混凝土橋製造

[拼音]：fangshengxue

[英文]：bionics

模仿生物系統的原理建造技術系統，使技術系統具有類似生物系統特徵的一門技術科學。英文bionics（仿生學）一詞來源於希臘文，原意是具有生命方式的性質。仿生學研究生命系統的結構、功能和機理，並將它們移植到工程技術中來，從而發明效能優異的技術裝置，創造新技術。

歷史背景

20世紀40年代美國數學家N.維納和墨西哥生理學家A.羅森布盧埃特經過長期的實驗研究，建立了生命系統與技術系統之間的聯絡。維納還詳細研究了資訊和反饋，把靈敏自動機與生命機體進行類比，抓住動物和機器中通訊和控制的本質，建立了控制論。50年代初又出現生物控制論。人們開始從理論上認識到生命系統對開闢新技術的重要意義。生物學家和工程師將來自生物界的知識用於創造新的技術裝置或改善原有裝置的效能，首先在軍事部門中航空、航海和自動控制等領域取得成功。從生物學的角度來看，仿生學屬於應用生物學的一個分支。從工程技術方面來看，仿生學是根據生物系統的結構、功能和機理，為設計和創造新的技術裝置提供新原理、新方法和新途徑。仿生學也為人工智慧和模式識別提供了新思想。

學科內容

仿生學的研究內容十分廣泛。研究範圍包括電子仿生、機械仿生、化學仿生、建築仿生等。隨著工程技術的發展，在仿生學中開展了相應的對口技術仿生的研究。如航空航天對動物飛行的研究，建築工程對生物力學的模擬，感測技術對動物感覺器官的分析和模擬，計算機技術對人腦的模擬，控制工程對生命有機體自適應機制的探索，康復工程對生物電控制的研究等。以後又出現人體仿生學、分子仿生學和宇宙仿生學等分支學科。

研究方法

仿生學的研究方法的基本特點是系統的整體性。它把生命系統看作是一個開放系統，與內外環境有著物質、能量和資訊的聯絡。生命有機體最基本的特徵是自我更新和自我複製。生命有機體要從環境中不斷獲取物質和能量，才能進行生長和繁殖。要不斷從內外環境中接受資訊，進行復雜的調節和控制，才能適應和進化。長期的進化過程使生命有機體獲得結構和功能的高度統一。面對複雜的生命系統，仿生學往往從研究生命有機體整體系統對外界刺激（輸入資訊）引起的反應（輸出資訊）之間的定量關係著手來建立模型。仿生學的主要研究方法是功能模擬法,一般是先建立模型,再進行模擬。仿生學的研究程式分為三個階段。

（1）研究生物原型：根據生產中提出的技術問題，有選擇地研究生命有機體的某些結構和功能，將所得生物資料進行提煉，吸取其中對技術有益的內容，得到一個簡化的生物模型。

（2）建立數學模型：對生物模型提供的資料進行數學分析，進一步抽象化，用數學語言把生物模型翻譯成數學模型。

（3）構造實物模型：根據數學模型，用電子、機械或化學方法構造實物模型，並進行工程實驗。在生物模擬的過程中，一般不是單純的仿生，而是在仿生中進一步創造，因此最後製成的技術裝置往往與生物原型不同，甚至在某些效能上超過生物原型。