植物仿生学实例（精选5篇）

简介：飞外文库小编为你整理了多篇相关的《植物仿生学实例》，但愿对你工作学习有帮助，当然你在飞外文库还可以找到更多《植物仿生学实例》。第一篇：植物仿生学实例

植物仿生学

一、 植物仿生学

大自然带给了人类无穷无尽的想象力，启示我们发明创造。人们根据植物的功能、形状等制造了各种各样的工具。源于“叶”的灵感

① 叶缘启示：

相传春秋战国时期（公元前507年——公元前444年），中国建筑鼻祖木匠鼻祖—鲁班，在上山砍伐途中，攀爬时手被锯齿草的边缘的齿划伤了，他仔于是受此启发，并经反复实践，制成

细观察发现，原来叶子边缘有两排锋利的锯齿，了人类史上第一架带有锯齿的木工锯。

植物仿生学

② 叶脉的启示：

浮水植物王莲有“水中花王”之称，一个体重35kg的人坐在上面也不会下沉，原来王莲圆形叶片上的直径可达1-2.5米，背面有许多相互交错的叶脉骨架结构，里面还有气室使得叶子稳定的浮在水面，受叶脉支撑作用的启示，英国著名建筑师约瑟，以钢铁和玻璃为建材，设计了一个顶棚跨度很大的展览大厅—“水晶宫”，它既轻巧、雄伟又经济适用，不仅成就了1851年的第一届世博会，也为近现代功能主义建筑构建了雏形。

植物仿生学

③ 叶子排列的启示

车前草，叶子在茎上排列成的螺旋状，夹角为137030’30”。一层顺着一层，错落有致。只有这样叶子才能得到最多的阳光。建筑师根据车前草对植物的通风、采光都具有最佳效果的特性，建造了螺旋状的高楼，这样既通风，又使高楼各个部分受到均匀的太阳光。建筑仿生学是大有作为的一门使用科学技术，他将帮助人们征服地下、天空和海洋，建筑蔚为壮观的地下街区、海底乐园和太空体育城。

植物仿生学

④ 叶序的启示

德国波恩大学的科研人员发现，莲叶上有许多非常微小的绒毛和蜡质凸起物。这种粗糙的叶片是干净的，而表面光滑的叶片反而需要清洗。模仿莲叶的自净原理，人们开发出具有防污功能的自净涂层产品，其表面会形成类似茶叶的凹凸形貌，构筑一层疏水层。这样一来，灰尘颗粒只好在涂层表面“悬空而立”，并最终在风雨冲刷下“一扫而净”。此外，叶面形状也启迪了人们的思维。椰子树很高，叶片巨大，但每遇飓风和暴雨也很少被折断。研究发现，椰子叶面呈“之”字形，可以承受更大的压力。

据此，建筑师设计出了结构薄、面积大的楼房顶棚、薄状石棉板等。

植物仿生学

⑤ 叶形的启示

a. 荷叶的启示

很久很久以前，世界上没有伞。那时候，人们出门很不方便。夏天，太阳晒得皮肤火辣辣地痛。下雨天，把衣服淋得湿漉漉的。鲁班想帮人们解决这个困难，心里很着急。鲁班动了好多脑筋。后来，他跟几个木匠一起在路边造了一个亭子，亭子的顶是尖尖的，四面用几根柱子撑住。接着，他们隔一段路造一个亭子，造了许多亭子。这样，走路的人就方便多了。下雨了或是太阳晒得难受了，就进去躲一躲，歇一歇。鲁班给大家办了件好事，大家都很感激他。可是鲁班自己挺不满意。他想，要是雨下个不停，那该怎么办呢？人总不能老蹲在亭子里

不走哇。还得再想办法！为了这个事儿，他吃饭不香，睡觉不安。鲁班想了许多天，还是没有想出来。

植物仿生学

一天，天气热极了，他一边做工，一边抹汗。忽然看见许多小孩子在荷花塘边玩，一个孩子摘了一张荷叶，倒过来顶在脑袋上。鲁班觉得挺好玩，就问他们：“你们头上顶着张荷叶干什么呀？”小孩子七嘴八舌地说：“鲁班师傅，您瞧，太阳像个大火轮，我们头上顶着荷叶，就不怕晒了。”鲁班抓过一张荷叶来，仔细瞧了又瞧，荷叶圆圆的，一面有一丝叶脉，朝头上一罩，又轻巧，以凉快。鲁班心里一下亮堂起来。他赶紧跑回家去，找了一根竹子，劈成许多细细的条条，照着荷叶的样子，扎了个架子；又找了一块羊皮，把它剪得圆圆的，蒙在竹架子上。“好啦，好啦！”他高兴得叫起来，“这东西既能挡雨遮太阳，又轻巧。”鲁班的妻子听见他大呼小叫的，赶紧从屋里跑出来问他：“出了什么事了？” 鲁班把刚做成的东西递给妻子，说：“你试试这玩意儿，以后大家出门去带着它，就不怕雨淋太阳晒了。” 鲁班的妻子瞧了瞧，又想了想，说：“不错，不过，雨停了，太阳下山了，还拿着这么个东西走路，可不方便了。要是能把它收拢起来，那才好呢。” “对，对！”鲁班听了很高兴，就跟妻子一起动手，把这东西改成可以活动的，用着它，就把它撑开，用不着，就把它收拢。就是咱们今天的伞。

b. 捕蝇草启示

捕蝇草是原产于北美洲的一种多年生草本植物，是一种非常有趣的食虫植物，它的茎很短，在叶的顶端长有一个酷似“贝壳”的捕虫夹。捕虫夹内长了几对细毛，是它的感受器，且能分泌蜜汁，当有小虫闯入时，能以极快的速度将其夹住，并消化吸收。根据捕虫草的捕虫原理，莫森制造类一个机器捕蝇草，他的捕蝇夹内有两对细毛状的传感器，一旦虫子碰到一根细毛，传感器就产生电流并出发动力开关，机器捕虫草就合起捕虫夹，然后捕虫夹分泌酸液消化虫子。消化之后，

能力转化成电能储藏起来，为下一次捕虫提供能量，从这个过程我们不难看出，机器捕虫草和一般的自动化机器的最大差别就是，他可以做到能量自给自足，不需要人们给他提供额外的电能，虫子越多，它的动力越强，越能捉到更多的虫子。

植物仿生学

c. 猪笼草的启示

猪笼草属于热带食虫植物，原产地主要为旧大陆热带地区。其拥有一个独特的吸取营养的器官——捕虫笼，捕虫笼呈圆筒形，下半部稍膨大，笼口上具有盖子，因其形状像猪笼而得名。猪笼草叶的构造复杂，分叶柄，叶身和卷须。卷须尾部扩大并反卷形成瓶状，可捕食昆虫。瓶状体的瓶盖复面能分秘香味，引诱昆虫。瓶口光滑，昆虫会被滑落瓶内，被瓶底分泌的液体淹死，并分解虫体营养物质，逐渐消化吸收。美国哈弗大学的研究小组收到猪笼草的食肉性植物的叶子的启发，开发了一种超滑材料，这种材料几乎排斥一切液体，当材料表面受到损坏时，很快就会进行自我修复，并不影响它润滑的能力，人类的自净窗花和“完全不粘锅”将梦想成真。并且人们还根据其捕虫笼的形态设计了脚踏垃圾桶及灯具都非常实用且美观。

d. 飞蓬草的启示

《淮南子》为车”。“飞蓬”根系入土浅。随风旋转。启发，发明中说我们的祖先“见飞蓬转而知是一种草，其茎高尺许，叶片大，一有大风，很容易被连根拔起，古人可能就是受到这个现象的

了车轮和车轴。

e. 玉米的启示

玉米是一种常见的农作物，众所周知，玉米的叶子常常卷曲成一个长圆筒。科学家发现，这种长圆筒形的叶子比普通的叶子结实牢固，不容易被破坏。科学家据此设计出一种筒形叶桥。这种桥的形状像一个卷曲的长玉米叶，跨度很大，连接宽阔的河流两岸，中间部分桥面的两侧向上卷成筒状，这种长圆筒形状的大桥坚固耐用，美观大方，目前已经在全世界广泛应

用。

(一) 源于“茎”的灵感

① 节与节间的启示

禾本科植物竹子，其竹节处有横隔相连，与竹身构成一个整体，这对中空细长的竹竿的刚度和稳定性，可以协调变形，共同参与抗弯作用，这对于中空细长的竹竿的刚度和稳定性很有意义。受到植物茎节生长的启发，人们发明了“春笋建筑法”，把每一层墙板从高度上分成三四段预制好，然后用液压顶以1m的行程，反复顶升，可以很快“长”成设计的建筑。又如，自行车车架“空心管”的设计灵感正来自于麦秆，借鉴其“空心”结构，却支持比它重几倍的麦穗力学原理，制成的自行车既有足够的强度，又减轻了车身的重量。

② 茎形态的启示

云杉生长于高寒湿润之巅，它之所以可以适应山上长年累月的狂风袭击， 达到数百余年的树龄，是因为其树干底部直径显著增大， 形成一个圆锥形，这样既减轻了自重，又加强了稳定性。 人们模仿云杉对大风的适应性特点， 把建造在山顶上的电视塔设计成 类似圆锥体，就能抵抗住大风袭击。 同样，所有的塔或高烟囱， 甚至超高层建筑几乎无一例外 地采用底大顶小的形状。

③ 年轮的启示

木本植物的年轮状结构，

是生理系统在温和的条件下无粘结的缓慢而渐进形成。 科学家们正在研究开发仿年轮结构的壳聚糖棒材。 这种材质具有同心筒状层叠结构， 具有较高的力学强度， 有望作为骨折处的固定材料。

(二) 源于“花”的灵感

① 花序的启示

向日葵又名朝阳花，它的最大特点就是向阳而生，以便吸收到尽可能多的阳光。德国建筑学家从向日葵上获得灵感，建成了一幢能随太阳转动的向日葵旋转房屋。它装有如同雷达一样的红外线跟踪器，只要天一亮，房屋上的马达就开始启动，使房屋迎着太阳缓慢转动，始终与太阳保持最佳角度，使阳光最大限度地照进屋内。夜间，房屋又在不知不觉中慢慢复位。这种建筑能够充分利用太阳能，保证房屋的日常供热和用电。因为在房顶上安置了太阳能电池和聚

光镜，所以建筑物能将光能储存起来，供阴雨天和夜晚使用。

② 花形的启示

凌霄花，形状似钟，又似喇叭，开口广大，尾部狭长，这个结构可以更充分地吸收大自然的能量。科学家模拟凌霄花的形状制成了微波收集器，阔口窄尾的微波收集器，灵敏度异常高，可以尽可能搜索到目标微波，并把微波承载的能量、信息收集起来，根据实际需要，或存储下来当作绿色能源，或将其转换成数字信号，收看视频节目提供科学研究的样本等。

植物与生活

③ 花色的启示

17世纪英国著名的化学家罗伯特·波义耳发明的“波义耳” 试纸开启了化学中指示剂历史的先河。一次偶然的机会，波义耳将盐酸 溅到紫罗兰花上，花色就由紫色变成了红色。他便饶有兴趣地取来各种酸做试验， 结果发现，各种酸类都能使紫罗兰变成红色。于是，在紫罗兰开花的季节里收集了 大量的紫罗兰花瓣，将花瓣泡出浸液来。需要使用的时候，就往被试的溶液里滴进 一滴紫罗兰浸液。就这样他发明的“指示剂”诞生了。后来为了更方便使用，

他用石蕊浸液把纸浸透，再把纸烘干。要用时只需将一小块纸片放进

被检验的溶液里，根据纸的颜色变化就能知道这种溶液

是呈酸性还是碱性，从而成为

ph试纸的 雏形。

④ 花形的启示

随环境温度变化而花开花落的太阳能雕塑

是一款仿生的太阳能雕塑，设计灵感源于爱荷华州当地的延龄草的花朵。该雕塑采用铸铝做成，在一篇巨大的叶子上面布有太阳能电池板，用来收集太阳能，并将其转化为电能，进行存储。雕塑顶部则是可以根据周围环境而花开花落的一朵花：冬天天冷，花朵基本上处在休眠状态，不会开放。而随着冬天过去，天气变暖，花朵在白天开始开放，到了盛夏温度达到最高，花儿开放的时间也达到最长。

(三) 源于“果实”的灵感

①尼龙搭扣的诞生是从果实中受到启发的经典案例。它的发明者是瑞士工程师乔治·德·梅斯特拉尔。20世纪40年代末，他经常带着自己的爱犬到森林中漫步，每次返回时他都发现裤子和狗身上粘满了苍耳、牛蒡等刺果。受到好奇心的驱使，乔治用显微镜观察刺果，发现无数的小钩子在有毛圈结构的裤料上，不能轻易脱落。经过8年的实验，终于发明了既容易系上又容易解开的尼龙搭扣。再如，古代有一种可以阻止骑兵前进的武器叫铁蒺藜，这种武器的原形就来源于植物中蒺藜科的一种杂草的果实，它的刺非常的坚硬，以至于如果马蹄踏上都会被刺到，所以有人就把铁作成蒺藜果的形状用以御敌。

植物与生活

②我們平常見到的直升机，它的最大特點是背上的螺旋桨，通過螺旋桨的飛速转动，直升机能上下前后地运动。然而在自然界，有一类叫槭樹的植物，它們结出的果实也长着翅膀，一旦离开植物体，翅膀也會飛快地在空中转动，简直就是一架有生命的直升机

④ 肥皂&皂荚

尽管肥皂不是我国的发明，现代肥皂工业是泊来品，但‘肥皂’一词却是地地道道的国产货，它来源于我国古代的皂荚。这是一种豆科皂荚树所结荚果，含有皂甙成分，有表面活性剂样性能：起泡、去污、乳化，并且比真正的肥皂耐硬水，不含碱性，对丝毛织物无损伤。

皂荚有多种，去垢能力不同。唐初《新修本草》记载：“猪牙皂荚最下，其形曲戾薄恶，全无滋润，洗垢不去”，应选“皮薄多肉……味大浓”’者，故而后世有“肥皂”或‘“皂荚”一词以称呼质优肉厚的皂荚，意为“肉多肥厚的皂荚”。南宋末年周密所著《武林旧事》卷六‘小经纪’节中提及“肥皂团”一物，指的就是采用肥厚的皂荚经再制加工的丸团。明代李时珍《本草纲目》云：“肥皂荚……十月采荚，煮熟捣烂，和白面及诸香作丸，澡身面去垢，而腻润胜于皂荚也”。由此可以看出，后来我国对于现代化学油脂皂化的肥皂仅是沿用了“肥皂荚”的名称而已，化学成分却与这种皂荚和肥皂团毫不相干。

我国古代真正利用与现代肥皂成分相似的洗涤用品不是“肥皂团”而是“胰子”，而胰子又是从猪胰和澡豆演化而来的。明清时期民间对澡豆又做了改进，将猪胰、砂糖、天然碳酸钠、猪油、香料等成分按比例共混研磨，并加热到40℃下压制成型，这就是“胰子”。洲12世纪时发明了将草木灰水加生石灰加山羊油做成的粗肥皂，那是一种用类似古腓尼基人发明的油灰皂。首先把草木灰与生石灰混合制造氢氧化钾，

然后把制得的koh与油脂混合加热皂化，制得真正意义上的肥皂。

(四) 源于“根”的灵感

①“钢筋混泥土”的发明源于植物根系的特点。法国园艺师约瑟夫·莫尼哀为了解决养花的大陶盆不结实的问题，他曾先后试用木材和水泥来做花盆，但效果都不理想。他依然经常为园艺场中水泥制成的蓄水池和花坛被撞坏而烦恼。一日，他不慎将花盆再次撞坏，郁闷至极的前去收拾残花时，他

下意识地注意到，土壤虽然松散，却能在植物交叉延伸的根须四周黏结聚集到一起。受此启发，他试着用旧铁丝仿造植物的根系织成交叉结构，再用水泥、石子浇铸在一起，砌成花坛、水池牢固度大大加强，这也为钢筋混凝土结构的制作提供了思路。

植物与生活

②在海边，常常見到一種叫水笔仔的植物，它那高高露出水面的树根，牢牢支撑身体，當海水涨潮時，也不會把自己淹没。在海边造房子的人，就学水笔仔的样子，打下一

根根的木桩，高高露出水面，很像扎在水中的水笔仔根，

然後再把房子造在木桩上，這样就再也

不怕海水的侵袭了

第二篇：仿生学论文

大自然的启示——浅谈军事仿生技术

投资学专业 谭苏航

摘要

自古以来，大自然都是人类的老师，人类向自然学习，模仿自然以适应自然，从而在自然界中谋求生存，人类经历了从初级仿生造物到高级仿生造物的漫长过程，并在近现代形成了一门较为系统的仿生学学科体系。而军事仿生技术是仿生学的一个重要组成部分，由于战争需求的牵引，有无数人致力于武器仿生与战术仿生的研究，此技术应运而生。

本论文综合相关文献资料，对军事仿生技术进行了概述，对其研究内容进行了阐述，同时对军事仿生技术发展的历史进行了简要介绍。本论文着重介绍军事仿生技术在武器装备的制造与战术战略设计上的应用，并列举大量实证进行分析。最后，本论文对军事仿生技术的未来发展趋势作了简要探讨。

关键词：仿生学军事仿生技术 武器仿生 战术战略仿生发展趋势

一、 军事仿生技术概述

（一）仿生学概述

1. 仿生学的基本概念

仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios（生命方式的意思）”和字尾“nlc（‘具有„„的性质’的意思）”构成的，它是一门模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的学科。

2. 仿生学的历史与发展 在人类文明的早期，人类为了生存就不得不对其周围世界的动植物的生活习性与各种自然现象进行观察，因此，实际上从远古时代起，人们就开始从事仿生学工作了。例如，相传在春秋战国时代，鲁班在上山伐木途中，手指被茅草划破，从而受到启发，制成了人类史上第一架带有锯齿的木工锯。此类模仿大自然的例子不胜枚举，直到20世纪40年代，调节理论和控制论的建立，逐步推动仿生学的建立，同时在1960年，“仿生学”作为一门独立学科被正式命名。此后，仿生学地位不断提升，研究领域不断扩大，应用性不断增强，具有非常好的学科前景。

（二）军事仿生学概述

1.军事仿生学的基本概念

军事仿生学是仿生学的一项重要内容，是军事科学和技术的一个极具影响力和生命力的研究领域。它是模仿生物系统的原理和特异功能来发展军事高技术，提高武器装备的性能，发展军事战略技术，提高军队后勤保障的能力的一种技术。

2.军事仿生技术的历史和发展

在古代，人们为了满足战争需要，模仿动物的角、嘴、牙、爪制造弓箭、长矛、戈、戟、刀、抓、钩、鞭、锏等十八般兵器，到现代模仿飞禽昆虫发明的飞机，模仿鱼和海兽制造的军舰，模仿飞鱼和响尾蛇制造的导弹，模仿昆虫制造的太空飞船和机器人，提高了武器的威力，丰富了战争的形式和内容。

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二、 军事仿生技术的应用

（二）军事仿生技术在武器制造上的应用 1.蛛网与装甲

蜘蛛在世界上分布很广，约 4万种，栖息干除南极洲以外的六大洲。 剧毒蜘蛛能攻击人类并致人死命；普通蜘蛛以织网闻名。 丝线为骨蛋白，在体内呈液体状态，到体外遇空气才硬化成丝。 蜘蛛丝具有很强的轴滞性，小昆虫一巳进入蛛网，便只有等着成为蜘蛛的腹中物了。在美国南部的佛罗里达州和许多拉美国家，生活着一种别名叫作“金眼”的蜘蛛，它素以结网粘捕飞鸟而著称。近年来，美国军方经过研究，发现它的蛛丝的抗张强度和弹性俱佳，其强度相当于同等直径的钢丝的 5 倍，是制作防弹衣物极为理想的材料。目前，科学家们已经开始运用仿生学理论研制人工蜘蛛丝，以期求得强力更高且重量更轻的防弹材料。受此启示，英国剑桥一所技术公司试制成一种犹如蜘蛛丝一样的高强度纤维。利用纺织技术把这种纤维加以纺织或者做成复合材料，可以用来作防弹衣、防弹车、坦克装甲车等的结构材料。

2.蝴蝶与卫星温控系统

蝴蝶因其美丽的外表而惹人喜爱，蝴蝶一般色彩鲜艳，身上有好多条纹，色彩较丰富，翅膀和身体有各种花斑，最大的蝴蝶展翅可达28～30厘米左右，最小的只有 0.7 厘米左右，然而，如此小巧美丽的昆虫却藏着大奥秘，蝴蝶身体表面生长着一层细小的鳞片，这些鳞片有调节体温的作用。每当气温上升、阳光直射时，蝴蝶身体表面的鳞片会自动张开，以减少阳光的辐射角度，从而减少对阳光热能的吸收；当外界气温下降时，蝴蝶鳞片会自动闭合，紧贴体表，让阳光直射鳞片，从而把体温控制在正常范围内，这曾解决了曾困扰研究人员很久的问题，遨游太空的人造卫星，当受到阳光强烈辐射时，卫星温度会高达 2000℃，而在阴影区域，卫星温度会下降至 - 200℃左右，这很容易损坏卫星上的精密仪器仪表，而蝴蝶则带给人启迪，从而人们为人造卫星设计了一套温控系统。

3. 乌贼和鱼雷诱饵

乌贼身体扁平柔软，非常适合在海底生活。乌贼平时做波浪式的缓慢运动，可一遇到险情，就会以每秒15 米（54公里/小时）的速度把强敌抛在身后。有些乌贼移动的最高时速达150 千米。它不但逃走快，捕食更快。乌贼是水中的变色能手，其体内聚集着数百万个红、黄、蓝、黑等色素细胞，可以在一两秒钟内做出反应调整体内色素囊的大小来改变自身的颜色，以便适应环境，逃避敌害。乌贼的体内有一个墨囊，里面有浓黑的墨汁，在遇到敌害时迅速喷出，诱骗攻击者上当，掩护自己逃生，潜艇设计者们仿效其设计成鱼雷诱饵。 现在鱼雷诱饵酷似一艘袖珍潜艇，既可按潜艇的航向航行，航速不变；也可模拟噪声．螺旋桨节拍．声信号和多普勒音调变化等。 正是它这种惟妙惟肖的表演，令敌潜艇或攻击中的鱼雷真假难辨。

（二）军事仿生技术在战术战略设计中的应用

1.进攻战术

猛虎战术 在自然界中，有强大的动物，也有弱小的动物，强大的动物进攻能力也很强，老虎就是其中一个例子，它身强体壮，牙利爪尖，凶狠无比，在自然界中除了狮子和大象之外，其他动物均不是它的对手。老虎属于夜行性，善于游泳，以凶猛

2 而闻名于世。我国军队就从其中受到启发，发明了夜战，成为了克敌制胜的传统战法，还模仿老虎扑食的凶猛动作创造了猛冲，猛追，猛打的三猛战术，许多部队通过这种猛虎战术取得了辉煌的成果。我国著名军事学家刘伯承元帅对猛虎扑食的方式十分感兴趣，并据此发明了猛虎掏心的战术，在解放战争中取得了辉煌战果。

狼的战术

狼是一种十分狡猾的动物，拥有善于奔跑的长足，锐利的牙齿和大口，有的人认为狼凶暴残忍，有的人认为狼重视族群，飞外忍耐与放弃。狼通常群居活动，其战术有以下三个特点。第一，突然袭击，出其不意，第二，选择孤立弱小的目标四面攻击，使其顾此失彼，第三，多路追击，平行追击。狼的战术引起了西方资产阶级军事家的重视，第二次世界大战期间，纳粹德国潜艇部队的司令员邓尼茨模仿狼群攻击猎物的方法，创造了狼群战术，既潜艇协同攻击战术，在第二次世界大战初期获得了巨大战果，一度给同盟国的大西洋运输造成了严重损失。

2.防御战术

动物合群抗敌与环形防御

进行群体生活的动物能获得多方面的好处，一方面，它们能依靠群体力量抗击强大敌人的袭击，另一方面，环形防御没有暴露薄弱部位，能抵抗来自四面八方的进攻，人们把这种战术在军事中运用为装甲防护圈，装甲防护圈有以下几个好处：第一，防御快，第二，防御坚固，第三，没有暴露的一侧和前后方之分，第四，应变能力强，可变性大。

迷彩伪装

自然界中的动物在长期淘汰和竞争中，逐渐形成了用颜色保护自己的本能，其身上的颜色多与之生活的环境相适应，比如北极熊，北极熊长年累月在北极的冰天雪地中生存，身上长满了白毛，与冰雪的颜色保持一致，猎豹长期生活在草原和丛林，身上有淡黄色花纹，与地面的颜色相似。

3.仿生战略

战略和战术不同，一般指从总体和全局出发，对战争的全局设计，是一种谋略。在自然界中，有很多动物具有天然的生存策略，比如蜘蛛，蜘蛛是一种食肉性动物，它捕食的生物不仅数量多，种类广，而且手段相当高明，它在狩猎捕食的时候，具有令人惊叹的勇气和极大的耐心，它不怕失败和从不灰心的行为曾经给许多战略家以启发，在美国独立战争期间美国第一任总统华盛顿所率领的军队曾被英国的殖民军大败，他本人也被殖民军赶到了荒野，他开始对战争的胜利感到灰心了，他在无意中看到自然界中的蜘蛛面对各种阻碍，依然没有放弃，从而成功织网。从此，在战争中，当他面临困境时，总会用蜘蛛织网的故事来鼓励自己与自己的军队，最终赢得了美国独立战争的胜利。1794年的深秋，法国资产阶级革命家拿破仑率军攻打荷兰，荷兰人打开各条河流的水闸，用用洪水阻挡法军，当法军正准备要撤退的时候，却接到了大量蜘蛛在吐丝织网的报告，拿破仑当机立断，下令就地待命，原来，蜘蛛吐丝织网预示着干冷天气即将到来，不久，寒潮果然来袭，河水冰冻，法军踏冰前进，攻陷了荷兰的乌得勒支城。华盛顿和拿破仑均从蜘蛛身上受到启发，受到鼓舞，制定了正确的军事战略，这便是仿生战略中的一个典例。

三、 军事仿生技术的发展趋势

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（一） 由表及里

军事仿生技术由外形、动作模仿向微纳结构仿生的发展几乎都以自然新原理、新方法、新规律、新现象的揭示与发现为基础，由“由表及里”生物结构表征技术水平所决定。生物结构表征技术是仿生技术发展的源动力，亟需发展“由表及里”生物结构表征新方法、新原理、新装备，为揭示自然神奇奥秘提供技术手段。

（二） 由简到繁

人们不断学习、借鉴自然界生物运动机理及其特性，使得仿生技术的思想由简单的外形单一仿生逐渐向复杂整体和系统仿生发展，从而导致了许多新概念武器装备的出现。大量事实表明，仿生技术应用于军事及其他领域无不经历设计“由简到繁”、最终导致新概念武器装备出现的过程。

（三） 由宏到微

生物材料、生物结构的多尺度微纳结构特征是导致其优异功能的主要因素，往往会产生出军事领域所需要的新效应、新效能，如蝴蝶翅膀鳞粉光子效应可用于隐身；荷叶疏水的多级微纳结构可用于减阻自洁。为获得与生物材料、生物结构一样的新效应、新效能，发展仿生材料制造技术，满足多尺度复杂微纳结构成形制造要求，就成为仿生材料发展的核心关键。因此，必须大力发展仿生材料制造技术，突破“由宏到微”仿生材料制造技术瓶颈，实现一系列军事所需新效能，为武器装备发展带来变革性的突破。

参考文献

［1］刘福林. 仿生学发展过程的分析［j］ 安徽农业科学 2007 35（15）4404-4405 ［2］朱天阳 周俊良 姚敏.浅谈仿生学在军事发展中的应用［j］ 学术论坛 2015 133 ［3］张德远，陈华伟，张 鑫，梁建宏.军用仿生技术发展趋势［j］ 国防科技 2013 vol．34，no．6 1-5 ［4］李娜. 自然睿智的启示——当代仿生形态设计方法研究［d］中国美术学院 2013 1-53 ［5］马文庆. 动物与军事仿生学［j］ 科学之友 2007 22-23

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第三篇：华南地区园林植物应用实例

《园林植物学》

华南地区园林植物应用实例分析

---沙市中山公园和深圳宝安公园

1.1地理位置

沙市中山公园公园地处湖北省荆州市沙市区中部，沙市中山公园是全市性综合公园，占地76.4公顷，水域面积44公顷，地处长江北面，相距约米，与沙隆达广场相连，东抵园林路，北到碧波路、西至塔桥路、南挨公园路。位于荆州市核心商业中心，园内游乐设施齐备，文物古迹众多，是爱国主义教育和科普教育基地。

1.2气候分析

沙市中山公园属亚热带湿润季风气候区，四季分明，热量丰富，光照适宜，雨量充沛。年平均气温为16度，年无霜期长达230-270天，年降雨量一般在958-1325毫米之间，平均相对湿度为0.8，年福射4366.8-4576.2兆焦耳/平方米，年日照时数1823-1978小时，日照率为41%-44%。

1.3中山公园76.4公顷，现有各类植物树木138种（花苑和盆景园正在改造，故这两处工作统计除外），其中乔木69种（常绿20种，落叶48种）、灌木（常绿27种，落叶21种、其余落叶藤本4种、草本19种。这些植物隶属于63科，110属种，所含种树较多的科为養薇科、木犀科、豆科、木兰科等。乔木种类主要还是落叶远多于常绿，落叶乔木数量比常绿乔木同样多30%，这说明公园落叶乔木占主导地位。灌木则大体在种类上相当，但数量上常第章研究结果绿灌木偏多些。

在这些植物中，香棒、桂花、广玉兰、合欢、枫杨、水杉、女贞、槐树、雪松、法国梧桐、国槐、柳树、银杏、棕榈、窝竹、红叶李、紫薇、柏树、蚊母、迎春、法 国冬青等乔灌木为主，占所有植物近80%。

1.4从植物树种上看，乡土树种有栾树、构树、楝树、香樟、女贞、水杉、柳树、楓杨、广玉兰等，还有灌木红叶李、迎春、紫激、蚊母、黄杨、海桐、红继木、石楠、法国冬青都是我们本地乡土树种，还有麦冬、凌霄、爬墙虎等基本藤本植物。而这些乡土植物占所有植物数量的78%以上。因此乡土植物在公园占绝对优势。外来树种主要还是南方引进植物和景观树如蒲葵、银杏等。这些多样性植物丰富了公园景观。

1.5公园园林植物配置方式多样，有孤植、列植、片植、群植、混植多种方式。如大门工农兵两侧列植银杏，纪念碑两边则列植柏树，在大面积草坪上群植白玉兰、紫玉兰、二乔玉兰等，而在解放亭南侧片植银杏，而在办公楼内又孤植一棵梓树。因此，不仅欣赏孤植树的风姿，也欣赏到群植树的华美。孤植为了充分体现树木的个体美，突出孤植树的形态色彩是有独特的风格，要求姿态丰富，富于轮廓线。梓树的果实像疾子、叶片大、树型好，所以有特点可孤植。所以在公园有桂花、柚子树、榆树、枫杨等树孤植于园内各处。而群植主要表现群体美，而不是表现个体美，群体植株之间的关系更加密切，可依据主景、背景。群植布置在足够观赏视距的幵阔的场地上，玉兰园群植的各种玉兰在开花时，一片花海，这就是群植的群体美。因此公园群植的树种非常多，银杏、柏树、水杉、法国梧桐、楼花、广玉兰这些树大多单纯树群；还有一种乔木、灌木等组成的混交树群，在松涛山庄背景是常绿香樟时，前面是落叶乔木栾树；当前面是矮紫叶李、紫薇时，后面是广玉兰，这是在动物园旁的混交树群。所以公园的优美风景是通过植物的巧妙配置而来，不管是规划式配置整齐固定，还是自然式配置的自然灵活、参差有致，两者在公园的不同场合、地点以及树种选择是都是配置得当。

1.6配置效果表现出春花、夏绿、秋色、冬姿不同特色的景致。再者植物配置层次丰富；公园各种不同的植物群体，整体上形成外高内低的格局，公园外围在园林路群植林缘线的处理上，釆用进退有序的变化曲线，先水杉林片植配以高羊茅和野花野草，其后变为增加常绿灌木桂花变换形式，丰富空间景观，弥补整段道路呆板无变化的缺陷。在林冠线的处理上，通过高低错落的乔灌木之间的合理搭配，丰富植物层次。或者通过冠形不同的植物结合，如三道门道路两边挺拔向上法国梧桐和枝条拱形幵展的连翘对比，形成林冠线变化，丰富植物立面景观。最后是注重文化景观周围植物的配置；结合植物特性充分发挥园林树木综合功能，衬托出历史文化建筑中的气质。同时公园的生态功能从下面几个方面详细分析：

一、重视利用乡土植物资源配置人工植物群落；

二、注重植物的生态习性；

三、注重生态树种的选择；从滞尘乔木、生态保健树种、抗污染气体树种、重金属富集能力强树种几方面列出各类树木。

公园绿地还存在许多不均衡地方，有的地方铺装面积太大，游客游玩时无避阳处。在游乐场公共绿地分布不均衡、缺少植被情况下应该减少硬质铺装或采用过渡形成，在游乐设备附近邻建筑物配置乔灌木、攀缘植物来增加该区域绿地面积的绿量。同时应在公园围墙、大门内外邻近建筑也应挖掘潜力增加绿量，配置乔灌木、攀缘植物等以丰富这些地方绿化景观。由于土壤、植物、管理等多方面影响，公园有些地方草坪开始退化，还有些地方还缺少地被，土壤裸露，严重影响景观，所以应大量种植地被植物来弥补，同时减少部分高处下雨水土流失现象。公园地被植物主要以马里拉草、狗牙根草、麦冬、吉祥草、八盘金盘、桃叶珊瑚为主，原因实用性强、管理粗放。可增加萱草、玉簪、二月兰、玉龙草、络石等地被植物。

宝安公园是深圳市宝安区一个集休闲、娱乐为一体的开放的综合公园。地理位置为北纬22°38′59″～22°51′4″,东经113°45′33″～ 114°07′20″,地处宝城114区,东起上川路,南临新安三路,西至公园路,北到广深高速公路,全园总面积为72hm 2,其中以山地面积为主,占总面积的90%。公园最高山峰海拔为125m,登临山顶的“揽胜台”,远近高低起伏的山峦,波涛汹涌的珠江,繁华的都市街景便尽揽眼底。公园年均接待游客量约500万人次。

群落调查结果表明:宝安公园植物群落可分为针叶林、针阔叶混交林、常绿阔叶林、灌丛草地四种类型,以人工林群落和南亚热带灌木林群落为主,人工林占绝对优势。植被以常绿阔叶林为主,季相变化不明显,植被覆盖率高,人工种植的荔枝)林占极端优势,而天然的次生林多由南亚热带常绿灌木组成,并已形成较稳定的群落结构。群落生活型谱为高位芽植物占26%、地上芽植物占28%、地面芽植物占33%、隐芽植物占3%、一年生植物占10%,地面芽植物占优势。习性分布中草本植物占优势,占总植物种数的36.4%,乔木、灌木和藤本所占的比例依次为26.1%、25.4%和12.1%。

观花植物中,开花最多的为白色、红色和黄色,是宝安公园观花植物的基调花色。主色调为白色的植物种类最多,达188种,占观花植物总数的56.3%;褐色和棕色主色调的最少,分别为3种和2种

植物选择

由于宝安公园面积较大,立地条件及生态环境复杂,活动项目多,所以选择绿化树种不仅要掌握一般规律,还要结合公园特殊要求,因地制宜,以乡土树种为主,以外地珍贵的驯化后生长稳定的树种为辅。充分利用原有树木和苗木,以大苗为主,适当的密植。根据植物配置设计的原则,宝安公园应选择具有观赏价值、又有较强抗逆性、病虫害少又易于管理的树种,如大王椰子、蒲葵、金山葵、荔枝等,选用的主要树种包括赤桉、荔枝等,骨干树种包括马占相思、马尾松等,以体现出公园的热带、南亚热带的地方特色。

动势和均衡 宝安公园利用不同植物的不同姿态等特点,如有的外形比较规整如高大的乔木,有的则有一种动势如攀援的藤本植物等,互相搭配。在具体的配置时,既讲求了植物相互之间的和谐,又考虑了植物在不同生长阶段和季节的变化,从而避免了不平衡的状况等,达到和谐的植物景观。

层次和背景 为了克服植物景观的单调性,宝安公园应采用高大的乔木如尖叶杜英、高山榕、大王椰子等和灌木如红花继木、红桑等以及草本植物如土麦冬等构成层次鲜明的植物景观,使乔木、灌木、草本、花卉、地被等植物形成多层次的配置,不同花期的植物相间分层配置,使植物景观更加丰富多彩。

按照植物的季相演替和不同花期的特点去创造园林时序空间景观,是本文所要解决的主要问题。宝安公园的植物造景应充分利用公园原有的植被,进行适当的配置和调整,注重季相变化,重点增加开花植物品种的配置。总的配置原则应是四季有绿、四季有花,色彩缤纷,生机昂然。即所谓“春意早临花争艳,夏浓苍翠不萧条”的设计原则。在考虑绿地植物布局与配置时,可按照“整体花期连续,花色多样;局部花期,花色集中”的原则,尽可能使绿地随着时间的更迭,均有不同景观层、各种花色的植物供人们观赏。达到园林色彩在季相和构图上既有变化又有协调,四时季相各有特色、并能使春色早临、秋色晚去的目标。

第四篇：药用植物检索表实例

一、念珠藻，蘑菇，海带，地钱，紫萁，银杏，玉米，向日葵，苹果，梅，编写植物检索表

编写植物检索表采用二歧分类的方式，根据所列植物的形态特征，找出两两对应的特征，先一分为二，再分为二，一直到具体物种。检索表并无统一的答案，只要分清楚即可。如：

1、植物体矮小，没有根茎叶的分化

2、植物体不含光合色素，为异养植物……………………蘑菇

2、植物体含有各种色素，为自养植物

3、植物体相对较大，带状或薄膜状

4、植物体可明显分出带片、柄和固着器…………海带

4、植物体薄膜状，且形状不规则…………………紫菜

3、植物体较小，形态不易观察或为明显的绿色湿生植物

5、植物体较小，显微镜下观察为单细胞丝状体……念珠藻

5、植物体为明显绿色，常二叉分枝………………地钱

1、植物体高大，有根茎叶分化

6、植物体茎干相对较软，为草本

7、叶大，卵圆形，具明显可见的头状花序…………向日葵

7、叶宽大，长条形，平行脉，无鲜艳的花被…………玉米

6、植物体为木本

8、植物无明显的花，常高大乔木……………………银杏

8、植物具鲜艳的花，小乔木

9、花先叶开放，子房上位…………………………梅

9、花叶同放，子房下位……………………………苹果

二、荷花玉兰，香樟，虞美人，油菜，加杨，黄瓜，茜草，女贞，蒲公英，圆叶牵牛，泡桐，棕榈，小麦，黄杨。编制以上植物的分种检索表。 1.子叶数目为1，平行脉

2.草本.........................................小麦

2.木本.........................................棕榈 1.子叶数目为2，网状脉

3.柔荑花序，多为单性花，且花缺花被..............加杨

3.非柔荑花序，花具花被片

4.草本

5.草质藤本

6.四叶轮生..............................茜草

6.叶互生或对生

7.具卷须，侧膜胎座...................黄瓜

7.不具卷须，中轴胎座.................圆叶牵牛

5.直立草本，非藤本

8.头状花序..............................蒲公英

8.单生花或总状花序

9.蒴果................................虞美人

9.角果................................油菜

4.木本

10.灌木.....................................黄杨

10.乔木

11.落叶乔木，蒴果，花两侧对称................泡桐

11.常绿乔木，非蒴果，花辐射对称

12.叶对生.................................女贞

12.叶片互生

13.聚合蓇葖果，花为同被花..............荷花玉兰

13.核果，花被具有花萼和花冠分化........香樟

3常见的十种植物检索表

比如紫叶李、美人梅、海棠、桃、梨、苹果、香樟、紫荆、丁香、女贞 1叶对生

2常绿 女贞

2 落叶 丁香 1叶互生

3常绿 香樟

3 落叶

4荚果 紫荆

4 不为荚果

5核果

具顶芽

花白色 紫叶李

花粉色 美人梅

顶芽缺 桃

5 梨果

6 果有石细胞 梨

6果无石细胞

7果柄粗短 苹果

7果柄细长 海棠 4编制下列植物检索表：

1.、紫藤

2、复羽叶栾树

3、乌桕

4、大叶黄杨

5、日本晚樱

6、桂花

7、含笑

8、海桐

这八种，只要平行式的

1、植物体为木质藤本——紫藤

1、植物体为乔木或灌木，不为藤本。——2

2、植物体为乔木。——3

2、灌木或小乔木。——5

3、植物体具乳汁——乌桕

3、植物体不具乳汁——4

4、为羽状复叶——复羽叶栾树

4、不为羽状复叶——日本晚樱

5、叶对生——桂花

5、叶互生——6

6、小枝具环状托叶痕——含笑

6、不具环状托叶痕——7

7、花黄色——光叶海桐

7、花绿白色——大叶黄杨

5. 1.白玉兰、紫玉兰、含笑、广玉兰、深山含笑

1.花单生于叶腋

2.花被肉质淡黄色…………含笑

2.花被白色…………深山含笑 1.花非单生于叶腋

2.花叶同出…………广玉兰

2.花先叶出

3.花被白色…………白玉兰

3.花被紫色…………白玉兰

2.黑松、白皮松、金钱松、日本五针松、雪松 3.香樟 1.落叶乔木…………金钱松 1.常绿乔木

2.树皮脱落成斑鳞状…………白皮松

2.树皮不脱落成斑鳞状

3.球果成熟时鳞片裂开而散出种子…………黑松

3.球果成熟时种鳞和种子一起脱落

4.叶簇生…………日本五针松

4.叶长枝上散生，短枝上簇生…………雪松

5 其实挺简单的,你先用三四个编一编,掌握方法后再增加个数,我给你编五个吧

1．植物体构造简单，无根、茎、叶的分化，无胚。（低等植物）

2．植物体不为藻类和菌类所组成的共生体。

3·植物体内含叶绿素或其它光合色素，自养生活方式……………藻类植物

3·植物体内无叶绿素或其它光合色素，寄生或腐生…………菌类植物 2·植物体为藻类和菌类所组成的共生体…………………………地衣类植物 1． 植物体构造复杂，有根、茎、叶的分化，有胚。（高等植物）

4·植物体有茎和叶及假根…………………………………………苔藓植物门 4．植物体有茎、叶和根。

5·植物以孢子繁殖………………………………………………蕨类植物门

5·植物以种子繁殖………………………………………… 种子植物门

6 现以野豌豆属（vicia l.）常见种的分种检索表为例说明定距检索表的形式。 1．直立草本；无卷须

2 ．小叶仅1对；花小，蓝紫色，长13—15毫米；野生…………歪头菜（vicia unijuga a. br.）

2 ．小叶4—6对，对生或互生；花大，白色，有紫黑色斑，长25—30毫米；栽培…………………………………………………………………………..蚕豆（v. faba l.） 1．蔓生草本；有卷须

3．花单生或双生于叶腋，近无柄

4．小叶较宽，倒卵形，先端截形凹入，宽5—10毫米………………大巢菜（v. sativa l.）

4．小叶细长，线状长椭圆形，宽1—5毫米………………窄叶野豌豆（v. angustifolia l.）

3．花为总状花序

5．花序具花5朵以上

6．总状花序的花排列紧密，偏向一侧

7．花白色或粉红色……………………………………大野豌豆（v. gigantea bge.）

7．花紫红色或蓝紫色，稀白色

8．花黄紫色，稀白色；植物干后绿黄色…………长柔毛野豌豆（v. villosa roth.）

8．花紫红色；植物体干后微红色……………………山野豌豆（v. amoena fisch.）

6．总状花序的花排列疏松，非向一侧

9．托叶披针形，叶线形，两面具黄色短毛……………广播野豌豆（v. cracca l .） 9．托叶半箭头形，有1—3个齿；叶矩形，无毛………………………………………… …………………………………………………确山野豌豆（v. kioshanica bail.）

5．花序具花2—3朵，稀4朵

10．小叶长10—25毫米，宽2. 5—8毫米；托叶具5粗齿……………………………………… ………………………………………………………三齿萼野豌豆（v. bungeri ohwi）

10．小叶长12毫米以下，宽2. 5毫米以下，托叶披针形

11 ．荚果有毛，常含2粒种子；托叶具细齿…………小巢菜（v. hirsuta s. f. gray） 11．荚果无毛，常含4粒种子；托叶披针形………………………………………………… ……………………………………………四籽野豌豆（v. teterasperma moench.）

7 本实验列举以下几种植物，特征已列出，请按下列列举主要特征（花与果）及次要特征（营养器官）任选 5 种植物编制一个植物检索表，做为实验报告。

①马铃薯（ soolanum tuberosum l ．）具地下茎，聚伞花序，花两性，花冠折扇状，冠生雄蕊 5 个，子房上位，浆果，叶羽状全裂。

②向日葵（ helianthus annuus l ．）头状花序，花两性和无性，聚药雄蕊，单叶互生，大型草本，瘦果，子房下位，一年生。 ③苹果（ malus pumila mill. ）伞房花序，花两性，白色，蔷薇花冠，雄蕊多数，子房下位，梨果，木本，单叶互生。

④葡萄（ vitis vinifera l ．）木质藤本，具卷须，圆锥花序，花两性，花瓣 5 ，在顶端粘合成帽状，雄蕊 5 ，于房上位，浆果，单叶分裂。

⑤大豆（ glycine max(l.)merr ．）草本，具根瘤，三出复叶，总状花序，两性花，蝶形花冠，二体雄蕊，荚果。

⑥玉米（ zea mays l ．）草本，节与节间明显，花单性，雄花为圆锥花序，雌花为肉穗花序，无花被，雄蕊 3 个，颖果。

⑦白菜（ brassica pekinensis ripr ．） 二年生草本，单叶，总状花序，花黄色，两性，十字花冠，四强雄蕊，角果，具假隔膜。

⑧甜菜（ brta vulgaris l ．）二年生草本，主根肥大，肉质，单被花，花被 5 ，雄蕊 5 ，胞果。

⑨葱（ alliumfistulosum l ．）草本，叶圆管状，聚伞状伞形花序，有总苞，花被 6 ，雄蕊 6 ，蒴果。

8 ⑩胡萝卜（ daucus carota var ． sattva dc ．）二年生草本，主根肥大肉质，叶 2 － 3 回羽状全裂，复伞形花序，花瓣 5 ，雄蕊 5 ，双悬果。

第五篇：仿生学论文：浅谈昆虫与仿生学

结课论文

作者： 学号： 学院： 专业： tel： email: 指导老师： 题目：浅谈昆虫与仿生学

浅谈昆虫与仿生学

xxx （华南农业大学经济管理学院xxx，2xxxxx）

摘 要：在生物界中昆虫经历了长期的进化过程，发展出了许多与其所处生存环境相适应的器官系统，它们结构独特、功能奇异，因此，昆虫一直是仿生中最重要的对象之一。本文就昆虫仿生的仅展及热点，如：昆虫的形态仿生、结构仿生、感觉器官仿生、运动功能的仿生及其他特异能力的仿生进行介绍。

关键词：昆虫，仿生，功能

仿生学(bionics)是指模仿生物建造技术装置的科学，它是在上世纪中期才出现的一门新的边缘科学。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和机器，创造新技术。从仿生学的诞生、发展，到现在短短几十年的时间内，它的研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路，也就是向生物界索取蓝图的道路，它大大开阔了人们的眼界，显示了极强的生命力。无论是在初期抑或是现在，仿生学主要以昆虫为对象的仿生研究一直是国内外的研究热点。目前,有关昆虫仿生研究的主要方向有：昆虫的形态仿生、结构和功能的仿生、感觉器官的仿生、运动功能的仿生及其他特异能力的仿生等。[1]

一、昆虫形态的仿生

昆虫形态千差万别。形态仿生是早期仿生的主要内容，主要应用于军事和航空航天领域，例如：模仿蝴蝶色彩和花纹的军事伪装设施；模仿蜻蜒翅膀上的翅痣在飞机的两翼加上平衡重锤，解决飞机因高速飞行而引起振动的棘手问题；模仿蝴蝶翅面上的鳞片随阳光照射方向自动变换角度而调节体温的原理，成功实现对人造卫星由于位置不断变化而引起温度骤然变化的控制。另外，一些昆虫巢穴的形态(七大洲八大洋都有哪些？七大洲包括：欧洲、亚洲、非洲、大洋洲、南极洲、北美洲、南美洲；八大洋分别是：西太平洋、北太平洋、南太平洋、北印度洋、南印度洋、北大西洋、南大西洋、北冰洋。)结构也是仿生研究的内容。在一些大型建筑中，经常模仿蜜蜂巢穴的六角形的架构设计，使建筑物具有高强度力学支撑结构，既坚固、美观，又节省建材。

二、昆虫结构与功能的仿生

由于生存环境的关系，一些昆虫在进化过程中形成了非常独特的体表微细结构，这些结构为仿生学家所关注。例如：大凤蝶的翅膀颜色是黄、蓝色，但看起来却是闪闪发光的绿色。原因乃是布满在翅膀上的微型小坑对光线的反射，人眼无法将从坑底反射的黄色光与周围两次反射的兰色光区分开来，从而感觉到的是绿色。研究如何模仿蝴蝶翅膀表面细微结构开发新型防伪技术(如防伪纸币或信用卡)已成为该领域重要的课题。

另外，人们注意到一些甲虫的体表很少黏附土壤(尽管它们常年生活在土壤和粪堆中)。坦克的履带和汽车的轮胎以及其他地面作业机械容易黏附泥土，既降低功效又缩短使用寿命。通过研究土壤昆虫(如蜣螂)的体表微观构造，发现体表的非光滑结构、体液和负性电位有利于减黏脱附，利用这些特性，进行仿生研究，解决地面机械的土壤黏附问题,开发出对土壤的黏附大为减少的仿生犁和仿生推土机铲等。[2]

三、昆虫感觉器官的仿生

在嗅觉方面，很多昆虫具有高度灵敏的嗅觉。昆虫触角上分布有不同类型的嗅觉感受器，感受器的类型不同决定了昆虫对不同化学物质的分辨率。不同的昆虫嗅觉灵敏度有差异,触角的结构以及相应的传导网络是其重要的决定因素。除了高灵敏度以外，昆虫的嗅觉感受器还具有高分辨率和高度特异性的特点。目前，各国都在加紧研制实用的仿昆虫触角的嗅觉感受器检测装置。有的直接将昆虫触角与场效应管相连组成气味物质检测系统；有的则仿昆虫嗅觉感受器排列组合研制复传感器(传感器阵列)。德国和法国科学家研究嗅觉感受器并将其用于机器人的嗅觉导航系统。美国加州大学圣地亚哥分校的的研究人员则通过研究蝗虫触角叶接收气味信号的特点，提出一种新的网络模型，其核心是神经元网络之间可以相互连接形成一个系统而使他们能识别比传统网络更多的信号。

就听觉系统而言，声源定位能力是最显著的属性之一，对有些昆虫来说，这种能力是生死攸关的。例如，昆虫(蛾类)“反捕猎”行为，可以聪明地闪避蝙蝠的追捕；神经解剖学研究表明，昆虫(蛾类)鼓膜耳仅有2个听觉感受器细胞，但能非常灵敏地侦听出蝙蝠的超声信号。因此，模仿昆虫听觉结构，研究其对声发射、接收、听信息加工及运动调控的感觉神经生物学与神经行为学原理，可望开发先进的“反声纳”装置。[3]

在视觉方面，尽管昆虫复眼结构简单，但其功能却是人和哺乳动物的单眼所不及。例如：螳螂能在0105s内一跃而起，吞下飞行中的小虫。在如此短的时间内，它需要准确测出小虫大小、飞行方向和速度，而螳螂仅靠其1对大复眼和颈部的一个本体感受器即可实现。此外,昆虫复眼还能感知偏振光、紫外光等。根据这些现象和原理，已经进行了很多成功的仿生应用，如：一次可拍摄1329张照片的蝇眼照相机；仿昆虫复眼的先进的相控阵雷达；仿昆虫复眼研制成功的空对地速度计以及偏振光导航仪。实际上，昆虫的复眼本身是一个精巧的导航控制系统，根据多年的研究发现，昆虫(特别是家蝇)具有快速、准确地处理视觉信息的能力，能实时计算出前面飞行物的方位与速度，同时发出指令控制并校正自己的飞行方向和速度，以便跟踪和拦截目标。对昆虫复眼这一定向导航系统的研究已得到广泛重视。目前，各国都在加紧昆虫视觉仿生研究，试图模仿昆虫复眼成像机理以及昆虫视觉信息处理过程，研制新型靶标自动制导系统。

在昆虫感觉器官仿生(尤其是视觉仿生)方面，国内外都给予了高度关注，目前有2个热点：一是试图研制出对化学物质高度敏感的探测仪器；二是研究昆虫复眼电子模型以及听觉和嗅觉感受器电子模型，并将昆虫的这类特异的感觉原理用于机器人导航系统，以提高机器人的自主功能水平。

四、昆虫运动功能的仿生

昆虫的运动功能奇特，形式多样，有的蠕动、有的跳动、有的飞行。昆虫独特的飞行机制一直为仿生学家所关注，如：昆虫的翅与飞行、昆虫飞行过程中的信号接收与传递、昆虫的神经组织结构及控制机理等。

上世纪末,人们提出了微型飞行器(microairvehicle,mav)概念[4]。“微型机械飞行虫”(micromechanicalflyinginsect,mfi)或“虫型飞机”(entomopter)就是mav的一种。由于其体积小,有很好的隐蔽性和机动性，最适于在室内或野外小范围内进行侦察;也可以攻击载人飞行器及其它目标。将mfi用于气象数据收集、环境研究等方面，可大大减少费用。美国nasa甚至计划10年后将虫型飞机用于火星探测。mfi的发展，在未来国家安全和国家经济建设等方面将起至关重要的作用，正在世界范围内引起极大的关注。美国国防部国防高级研究计划署(darpa)从1992年就开始这种飞行器的论证工作，1995年组建了可行性研究小组，1997年拨款3500万美元制订一个为期4年的研制计划，开展了一系列的研究，近年来取得重要进展。然而，对于mfi或“虫型飞机”的研究，若采用传统的气动布局和飞行方式，可能会产生升力不足、稳定性差和控制困难等一系列问题。而微小昆虫则是大自然创造的“微型飞行器”，经过上亿年的进化和环境适应，在形态、运动方式以及利用“新型”空气动力学原理等方面,达到了近乎完美的程度。这是各国发展mfi技术加以仿生借鉴的核心。实际上,昆虫飞行功能研究(尤其是mfi研究)已经成为昆虫仿生领域最热烈的前沿方向之一。[5]

除了虫型飞机外，昆虫运动功能仿生的另一个方向是制造虫型机器人，模仿昆虫在陆地行走的腿足部结构和运动原理，研制具有昆虫足样行走能力的机器人或虫样蠕动的微型机车。这类机器人可被用于行进到崎岖不平的山路或其它非平坦地带(如：地震后墙壁倒塌的废墟中)执行特殊的任务。

五、昆虫其他特异能力的仿生

昆虫的独特自卫武器的仿生：有些甲虫在遇到敌害自卫时可喷出致命液体。美国军事专家受甲虫喷射原理的启发研制出了先进的二元化武器。另外，一些发达国家正在利用这种甲虫自卫武器原理研制二元化汽油：2个油箱分储不能独立燃烧的汽油中间体，进入发动机前才混合。或将普通汽油混入某种流体，进入发动机前再用特殊装置将其分离还原成普通汽油。

昆虫发光的仿生：一些昆虫(如：萤火虫)可将化学能直接转变成光能,，且转化效率几乎100%，而普通电灯的发光效率只有6%。模仿萤火虫的发光原理制成的冷光源使发光效率提高十几倍，大大节约了能量。此外，冷光源无论在军事上还是民用上都具有非常广阔的用途。仿昆虫化学能转换为电能和机械能也是昆虫特异能力仿生的一个重要方向，这在虫型飞机的能量供应上有非常重要的用途。

昆虫群体协作性的仿生：一些社会性昆虫，如：蚂蚁、蜜蜂等具有其特有的社会群体协作性，研究它们的这些群体习性，有的提出所谓“蚂蚁算法”,有的将其原理用于研究mav和多个机器人之间的协同工作。

综上所述，昆虫种群庞大、种类多样、外形迥异、功能奇特，是极其重要的仿生资源。目前，国际上昆虫仿生的热点主要集中在仿昆虫飞行器研制虫型机器人或虫型飞机、仿昆虫触角感受器开发生物传感器、仿昆虫视觉及其控制机理进行机器人导航、仿昆虫表面微结构研制新型脱黏附和防伪技术、仿昆虫感觉系统研制声纳Π反声纳装置等。我国在这些方面虽然都有所涉及，但尚不够深入，整体水平也有待提高。今后需要大力开展昆虫仿生资源研究，面对数以百万计的昆虫种类及其复杂精妙的结构，昆虫仿生必然有所选择，常见的昆虫易被作为仿生对象，但不太常见功能更为奇特的昆虫(如：在极端环境下生活的昆虫)更是值得开发的资源。与此同时,要进一步开拓仿生研究的新领域，尤其要注重昆虫特异能力(如：特异的感觉能力、信息处理能力)的仿生。只有通过多学科的交叉，结合现代生物学、工程学、微电子学等学科的研究技术和方法，加强对昆虫器官组织和细胞的生物学特性、功能及其机理的基础研究，深入理解昆虫各器官系统的生理学、生物化学、生物信息学等生物过程及其相关功能，才能在比较高的层次上更加有效地进行昆虫仿生。

参考文献：

[1]仿生学-百度百科http://baike.baidu.com/view/803.htm [2]程红,孙久荣,李建桥,任露泉.昆虫学报,2002,45(2):175～181 [3]肖占中.世界军事,1996,(11):64. [4]微型飞行器:像昆虫那样飞,辽宁日报,刘洪宇,2011-01-14 [5]微型飞行器-百度百科 http://baike.baidu.com/view/263652.htm

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