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学兔兔 l lI5 地 基于仿生创新思维的产品设计方法初探 Elementary discussion of design methodoIogy based on biomimicry 周祖鹏，莫秋云，蒋占四 ZHOU Zu．peng。MO Qiu．yun，JAING Zhan-si (桂林电子科技大学机电工程学院，桂林541004) 摘 要：生物在地球上已经存在了35亿年，在这个漫长的过程中能幸存下来的生物都是经过自然选择后 的优化体。它们的生理结果、行为模式和生存策略都是激发人类创新思维的巨大宝库。本文 指出了利用这一宝库开展产品创新设计的可能和必要。另外，文中也指出了如何利用这一宝 库实现仿生创新设计。为今后深入开展仿生创新设计并将其程式化提供了重要基础。 关键词：仿生；创新思维；产品设计 中国分类号：TH1 22 文献标识码：A 文章编号：1 009—01 34(2Ol 3)1 2(上)-0067—03 Ooi：1 0．3969／J．issn．1 009-01 34．201 3．1 2(E)．1 9 0 引言 察到的生物界的某种生物的特殊能力进行机理分 大约35亿年的生命演化与协同进化过程优化 析和模仿。这类例子很多，从陆生动物到水生动 了生物体宏观与微观结构形态与功能，优化了能 物再到飞禽，从两栖动物到爬行动物再到哺乳动 量与物质转化、代谢、利用体系，优化了运动方 物，人们都成功地对各类动物的特有能力进行了 式与行为。仿生学的意义在于：将生物35亿年进化 机理分析并通过模仿获得这些特殊功能的机理制 的结果作为发明的参考，将35亿年演化形成的生 造出能为人类服务的各类产品，并在实践中得到 物多样性作为技术方案选择的宝库n】。仿生学是一 应用而造福人类。例如，人们模仿蝙蝠的回声定 门古老的科学，人类很早就意识到通过模仿动物 位功能发明了雷达n】，模仿蜻蜒的特殊飞行本领发 的某些特殊功能和行为模式能够很好的解决一些难 明了空中悬停飞机 】，模仿壁虎的垂直和倒立爬行 以解决的问题。另一方面，通过学习自然界中各种 机理发明了能完成夹缝清理和户外高楼墙壁清理 生物的生活方式和行为模式能够启发人类的智力， 的爬行机器人口】，模仿白蚁的巢穴设计了冬暖夏凉 开拓人类思维局限，发明和设计出新的产品。 的节能建筑 。 本文就是利用仿生学原理，构建一种全新的 相对国内而言，国外对于仿生学的研究的领域 设计方法。这种方法将突破原有的传统设计方法 更宽泛一些。在计算仿生学方面取得了一些成果。 的局限，打破传统分层设计的模式，拟运用类比 例如，模仿蚂蚁的找食行为提出了蚁群算’法I ，利 方法模仿生物体经过亿万年进化获得的最有效结 用收获蚁的找食行为模式发现了其与互联网协议 构模式来设计产品。新的设计方法将为今后突破 的高度相似性 。另外，一些学者在经济和管理领 设计瓶颈提供新工具。同时，由于这类基于仿生 域也引入了仿生学原理。例如，通过隐喻和类比 原理的新型设计方法要求设计回归自然，要求设