仿生学,这个概念旨在从自然的解决方案中汲取灵感,并将相同的原则应用于人类工程。你不觉得这是有道理的吗?毕竟,我们必须向全能者汲取灵感来设计最好的东西。
核心思想是自然已经解决了社会面临的许多问题。动物、植物和微生物是经验丰富的工程师。它们知道什么管用,什么合适,更重要的是,什么在地球上能够持久存在。仿生学方法的主要信仰是,在经过38亿年的研究和开发后,不起作用的东西现在已经成为化石,而我们周围的一切才是生存的秘密。
仿生学的本质依赖于一个基本原则:自然始终遵循经济和效率的原则,不留任何浪费的余地。记住能量守恒定律——“能量既不能创造也不能毁灭,只能从一种形式转化为另一种形式”。因此,自然确保能量永远不会被浪费。这一理念在许多领域都表现良好,促进了对地球资源使用的负责任和可持续发展的平衡。
仿生学的生命原理
你可能曾思考过自己的生命目标,但你是否曾考虑过更宏伟的问题:生命本身的目的是什么?它是培育一个滋养生命的环境。在本质上简单,但在其持久的重要性方面却深刻。
更有趣的是,有一些通用原则在地球上几乎每个生物和生态系统中都能找到。因此,它们绝对可以被视为在这里生存和繁荣的成功策略。这些就是仿生学生命原则。
有六个总体的生命原则,每个都有一系列的子原则。它们是特定于地球运行条件的,并尊重地球的极限和边界、资源、循环和动态。通过对自然进行大量研究和深入学习,科学家将自然的原则归纳为26个类别,进一步简化为6个原则。它们是:
1、进化生存
2、适应变化的条件
3、适应当地情况并做出反应
4、使用对生命友好的化学物质
5、资源高效利用
6、将发展与增长整合
如循环图中所示,生命通过进化以生存;适应变化的条件;在本地保持敏感和响应;使用对生命友好的化学物质;资源高效利用;以及将发展与增长整合,创造了对生命有利的条件。这些原则在自然界的各个地方都得到了体现!此刻,你的身体对杯子的热度或皮肤上的凉风保持了本地的敏感和响应;外面的鸟类通过用在土壤上找到的树枝和草来有效利用资源;植物通过从太阳中捕获能量并使用对生命友好的化学物质将阳光转化为糖来实现资源高效利用;幼苗正在细胞一点一点地生长,将自己构建成树,并将发展与增长整合在一起;也许树叶开始变色,或者春天的嫩芽开始形成,这是自然适应季节变化并进化以生存的体现。你看,无处不在。
我们周围的仿生学例子
高铁:日本新干线的前部形状受到翠鸟的喙的启发。这种设计减少了噪音,并改善了空气动力学。
莲花效应涂料:自清洁涂料和涂层旨在模仿莲花叶的防水特性。这些材料防止污垢和污染物附着在表面上,使其更容易清洁。
鲨鱼皮纹理泳衣:设计成模仿鲨鱼皮纹理的泳衣减少了在水中的阻力,使游泳者能更高效地移动。
风力涡轮机叶片:通过研究座头鲸鳍状突起(颗粒)改善了风力涡轮机叶片的设计。这些颗粒帮助鲸鱼在游泳时保持控制并减少阻力。
白蚁启发的建筑设计:建筑师研究白蚁丘,以设计具有自然通风和温度调节的节能建筑,受到白蚁丘能够维持稳定内部条件的启发。
生物胶粘剂:一些胶粘剂的灵感来自壁虎粘性足垫,使它们能够爬升垂直表面。这些生物胶粘剂被应用于医学和机器人等各行各业。
仿生义肢:通过模仿人类肌肉和肌腱的结构和运动,改善了义肢的设计,使得人造肢体更加自然和功能更强大。
仿生眼睛:研究人员正在开发受到人眼结构和功能启发的仿生眼睛,以恢复视力,帮助视力受损的人。
作为人类,我们天生被自然的模式所吸引。对称与黄金比例相一致的形状,以及不太对称、自由流动的形状,增添视觉趣味。平静、唤起情感、唤起回忆的颜色。认知上令人愉悦、更易扫描的结构和布局。自然对所有这些都产生了影响。
因此,在创造力逐渐枯竭的不可避免的时刻,设计师们首先要向自然寻找灵感。成为自然的学徒。到现在为止,我们应该足够谦卑,承认我们很少是第一个以某种方式思考的人;我们很少是最初的创作者。要创造出有人性、甚至是具有进步性的东西,我们必须研究先前发生过的事情。而很多时候,进化已经为我们铺平了最为顺畅的道路。只是需要真正的创新者以新的方式来引导它。
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