仿生学

控制论的一个分支,涉及技术设备和系统的构建,以及基于对生命自然界中器官和系统功能的研究来解决各种工程问题。在发展过程中,各种生物物体已经开发出令人惊讶的有效、经济和高度可靠的装置(器官、组织),而且尺寸也很小。

因此,对技术系统参数(其准确性、可靠性、低能耗、大内存、尺寸、自动适应不断变化的情况和外部条件的能力)的要求不断提高,导致需要使用动植物有机体作为技术系统建设的“样机”,满足要求。因此,仿生学的任务是研究各种生物系统和过程,以构建高效的技术系统并解决工程问题。

要将生物系统的能力转移到技术系统,首先需要对某些生命过程进行深入研究,并开发对生物对象中发生的过程进行数学描述和数学建模的方法。仿生学还与生物系统要素(例如感知和信息处理器官、神经系统要素等)模型的构建相关。

仿生学方法被用来解决许多问题:构建小型且可靠的导航系统;构建信息感知系统的识别装置;开发收集、编码、积累和处理信息的方法;电子设备元件和模块的小型化;开发化学能和生化能转化为机械能的转换器;建造各种生物电装置(例如假肢);水下通信系统和水下移动装置等的开发

因此,在仿生学中,对动物中类似但更先进的系统的研究占据了很大一部分:蝴蝶和飞蛾的“天线”、鱼类和海洋动物的超声波通信、鸟类的导航系统以及生物钟机制、蝙蝠的超声波定位、鱼类和海洋动物的运动特征等。

仿生学领域有不同专业的专家——工程师、医生、心理学家、生理学家、生物学家、数学家、物理学家、化学家等。只有广泛专家的共同努力,才有可能成功解决仿生学面临的问题。

仿生学仅处于发展的初级阶段。然而,成功研究的例子相当多。因此,飞机的地面速度计的设计类似于昆虫眼睛的多面装置、稳定飞机的装置、在有云的情况下导航太阳的装置以及许多其他装置。与此同时,仿生学领域的进步使得加深对许多生物过程的理解成为可能,这反过来又可以用于许多技术装置的构建。



仿生学——作为建筑中的一种新现象:起源的历史

仿生学(来自希腊语“bion”——活的有机体,“aenos”——手)是建筑学的一个新方向,它基于生物系统和结构原理在建筑和设计中的应用。她的想法与时俱进,利用先进技术创造出独特的创新项目。但谁是仿生学呢?这种趋势何时出现?它如何影响当今的建筑?

历史与理论仿生学起源于上世纪70年代,当时生物工程师开始研究蝙蝠翅膀、龟壳、鸟类翅膀等生物系统的特性,以寻找技术和科学上的新解决方案。在这些研究中,发现了仿生结构的不寻常特性,这些特性使得克服重力和发展高速成为可能。

随后,这些原理被其他科学家应用,创造了建筑学的新方向。仿生学家相信,大自然为我们提供了许多可以在我们的生活中使用的创新和有趣的解决方案。他们认为生物系统应该成为灵感的源泉和讨论未来新建筑的基础。仿生学家阿恩·斯坦纳(Arne Steiner)被认为是基础