仿生學(xué)（bionics）在具有生命之意的希臘語bion上,加上有工程技術(shù)涵義的ics而組成的詞.大約從1960年才開始使用.生物具有的功能迄今比任何人工制造的機(jī)械都優(yōu)越得多,仿生學(xué)就是要在工程上實(shí)現(xiàn)并有效地應(yīng)用生物功能的一門學(xué)科.例如關(guān)于信息接受（感覺功能）、信息傳遞（神經(jīng)功能）、自動(dòng)控制系統(tǒng)等,這種生物體的結(jié)構(gòu)與功能在機(jī)械設(shè)計(jì)方面給了很大啟發(fā).可舉出的仿生學(xué)例子,如將海豚的體形或皮膚結(jié)構(gòu)（游泳時(shí)能使身體表面不產(chǎn)生紊流）應(yīng)用到潛艇設(shè)計(jì)原理上.仿生學(xué)也被認(rèn)為是與控制論有密切關(guān)系的一門學(xué)科,而控制論主要是將生命現(xiàn)象和機(jī)械原理加以比較,進(jìn)行研究和解釋的一門學(xué)科.
蒼蠅,是細(xì)菌的傳播者,誰都討厭它.可是蒼蠅的楫翅（又叫平衡棒）是“天然導(dǎo)航儀”,人們模仿它制成了“振動(dòng)陀螺儀”.這種儀器目前已經(jīng)應(yīng)用在火箭和高速飛機(jī)上,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛.蒼蠅的眼睛是一種“復(fù)眼”,由30O0多只小眼組成,人們模仿它制成了“蠅眼透鏡”.“蠅眼透鏡”是用幾百或者幾千塊小透鏡整齊排列組合而成的,用它作鏡頭可以制成“蠅眼照相機(jī)”,一次就能照出千百張相同的相片.這種照相機(jī)已經(jīng)用于印刷制版和大量復(fù)制電子計(jì)算機(jī)的微小電路,大大提高了工效和質(zhì)量.“蠅眼透鏡”是一種新型光學(xué)元件,它的用途很多.
自然界形形色色的生物,都有著怎樣的奇異本領(lǐng)?它們的種種本領(lǐng),給了人類哪些啟發(fā)?模仿這些本領(lǐng),人類又可以造出什么樣的機(jī)器?這里要介紹的一門新興科學(xué)——仿生學(xué).
仿生學(xué)是指模仿生物建造技術(shù)裝置的科學(xué),它是在本世紀(jì)中期才出現(xiàn)的一門新的邊緣科學(xué).仿生學(xué)研究生物體的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理,并將這些原理移植于工程技術(shù)之中,發(fā)明性能優(yōu)越的儀器、裝置和機(jī)器,創(chuàng)造新技術(shù).從仿生學(xué)的誕生、發(fā)展,到現(xiàn)在短短幾十年的時(shí)間內(nèi),它的研究成果已經(jīng)非?？捎^.仿生學(xué)的問世開辟了獨(dú)特的技術(shù)發(fā)展道路,也就是向生物界索取藍(lán)圖的道路,它大大開闊了人們的眼界,顯示了極強(qiáng)的生命力.
【仿生學(xué)的誕生】
隨著生產(chǎn)的需要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,從20世紀(jì)50年代以來,人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到生物系統(tǒng)是開辟新技術(shù)的主要途徑之一,自覺地把生物界作為各種技術(shù)思想、設(shè)計(jì)原理和創(chuàng)造發(fā)明的源泉.人們用化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)以及技術(shù)模型對(duì)生物系統(tǒng)開展著深入的研究,促進(jìn)了生物學(xué)的極大發(fā)展,對(duì)生物體內(nèi)功能機(jī)理的研究也取得了迅速的進(jìn)展.此時(shí)模擬生物不再是引人入勝的幻想,而成了可以做到的事實(shí).生物學(xué)家和工程師們積極合作,開始將從生物界獲得的知識(shí)用來改善舊的或創(chuàng)造新的工程技術(shù)設(shè)備.生物學(xué)開始跨入各行各業(yè)技術(shù)革新和技術(shù)革命的行列,而且首先在自動(dòng)控制、航空、航海等軍事部門取得了成功.于是生物學(xué)和工程技術(shù)學(xué)科結(jié)合在一起,互相滲透孕育出一門新生的科學(xué)——仿生學(xué).
作為一門獨(dú)立的學(xué)科,仿生學(xué)正式誕生于1960年9月.由美國空軍航空局在俄亥俄州的空軍基地戴通召開了第一次仿生學(xué)會(huì)議.會(huì)議討論的中心議題是“分析生物系統(tǒng)所得到的概念能夠用到人工制造的信息加工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上去嗎?”斯梯爾為新興的科學(xué)命名為“Bionics”,希臘文的意思代表著研究生命系統(tǒng)功能的科學(xué),1963年我國將“Bionics”譯為“仿生學(xué)”.斯梯爾把仿生學(xué)定義為“模仿生物原理來建造技術(shù)系統(tǒng),或者使人造技術(shù)系統(tǒng)具有或類似于生物特征的科學(xué)”.簡言之,仿生學(xué)就是模仿生物的科學(xué).確切地說,仿生學(xué)是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特質(zhì)、功能、能量轉(zhuǎn)換、信息控制等各種優(yōu)異的特征,并把它們應(yīng)用到技術(shù)系統(tǒng),改善已有的技術(shù)工程設(shè)備,并創(chuàng)造出新的工藝過程、建筑構(gòu)型、自動(dòng)化裝置等技術(shù)系統(tǒng)的綜合性科學(xué).從生物學(xué)的角度來說,仿生學(xué)屬于“應(yīng)用生物學(xué)”的一個(gè)分支；從工程技術(shù)方面來看,仿生學(xué)根據(jù)對(duì)生物系統(tǒng)的研究,為設(shè)計(jì)和建造新的技術(shù)設(shè)備提供了新原理、新方法和新途徑.仿生學(xué)的光榮使命就是為人類提供最可靠、最靈活、最高效、最經(jīng)濟(jì)的接近于生物系統(tǒng)的技術(shù)系統(tǒng),為人類造福.