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仿生学起源？
作为一门独立学科，仿生学于1960年9月正式诞生。第一届仿生学会议由美国空军在俄亥俄州代顿空军基地召开。
会议讨论的中心议题是“从生物系统分析中获得的概念能否用于人工制造的信息处理系统的设计？”斯蒂尔将这一新兴科学命名为“仿生学”，希腊语意思代表对生命的研究。系统功能的科学。1963年，我国将“Bionics”译为“仿生学”。
斯蒂尔将仿生学定义为“模仿生物学原理构建技术系统，或使人工技术系统具有或类似生物学特征的科学”。简而言之，仿生学是模仿生物的科学。
准确地说，仿生学是研究生物系统的结构、特性、功能、能量转换、信息控制等各种优良特性，并将其应用到技术系统中，改进现有的技术工程装备，创造新的技术工程装备。工艺流程、建筑配置、自动化设备等技术系统的综合科学。从生物学的角度来看，仿生学属于“应用生物学”的一个分支；从工程技术的角度来看，仿生学以生物系统的研究为基础，为新型技术装备的设计和建造提供了新原理、新技术。方法和新途径。仿生学的光荣使命是为人类提供最可靠、最灵活、最高效、最经济的接近生物系统的技术系统，造福人类。
仿生学是一门独立的学科。尽管人类仿生学的行为早已雏形，但在20世纪40年代之前，人们并没有自觉地将生物学视为设计思想和发明的源泉。科学家对生物学的研究仅止于描述生物体的微妙结构和功能。
工程技术人员更多地依靠自己的智慧和勤奋来进行人工发明。他们很少有意识地向生物世界学习。然而，以下事实可以说明人类遇到的一些技术题早在几千万年前就在生物世界中出现了，并且在进化过程中已经得到解决，但人类并没有从生物界进化而来。生物世界。获得你应得的启示。
第一次世界大战期间，由于军事需要，潜艇被制造出来，使船只能够在水下隐蔽航行。工程师和技术人员在设计最初的潜艇时，首先在潜艇上装载石块或铅，使其沉没。表面化。
后来经过改进，在潜艇上采用了浮筒交替注水和排水的方法，以改变潜艇的重量。后来又改成压载水舱，在水舱顶部设置放气阀，下面设置注水阀，当水舱充满海水时，船体重量增加，使得潜入水中。当需要紧急潜水时，还有一个快速潜水室。船体浸入水中后，将速潜舱内的海水排出。如果压载舱的一部分充满水而另一部分是空的，则潜艇可以半潜。当潜艇想要漂浮时，将压缩空气通入水箱以排出海水。船内海水的重量减轻后，潜艇就可以漂浮了。
如此优越的机械装置使潜艇能够自由下沉和漂浮。但后来发现，鱼的沉浮系统比人们的发明简单得多。鱼的沉浮系统只是一个充气的鱼鳔。鱼鳔不受肌肉控制，而是依靠向鱼鳔分泌氧气或重新吸收鱼鳔内的部分氧气来调节鱼鳔内的气体含量，让鱼自由下沉和上浮。
然而，要通过如此巧妙的鱼沉浮系统来启发和帮助潜艇设计师已经为时已晚。声音是人们生活中不可缺少的元素。人们通过语言交流思想感情，优美的音乐使人们享受艺术。工程师和技术人员还将声学系统应用于工业生产和军事技术中，成为最重要的信息之一。
自从潜艇出现以来，人们关注的就是水面舰艇如何发现潜艇的位置，防止偷袭；而且潜艇沉入水中后，还必须精确测量敌舰的位置和距离，以利于攻击。因此，第一次世界大战期间，敌对双方在海洋、水面和水中的斗争中使用了各种手段。海军工程师还使用声学系统作为重要的侦察手段。
首先使用的是水听器，也称为噪声测向仪，它通过监听敌舰航行时发出的噪声来检测敌舰。只要周围海域有敌舰航行，机器和螺旋桨就会发出噪音，通过水听器可以听到，可以及时发现敌人。但当时的水听器非常不完善，一般只能接收本船的噪音。为了听听敌舰的声音，他们必须放慢船速，甚至完全停下来，以辨别潜艇的噪音，这不利于作战行动。
很快，法国科学家朗之万成功地利用超声波反射的特性来探测水下船只。超声波发生器用于向水中发射超声波。如果遇到目标，就会反射回来并被接收器接收。根据接收到的回波的时间间隔和方向，可以测量目标的方向和距离。这就是所谓的声纳系统。人工声纳系统的发明及其在探测敌方潜艇方面取得的突出成就曾一度让人们惊叹不已。
难道你不知道，早在人类出现在地之前，蝙蝠和海豚就已经能够轻松使用“回声定位”声纳系统了吗？生物长期生活在被声音包围的大自然中，它们利用声音寻找食物、逃避捕食者、寻找配偶繁衍后代。因此，声音是生物赖以生存的一种重要信息。意大利科学家斯帕拉吉很早就发现，蝙蝠可以在完全黑暗的情况下自由飞行，避开障碍物并捕食飞行的昆虫，但塞住蝙蝠的耳朵并封住它的嘴后，它们在黑暗中很难移动。面对这些事实，斯帕拉蒂尔得出了一个令人难以接受的结论蝙蝠可以用耳朵和嘴巴“看东西”。
它们可以用嘴发射超声波，当超声波接触障碍物反射回来时，它们可以用双耳接收。第一次世界大战结束后的1920年，哈代认为蝙蝠发出的声音信号频率超出了人类听觉范围。并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战期间郎之万发明的超声波回波定位方法相同。遗憾的是，哈代的暗示并没有引起人们的注意，工程师们很难相信蝙蝠拥有“回声定位”技术。直到1983年使用电子测量装置后，才完全证实蝙蝠是通过发射超声波来定位的。但这对雷达和声纳的早期发明没有帮助。
蝙蝠能够用耳朵和嘴巴“看”的另一个例子是对昆虫行为的迟来的研究。距达芬奇研究鸟类飞行并制造出第一台飞行器400年后，人们经过长期的反复实践，终于在1903年发明了飞机，使人类实现了飞向天空的梦想。由于不断改进，30年后，人们的飞机在速度、高度和飞行距离上都超越了鸟类，显示了人类的智慧和才华。
但随着他们不断开发飞得更快更高的飞机，设计师们遇到了另一个题，那就是空气动力学中的颤振现象。飞机飞行时，机翼会产生有害的振动。飞行速度越快，机翼扑动就越强烈，甚至折断机翼，导致飞机坠落，不少试飞员丧生。飞机设计者花费了大量的精力研究消除有害的颤振现象，并花了很长时间才找到解决这个难题的方法。加重装置放置在距机翼前缘较远的位置，从而消除了不必要的振动。
然而昆虫早在3亿年前就已经在空中飞行，对于扑动的危害也不例外。经过长期的进化，昆虫已经成功获得了防止扑动的方法。当生物学家研究蜻蜓的翅膀时，他们发现每个翅膀的前缘上方都有一个黑色增厚的角质区域。如果翼眼被移除，飞行就会变得不稳定。实验证明，正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞翔的翅膀消除了扑动的危害，这与设计者的高超发明有异曲同工之妙。如果设计者首先从昆虫身上学习翼眼的功能，获得有利于解决扑动的设计思路，就可以避免长期探索和人员牺牲。面对蜻蜓翅膀的翼眼，飞机设计师们有种似曾相识的感觉！
蜻蜓之翼对飞机制造的启示以上四个案例发人深省，给人们很大启发。在人类出现在地上之前，各种生物已经在大自然中生活了数亿年。它们在长期的生存斗争中进化，获得了适应自然的能力。生物学的研究可以表明，生物体在进化过程中形成的极其精确和完善的机制使它们具有适应内外环境变化的能力。生物世界拥有许多卓有成效的能力。
如体内的生物合成、能量转换、信息接收与传递、外界的识别、导航、定向计算与合成等，展现出许多机器无法比拟的优势。生物体的微小、灵敏、速度、效率、可靠性和抗干扰性确实令人惊叹。历史沿革仿生学是连接生物学和技术的桥梁。自从1782年瓦特发明蒸汽机以来，人们在生产斗争中获得了巨大的动力。在工业技术方面，能源转换、控制和利用的题已基本解决，引发了第一次工业革命。各种机器如雨后春笋般涌现。工业技术的发展极大地扩大和增强了人力资源。强身健体使人们从繁重的体力劳动中解放出来。
随着科技的发展，人们经历了蒸汽机之后的电气时代，迈向自动化时代。20世纪40年代电子计算机的出现，为人类科技宝库增添了宝贵的财富。它以可靠、高效的能力处理手头数以万计的各种信息，使人们能够从海洋走向海洋。摆脱了数字化和信息化的束缚，计算机和自动化设备的使用可以让人们在面对复杂的生产过程时变得更加轻松、省力。他们精确地调整和控制生产程序，使产品规格准确。
然而，自动控制装置按照人们制定的固定程序进行工作，这了其控制能力。自动化设备缺乏对外界的分析和灵活反应的能力。一旦发生意外情况，自动装置就会停止工作，甚至发生事故。这是自动装置本身的严重缺陷。
要克服这一缺点，无非是使机器各部分之间、机器与环境之间实现“通讯”，即使自动控制装置具有适应内部变化的能力。和外部环境。要解决这个题，就需要解决工程技术上如何接受和转化。信息访和控制题。因此，信息的利用与控制已成为工业技术发展的主要矛盾。如何解决这个矛盾呢？生物世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具有共同特征。20世纪40年代出现的条件反射理论将生物与一般意义上的机器进行了对比。到1944年，一些科学家已经明确表明机器与有机体之间的通信、自动控制和统计力学在一系列题上是一致的。
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