自古以来，自然界就是人类各种科学技术思想、工程原理以及重大发明的智慧之源。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，并且在进化过程中由自然之手予以解决。某些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”，英文写做“Bionics”，其中Bionics＝bio（拉丁文词根bio＝英文的life，表示跟生命有关的）＋（n）ics（是泛指学科的单词后缀），意思是说它是跟研究生命系统功能有关的学科。
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，是一门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技术。其任务就是研究生物系统的优异能力及产生的原理，并把它们模式化，然后应用这些原理去设计和制造新的技术设备。
具体而言，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。
仿生学也被认为是与控制论（Cybernetics）有着密切关系，控制论的基本观点认为，动物与机器（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。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。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。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。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。
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。如体内的生物合成、能量转化、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。
生物体和机器之间确实有很明显的相似之处。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。
仿生学，体现着人类有关类比的思维方法、模仿的思维方式和模型化的思维工具。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界，更在于运用人类所独有的逻辑思维和设计能力来类比分析生物本质特征和功能，并最终以模型化的形式以实现为人类所用的产品与作品。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。
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并进行模拟。
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。
仿生学中的创新，其核心不在于直接复制每一个细节，而是要理解生物系统整体的工作原理，即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，以实现特定功能为中心目的，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。它们从环境中获得物质和能量，才能进行生长和繁殖；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。这也是认识其他问题正确的世界观和有效的方法论。
自然界的生物是上帝留给人类的隐秘线索和原初密码，其体现着宇宙的系统框架、思想原理和本源秩序。放缓脚步，聆听自然，感受它的音韵与律动，定会与内心世界合奏出一曲恢弘磅礴的生命交响。万物至简，大道归一。
本文由蒸汽机教育提供
原创文章，作者：芒小种，如若转载，请注明出处：http://www.fhgg.net/shenghuobaike/42729.html
本文来自投稿，不代表【食趣网】立场，如若转载，请注明出处：http://www.fhgg.net/
