔热陶瓷,使航天飞机在返回地面时不至于烧毁。

(二)仿生思维的特征

仿生思维的主要有两个特征:

1.类比性

类比法是立足在已有知识的基础上,进一步发展科学的一种有效的探索方法。在科学研究中具有开阔思路、提供线索、举一反三、触类旁通的作用,是人类认识和改造客观世界活动中的一个不可缺少的思维方法。科学的许多重要理论,最初往往是通过类比而提出来的;科学史上的许多重大发现,也是用类比法而取得的。类比法的种类很多,本章所涉及的只是仿生类比。仿生是人们模仿生物某种特殊功能的创造性活动,人们在研究生物某种特殊能力时,把设计构想与生物功能的相似点作为思考的依据。这种找出与生物相似点的思考,就是仿生类比。

电子蛙眼的雷达系统的制造、改进,就是模仿蛙眼的视觉原理的。蛙眼能“明察秋毫”,区分运动和静止不动的物体,敏捷地发现具有特定形状的昆虫,准确地确定目标的位置、运动方向和速度,并能选择最佳的攻击时机捕捉食物。模仿蛙眼的雷达系统能将预定的搜索目标同背景分开,同其他物体分开,把真假导弹分开,并根据导弹飞行的特性,确定目标、位置、方向和速度,从而能准确及时地截击导弹。

2.实用性

人们模仿生物的功能,绝不是为模仿而模仿,而是为了弥补人的功能的某些不足,以便更有效地从事科学实验和生产。因此,仿生思维方法的又一特点就是实用,即模仿创造有使用价值的物品。

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