目錄
第1章　仿生學(xué)基本概念 1
1.1 仿生學(xué)含義 1
1.1.1 定義原則 1
1.1.2 斯蒂爾（J.E.Steele）定義 3
1.1.3 傳統(tǒng)定義 3
1.1.4 現(xiàn)代定義 4
1.1.5 仿生學(xué)相關(guān)定義 6
1.1.6 “仿生學(xué)”英文釋義 8
1.1.7 工程仿生學(xué) 9
1.2 仿生學(xué)研究?jī)?nèi)容 10
1.2.1 生物、生活、生境與大自然 10
1.2.2 工程技術(shù)需求 18
1.2.3 仿生轉(zhuǎn)化 19
1.2.4 仿生制品設(shè)計(jì)與制造 20
1.2.5 仿生成果評(píng)價(jià) 22
1.3 仿生學(xué)研究目標(biāo) 23
1.3.1 自然發(fā)現(xiàn) 23
1.3.2 技術(shù)發(fā)明 24
1.3.3 工程創(chuàng)造 26
1.3.4 思維創(chuàng)新 27
1.4 仿生學(xué)研究特點(diǎn) 28
1.4.1 新興、前沿 28
1.4.2 學(xué)科交叉 28
1.4.3 原創(chuàng)性強(qiáng)、生命力強(qiáng) 28
1.4.4 上、中、下游研究緊密結(jié)合 29
1.4.5 可續(xù)發(fā)展 29
1.5 仿生學(xué)研究意義 29
1.5.1 開(kāi)啟向自然學(xué)習(xí)的新時(shí)代 29
1.5.2 加快揭示生物奧秘的步伐 29
1.5.3 促進(jìn)生物進(jìn)化優(yōu)化成果的應(yīng)用 30
參考文獻(xiàn) 30
第2章 仿生學(xué)分類(lèi) 33
2.1 仿生學(xué)分類(lèi)原則 33
2.1.1 傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合 33
2.1.2 形式與內(nèi)容相統(tǒng)一 34
2.1.3 縱向與橫向相銜接 34
2.1.4 交叉滲透相融合 35
2.2 從橫向聯(lián)系分類(lèi) 36
2.2.1 不同領(lǐng)域 36
2.2.2 不同學(xué)科 37
2.3 從縱向聯(lián)系分類(lèi) 37
2.3.1 不同尺度 37
2.3.2 不同層面 39
2.4 從模擬因素分類(lèi) 40
2.4.1 單元仿生 40
2.4.2 多元仿生和耦合仿生 40
參考文獻(xiàn) 41
第3章 仿生學(xué)基本要素 43
3.1 仿生需求 43
3.1.1 需求驅(qū)動(dòng) 43
3.1.2 科學(xué)推動(dòng) 57
3.1.3 任務(wù)促動(dòng) 59
3.2 仿生模本 60
3.2.1 生物模本 60
3.2.2 生活模本 62
3.2.3 生境模本 63
3.3 仿生模擬 64
3.3.1 模擬內(nèi)容 65
3.3.2 模擬方法 75
3.4 仿生制品 75
3.4.1 非生命仿生制品 75
3.4.2 包含生命組件的仿生制品 76
3.4.3 具有完整生命的仿生制品 78
3.5 仿生學(xué)基本要素間的關(guān)系 80
參考文獻(xiàn) 81
第4章 人類(lèi)與生物的進(jìn)化 86
4.1 進(jìn)化歷程 86
4.1.1 人類(lèi)進(jìn)化歷程 86
4.1.2 生物進(jìn)化時(shí)間 91
4.2 生存空間 103
4.2.1 人類(lèi)生存空間 103
4.2.2 生物生存空間 103
4.3 物種分類(lèi) 110
4.3.1 人類(lèi) 110
4.3.2 生物 111
參考文獻(xiàn) 117
第5章 人類(lèi)與生物的感知 121
5.1 視覺(jué) 121
5.2 聽(tīng)覺(jué) 125
5.3 嗅覺(jué) 126
5.4 味覺(jué) 129
5.5 觸覺(jué) 131
參考文獻(xiàn) 134
第6章 人類(lèi)與生物的控制 136
6.1 控制系統(tǒng) 136
6.1.1 控制器 136
6.1.2 感受器 140
6.1.3 效應(yīng)器 140
6.2 控制原理 141
6.3 控制成效 142
6.3.1 快速 142
6.3.2 精確 145
6.3.3 高效 146
6.3.4 可靠 149
參考文獻(xiàn) 149
第7章 人類(lèi)與生物的反應(yīng) 151
7.1 運(yùn)動(dòng) 151
7.1.1 有位移運(yùn)動(dòng) 151
7.1.2 無(wú)位移運(yùn)動(dòng) 154
7.2 生物自適應(yīng)特性 155
7.2.1 自醫(yī)、互醫(yī)與自我保健 156
7.2.2 偽裝 159
7.2.3 共生與寄生 169
7.2.4 定時(shí)、定位、導(dǎo)航 175
7.2.5 休眠 180
7.2.6 耐抗性 182
7.3 生物機(jī)械功能特性 184
7.3.1 強(qiáng)韌性 184
7.3.2 減阻 186
7.3.3 自潔 187
7.3.4 耐磨 188
7.4 生物社會(huì)功能特性 190
7.4.1 社會(huì)構(gòu)成 190
7.4.2 社會(huì)特征 191
7.4.3 社會(huì)功能 192
7.4.4 社會(huì)行為 199
參考文獻(xiàn) 206
第8章 人類(lèi)與生物的關(guān)系 213
8.1 生物為人類(lèi)之師 213
8.1.1　進(jìn)化史比較 213
8.1.2　自我調(diào)控過(guò)程比較 214
8.1.3　結(jié)構(gòu)功能特性比較 215
8.2 人類(lèi)為萬(wàn)物之靈 216
8.2.1　智力 216
8.2.2　創(chuàng)造性思維 218
8.3 人類(lèi)與生物關(guān)系的時(shí)變規(guī)律 220
參考文獻(xiàn) 221
第9章 人類(lèi)與生活 223
9.1 人類(lèi)生活及其方式 223
9.1.1 生活含義 223
9.1.2 生活方式 225
9.2 人類(lèi)生活現(xiàn)象 228
9.2.1 日常生活中的生活現(xiàn)象 228
9.2.2 人文生活中的生活現(xiàn)象 230
9.2.3 本體生活中的生活現(xiàn)象 234
9.3 人類(lèi)自然生命 237
9.3.1 生活的主體，智慧的載體 237
9.3.2 創(chuàng)造文化的大腦智慧系統(tǒng) 237
9.4 人類(lèi)生活是仿生學(xué)的重要源泉 238
9.4.1 生活現(xiàn)象仿生 238
9.4.2 人類(lèi)自身資源仿生 241
9.4.3 人類(lèi)腦資源仿生 244
參考文獻(xiàn) 247
第10章 人類(lèi)與生境 249
10.1 生存環(huán)境——生境 249
10.1.1 生境的含義 249
10.1.2 人類(lèi)生境 252
10.2 自然環(huán)境 254
10.2.1 自然景觀 254
10.2.2 自然現(xiàn)象 256
10.3 生態(tài)系統(tǒng) 259
10.3.1 自然生態(tài)系統(tǒng) 259
10.3.2 人類(lèi)生態(tài)系統(tǒng) 262
10.4 生境是仿生的重要源泉 265
10.4.1 學(xué)習(xí)自然進(jìn)行仿生 265
10.4.2 學(xué)習(xí)生態(tài)進(jìn)行仿生 271
參考文獻(xiàn) 274
第11章 仿生發(fā)展態(tài)勢(shì)與規(guī)律 276
11.1 仿生實(shí)踐先于仿生學(xué) 276
11.1.1 仿生意識(shí)的萌發(fā) 276
11.1.2 仿生實(shí)踐的助推 277
11.1.3 仿生始終伴隨著人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展 279
11.2 仿生道路曲折 279
11.2.1 仿生學(xué)誕生 279
11.2.2 并非一帆風(fēng)順 280
11.2.3 遵循科學(xué)的“實(shí)踐—認(rèn)識(shí)—再實(shí)踐—再認(rèn)識(shí)”規(guī)律 282
11.3 仿生理念不斷深化，仿生學(xué)發(fā)展迅速 283
11.4 競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)、前景無(wú)限 286
11.4.1 競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn) 286
11.4.2 前景無(wú)限 287
參考文獻(xiàn) 291
第12章 仿生學(xué)基本原理 293
12.1 需求性原理 293
12.1.1 需求性原理的主旨 293
12.1.2 單目標(biāo)需求 294
12.1.3 多目標(biāo)需求 294
12.1.4 需求的合理性與科學(xué)性分析 295
12.2 模本原理 295
12.2.1 模本優(yōu)選原則 296
12.2.2 單目標(biāo)模本 296
12.2.3 多目標(biāo)模本 298
12.2.4 模本優(yōu)選與綜合優(yōu)化 300
12.2.5 模本的簡(jiǎn)化與凝煉 301
12.3 相似性原理 301
12.3.1 需求與仿生模本的相似性 302
12.3.2 相似性性質(zhì)分析 303
12.3.3 相似性方法優(yōu)選 304
12.4 可實(shí)現(xiàn)性原理 304
12.4.1 仿生方案可行性 305
12.4.2 仿生技術(shù)路線可行性 305
12.4.3 仿生目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)性分析 305
12.5 比較優(yōu)化原理 306
12.5.1 比較優(yōu)化原理的內(nèi)涵 306
12.5.2 優(yōu)于傳統(tǒng) 307
12.5.3 優(yōu)于非仿生 307
參考文獻(xiàn) 307
第13章 仿生學(xué)基本原則 309
13.1 主動(dòng)仿生 309
13.1.1 高度重視培養(yǎng)仿生意識(shí)的自覺(jué)性 310
13.1.2 高度重視走仿生創(chuàng)新路徑的主動(dòng)性 310
13.1.3 高度重視基于科學(xué)推動(dòng)進(jìn)行仿生的積極性 311
13.2 綠色仿生 312
13.2.1 綠色是仿生的前提條件 313
13.2.2 仿生全程應(yīng)是綠色的 313
13.2.3 仿生成果的綠色管理與應(yīng)用 315
13.3 可續(xù)仿生 315
13.3.1 仿生理念可續(xù) 316
13.3.2 仿生路徑可續(xù) 316
13.3.3 仿生資源可續(xù) 317
13.4 最佳化仿生 318
13.4.1 單目標(biāo)最佳化與多目標(biāo)最佳化 318
13.4.2 局域最佳化與全域最佳化 319
參考文獻(xiàn) 320
第14章 仿生研究的主要方法與技術(shù) 321
14.1 仿生研究的主要方法 321
14.1.1 理論分析法 321
14.1.2 計(jì)算機(jī)仿真法 324
14.1.3 相似模擬法 325
14.1.4 試驗(yàn)優(yōu)化法 328
14.2 仿生研究的主要技術(shù) 333
14.2.1 仿生建模技術(shù) 333
14.2.2 仿生設(shè)計(jì)技術(shù) 338
14.2.3 仿生制造技術(shù) 341
14.2.4 仿生測(cè)試技術(shù) 343
14.2.5 仿生效能評(píng)價(jià)技術(shù) 345
參考文獻(xiàn) 348