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1、仿生形态仿生形态艺设环艺123班王语琪20121504281基于生物表面肌理与质感的仿生设计基于生物表面肌理与质感的仿生设计 提速武器提速武器鲨鱼皮泳衣鲨鱼皮泳衣在在20082008年北京奥运会上，美国游泳名将迈克尔年北京奥运会上，美国游泳名将迈克尔菲尔普斯凭借菲尔普斯凭借8 8枚金牌创造一项新的世界枚金牌创造一项新的世界纪录。能够取得如此骄人的成绩自然首先归功于多年的刻苦训练和令对手羡慕的天赋，但纪录。能够取得如此骄人的成绩自然首先归功于多年的刻苦训练和令对手羡慕的天赋，但他所穿的他所穿的SpeedoSpeedo泳衣可能也让他拥有某种优势，这种超级泳衣使用的材料模仿鲨鱼皮的形泳衣可能也让他拥
2、有某种优势，这种超级泳衣使用的材料模仿鲨鱼皮的形状和质地。状和质地。 鲨鱼皮是人们根据其外形特征起的绰号，鲨鱼皮是人们根据其外形特征起的绰号， 它的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。鲨鱼皮表它的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。鲨鱼皮表面粗糙的面粗糙的V V形皱褶可以大大减少水流的摩擦力，使身体周围的水流更高效地流过进而实现形皱褶可以大大减少水流的摩擦力，使身体周围的水流更高效地流过进而实现快速游动。快速游动。2像荷叶一样赶走污垢的材料像荷叶一样赶走污垢的材料 荷叶是洁净的一种象征，水珠无法在其光滑的防水表面停留，只好纷纷滚落；灰尘荷叶是洁净的一种象征，水珠无法在其光滑的防水表面停留，只好纷纷滚落；灰尘也
3、以同样的方式被荷叶赶走。荷叶的这种能力归功于其表面的小突起，正是它们让也以同样的方式被荷叶赶走。荷叶的这种能力归功于其表面的小突起，正是它们让小水珠不具备堆积空间。最近几年，科学家将这种设计应用上自清洁材料的研发上，小水珠不具备堆积空间。最近几年，科学家将这种设计应用上自清洁材料的研发上，例如服装面料、窗户以及用在高压输电线上的绝缘器。在这种利用电子显微镜拍摄例如服装面料、窗户以及用在高压输电线上的绝缘器。在这种利用电子显微镜拍摄的图片中，我们能够清楚地看到荷叶表面上的小突起。的图片中，我们能够清楚地看到荷叶表面上的小突起。3仿水果表面肌理的饮料盒包装设计仿水果表面肌理的饮料盒包装设计此设计是
4、由此设计是由Naoto Naoto FukasawaFukasawa公司设计公司设计的。设计使用橡胶的。设计使用橡胶材料，充分表达出材料，充分表达出香蕉，橘子的等水香蕉，橘子的等水果味的设计语意，果味的设计语意，人们看到饮料盒就人们看到饮料盒就仿佛一感受到了水仿佛一感受到了水果的味道，又是很果的味道，又是很多人伸手触摸包装，多人伸手触摸包装，想切身体会一下摸想切身体会一下摸起来的感受。而且起来的感受。而且很容易看出此口味很容易看出此口味是什么。是什么。4 像鲨鱼那样对抗细菌像鲨鱼那样对抗细菌 很多鲸类和海牛的身上会长出藻类甚至很多鲸类和海牛的身上会长出藻类甚至藤壶，但是不知道你注意过没有，鲨鱼
5、藤壶，但是不知道你注意过没有，鲨鱼的身上却从来不会出现这种情况。这似的身上却从来不会出现这种情况。这似乎得益于鲨鱼身上一种被称为乎得益于鲨鱼身上一种被称为“盾鳞盾鳞”的的结构。这是一种软骨鱼类特有的，与牙结构。这是一种软骨鱼类特有的，与牙齿结构近似，由表皮和真皮共同形成的齿结构近似，由表皮和真皮共同形成的鳞片，这也是鲨鱼的皮肤摸上去非常粗鳞片，这也是鲨鱼的皮肤摸上去非常粗糙的原因。糙的原因。科学家们根据鲨鱼皮肤的构造启发，设科学家们根据鲨鱼皮肤的构造启发，设计了一种被称为计了一种被称为“鲨鱼鲨鱼”的表面工程设计。的表面工程设计。这种表面结构本身不需借助任何其他手这种表面结构本身不需借助任何其他
6、手段，其本身便可以阻止细菌在其表面生段，其本身便可以阻止细菌在其表面生长。一家名为长。一家名为“鲨鱼技术鲨鱼技术”的公司已经将的公司已经将应用这种仿生技术的贴膜销售给许多需应用这种仿生技术的贴膜销售给许多需要防菌的用户，并生产了一些有意义的要防菌的用户，并生产了一些有意义的新型产品，如不会被细菌感染的导尿管新型产品，如不会被细菌感染的导尿管等等。等等。5基于生物结构的仿生设计基于生物结构的仿生设计水立方国家体育中心水立方国家体育中心这是我们国家的设计这是我们国家的设计了。仿生对象为矿物了。仿生对象为矿物质和自然地肥皂泡。质和自然地肥皂泡。因为旗袍和水滴是仿因为旗袍和水滴是仿生结构的最捷径和最生
7、结构的最捷径和最小的表面，是分割三小的表面，是分割三维空间的最佳方案。维空间的最佳方案。另外，充气结构式所另外，充气结构式所有生命体的基本条件，有生命体的基本条件，胞体中最最小的细胞胞体中最最小的细胞是在充气结构的保护是在充气结构的保护下吸收营养而得以生下吸收营养而得以生长，因其具有高度承长，因其具有高度承载能力及节能，保温载能力及节能，保温隔热功能等，以应用隔热功能等，以应用到户外帐篷的设计中。到户外帐篷的设计中。6朗香教堂朗香教堂勒勒柯布西耶柯布西耶（Le Le Corbusier)Corbusier)是是在在19501950到到19551955年间，设计建年间，设计建造的。它的平造的。它
8、的平面就是模拟的面就是模拟的人的耳朵，象人的耳朵，象征着上帝可以征着上帝可以倾听信徒的祈倾听信徒的祈祷。祷。7鸟类头骨结构建筑材料鸟类头骨结构建筑材料建筑师建筑师Andres Andres HarrisHarris坚信坚信“头骨一般是质头骨一般是质量很轻且耐冲量很轻且耐冲击性极强的结击性极强的结构，因为它们构，因为它们保护着动物身保护着动物身上最重要的器上最重要的器官。这种性能官。这种性能和物理属性能和物理属性能够应用在建筑够应用在建筑设计和结构上。设计和结构上。”8水母房子水母房子 这栋造型别致的房子是由美国加州建这栋造型别致的房子是由美国加州建筑师以水母为灵感设计的，是高科技筑师以水母为灵
9、感设计的，是高科技的产物。整个房子无论外形或者内部的产物。整个房子无论外形或者内部构造都与海洋生物水母相似，房子内构造都与海洋生物水母相似，房子内部很大部分由液体构成，让人真正地部很大部分由液体构成，让人真正地感受到在海中生活，离不开水，融于感受到在海中生活，离不开水，融于自然的神奇。自然的神奇。之所以整屋子的之所以整屋子的“水水”，是由于这，是由于这房子的设计运用了特殊的外部包膜和房子的设计运用了特殊的外部包膜和过滤系统，使得雨水在经过净化后储过滤系统，使得雨水在经过净化后储存于墙壁内，存于墙壁内，“水水”进入到房子内部，进入到房子内部，在房内流动，为房子的加热或冷却系在房内流动，为房子的加
10、热或冷却系统提供统提供“原料原料”。设计师还在做进一步。设计师还在做进一步研究，希望研究，希望“水母水母”房子除了具有艺术房子除了具有艺术美感，还能做到真正更好的节约美感，还能做到真正更好的节约“能能源源”。9仿蝙蝠声纳导盲手杖仿蝙蝠声纳导盲手杖基于生物功能的仿生设计基于生物功能的仿生设计蝙蝠在一团漆黑的环境蝙蝠在一团漆黑的环境中却不会撞墙，这得益中却不会撞墙，这得益于它们生物体本身的声于它们生物体本身的声纳导航系统。这一物理纳导航系统。这一物理原理对盲人导航手杖的原理对盲人导航手杖的发明提供了帮助。发明提供了帮助。“超声超声波手杖波手杖”如同蝙蝠的声纳，如同蝙蝠的声纳，会发出超声波，并通过会
11、发出超声波，并通过感知超声波的反射发现感知超声波的反射发现障碍物。障碍物。 10“机械雨燕机械雨燕”微型飞机微型飞机 当这架飞机飞过你的头顶，你恐当这架飞机飞过你的头顶，你恐怕还以为它是只不寻常的鸟或者怕还以为它是只不寻常的鸟或者蝙蝠。蝙蝠。“机械雨燕机械雨燕”，正如它的名，正如它的名字，借鉴了鸟类中飞行极快的成字，借鉴了鸟类中飞行极快的成员员雨燕的生物结构。这种装雨燕的生物结构。这种装备了观测摄像头的微型飞机可以备了观测摄像头的微型飞机可以用来追踪研究鸟类，也可进行间用来追踪研究鸟类，也可进行间谍活动。最巧妙的设计是迎风飞谍活动。最巧妙的设计是迎风飞翔时它的翔时它的“羽毛羽毛”可以像鸟类一样
12、可以像鸟类一样向后弯曲。向后弯曲。11苍耳尼龙搭扣锯齿叶子锯条12基于生物形态，色彩的仿生设计基于生物形态，色彩的仿生设计仿翠鸟鸟喙的新干线列车车头仿翠鸟鸟喙的新干线列车车头 翠鸟从空中迅速扎入水中，翠鸟从空中迅速扎入水中，却不会制造出很大声响，却不会制造出很大声响，这得益于它尖尖的鸟喙结这得益于它尖尖的鸟喙结构。这种形状激发了工程构。这种形状激发了工程师和鸟类爱好者师和鸟类爱好者Eiji Eiji NakatsuNakatsu的灵感，用来解的灵感，用来解决日本新干线列车讨厌的决日本新干线列车讨厌的毛病毛病当它高速经过隧当它高速经过隧道时，车头形成的风墙总道时，车头形成的风墙总会发出打雷一样的
13、声音，会发出打雷一样的声音，而且还减慢了列车的速度。而且还减慢了列车的速度。而将翠鸟鸟喙形状应用于而将翠鸟鸟喙形状应用于列车车头，不仅解决了噪列车车头，不仅解决了噪音的问题，还可以将列车音的问题，还可以将列车燃料使用效率提高燃料使用效率提高20% 20% 13美国佛罗里达州大学工程师里克美国佛罗里达州大学工程师里克林德林德(Rick Lind)(Rick Lind)从海鸥身上得到启从海鸥身上得到启发，研制出一种能在高层建筑周围发，研制出一种能在高层建筑周围寻找出路，同时又可猛扑向林荫大寻找出路，同时又可猛扑向林荫大道的远程遥控侦察机，很多现代战道的远程遥控侦察机，很多现代战场正是由高层建筑和林
14、荫大道构成。场正是由高层建筑和林荫大道构成。图片中，林德手拿的就是基于海鸥图片中，林德手拿的就是基于海鸥可在可在“肩部肩部”和和“肘部肘部”弯曲翅膀弯曲翅膀的这种能力设计的飞机原型。笔直的这种能力设计的飞机原型。笔直的的“肘部肘部”在最大程度上提高稳定在最大程度上提高稳定性；性；“肘部肘部”以下部分则提高飞机以下部分则提高飞机在骤降、俯冲和翻滚时的灵活性。在骤降、俯冲和翻滚时的灵活性。模仿海鸥的侦察机模仿海鸥的侦察机14鸡蛋椅鸡蛋椅阿恩阿恩 雅各布森（雅各布森（ArnettJacobsen)ArnettJacobsen)受到受到鸡鸡蛋蛋优优美的曲美的曲线线的启的启发设计发设计出了蛋形椅。外形似出了蛋形椅。外形似鸡鸡蛋，人蛋，人们们坐上去会感受到很舒服，很安全。坐上去会感受到很舒服，很安全。15谢谢观看谢谢观看16
