仿生学是一门既古老又年轻的学科。
人们研究生物体的结构与功能工作的原理,并根据这些原理发明出新的设备、工具和科技,创造出适用于生产,学习和生活的先进技术。
研究范围
1、力学仿生
是研究并模仿生物体大体结构与精细结构的静力学性质,以及生物体各组成部分在体内相对运动和生物体在环境中运动的动力学性质。
例如,建筑上模仿贝壳修造的大跨度薄壳建筑,模仿股骨结构建造的立柱,既消除应力特别集中的区域,又可用最少的建材承受最大的载荷。军事上模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行揣流,提高航速;
2、分子仿生
是研究与模拟生物体中酶的催化作用、生物膜的选择性、通透性、生物大分子或其类似物的分析和合成等。例如,在搞清森林害虫舞毒蛾性引诱激素的化学结构后,合成了一种类似有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;
3、能量仿生
是研究与模仿生物电器官生物发光、肌肉直接把化学能转换成机械能等生物体中的能量转换过程;
4、信息与控制仿生
信息与控制仿生是研究与模拟感觉器官、神经元与神经网络、以及高级中枢的智能活动等方面生物体中的信息处理过程。
例如,根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度。根据鲎复眼视网膜侧抑制网络的工作原理,研制成功可增强图像轮廓、提高反差、从而有助于模糊目标检测的—些装置。已建立的神经元模型达100种以上,并在此基础上构造出新型计算机。
模仿人类学习过程,制造出一种称为“感知机”的机器,它可以通过训练,改变元件之间联系的权重来进行学习,从而能实现模式识别。此外,它还研究与模拟体内稳态,运动控制、动物的定向与导航等生物系统中的控制机制,以及人-机系统的仿生学方面。
某些文献中,把分子仿生与能量仿生的部分内容称为化学仿生,而把信息和控制仿生的部分内容称为神经仿生。
仿生学的范围很广,信息与控制仿生是一个主要领域。一方面由于自动化向智能控制发展的需要,另一方面是由于生物科学已发展到这样一个阶段,使研究大脑已成为对神经科学最大的挑战。
人工智能和智能机器人研究的仿生学方面——生物模式识别的研究,大脑学习记忆和思维过程的研究与模拟,生物体中控制的可靠性和协调问题等——是仿生学研究的主攻方面。
控制与信息仿生和生物控制论关系密切。两者都研究生物系统中的控制和信息过程,都运用生物系统的模型。但前者的目的主要是构造实用人造硬件系统;而生物控制论则从控制论的一般原理,从技术科学的理论出发,为生物行为寻求解释。
最广泛地运用类比、模拟和模型方法是仿生学研究方法的突出特点。其目的不在于直接复制每一个细节,而是要理解生物系统的工作原理,以实现特定功能为中心目的。—般认为,在仿生学研究中存在下列三个相关的方面:生物原型、数学模型和硬件模型。前者是基础,后者是目的,而数学模型则是两者之间必不可少的桥梁。
由于生物系统的复杂性,搞清某种生物系统的机制需要相当长的研究周期,而且解决实际问题需要多学科长时间的密切协作,这是限制仿生学发展速度的主要原因。
5、细胞仿生学
细胞仿生学也在水过滤领域初露峥嵘,科学家们希望借用人体与植物体内存在的一种薄膜(只让水进出微生物的细胞),将海水变成饮用水。在这一思路的指导下,他们研制出了一种“水通道”滤水设备,这款配备了“内部水通道(Aquaporin Inside)”技术的纤细薄膜,有望将海水变成饮用水,让脏水变成干净水。
与此同时,光合作用过程也正被科学家们用于能源的捕获和存储领域。美国康奈尔大学萨宾设计实验室的科学家们正在研制名为“电子皮肤(eSkin)”的适应性建筑外层,这一外层利用了肺部细胞的特性,让建筑可与周围环境有效地相互作用。
很多能源问题解决方案都在采用这一原则,包括生物电池的研制等。据报道,美国犹他大学的研究人员根据人体的新陈代谢过程——几乎所有的活体微生物都用葡萄糖来制造能量,研制出了一种生物电池,这款电池用糖做燃料,用天生拥有能量转化属性的酶做催化剂。
扩展资料
人类仿生
自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。种类繁多的生物界经过长期的进化过程,使它们能适应环境的变化,从而得到生存和发展。劳动创造了人类。人类以自己直立的身躯、能劳动的双手、交流情感和思想的语言,在长期的生产实践中,促进了神经系统尤其是大脑获得了高度发展。
因此,人类无与伦比的能力和智慧远远超过生物界的所有类群。人类通过劳动运用聪明的才智和灵巧的双手制造工具,从而在自然界里获得更大自由。人类的智慧不仅仅停留在观察和认识生物界上,而且还运用人类所独有的思维和设计能力模仿生物,通过创造性的劳动增加自己的本领。
鱼儿在水中有自由地游来游去的本领,人们就模仿鱼类的形体造船,以木桨仿鳍。相传早在大禹时期,我国古代劳动人民观察鱼在水中用尾巴的摇摆而游动、转弯,他们就在船尾上架置木桨。
通过反复的观察、模仿和实践,逐渐改成橹和舵,增加了船的动力,掌握了使船转弯的手段。这样,即使在波涛滚滚的江河中,人们也能让船只航行自如。
鸟儿展翅可在空中自由飞翔。据《韩非子》记载鲁班用竹木作鸟“成而飞之,三日不下”。然而人们更希望仿制鸟儿的双翅使自己也飞翔在空中。
早在四百多年前,意大利人列奥纳多·达·芬奇和他的助手对鸟类进行仔细的解剖,研究鸟的身体结构并认真观察鸟类的飞行。设计和制造了一架扑翼机,这是世界上第一架人造飞行器。
以上这些模仿生物构造和功能的发明与尝试,可以认为是人类仿生的先驱,也是仿生学的萌芽。
2019年10月4日,瑞士等国研究人员开发出一种仿生假腿,可让使用者有自然“触地”的感觉,且无需大脑刻意控制设备即可行走
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大多数情况下,一个新创企业业成功或失败的原因不是技术,而是营销
新创企业撬动市场,借力排他性分销 “何谓分销,我们给它一个简单的定义,就是指将‘产品包’从企业有效地转移到将要购买该产品的消费者那里的一切必要活动。”对象洛迪什教授这样是以实战见长的商学院老师来说,理论的讲解,在他的课程上只起画龙点睛的作用。 “有关分销的理论,是很多营销读本重墨书写的一章。我在这里,只想从一个角度,即渠道的排他性角度,去考察分销渠道的选择问题。”
“这里有必要说明一下,排他性分销是给予零售商或其他中间商在一特定‘地区’和特定时间段内销售你的产品的独占性权利。排他性分销和密集性分销是两个极端,中间是选择性分销。选择性分销是给予某些实体在某一特定地区分销你的产品的权利,但限制所选择的分销群体的数量。密集性分销是允许所有想分销你的产品的人都来分销你的产品。” “排他性分销有很多优点,是多数企业家都没有意识到的。不知道在座的各位有人有什么高见?”洛迪什教授抛出了问题,表情有些得意,又好似带着点骄傲,好象在说,“各位创业家,开动大脑,回答问题,It's show time!(现在是表现自己的时间)”
案例一 信息资源(InformationResources)公司———运用排他性分销巧获资金支持 20世纪80年代早期,约翰·马利克(JohnMalec)和格里·埃斯金(GerryEskin)创造了一种非常有潜在价值的办法,用以评估电视广告对销售收入的影响。由于一时很难从传统渠道获得资金,他们就向潜在客户授予排他性分销权,用这种办法来获得创业资金。 他们开发了一种以有线电视观众为目标的无须通过电视信号即可操作的技术,并获取了专利权。他们的概念是,将一些盒子置于家用有线电视机顶端,在有线系统获得微波程序信号的“头部”放入计算机系统。信息资源公司的这一技术将使观看同样节目的有线电视观众看到不同的广告。这个概念对许多广告商来说非常有吸引力,因为这是第一种能够有效控制其大规模电视广告支出的办法。
这项创意激发了这些公司为其技术开发提供资金支持的兴趣。在马利克和埃斯金实施正式的市场运作之前,他们先将设计和专利拿给这些客户看。他们承诺给予这些公司排他性分销的权利,条件是这些公司要支付一定量的首付款。这样,马利克和埃斯金无须任何外部融资就成功地获得了产品和市场开发所需资金支持。在从传统渠道获得融资困难的情况下,授予潜在客户以排他性分销权利被证明是一种非常有创造性的、十分廉价的新创企业融资方式。
“通过授予排他性分销权,你能够让渠道成员更紧密地将你的产品与渠道成员的其他产品联系在一起,形成一个双赢的局面。如果你的产品定位与渠道成员承销的其他产品的定位一致,那么你的产品会强化其他产品的定位,同时你也会从这种关系中获益。这一点在很多高档商品的销售中表现尤为明显。许多高品质产品在每一地域都有排他性零售商,他们被‘授权’独家销售该产品。价格非常昂贵的手表和高档时装甚至把排他性分销作为一种卖点。” 硬币的背面:排他性分销的弊端 “非常好,这位学员对排他性分销的优点看的挺透彻的。下面,我们需要了解硬币的另一面———排他性分销的弊端。谁来说说自己的看法?”课程进入了案例讨论阶段,洛迪什教授更多的只是充当引导的角色。
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