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研究生论文课题研究进展

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研究生论文课题研究进展

时光匆匆,新的一学期又开始了,在这个学期里我一定要去做一些有意义的事情,所以写下了计划。首先是加强学习,现在我的成绩还不太理想考试时全班的第三名,但是在区里面的排名还是不太好,并没有进去前一百名,挺遗憾的。这个学期我一定要成家的努力,更加的勤奋,不会让自己再一次的遗憾!其次是要多多阅读,多多写作,让自己的写作能力提高。现在的我也不知道为什么自己会这么酷爱写作,但是以前好的文章需要付出许多的汗水,我却并没有付出多少,所以并不会收获到什么好的文章,写作是需要日积月累的,在这个学期里面我一定会多多的付出,多多的阅读书籍,充实自己的生活,让自己更加完美。说道也就一定会做到,既然说出来了,我就一定会做到的。最后是要多做一些体育运动,让自己的身体更健康一些。我是个小懒虫,平时什么都不爱做,就连多走一段路都不愿意,更别提体育锻炼了,对于这一点,我还是很有自知之明的。所以以后我要多做体育运动,不能让自己这么懒下去了,否则一定会变成小猪了!这个新的学期,我一定会多做体育运动,不让自己那么懒。“十项全能”虽然说不能样样都做到,但是我一定会认真做好每一项的。新的学期,新的起点,初二下半册对于我们以后的学习生活非常重要,这正是我们学习的过度段,我不能被别人甩在后面,我要努力!新的学期计划我一定都要做到,亲爱的自己,加油吧!

论文的进展情况要分多个角度写:选定题目、收集材料、拟定论文提纲、开题报告撰写、初稿和修改稿的完成时间、定稿等过程的具体时间;还有材料的收集、文章的撰写和改动等都要有明细的安排,要考虑到论文课题研究中的每个阶段的重难点,且要根据毕业论文答辩时间来安排自己论文的进度。

论文进展写作步骤:

1、查阅了大量的相关资料,包括国内外有关文献,国内外众学者的相关论文、专著,以及国内外相关新闻报道等,对所要着手研究的课题作全面地了解与认识。

2、在对所搜集资料认真研究的基础上,拟定论文题目,填写开题报告。

3、对论文作初步构思,构建主体框架,写出论文提纲。

4、在老师的指导下,完成论文的初稿。

论文写作几大要素:

1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。

2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)

3、提要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。

4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。

主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。

关于论文进展的情况,我们应该先写的是过程,然后再写顺序,之后再写结尾。

第1周:确定论文主题方向,进行论文题目的筛选。第2周:以论文题目为核心,对相关资料进行收集和翻阅。第3周:对已搜集的资料加以整理,论证分析论文的可行性、实际性,将论文题目和大致范围确定下来,进行开题报告。第4周:整合已有资料、构筑论文的大纲。第5—8周:根据查找的数据和相关资料,进行深入详实的论文编写工作,对论文编写过程中所发现的问题,研究其解决方案,推敲整合,并进行修改完善,准备论文中期检查。第9-13周:完成论文的初稿部分,向指导老师寻求意见,优化论文的结构,润色语句,修改不当之处,补充不足之处。第14-15周,论文资料整合,最终定稿,为最终的答辩做好各方面准备,熟悉论文内容,增强自己对论文内容的把握,进行一定的思维发散,设计论文答辩。

体育课论文研究进展

树立体育观念的教育改革是社会进步对于公民身体素质的必然要求,开展幼儿体育教育具有重大的意义。幼儿的体育教育能锻炼幼儿的协调能力,能增加幼儿的抵抗力,对其将来的成长具有重要的意义,故应充分重视幼儿体育的重要性。

一、幼儿体育教学中存在的问题

1.开展次数多,但时间少

幼儿的体育教育一般是课间操及舞蹈等形式展现,但由于课间时间较短,加上幼儿园的场地限制,一般幼儿园开展的体育活动都比较少,虽然符合国家的关于幼儿体育教育的相关规定,但远远无法满足《幼儿园工作规程》的规定,其要求幼儿每天最少两个小时的体育活动和一个小时的户外体育活动的时间。

2.管理不全面

随着国家对幼儿教育的重视度越来越高,幼儿教育的师资力量及办学条件均取得了很大的成就,幼儿体育活动的开展日益增多,如课间操等,很大程度上丰富了幼儿教育的体育教育形式。但在开展的过程中存在诸多问题,如没有具体的规划,幼儿教师一般都是随意的进行体育教育,幼儿园也没有一定的评价指标,对教师的教育成果和教学目标进行评价。管理方面的缺失直接阻碍了对幼儿体育教育的发挥成效。

3.幼儿体育设施不能满足教育的要求

随着经济水平的提高,幼儿教育设施和教育场地都取得了一定程度的改善,但就目前的整体水平来看,不同地区间的幼儿教师设施存在显著性差异,一些经济落后的地区,幼儿教育设施存在很大的欠缺。这种现状违背了幼儿教育的'公平性原则,不利于幼儿身心健康的发展,同时,很大程度上反映了目前幼儿园体育设施不能满足教育的要求。

4.体育教学与生活实践脱轨

我国幼儿体育教学由于受到场地、器材及师资条件的制约,一些现代体育活动仍旧难于与幼儿的课堂融合,学生无法从事生活中自己所喜爱的运动项目的学次和锻炼,教师也过多地对学生进行体育技能的教学,并没有将体育的教学内容与学生的实际生活去相互联系。从而降低幼儿学习的体育课程的积极性。5.教学内容单一如果在幼儿体育教育中忽视基本运动能力的培养,而去过分地强调幼儿的兴趣,也不利于课堂教学的效果,脱离了幼儿体育所应发挥的作用。主要表现在从表面上看课堂气氛确实很活泼生动,但是幼儿的身体素质却未得到发展。

二、改善幼儿体育教学的策略

1.注重体育教学与生活的联系

注重体育教学与实际生活的联系,这是体育教学发展的必然趋势。在体育教学中,可以设置多个体育科目,让幼儿参与到不同的体育项目中,获得不同的情感体验,从而提高自己的体育能力,增强体质,更好地感悟生活。体育教学与其他学科不同,体育课堂一般设在室外,具有“开放性”的特点。在体育教学中,体育教师要善于发现生活中的体育资源,利用体育课堂“开放性”的特点,将体育学习与幼儿的实际生活紧密联系起来,让幼儿在生活中学习体育、感受体育,引导幼儿利用一切机会开展体育学习。

2.适当地增加幼儿体育教育时间

为充分释放孩子的天性,幼儿园可适当地增加幼儿的体育课堂时间,不断地丰富体育活动,增加幼儿的体育教学内容。可提倡部分幼儿园在安全工作确保的情况下,带幼儿进行户外体育的教育。但在实施幼儿体育活动时必须考虑运动量,由于幼儿的运动负荷较小,故应注意做到低强度、高密度、急缓结合、动静交替。

3.寓教于乐的教学方式

寓教于乐,教师可以设法将教学内容渗透到一些游戏活动中,发展学生的基本活动能力和增强学习热情。采用寓教于育、寓教于乐的教学方法调动学生参加体育活动的积极性,在教学的游戏中让学生享受成功的喜悦,学习技能,增强体质。当侧重于提高身体素质和机能能力时,可适当采用集体的竞赛游戏,以促进学习态度与情感的相互补充、相互激励,让幼儿在娱乐中获取新的知识。

4.加强体育课堂评价,促进学生成长和进步

幼儿喜欢别人的赞美和肯定。正确、积极地评价学生的学习和成绩能够对学生形成激励作用,因此,在体育课堂教学的过程中,教师应当给予学生科学的评价,使体育课堂中充满活力与激情,促进体育教学有效地开展。当教师在课堂对学生迸发出来的思想、智慧和行为的火花或对学生取得的成绩和进步给予肯定和表扬时,会激发学生的学习兴趣和求知上进的欲望。

三、结语

幼儿体育是幼儿教育喜闻乐见的教育内容。幼儿体育的性质特点与幼儿天生好动的行为相辅相成。由于其灵活多样、生动活泼的组织形式深深地吸引着儿童。幼儿体育对幼儿的教育功能效果明显,其对幼儿良好思想品德的形成和身心健康的发展起着举足轻重的作用。所以,幼儿体育教学质量一定要严把关,毕竟幼儿还是处在身心健康的发展阶段,教学质量的好坏直接影响着幼儿教育的成败。

你去查一下(体育科学进展)里面的论文呗~论文都是要自己写的~你看的多了~自己自然就会写论文了~

体育课堂教学论文开题报告

一、课题提出的背景及理论支持

(一)课题提出的背景

素质教育有两个最基本的特点,就是面向广大学生和学生的全面发展。长期以来,许多学校为了应试,只重文化课的知识技能,而对体育课不够重视,有的甚至随意侵占体育课的时间,把体育课改上其他课。随着素质教育的全面推进,旧的教育教学模式在不断地被突破,以人为本,以学生发展为本的理念越来越被广大教育工作者接受并付诸实践。尤其是小学生,很多方面都处于刚形成或初步发展的时期,对任何事情都好奇,所以好动成为他们的天性。"集合整队"是每堂体育课开始要做的工作,也是体育课开始后的第一个课堂常规,集合整队时做到"快、静、齐"是对学生集合提出的要求,也是维护适当的师生关系,保障体育课正常进行、提高课堂教学效率的必要措施,但是,如何达到"快、静、齐"却成了令老师"头痛"的问题。本课题希望通过研究和实践,找到提高"集合整队"快、静、齐,有效性的方法,从而提高体育课堂教学效率。

(二)课题理论依据

《体育新课标》中也指出,培养学生兴趣,使学生热爱体育,这是如何上好体育课的关键,那么在一堂体育课中,"集合整队"是每堂体育课开始要做的工作,也是体育课开始后的第一个课堂常规,集合整队时做到"快、静、齐"是对学生集合提出的要求,也是维护适当的师生关系,保障体育课正常进行、提高课堂教学效率的必要措施,从中是学生的实践能力得到更好的锻炼与发挥。

二、课题研究的目标、内容及要解决的问题

(一)课题研究的目标

1、通过本课题的研究,提高教师的研究能力与水平,促进教师教学专业化发展。

2、通过本课题的研究,树立教师教学有效性的理念,在体育教学中,能够掌握体育课前整队的有效策略,提高课堂教学效益。

3、通过本课题的研究,大多数学生能达到体育课程标准关于对课前整队做到快、静、齐掌握情况的要求,在原有基础上有所发展,学生的体育素养有效提升,学习富有成效。

(二)课题研究的内容

1、我校体育课堂教学课前"整队集合"快、静、齐的现状调查研究。通过调查研究,了解我校体育

2、课前"整队集合"快、静、齐的现状,分析存在的问题,寻找解决问题的方法。

3、体育课前"整队集合"快、静、齐的理论探索。通过学习,深刻理解体育课前"整队集合"快、静、齐的意义与作用。

4、体育课前"整队集合"快、静、齐的方法和途径。通过研究,丰富体育课前"整队集合"快、静、齐的内容、形式,提高有效性,从而提升体育课堂教学效率。

(三)课题研究要解决的问题

1、提高学生的学习兴趣,充分调动学生的参与欲望,使学生对体育课有更深刻的记忆,从而更熟练的参与体育课前整队。

2、使更多的学生能更熟练的知道课前整队的要求有利于他们快速准确的做到,提高最基本的课前整队能力。

3、使体育教学生动化、趣味化、生活化、并更接近孩子们的年龄特点。

4、拓宽孩子们的思维,激发主动创新的意识。

5、转变教师的教育教学观念,优化教学策略和方法,提高课堂教学效率。

三、课题研究方法和思路

(一)研究方法

1、教育调查法:通过问卷及个人询问,了解学生对于"整队集合"快、静、齐的认识。

2、对比教学法。对实验班和对比班用不同的方法组织教学同一环节,观察学生的课堂反应,检测课前的整队情况。并从中反思两课的教学效果差异,分析产生差异的根源,为课题研究提供方向性指导。

3、观察法。在教学实践中仔细观察实验班和对比班学生的'课堂学习状态和行动的差异,总结出提高整队、速度及快速整队能力的方法。

4、探讨辩证法。定期与同科头教师进行交流探讨,不断改进不足,记录收获,体验成功。努力使研究的成果更有价值更具实用性,帮助我们解决快速整队这一枯燥、乏味的知识教学。

5、经验归纳总结法:及时对研究活动中取得的经验体会进行总结归纳,形成研究的规律及方法,用以指导教学。

6、行动研究法:通过教学实践,并结合理论研究,在实际的教学过程中发现问题以及寻找答案。

7、文献资料法:不断通过各种途径搜集相关资料,并进行学习总结,将别人的东西转变为自己的资源。

8、案例研究法:通过教学过程中的实际案例的分析,及时地进行分析、总结,找到有关问题的根源,及时解决问题。

(二)研究思路

1、就目前老师组织课前教学的模式、学生的课堂表现作以调查分析,制定研究方案。

2、学习与本课题研究有关的文献资料,收集、整理现有的学习成果。

3、围绕如何有效组织课前整队教学开展专题研讨活动。

4、按既定方案开展、实施课题研究。

5、评估、反馈实验效果,调整研究方向,优化研究策略。

四、课题研究过程

1、2015年12月1日至10日:制定研究方案,递交评审申请。

2、2015年12月11日至13日:对六年级三个班级展开问卷调查,做好数据的分析与统计工作,摸清学生学习的动力和难点,为开展研究奠定基础。

3、2015年12月14日至2015年1月20日:展开课题研究。通过不同方法的对比教学,观察各个班级学生的学习状态和学习效果,不断地交流探讨、辩证总结,提升教学方法,优化课堂教学手段。

4、2015年2月至3月:遵循"实践—探讨—反思—实践—总结"的思路,在教学实践中不断改进提高,归纳出最优的教学方法,能形成较为科学合理的教学模式并能拓展到理论层面,形成具有指导意义的学术论文。

5、2015年4月:整合过程性资料,完成课题结题报告,展示研究成果。

6、打造优质课,进行现场点评、撰写评课稿,验证研究成果。

(1)邀请专家同行到校共同参与教学活动,指导教师科学的设计教学活动,进一步提高教师教学能力。

(2)整理分析实验数据、资料和成果,总结不同的教学所运用的有效研究策略。撰写结题报告,申请结题。

五、课题研究预期成果

1、通过理论学习与实践,总结归纳出有实用价值的、符合小学生学习的有效策略。

2、让孩子们养成良好的创新意识。

3、让孩子们喜欢数学课,学会主动学习。

六、完成课题研究的条件和保证

背景条件:随着新课改理念不断深入人心,我们已充分认识到高效课堂对于提升学生能力,提高教师专业能力的重要性。广大教师从内心上乐意接受并尝试教学研究,为课题研究的开展提供了良好的人力资源。陈校长特别重视课题研究,他提出了"组组有课题、人人有课题、以课题提高课堂效率,以课题推动学校内涵发展"的目标,并邀请县教育局、县教研室的领导和专家对本课题的研究工作给予了很多的指导。

人员条件:课题负责人为学校教务主任,受过系统的教育科研方法教育或训练,掌握系统的教育科研流程,且一直坚持在教学一线,对课堂教学中存在的困惑,学生学习中存在的问题有着切身的体会,为课题研究的开展提供了第一手详实可靠的资料。

经费保障:学校大力支持各级各类课题的研究工作,并提供相应的科研经费,设立了教师课题研究成果奖,为课题研究的开展奠定物质基础。

园艺研究进展课程论文

学术堂最新整理了一部分关于园艺论文的参考题目:1、西藏园艺产业发展与农牧民增收致富探讨2、基于问题的园艺植物育种学探究式教学模式研究3、从指导教师角度谈园艺专业大学生科研训练计划项目的实施4、台风对浙江省设施园艺的影响及防避措施5、多倍体育种在园艺作物中的应用6、园艺专业观赏植物病虫害防治课程教学改革的探索与实践7、提高职业教育中园艺技术专业实习课教学质量的几点思考8、复合应用型园艺专业人才培养模式探讨9、探究设施园艺中的土壤生态问题及其清洁生产10、建设高校园艺实习基地培养农业科技人才11、云斑白条天牛对园艺作物的危害及习性12、园林园艺类中高职里面课程结构衔接对策13、现代园艺专科人才分类培养的探索与实践14、园艺植物繁殖学教学改革探索15、设施园艺智能化发展趋势与路径16、果树园艺技术与果树营养诊断策略之我见17、施用外源物质对园艺作物抗逆性影响研究进展18、"园艺产品贮藏与加工"课程教学改革探析19、高职园艺技术专业实践教学改革初探20、提高"园艺植物研究法"教学质量的探讨

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中国观赏园艺产业现状与发展趋势摘要当今观赏园艺产业处于飞速发展时期,其发展速度已大大超过了经济发展的速度,预计在今后相当长的时期内,观赏园艺植物生产都将维持在一个较高的发展速度上。在全面分析了中国目前观赏园艺产业现状的基础上,结合发展我国观赏园艺产业的优势条件,进一步论证了今后我国观赏园艺产业的发展趋势。关键词观赏园艺产业;现状;发展趋势;中国观赏园艺是研究花卉、树木、草坪和地被等园林植物的分类、习性、繁殖与栽培、应用、育种、生产、管理和盆景制作、花园、公园和居民区园林设计和管理等的学科。随着市场经济的发展和人民生活水平的提高,园林建设在人们的生活中日益重要,观赏园艺产业逐渐成为市场经济建设中的一支新生力量。现就我国观赏园艺产业现状与发展趋势作一论述。1观赏园艺产业现状1.1观赏园艺品种资源丰富中国从南到北跨越热带、亚热带、暖温带、中温带和寒温带等几个气候带,东部和南部地区降水量丰沛,土壤类型多种多样,具有良好的观赏园艺作物生长的土壤条件,加上地形、降雨、光照等多变的自然条件,形成了多种农业生态类型,适合各种类型的观赏园艺作物生长,品种资源丰富。1.2观赏园艺产业迅猛发展随着农业结构战略性调整的全面展开,我国观赏园艺业得到了前所未有的快速发展,无论是种植面积还是人均占有量均有很大提高,观赏园艺产业已成为中国农村脱贫致富奔小康的支柱产业,成为农业结构中最为活跃的主导产业。观赏园艺产业正在向产业化经营推进,其中涌现了大批规模大、带动力强的龙头企业。企业发展注入的资金形式趋于多样化,包括外资、民资、工商资本等形式资本。观赏园艺业的发展方向更趋合理、细致,产业的生产已经初步形成了比较合理的区域化布局。比如中国部分地区观赏园艺业已逐渐形成基地化和集约化生产体系、科技开发支撑体系、市场营销体系、配套物资生产和供应体系,观赏园艺业正朝着集生产、花卉文化、旅游娱乐于一体的方向发展。观赏园艺的迅速发展给中国带来了巨大的效益,不仅观赏园艺产品出口创汇额大幅度增加,同时在许多地区还带动了其他产业的发展,如运输业、旅游业,以及为观赏园艺产业服务的科技产业。1.3生产技术亟待改进尽管我国观赏园艺正以前所未有的速度向前发展,但是毕竟我国观赏园艺产业的发展仅处于初期,在发展中也出现了不少问题,如产品质量不高、农药残留污染严重、单位面积产量较低、采后贮藏加工技术落后、产业结构和品种结构不合理等。近几年来,我国观赏园艺业虽然使用温室、塑料薄膜和地膜覆盖技术已有相当大的面积,但总体上与经济发达国家相比,其生产能力和水平还很低,观赏园艺产品国际市场占有率低,虽然近年来中国观赏园艺出口占世界的比例也呈稳步提高的趋势,但是中国观赏园艺产品出口占世界总出口量的比例与产量占世界的高比例仍然极不协调。现代观赏园艺业的发展急需要先进的园艺科技作为强有力的技术支撑。1.4观赏园艺产业结构不尽合理中国观赏园艺产业生产和销售是由多水平体系构成,观赏园艺产业在国际市场上占有率低,国内与国际市场发展亟待平衡。多水平体系构成的国内需求层面较多,国内少数富裕城市已逐渐应用了现代栽培技术、无土栽培系统和减少使用土壤消毒剂、农药等技术,此类城市生产的观赏园艺产品已达到出口标准,逐渐取代了昂贵的进口产品,这样的产品在国内有市场。另外,由于大城市和农村地区之间可支配的收入差距相当大,技术含量较低的企业生产的一些品质较低或质量规格不理想的产品在农村和欠发达地区也有一定的市场空间。各需求层面的需求容量已趋饱和,已出现供过于求的趋势,但是在国际市场,中国观赏园艺产品占有率低,目前我国观赏园艺产品出口市场主要集中在亚洲,这是制约我国成为世界观赏园艺贸易强国的重要因素。为了实现观赏园艺产品增产增收,必须从根本上突破国内观赏园艺产品市场供过于求的“瓶颈”,对当前观赏园艺产业结构进行合理的调整,使观赏园艺产业转向外向型产业。观赏园艺产品结构调整的着力点要转向国际市场,要在巩固亚洲市场份额的前提下,积极开拓北美洲、欧洲、南美洲、非洲等市场,做到观赏园艺产品出口市场的多元化,做大国外市场这块“蛋糕”。只有我国观赏园艺产品在国外获得一块新的市场“蛋糕”,我国观赏园艺产品才能避免对单一市场的依赖性,走出国内过度竞争的“怪圈”。同时这样的结构调整还能降低观赏园艺产品的经营风险,实现结构调整的整体效益提高,提高观赏园艺产品生产与贸易的经济效益。另一方面,从观赏园艺产业国际化的趋势来看,更是迫切需要加快观赏园艺产业的结构调整,使我国观赏园艺产业尽快融入世界经济一体化进程,从根本上提高我国观赏园艺产业的国际竞争力。2发展趋势2.1观赏园艺品种结构不断调整,产业布局更加合理中国观赏园艺业首先按照区域比较优势原则,调整观赏园艺产品的区域布局,以市场为导向,观赏园艺产品种植向最适应生态区、适宜生态区集中。根据国内外市场需求,名特优新品种和具有特色应时小水艺类产品生产基地、加工原料供应基地和出口加工基地得到快速发展。在目前市场竞争压力日益严峻的形势下,观赏园艺企业决策者时刻要把握市场,对于经营环境产生的冲击因素要进行灵敏的调整。2.2观赏园艺产业向质量型和效益型方向发展目前我国的粮食和其他主要农产品已由长期供不应求转变为阶段性供大于求,包括园艺生产在内已经进入初期过剩阶段。因此,在实行观赏园艺产业化经营过程中要从过去追求产量增长,迅速转向突出质量和效益,向多样化和高品质的方向发展。观赏园艺产业化经营不仅要以消费者的需求为生产导向,追求产品质量更是首要的,只有生产出优质的适应市场需求的产品才能在市场占有一定的份额。因此,实行质量型战略不仅要在最终产品上把握质量,而且要实行全程质量控制。这就需要从事观赏园艺产品生产加工和经营的企业或个人在所有环节都要自觉和严格按企业的质量标准要求进行生产和经营,树立品牌和维护品牌的形象。2.3现代物流方式得到广泛应用观赏园艺产品大多具有鲜活、易腐以及商品率高等特点,在主产区建立一批产地批发市场、专业性服务组织和市场中介组织成为观赏园艺业快速发展的必备条件。专业信息网站的建立将为准确地收集、分析、预测、发布观赏园艺产品的生产、加工和进出口贸易信息提供快速通道。配送、连锁等多种业态的现代物流方式也将得到广泛应用,现代交易手段将会多种多样,包括电子商务、拍卖等。观赏园艺产品集散、配送、储藏、拍卖及营销信息系统将会得到完善。2.4产品比较优势得到逐步实现为了使我国观赏园艺产品的比较优势得到逐步实现,一方面要提高我国观赏园艺产品的科技含量,大力实施“科教兴园”战略,推进我国观赏园艺产业的科技创新。一些改革将会对我国未来观赏园艺产业科技含量的提高起到关键性的作用:一是观赏园艺产业科技体制改革将全面实施,科技体制进一步创新。二是观赏园艺产业人才培养加快,从业人员科学文化素质全面得到提高。三是科研机构及科研人员将会投身观赏园艺产业发展的主战场,走科研、生产、开发一体化之路,观赏园艺产业科技成果转化加快。四是观赏园艺产品标准化生产加快推进,观赏园艺产品标准化体系和生产技术体系将会逐步完善,科技成果逐步实现量化、标准化和产业化,观赏园艺产品质量、品质不断提高,园艺产品的国际竞争力得到增强。另一方面,观赏园艺产业化经营将更加重视产业文化、企业形象和名牌培养,树立中国名优园艺产品形象。今后我国观赏园艺产业将凭借品质优势,在国际市场上的占有率不断扩大,产品比较优势将得到逐步实现。2.5观赏园艺产业逐步迈向外向型观赏园艺产业在将来,中国观赏园艺生产过程中技术应用的广度和深度将会不断扩大;生产经营者的素质不断提高,良种繁育、标准与监测、市场信息服务不断完善;质量认证和标识制度,建立双边和多边质量互认机制,将会逐步推行;中国特有的、具有自主知识产权的园艺产品,要立法加强保护。所有这些将会推动未来的观赏园艺业快速迈向外向型观赏园艺业。3参考文献[1]刘汉成.我国园艺产业国际竞争力分析[J].中国果业信息,2005,22(8):5-8.[2]EDWARD BENT.一个外国记者眼中的中国观赏园艺业[J].中国花卉园艺,2003(17):20.[3]李西萍,张强.园艺产业发展中存在的问题及发展思路[J].内蒙古农业科技,2004(5):7-8.

参考文献:发展现代园艺产业 促进农民增收张国庆 李莉 李建伟 冷杨 李立秋 张真和 全国农业技术推广服务中心,北京100026[文 摘]本文通过对我国园艺作物生产现状及园艺产业的经济和社会地位的分析,提出了我国现代园艺产业发展思路和制定发展现代园艺产业政策的紧迫性。[刊 名]>>>天津农林科技-2007(2)-1-4广东省园艺产业发展思路广东省发展南亚热带作物办公室[文 摘]作为广东种植业重要组成部分的园艺产业,主要包括各种水果、蔬菜、花卉、茶叶等作物,这些作物大多属于南亚热带作物。经过20多年的发展,广东省园艺生产取得了令人瞩目的成就,种植面积占农作物播种面积的50%以上,产值占种植业的70%左右。目前广东省水果产量居全国第三位,蔬菜产量居全国第四位,花卉产销量和出口创汇居全国首位。2004年全省水果种植面积为1479.98万亩,总产量787.85万吨,产值182亿元(当年价)。其中:香蕉189万亩、320.9万吨,柑桔263.53万亩、159.08万吨,菠萝39.1万亩、47.51万吨,荔枝426.16万亩、94万吨,龙眼177.45万亩、39.16万吨。全省形成了以香蕉、柑桔、荔枝、龙眼、菠萝、芒果等特色水果为主导产品的岭南水果优势区域;2004年全省蔬菜播种面积1720万亩,在种植业中仅次于粮食作物播种面积,排在第二位,总产量2557.65万吨,超过粮食总产量,名列农作物产量榜首,产值约250亿元;2004年全省花卉种植面积61.7万亩,销售额约50.38亿元,是种植业中平均亩产值效益最高的作物之一;2004年全省茶叶种植面积58万亩,总产量4.04万吨,产值约6.6亿元。[刊 名]>>>中国热带农业-2006(3)-6-7改革开放中的中国园艺科技[1]中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京100081 [2]中国农业大学农学与生物技术学院,北京100094[文 摘]我国发展园艺产业的自然资源和劳动力资源优势明显,有利于我国在国际上的竞争。尤其改革开放以来,园艺产业发生了跨跃式变化。园艺产品的营销体制向市场机制的根本性转化,使园艺产业充满了生机和活力,拉动了其产业发展,中国园艺作物的生产规模和产量的份额在国内农业经济和国际园艺产业中有明显优势;园艺业是劳动力和技术密集型产业。可以消化大量农村劳动力,可提高农民素质和农民收入,对解决我国三农问题起了重要作用。政府重视园艺产业的发展,科技投入大幅度增加、科教力量比较完善实力雄厚,保证了园艺科学研究和人才培养。近年园艺作物的科研取得重要成绩:种质资源、引种及遗传育种的成果已直接在生产上开发应用,设施栽培和采后技术对增产增收增加产品附加值的贡献大幅度提高,先进的生物技术提高了基础研究水平并获得了育种和繁殖技术的成效。加入世界贸易组织以来,我国园艺产业对科技和教育提出更高要求:注重营养品质和商品品质的培育,注意优质、无公害生产过程有利于生态环境和生产持续发展,提高和健全园艺产品的品质检测技术体系,以稳步提高我国园艺产品的卫生安全和出口能力,以园艺科技的发展促进园艺产业向规模化、集约化、专业化、标准化的现代管理模式过渡,等等。[刊 名]>>>中国农业大学学报-2005:10(4)-51-54中国设施园艺研究现状与发展趋势[1]浙江省农业科学院蔬菜所310021//浙江大学农业生物环境工程研究所310029 [2]浙江大学农业生物环境工程研究所310029 [3]浙江省农业科学院蔬菜所310021[文 摘]在总结国外设施园艺行业研究现状,对国内设施园艺产业发展、标准化进程以及设施结构、作物和环境模型、环境控制技术等科研进展的基础上,指出中国设施园艺行业发展的存在科技含量低、设施水平低下和运行管理水平低等多方面的不足之处,并对今后中国设施园艺行业的发展方向作了探讨。[刊 名]>>>中国农学通报-2005:21(1)-236-238内蒙古园艺产业现状与科技发展对策内蒙古农业科学院园艺所,内蒙古呼和浩特010010[文 摘]文章概述了近年来内蒙古园艺产业的成就及存在的问题。分析了园艺产业发展的优势。提出了加快园艺产业化发展的科技对策。[刊 名]>>>内蒙古农业科技-2004(F12)-22-24中外园艺产业比较及发展对策研究华中农业大学经贸学院,湖北武汉430070[文 摘]通过研究认为我国一直是世界园艺生产大国.在世界园艺生产中占有举足轻重的地位。许多园艺产品产量都是排在世界首位。但是我国园艺产品的国际市场占有率却很低,国际商品化率低,单产水平与园艺大国存在较大差距。本文就如何发展我国园艺产业提出了具体的对策建议。[刊 名]>>>生产力研究-2004(12)-128-130园艺产业发展中存在的问题及发展思路新疆石河子大学园艺系.新疆石河子832003[文 摘]园艺业在农业中占有重要地位,其产品与人们的日常生活有着直接和密切的关系。文章就园艺产业发展中存在的问题及其发展趋势和思路作一综述。[刊 名]>>>内蒙古农业科技-2004(5)-7-8全文为PDF格式,无法复制,如需要我可以传给你。

研究生学位论文研究进展情况

进展情况:1.查阅了大量的相关资料,包括国内外有关文献,国内外众学者的相关论文、专著,以及国内外相关新闻报道等,对所要着手研究的课题作全面地了解与认识。2.在对所搜集资料认真研究的基础上,拟定论文题目,填写开题报告。3.对论文作初步构思,构建主体框架,写出论文提纲。4.在老师的指导下,完成论文的初稿。

时光荏苒,光阴流逝一转眼研究生阶段的学习已经过半。回首过去的一年多,我觉得还是比较充实且有意义的,其中有收获,当然也有失落。总的来说自己成熟了很多。在这里对自己过去一年多的学习、生活、科研及社会工作等做一个小结,目的是总结经验,发现不足之处,以利于今后继续发扬优点,弥补不足,为将来适应社会做好准备,让自己的人生道路走得更稳、更好,以服务于祖国和人民。先从政治思想和道德品质方面谈谈我这一年来的认识和收获。虽然自己在本科阶段未能如愿加入中国共产党,但我始终不忘党的宗旨,时刻以共产党员的标准严格要求自己。用科学发展观来认识世界,认识社会,能清醒的意识到自己所担负的社会责任,对个人的人生理想和发展目标有了相对成熟的认识和定位。同时,我也在努力争取早日加入中国共产党。在学习方面,我根据自身研究方向的要求,有针对性的认真研读了有关核心课程,为自己的科研工作打下扎实基础,并选修了一部分其他课程,开阔了自己的学术视野。在导师的指导下,积极参与了一些课题的研究。在研究的过程中,认真阅读教材、查阅学术资料和参考书籍,增强自己的实践动手能力,使自己的理论知识与实践水平得到了进一步的增强和提高。通过对研究方向的深入钻研,对专业领域的应用背景、科学前沿以及整个学科的结构都有了宏观、深入的认识,使自己具备了自我学习,认真思考、善于钻研的能力。并认真撰写了研究生毕业论文开题报告,准备在专业领域根据自己的研究成果发表一到两篇学术论文。平时生活中,为人处世和善热情,和同学关系融洽,并积极参与各项集体活动。纵观研究生阶段这已过去的日子我所获颇丰,从学业、科研工作到个人素质都得到了充分的培养和锻炼,是充实且有意义的一段经历。相信这些经历和积累都将成为我人生道路上的宝贵财富。在以后的工作和学习中,我将继续保持并发扬严谨治学的作风,兢兢业业,争取让每一天更加充实且有意义。

仿生学研究进展论文

仿生学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科学。 仿生学仿生学一词是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。 仿生学(bionics)在具有生命之意的希腊语bion上,加上有工程技术涵义的ics而组成的词。大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科。 苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由3000多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。 自然对方身份的是非得失生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类什么启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。[编辑本段]【人类仿生学起源】 自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发仿生学展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。 鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。 以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生学的先驱,也是仿生学的萌芽。[编辑本段]【发人深省的对比】 人类仿生的行为虽然早有雏型,但是在20世纪40年代以前,人们并没有自觉地把生物作为设计思想和创造发明的源泉。科学家对于生物学的研究也只停留在描述生物体精巧的结构和完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧,辛辛苦苦的努力,进行着人工发明。他们很少有意识的向生物界学习。但是,以下几个事实可以说明:人们在技术上遇到的某些难题,生物界早在千百万年前就曾出现,而且在进化过程中就已解决了,然而人类却没有从生物界得到应有的启示。 在第一次世界大战时期,出于军事上的需要,为使舰艇在水下隐蔽航行而制造出潜水艇。当工程技术人员在设计原始的潜艇时,是先用石块或铅块装在潜艇上使它下沉,如果需要升至水面,就将携带的石块或铅块扔掉,使艇身回到水面来。以后经过改进,在潜艇上采用浮箱交替充水和排水的方法来改变潜艇的重量。以后又改成压载水舱,在水舱的上部设放气阀,下面设注水阀,当水舱灌满海水时,艇身重量增加使它潜入水中。需要紧急下潜时,还有速潜水舱,待艇身潜入水中后,再把速潜水舱内的海水排出。如果一部分压载水舱充水,另一部分空着,潜水艇可处于半潜状态。潜艇要起浮时,将压缩空气通入水舱排出海水,艇内海水重量减轻后潜艇就可以上浮。如此优越的机械装置实现了潜艇的自由沉浮。但是后来发现鱼类的沉浮系统比人们的发明要简单得多,鱼的沉浮系统仅仅是充气的鱼鳔。鳔内不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气来调节鱼鳔中气体含量,促使鱼体自由沉浮。然而鱼类如此巧妙的沉浮系统,对于潜艇设计师的启发和帮助已经为时过迟了。 声音是人们生活中不可缺少的要素。通过语言,人们交流思想和感情,优美的音乐使人们获得艺术的享受,工程技术人员还把声学系统应用在工业生产和军事技术中,成为颇为重要的信息之一。自从潜水艇问世以来,随之而来的就是水面的舰船如何发现潜艇的位置以防偷袭;而潜艇沉入水中后,也须准确测定敌船方位和距离以利攻击。因此,在第一次世界大战期间,在海洋上,水面与水中敌对双方的斗争采用了各种手段。海军工程师们也利用声学系统作为一个重要的侦察手段。首先采用的是水听器,也称噪声测向仪,通过听测敌舰航行中所发出的噪声来发现敌舰。只要周围水域中有敌舰在航行,机器与螺旋桨推进器便发出噪声,通过水听器就能听到,能及时发现敌人。但那时的水听器很不完善,一般只能收到本身舰只的噪声,要侦听敌舰,必须减慢舰只航行速度甚至完全停车才能分辨潜艇的噪音,这样很不利于战斗行动。不久,法国科学家郎之万(1872~1946)研究成功利用超声波反射的性质来探测水下舰艇。用一个超声波发生器,向水中发出超声波后,如果遇到目标便反射回来,由接收器收到。根据接收回波的时间间隔和方位,便可测出目标的方位和距离,这就是所谓的声纳系统。人造声纳系统的发明及在侦察敌方潜水艇方面获得的突出成果,曾使人们为之惊叹不已。岂不知远在地球上出现人类之前,蝙蝠、海豚早已对“回声定位”声纳系统应用自如了。 生物在漫长的年代里就是生活在被声音包围的自然界中,它们利用声音寻食,逃避敌害和求偶繁殖。因此,声音是生物赖以生存的一种重要信息。意大利科学家斯帕兰捷很早以前就发现蝙蝠能在完全黑暗中任意飞行,既能躲避障碍物也能捕食在飞行中的昆虫,但是塞住蝙蝠的双耳、封住它的嘴后,它们在黑暗中就寸步难行了。面对这些事实,斯帕兰捷提出了一个使人们难以接受的结论:蝙蝠能用耳朵与嘴“看东西”。它们能够用嘴发出超声波后,在超声波接触到障碍物反射回来时,用双耳接收到。第一次世界大战结束后,1920年,哈台认为蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围。并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同。遗憾的是,哈台的提示并未引起人们的重视,而工程师们对于蝙蝠具有“回声定位”的技术是难以相信的。直到1983年采用了电子测量器,才完完全全证实蝙蝠就是以发出超声波来定位的。但是这对于早期雷达和声纳的发明已经不能有所帮助了。 另一个事例是人们对于昆虫行为为时过晚的研究。在利奥那多·达·芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后,人们经过长期反复的实践,终于在1903年发明了飞机,使人类实现了飞上天空的梦想。由于不断改进,30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类,显示了人类的智慧和才能。但是在继续研制飞行更快更高的飞机时,设计师又碰到了一个难题,就是气体动力学中的颤振现象。当飞机飞行时,机翼发生有害的振动,飞行越快,机翼的颤振越强烈,甚至使机翼折断,造成飞机坠落,许多试飞的飞行员因而丧生。飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象,经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法。就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置,这样就把有害的振动消除了。可是,昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了,它们也毫不例外地受到颤振的危害,经过长期的进化,昆虫早已成功地获得防止颤振的方法。生物学家在研究蜻蜓翅膀时,发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣。如果把翼眼去掉,飞行就变得荡来荡去。实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害,这与设计师高超的发明何等相似。假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用,获得有益于解决颤振的设计思想,就可似避免长期的探索和人员的牺牲了。面对蜻蜓翅膀的翼眼,飞机设计师大有相见恨晚之感! 以上这三个事例发人深省,也使人们受到了很大启发。早在地球上出现人类之前,各种生物已在大自然中生活了亿万年,在它们为生存而斗争的长期进化中,获得了与大自然相适应的能力。生物学的研究可以说明,生物在进化过程中形成的极其精确和完善的机制,使它们具备了适应内外环境变化的能力。生物界具有许多卓有成效的本领。如体内的生物合成、能量转换、信息的接受和传递、对外界的识别、导航、定向计算和综合等,显示出许多机器所不可比拟的优越之处。生物的小巧、灵敏、快速、高效、可靠和抗干扰性实在令人惊叹不已。[编辑本段]【仿生学重大意义】 仿生学是连接生物与技术的桥梁 自从瓦特(James Watt,1736~1819)在1782年发明蒸汽机以后,人们在生产斗争中获得了强大的动力。在工业技术方面基本上解决了能量的转换、控制和利用等问题,从而引起了第一次工业革命,各式各样的机器如雨后春笋般的出现,工业技术的发展极大地扩大和增强了人的体能,使人们从繁重的体力劳动解脱出来。随着技术的发展,人们在蒸汽机以后又经历了电气时代并向自动化时代迈进。 20世纪40年代电子计算机的问世,更是给人类科学技术的宝库增添了可贵的财富,它以可靠和高效的本领处理着人们手头上数以万计的各种信息,使人们从汪洋大海般的数字、信息中解放出来,使用计算机和自动装置可以使人们在繁杂的生产工序面前变得轻松省力,它们准确地调整、控制着生产程序,使产品规格精确。但是,自动控制装置是按人们制定的固定程序进行工作的,这就使它的控制能力具有很大的局限性。自动装置对外界缺乏分析和进行灵活反应的能力,如果发生任何意外的情况,自动装置就要停止工作,甚至发生意外事故,这就是自动装置本身所具有的严重缺点。要克服这种缺点,无非是使机器各部件之间,机器与环境之间能够“通讯”,也就是使自动控制装置具有适应内外环境变化的能力。要解决这一难题,在工程技术中就要解决如何接受、转换。利用和控制信息的问题。因此,信息的利用和控制就成为工业技术发展的一个主要矛盾。如何解决这个矛盾呢?生物界给人类提供了有益的启示。 人类要从生物系统中获得启示,首先需要研究生物和技术装置是否存在着共同的特性。1940年出现的调节理论,将生物与机器在一般意义上进行对比。到1944年,一些科学家已经明确了机器和生物体内的通讯、自动控制与统计力学等一系列的问题上都是一致的。在这样的认识基础上,1947年,一个新的学科——控制论产生了。 控制论(Cybernetics)是从希腊文而来,原意是“掌舵人”。按照控制论的创始人之一维纳(Norbef Wiener,1894~1964)给予控制论的定义是“关于在动物和机器中控制和通讯”的科学。虽然这个定义过于简单,仅仅是维纳关于控制论经典著作的副题,但它直截了当地把人们对生物和机器的认识联系在了一起。 控制论的基本观点认为,动物(尤其是人)与机器(包括各种通讯、控制、计算的自动化装置)之间有一定的共体,也就是在它们具备的控制系统内有某些共同的规律。根据控制论研究表明,各种控制系统的控制过程都包含有信息的传递、变换与加工过程。控制系统工作的正常,取决于信息运 行过程的正常。所谓控制系统是指由被控制的对象及各种控制元件、部件、线路有机地结合成有一定控制功能的整体。从信息的观点来看,控制系统就是一部信息通道的网络或体系。机器与生物体内的控制系统有许多共同之处,于是人们对生物自动系统产生了极大的兴趣,并且采用物理学的、数学的甚至是技术的模型对生物系统开展进一步的研究。因此,控制理论成为联系生物学与工程技术的理论基础。成为沟通生物系统与技术系统的桥梁。 生物体和机器之间确实有很明显的相似之处,这些相似之处可以表现在对生物体研究的不同水平上。由简单的单细胞到复杂的器官系统(如神经系统)都存在着各种调节和自动控制的生理过程。我们可以把生物体看成是一种具有特殊能力的机器,和其它机器的不同就在于生物体还有适应外界环境和自我繁殖的能力。也可以把生物体比作一个自动化的工厂,它的各项功能都遵循着力学的定律;它的各种结构协调地进行工作;它们能对一定的信号和刺激作出定量的反应,而且能像自动控制一样,借助于专门的反馈联系组织以自我控制的方式进行自我调节。例如我们身体内恒定的体温、正常的血压、正常的血糖浓度等都是肌体内复杂的自控制系统进行调节的结果。控制论的产生和发展,为生物系统与技术系统的连接架起了桥梁,使许多工程人员自觉地向生物系统去寻求新的设计思想和原理。于是出现了这样一个趋势,工程师为了和生物学家在共同合作的工程技术领域中获得成果,就主动学习生物科学知识。[编辑本段]【仿生学的诞生】 随着生产的需要和科学技术的发展,从20世纪50年代以来,人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一,自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。人们用化学、物理学、数学以及技术模型对生物系统开展着深入的研究,促进了生物学的极大发展,对生物体内功能机理的研究也取得了迅速的进展。此时模拟生物不再是引人入胜的幻想,而成了可以做到的事实。生物学家和工程师们积极合作,开始将从生物界获得的知识用来改善旧的或创造新的工程技术设备。生物学开始跨入各行各业技术革新和技术革命的行列,而且首先在自动控制、航空、航海等军事部门取得了成功。于是生物学和工程技术学科结合在一起,互相渗透孕育出一门新生的科学——仿生学。 作为一门独立的学科,仿生学正式诞生于1960年9月。由美国空军航空局在俄亥俄州的空军基地戴通召开了第一次仿生学会议。会议讨论的中心议题是“分析生物系统所得到的概念能够用到人工制造的信息加工系统的设计上去吗?”斯梯尔为新兴的科学命名为“Bionics”,希腊文的意思代表着研究生命系统功能的科学,1963年我国将“Bionics”译为“仿生学”。斯梯尔把仿生学定义为“模仿生物原理来建造技术系统,或者使人造技术系统具有或类似于生物特征的科学”。简言之,仿生学就是模仿生物的科学。确切地说,仿生学是研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换、信息控制等各种优异的特征,并把它们应用到技术系统,改善已有的技术工程设备,并创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统的综合性科学。从生物学的角度来说,仿生学属于“应用生物学”的一个分支;从工程技术方面来看,仿生学根据对生物系统的研究,为设计和建造新的技术设备提供了新原理、新方法和新途径。仿生学的光荣使命就是为人类提供最可靠、最灵活、最高效、最经济的接近于生物系统的技术系统,为人类造福。[编辑本段]【研究方法与内容】 仿生学是生物学、数学和工程技术学相互渗透而结合成的一门新兴的边缘科学。第一届仿生学会议为仿生学确定了一个有趣而形象的标志:一个巨大的积分符号,把解剖刀和电烙铁“积分”在一起。这个符号的含义不仅显示出仿生学的组成,而且也概括表达了仿生学的研究途径。 仿生学的任务就是要研究生物系统的优异能力及产生的原理,并把它模式化,然后应用这些原理去设计和制造新的技术设备。 仿生学的主要研究方法就是提出模型,进行模拟。其研究程序大致有以下三个阶段: 首先是对生物原型的研究。根据生产实际提出的具体课题,将研究所得的生物资料予以简化,吸收对技术要求有益的内容,取消与生产技术要求无关的因素,得到一个生物模型;第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析,并使其内在的联系抽象化,用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型;最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型。当然在生物的模拟过程中,不仅仅是简单的仿生,更重要的是在仿生中有创新。经过实践——认识——再实践的多次重复,才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。这样模拟的结果,使最终建成的机器设备将与生物原型不同,在某些方面甚上超过生物原型的能力。例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力,电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。 仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点,就是整体性。从仿生学的整体来看,它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统。它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态。生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制,它们与外界的联系是密不可分的。生物从环境中获得物质和能量,才能进行生长和繁殖;生物从环境中接受信息,不断地调整和综合,才能适应和进化。长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一,局部与整体的协调与统一。仿生学要研究生物体与外界刺激(输入信息)之间的定量关系,即着重于数量关系的统一性,才能进行模拟。为达到此目的,采用任何局部的方法都不能获得满意的效果。因此,仿生学的研究方法必须着重于整体。 仿生学的研究内容是极其丰富多彩的,因为生物界本身就包含着成千上万的种类,它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。自从仿生学问世以来的二十几年内,仿生学的研究得到迅速的发展,且取得了很大的成果。就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。随着现代工程技术的发展,学科分支繁多,在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究。例如:航海部门对水生动物运动的流体力学的研究;航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航;工程建筑对生物力学的模拟;无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟;计算机技术对于脑的模拟似及人工智能的研究等。在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有:“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等。从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛。仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究,即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来,近些年又出现新的分支,如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。 总之,仿生学的研究内容,从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代,仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来,同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。在其它学科的渗透和影响下,使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变;在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化。生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养,加速科学的发展。因此,仿生学的科研显示出无穷的生命力,它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。[编辑本段]【仿生学研究范围】 仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。 ◇力学仿生,是研究并模仿生物体大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,建筑上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,可减少航行揣流,提高航速; ◇分子仿生,是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成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,便可诱杀雄虫; ◇能量仿生,是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程; ◇信息与控制仿生,是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。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。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。 模仿人类学习过程,制造出一种称为“感知机”的机器,它可以通过训练,改变元件之间联系的权重来进行学习,从而能实现模式识别。此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。 某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。 仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。 控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。 最广泛地运用能为中心目的。—般认为,在仿生学研究中存在下列三个相关的方面: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。 由于生物系统的复杂性,搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多

仿生学(bionics)在具有生命之意的希腊语bion上,加上有工程技术涵义的ics而组成的词。大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科。 苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由30O0多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。 自然界形形色色的生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类哪些启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。 仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学,它是在本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。 【人类仿生由来已久】 自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。 鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。 以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生的先驱,也是仿生学的萌芽。 【发人深省的对比】 人类仿生的行为虽然早有雏型,但是在20世纪40年代以前,人们并没有自觉地把生物作为设计思想和创造发明的源泉。科学家对于生物学的研究也只停留在描述生物体精巧的结构和完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧,辛辛苦苦的努力,进行着人工发明。他们很少有意识的向生物界学习。但是,以下几个事实可以说明:人们在技术上遇到的某些难题,生物界早在千百万年前就曾出现,而且在进化过程中就已解决了,然而人类却没有从生物界得到应有的启示。 在第一次世界大战时期,出于军事上的需要,为使舰艇在水下隐蔽航行而制造出潜水艇。当工程技术人员在设计原始的潜艇时,是先用石块或铅块装在潜艇上使它下沉,如果需要升至水面,就将携带的石块或铅块扔掉,使艇身回到水面来。以后经过改进,在潜艇上采用浮箱交替充水和排水的方法来改变潜艇的重量。以后又改成压载水舱,在水舱的上部设放气阀,下面设注水阀,当水舱灌满海水时,艇身重量增加使可它潜入水中。需要紧急下潜时,还有速潜水舱,待艇身潜入水中后,再把速潜水舱内的海水排出。如果一部分压载水舱充水,另一部分空着,潜水艇可处于半潜状态。潜艇要起浮时,将压缩空气通入水舱排出海水,艇内海水重量减轻后潜艇就可以上浮。如此优越的机械装置实现了潜艇的自由沉浮。但是后来发现鱼类的沉浮系统比人们的发明要简单得多,鱼的沉浮系统仅仅是充气的鱼鳔。鳔内不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气来调节鱼鳔中气体含量,促使鱼体自由沉浮。然而鱼类如此巧妙的沉浮系统,对于潜艇设计师的启发和帮助已经为时过迟了。 声音是人们生活中不可缺少的要素。通过语言,人们交流思想和感情,优美的音乐使人们获得艺术的享受,工程技术人员还把声学系统应用在工业生产和军事技术中,成为颇为重要的信息之一。自从潜水艇问世以来,随之而来的就是水面的舰船如何发现潜艇的位置以防偷袭;而潜艇沉入水中后,也须准确测定敌船方位和距离以利攻击。因此,在第一次世界大战期间,在海洋上,水面与水中敌对双方的斗争采用了各种手段。海军工程师们也利用声学系统作为一个重要的侦察手段。首先采用的是水听器,也称噪声测向仪,通过听测敌舰航行中所发出的噪声来发现敌舰。只要周围水域中有敌舰在航行,机器与螺旋桨推进器便发出噪声,通过水听器就能听到,能及时发现敌人。但那时的水听器很不完善,一般只能收到本身舰只的噪声,要侦听敌舰,必须减慢舰只航行速度甚至完全停车才能分辨潜艇的噪音,这样很不利于战斗行动。不久,法国科学家郎之万(1872~1946)研究成功利用超声波反射的性质来探测水下舰艇。用一个超声波发生器,向水中发出超声波后,如果遇到目标便反射回来,由接收器收到。根据接收回波的时间间隔和方位,便可测出目标的方位和距离,这就是所谓的声纳系统。人造声纳系统的发明及在侦察敌方潜水艇方面获得的突出成果,曾使人们为之惊叹不已。岂不知远在地球上出现人类之前,蝙蝠、海豚早已对“回声定位”声纳系统应用自如了。 生物在漫长的年代里就是生活在被声音包围的自然界中,它们利用声音寻食,逃避敌害和求偶繁殖。因此,声音是生物赖以生存的一种重要信息。意大利人斯帕兰赞尼很早以前就发现蝙蝠能在完全黑暗中任意飞行,既能躲避障碍物也能捕食在飞行中的昆虫,但是堵塞蝙蝠的双耳后,它们在黑暗中就寸步难行了。面对这些事实,帕兰赞尼提出了一个使人们难以接受的结论:蝙蝠能用耳朵“看东西”。第一次世界大战结束后,1920年哈台认为蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围。并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同。遗憾的是,哈台的提示并未引起人们的重视,而工程师们对于蝙蝠具有“回声定位”的技术是难以相信的。直到1983年采用了电子测量器,才完完全全证实蝙蝠就是以发出超声波来定位的。但是这对于早期雷达和声纳的发明已经不能有所帮助了。 另一个事例是人们对于昆虫行为为时过晚的研究。在利奥那多·达·芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后,人们经过长期反复的实践,终于在1903年发明了飞机,使人类实现了飞上天空的梦想。由于不断改进,30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类,显示了人类的智慧和才能。但是在继续研制飞行更快更高的飞机时,设计师又碰到了一个难题,就是气体动力学中的颤振现象。当飞机飞行时,机翼发生有害的振动,飞行越快,机翼的颤振越强烈,甚至使机翼折断,造成飞机坠落,许多试飞的飞行员因而丧生。飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象,经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法。就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置,这样就把有害的振动消除了。可是,昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了,它们也毫不例外地受到颤振的危害,经过长期的进化,昆虫早已成功地获得防止颤振的方法。生物学家在研究蜻蜓翅膀时,发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣。如果把翼眼去掉,飞行就变得荡来荡去。实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害,这与设计师高超的发明何等相似。假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用,获得有益于解决颤振的设计思想,就可似避免长期的探索和人员的牺牲了。面对蜻蜓翅膀的翼眼,飞机设计师大有相见恨晚之感! 以上这三个事例发人深省,也使人们受到了很大启发。早在地球上出现人类之前,各种生物已在大自然中生活了亿万年,在它们为生存而斗争的长期进化中,获得了与大自然相适应的能力。生物学的研究可以说明,生物在进化过程中形成的极其精确和完善的机制,使它们具备了适应内外环境变化的能力。生物界具有许多卓有成效的本领。如体内的生物合成、能量转换、信息的接受和传递、对外界的识别、导航、定向计算和综合等,显示出许多机器所不可比拟的优越之处。生物的小巧、灵敏、快速、高效、可靠和抗干扰性实在令人惊叹不已。 【仿生学的现象】 苍蝇与宇宙飞船 令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。 苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。 每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。 仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。 这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。 从萤火虫到人工冷光 自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。 在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。 在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。 科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。 早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。 现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。 电鱼与伏特电池 自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。 各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。 电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。 电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。 水母的顺风耳 “燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临。 水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了。 原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄,柄上有个小球,球内有块小小的听石,当风暴前的次声波冲击水母耳中的听石时,听石就刺激球壁上的神经感受器,于是水母就听到了正在来临的风暴的隆隆声。 仿生学家仿照水母耳朵的结构和功能,设计了水母耳风暴预测仪,相当精确地模拟了水母感受次声波的器官。把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接受到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。 -- 结构构件 对于构件,在截面面积相同的情况下,把材料尽可能放到远离中和轴的位置上,是有效的截面形状。有趣的是,在自然界许多动植物的组织中也体现了这个结论。例如:“疾风知劲草”,许多能承受狂风的植物的茎部是维管状结构,其截面是空心的。支持人承重和运动的骨骼,其截面上密实的骨质分布在四周,而柔软的骨髓充满内腔。在建筑结构中常被采用的空心楼板、箱形大梁、工形截面钣梁以及折板结构、空间薄壁结构等都是根据这条结论得来的。 -- 斑马 斑马生活在非洲大陆,外形与一般的马没有什么两样,它们身上的条纹是为适应生存环境而衍化出来的保护色。在所有斑马中,细斑马长得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圆又大,条纹细密且多。斑马常与草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鸵鸟等共外,以抵御天敌。人类将斑马条纹应用到到军事上是一个是很成功仿生学例子。。 补充-- 最新发展: 仿生学与遗传学的整合是系统生物工程(systems bio-engineering)的理念,也就是发展遗传工程的仿生学。人工基因重组、转基因技术是自然重组、基因转移的模仿,还天然药物分子、生物高分子的人工合成是分子水平的仿生,人工神经元、神经网络、细胞自动机是细胞系统水平的仿生,跟随单基因遗传学、单基因转移发展到多基因系统调控研究的系统遗传学(system genetics)、多基因转基因的合成生物学(synthetic biology),以及纳米生物技术(nano-biotechnology)、生物计算(bio - computation、DNA计算机技术的系统生物工程发展,仿生学已经全面发展到一个从分子、细胞到器官的人工生物系统(artificial biosystem)开发的时代。 回答者: 竹雪96 - 助理 二级 3-17 20:53我来评论>>评价已经被关闭 目前有 11 个人评价 好100% (11) 不好0% (0) 相关内容• 眼睛与仿生学 文章 • 仿生学的文章 • 有关仿生学的文章 • 仿生学的文章和图片 • 那里可以找到英文文章?关于仿生学的? 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从萤火虫到人工冷光 自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。 在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。 在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。 科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。 早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

仿生学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科学。 仿生学仿生学一词是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。 仿生学(bionics)在具有生命之意的希腊语bion上,加上有工程技术涵义的ics而组成的词。大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科。 苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由3000多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。 自然对方身份的是非得失生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类什么启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。[编辑本段]【人类仿生学起源】 自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发仿生学展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。鱼儿在水中有自由来去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。 鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。早在四百多年前,意大利人利奥那多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。 以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生学的先驱,也是仿生学的萌芽。[编辑本段]【发人深省的对比】 人类仿生的行为虽然早有雏型,但是在20世纪40年代以前,人们并没有自觉地把生物作为设计思想和创造发明的源泉。科学家对于生物学的研究也只停留在描述生物体精巧的结构和完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧,辛辛苦苦的努力,进行着人工发明。他们很少有意识的向生物界学习。但是,以下几个事实可以说明:人们在技术上遇到的某些难题,生物界早在千百万年前就曾出现,而且在进化过程中就已解决了,然而人类却没有从生物界得到应有的启示。 在第一次世界大战时期,出于军事上的需要,为使舰艇在水下隐蔽航行而制造出潜水艇。当工程技术人员在设计原始的潜艇时,是先用石块或铅块装在潜艇上使它下沉,如果需要升至水面,就将携带的石块或铅块扔掉,使艇身回到水面来。以后经过改进,在潜艇上采用浮箱交替充水和排水的方法来改变潜艇的重量。以后又改成压载水舱,在水舱的上部设放气阀,下面设注水阀,当水舱灌满海水时,艇身重量增加使它潜入水中。需要紧急下潜时,还有速潜水舱,待艇身潜入水中后,再把速潜水舱内的海水排出。如果一部分压载水舱充水,另一部分空着,潜水艇可处于半潜状态。潜艇要起浮时,将压缩空气通入水舱排出海水,艇内海水重量减轻后潜艇就可以上浮。如此优越的机械装置实现了潜艇的自由沉浮。但是后来发现鱼类的沉浮系统比人们的发明要简单得多,鱼的沉浮系统仅仅是充气的鱼鳔。鳔内不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气来调节鱼鳔中气体含量,促使鱼体自由沉浮。然而鱼类如此巧妙的沉浮系统,对于潜艇设计师的启发和帮助已经为时过迟了。 声音是人们生活中不可缺少的要素。通过语言,人们交流思想和感情,优美的音乐使人们获得艺术的享受,工程技术人员还把声学系统应用在工业生产和军事技术中,成为颇为重要的信息之一。自从潜水艇问世以来,随之而来的就是水面的舰船如何发现潜艇的位置以防偷袭;而潜艇沉入水中后,也须准确测定敌船方位和距离以利攻击。因此,在第一次世界大战期间,在海洋上,水面与水中敌对双方的斗争采用了各种手段。海军工程师们也利用声学系统作为一个重要的侦察手段。首先采用的是水听器,也称噪声测向仪,通过听测敌舰航行中所发出的噪声来发现敌舰。只要周围水域中有敌舰在航行,机器与螺旋桨推进器便发出噪声,通过水听器就能听到,能及时发现敌人。但那时的水听器很不完善,一般只能收到本身舰只的噪声,要侦听敌舰,必须减慢舰只航行速度甚至完全停车才能分辨潜艇的噪音,这样很不利于战斗行动。不久,法国科学家郎之万(1872~1946)研究成功利用超声波反射的性质来探测水下舰艇。用一个超声波发生器,向水中发出超声波后,如果遇到目标便反射回来,由接收器收到。根据接收回波的时间间隔和方位,便可测出目标的方位和距离,这就是所谓的声纳系统。人造声纳系统的发明及在侦察敌方潜水艇方面获得的突出成果,曾使人们为之惊叹不已。岂不知远在地球上出现人类之前,蝙蝠、海豚早已对“回声定位”声纳系统应用自如了。 生物在漫长的年代里就是生活在被声音包围的自然界中,它们利用声音寻食,逃避敌害和求偶繁殖。因此,声音是生物赖以生存的一种重要信息。意大利科学家斯帕兰捷很早以前就发现蝙蝠能在完全黑暗中任意飞行,既能躲避障碍物也能捕食在飞行中的昆虫,但是塞住蝙蝠的双耳、封住它的嘴后,它们在黑暗中就寸步难行了。面对这些事实,斯帕兰捷提出了一个使人们难以接受的结论:蝙蝠能用耳朵与嘴“看东西”。它们能够用嘴发出超声波后,在超声波接触到障碍物反射回来时,用双耳接收到。第一次世界大战结束后,1920年,哈台认为蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围。并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同。遗憾的是,哈台的提示并未引起人们的重视,而工程师们对于蝙蝠具有“回声定位”的技术是难以相信的。直到1983年采用了电子测量器,才完完全全证实蝙蝠就是以发出超声波来定位的。但是这对于早期雷达和声纳的发明已经不能有所帮助了。 另一个事例是人们对于昆虫行为为时过晚的研究。在利奥那多·达·芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后,人们经过长期反复的实践,终于在1903年发明了飞机,使人类实现了飞上天空的梦想。由于不断改进,30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类,显示了人类的智慧和才能。但是在继续研制飞行更快更高的飞机时,设计师又碰到了一个难题,就是气体动力学中的颤振现象。当飞机飞行时,机翼发生有害的振动,飞行越快,机翼的颤振越强烈,甚至使机翼折断,造成飞机坠落,许多试飞的飞行员因而丧生。飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象,经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法。就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置,这样就把有害的振动消除了。可是,昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了,它们也毫不例外地受到颤振的危害,经过长期的进化,昆虫早已成功地获得防止颤振的方法。生物学家在研究蜻蜓翅膀时,发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣。如果把翼眼去掉,飞行就变得荡来荡去。实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害,这与设计师高超的发明何等相似。假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用,获得有益于解决颤振的设计思想,就可似避免长期的探索和人员的牺牲了。面对蜻蜓翅膀的翼眼,飞机设计师大有相见恨晚之感! 以上这三个事例发人深省,也使人们受到了很大启发。早在地球上出现人类之前,各种生物已在大自然中生活了亿万年,在它们为生存而斗争的长期进化中,获得了与大自然相适应的能力。生物学的研究可以说明,生物在进化过程中形成的极其精确和完善的机制,使它们具备了适应内外环境变化的能力。生物界具有许多卓有成效的本领。如体内的生物合成、能量转换、信息的接受和传递、对外界的识别、导航、定向计算和综合等,显示出许多机器所不可比拟的优越之处。生物的小巧、灵敏、快速、高效、可靠和抗干扰性实在令人惊叹不已。[编辑本段]【仿生学重大意义】 仿生学是连接生物与技术的桥梁 自从瓦特(James Watt,1736~1819)在1782年发明蒸汽机以后,人们在生产斗争中获得了强大的动力。在工业技术方面基本上解决了能量的转换、控制和利用等问题,从而引起了第一次工业革命,各式各样的机器如雨后春笋般的出现,工业技术的发展极大地扩大和增强了人的体能,使人们从繁重的体力劳动解脱出来。随着技术的发展,人们在蒸汽机以后又经历了电气时代并向自动化时代迈进。 20世纪40年代电子计算机的问世,更是给人类科学技术的宝库增添了可贵的财富,它以可靠和高效的本领处理着人们手头上数以万计的各种信息,使人们从汪洋大海般的数字、信息中解放出来,使用计算机和自动装置可以使人们在繁杂的生产工序面前变得轻松省力,它们准确地调整、控制着生产程序,使产品规格精确。但是,自动控制装置是按人们制定的固定程序进行工作的,这就使它的控制能力具有很大的局限性。自动装置对外界缺乏分析和进行灵活反应的能力,如果发生任何意外的情况,自动装置就要停止工作,甚至发生意外事故,这就是自动装置本身所具有的严重缺点。要克服这种缺点,无非是使机器各部件之间,机器与环境之间能够“通讯”,也就是使自动控制装置具有适应内外环境变化的能力。要解决这一难题,在工程技术中就要解决如何接受、转换。利用和控制信息的问题。因此,信息的利用和控制就成为工业技术发展的一个主要矛盾。如何解决这个矛盾呢?生物界给人类提供了有益的启示。 人类要从生物系统中获得启示,首先需要研究生物和技术装置是否存在着共同的特性。1940年出现的调节理论,将生物与机器在一般意义上进行对比。到1944年,一些科学家已经明确了机器和生物体内的通讯、自动控制与统计力学等一系列的问题上都是一致的。在这样的认识基础上,1947年,一个新的学科——控制论产生了。 控制论(Cybernetics)是从希腊文而来,原意是“掌舵人”。按照控制论的创始人之一维纳(Norbef Wiener,1894~1964)给予控制论的定义是“关于在动物和机器中控制和通讯”的科学。虽然这个定义过于简单,仅仅是维纳关于控制论经典著作的副题,但它直截了当地把人们对生物和机器的认识联系在了一起。 控制论的基本观点认为,动物(尤其是人)与机器(包括各种通讯、控制、计算的自动化装置)之间有一定的共体,也就是在它们具备的控制系统内有某些共同的规律。根据控制论研究表明,各种控制系统的控制过程都包含有信息的传递、变换与加工过程。控制系统工作的正常,取决于信息运 行过程的正常。所谓控制系统是指由被控制的对象及各种控制元件、部件、线路有机地结合成有一定控制功能的整体。从信息的观点来看,控制系统就是一部信息通道的网络或体系。机器与生物体内的控制系统有许多共同之处,于是人们对生物自动系统产生了极大的兴趣,并且采用物理学的、数学的甚至是技术的模型对生物系统开展进一步的研究。因此,控制理论成为联系生物学与工程技术的理论基础。成为沟通生物系统与技术系统的桥梁。 生物体和机器之间确实有很明显的相似之处,这些相似之处可以表现在对生物体研究的不同水平上。由简单的单细胞到复杂的器官系统(如神经系统)都存在着各种调节和自动控制的生理过程。我们可以把生物体看成是一种具有特殊能力的机器,和其它机器的不同就在于生物体还有适应外界环境和自我繁殖的能力。也可以把生物体比作一个自动化的工厂,它的各项功能都遵循着力学的定律;它的各种结构协调地进行工作;它们能对一定的信号和刺激作出定量的反应,而且能像自动控制一样,借助于专门的反馈联系组织以自我控制的方式进行自我调节。例如我们身体内恒定的体温、正常的血压、正常的血糖浓度等都是肌体内复杂的自控制系统进行调节的结果。控制论的产生和发展,为生物系统与技术系统的连接架起了桥梁,使许多工程人员自觉地向生物系统去寻求新的设计思想和原理。于是出现了这样一个趋势,工程师为了和生物学家在共同合作的工程技术领域中获得成果,就主动学习生物科学知识。[编辑本段]【仿生学的诞生】 随着生产的需要和科学技术的发展,从20世纪50年代以来,人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一,自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。人们用化学、物理学、数学以及技术模型对生物系统开展着深入的研究,促进了生物学的极大发展,对生物体内功能机理的研究也取得了迅速的进展。此时模拟生物不再是引人入胜的幻想,而成了可以做到的事实。生物学家和工程师们积极合作,开始将从生物界获得的知识用来改善旧的或创造新的工程技术设备。生物学开始跨入各行各业技术革新和技术革命的行列,而且首先在自动控制、航空、航海等军事部门取得了成功。于是生物学和工程技术学科结合在一起,互相渗透孕育出一门新生的科学——仿生学。 作为一门独立的学科,仿生学正式诞生于1960年9月。由美国空军航空局在俄亥俄州的空军基地戴通召开了第一次仿生学会议。会议讨论的中心议题是“分析生物系统所得到的概念能够用到人工制造的信息加工系统的设计上去吗?”斯梯尔为新兴的科学命名为“Bionics”,希腊文的意思代表着研究生命系统功能的科学,1963年我国将“Bionics”译为“仿生学”。斯梯尔把仿生学定义为“模仿生物原理来建造技术系统,或者使人造技术系统具有或类似于生物特征的科学”。简言之,仿生学就是模仿生物的科学。确切地说,仿生学是研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换、信息控制等各种优异的特征,并把它们应用到技术系统,改善已有的技术工程设备,并创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统的综合性科学。从生物学的角度来说,仿生学属于“应用生物学”的一个分支;从工程技术方面来看,仿生学根据对生物系统的研究,为设计和建造新的技术设备提供了新原理、新方法和新途径。仿生学的光荣使命就是为人类提供最可靠、最灵活、最高效、最经济的接近于生物系统的技术系统,为人类造福。[编辑本段]【研究方法与内容】 仿生学是生物学、数学和工程技术学相互渗透而结合成的一门新兴的边缘科学。第一届仿生学会议为仿生学确定了一个有趣而形象的标志:一个巨大的积分符号,把解剖刀和电烙铁“积分”在一起。这个符号的含义不仅显示出仿生学的组成,而且也概括表达了仿生学的研究途径。 仿生学的任务就是要研究生物系统的优异能力及产生的原理,并把它模式化,然后应用这些原理去设计和制造新的技术设备。 仿生学的主要研究方法就是提出模型,进行模拟。其研究程序大致有以下三个阶段: 首先是对生物原型的研究。根据生产实际提出的具体课题,将研究所得的生物资料予以简化,吸收对技术要求有益的内容,取消与生产技术要求无关的因素,得到一个生物模型;第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析,并使其内在的联系抽象化,用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型;最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型。当然在生物的模拟过程中,不仅仅是简单的仿生,更重要的是在仿生中有创新。经过实践——认识——再实践的多次重复,才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。这样模拟的结果,使最终建成的机器设备将与生物原型不同,在某些方面甚上超过生物原型的能力。例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力,电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。 仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点,就是整体性。从仿生学的整体来看,它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统。它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态。生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制,它们与外界的联系是密不可分的。生物从环境中获得物质和能量,才能进行生长和繁殖;生物从环境中接受信息,不断地调整和综合,才能适应和进化。长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一,局部与整体的协调与统一。仿生学要研究生物体与外界刺激(输入信息)之间的定量关系,即着重于数量关系的统一性,才能进行模拟。为达到此目的,采用任何局部的方法都不能获得满意的效果。因此,仿生学的研究方法必须着重于整体。 仿生学的研究内容是极其丰富多彩的,因为生物界本身就包含着成千上万的种类,它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。自从仿生学问世以来的二十几年内,仿生学的研究得到迅速的发展,且取得了很大的成果。就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。随着现代工程技术的发展,学科分支繁多,在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究。例如:航海部门对水生动物运动的流体力学的研究;航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航;工程建筑对生物力学的模拟;无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟;计算机技术对于脑的模拟似及人工智能的研究等。在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有:“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等。从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛。仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究,即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来,近些年又出现新的分支,如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。 总之,仿生学的研究内容,从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代,仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来,同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。在其它学科的渗透和影响下,使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变;在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化。生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养,加速科学的发展。因此,仿生学的科研显示出无穷的生命力,它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。[编辑本段]【仿生学研究范围】 仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。 ◇力学仿生,是研究并模仿生物体大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,建筑上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,可减少航行揣流,提高航速; ◇分子仿生,是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成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,便可诱杀雄虫; ◇能量仿生,是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程; ◇信息与控制仿生,是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。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。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。 模仿人类学习过程,制造出一种称为“感知机”的机器,它可以通过训练,改变元件之间联系的权重来进行学习,从而能实现模式识别。此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。 某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。 仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。 控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释

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