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关于仿生学论文范文

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关于仿生学论文范文

2008年8月Angewandte Chemie杂志报道了澳大利亚莫纳什大学的利昂·斯皮西亚、罗宾·布里姆布来可比和安妮特·可罗,澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的格哈德·斯伟格斯和美国普林斯顿大学的查尔斯·迪斯莫克斯共同开发了由一层涂层和维持植物光合作用的基本化学物质——锰组成的系统。该系统可模拟植物的光合作用,为利用阳光将水分解成氢和氧开辟了一条新途径。此项技术突破有望革新制氢工艺,从而利用太阳光大规模生产清洁的绿色能源——氢气。光合作用是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素,在可见光的照射下,将二氧化碳和水转化为有机物,并释放出氧气的生化过程。对于生物界的几乎所有生物来说,这个过程是赖以生存的关键,而在面临能源和环境瓶颈的今天,这一过程中的能量转换也为人类提供了极其重要的启示。由于自然光谱的吸收率等原因,光合作用在多数植物中效率非常低,通常均低于。在人工设计的系统中,研发人员借鉴其光反应与电子传递的机制,并提高通量转化的效率,使其适于太阳能的转化利用。事实上,在上述模拟光合作用的研究取得突破前,微生物制氢的已经成为了研究热点。自然界已发现有类似甲烷菌的制氢菌,但其菌种繁育不如甲烷菌那样简单。若能建立合适的菌种群落,制造氢气也会像制造沼气一样得到大规模应用。模拟光合作用制氢或者微生物制氢过程正是仿生学“向自然学习”的思想典型。20世纪40年代以来,工程技术领域中出现了调节理论,人们开始在一般意义上把生物与机器进行类比,认识到二者包含自动调节系统。此后,科学研究和生产实践完全证实了生物和机器在许多问题上的共同之处。而控制论则把生物科学和工程技术从理论上联系起来,成为在原理上沟通生物系统与技术系统的桥梁,奠定了生物与机器在控制与通信方面进行类比的科学理论基础。之后,斯蒂尔提出了仿生学的研究理念。自上个世纪末以来,人们认识到大约35亿年的生命演化与协同进化过程优化了生物体宏观与微观结构,形态与功能具有无可比拟的优越性,仿生学也因此显示出巨大的生命力。从研究模式上看,仿生学作为模仿生物建造技术装置的科学,是一门新兴的边缘科学,研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和设备,创造新技术。模拟光合作用制氢过程的例子很好地诠释了这一点。在植物的光合作用中,锰参与几种酶系统。由于锰可以在正二价和正四价两种化合价之间转换,所以主要在氧化还原和电子转移中发挥作用。这一思想为斯皮西亚等人的研究提供了启发。他们在确定锰簇是植物利用水、二氧化碳和阳光制造碳水化合物和氧气的中心枢纽后,开发出这种人造锰簇,并利用这些分子的能力将水分解成氢和氧。研究者将一层质子导体――Nafion薄膜覆盖在一个电极上,形成一层仅几微米厚的聚合体膜,这层聚合体膜充当锰簇的载体。锰在正常情况下不溶解于水,但可以和Nafion薄膜小孔中的催化剂结合,形成不易分解的稳定结构,当水到达此催化剂时,在阳光的照射下便发生氧化反应。在能源和环境领域,这一技术显示了仿生技术的巨大应用潜力和价值。初步测试表明,此催化剂连续使用3天之后还有活性,由此分解出来的氢气和氧气可以在燃料电池中结合成水,产生电力供住宅和电动车全天24小时使用,且不排放碳而是排放水。虽然此系统的效率还有待提高,但研究者可以不断地从自然界中学习,使之更为高效,从而使氢这一能效高且没有碳排放的绿色清洁能源为未来社会所用。生物体的电子传递过程在能源仿生技术上的另一重点研究领域是生物发光。生物发光和光合作用都是“电子传递”现象,而从某个角度上看,生物发光可以看作是光合作用的逆反应。光合作用是绿色植物吸取环境中的二氧化碳和水分,在叶绿体中,利用太阳光能合成碳水化合物,同时放出氧气。光能从水分子上释放电子,并把电子加到二氧化碳上,产生碳水化合物,这是一个还原过程。光合作用把光能转变成化学能,而生物发光是电子从荧光素分子上脱下来和氧化合,形成水,产生光。生物发光是将化学能转变成光能。生物光作为冷光源,具有效能高、效率大、不发热、不产生其它辐射、不会燃烧、不产生磁场等特点,对于手术室、实验室、易燃物品库房、矿井以及水下作业等,都是一种安全可靠的理想照明光源。通过模仿发光生物把一种形式的能量转换成另一种形式的能量,制造冷光板使其不需要复杂的电路和电力,就能白天吸收太阳光,晚上再将光能释放。人们先是从发光生物中分离出纯荧光素,后来又分离出荧光酶。现在已能人工合成荧光素,这就使人类模仿生物发光,创造一种新的高效光源——冷光源成为可能。然而,人们对于萤火虫等发光机制的研究仍然有待深入。如果将光合作用和生物发光机制在仿生学框架下同时加以研究,就有可能在能量利用的电子传递现象中取得进展,从而实现能源利用更为巨大的进步。从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时间内,研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生物界索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的眼界,显示了极强的生命力,在能源技术上的应用潜力也极其巨大,有助于破解人们所面临的能源瓶颈问题,同时解决石化能源等所带来的环境问题。

鲨鱼皮肤-泳衣 一件泳衣,在悉尼奥运会上改变了世界泳坛的格局。几乎大半金牌得主都穿上一种特殊的泳衣———连体鲨鱼装。这种鲨鱼装仿造了海中霸王鲨鱼的皮肤结构,泳衣上设计了一些粗糙的齿状凸起,能有效地引导水流,并收紧身体,避免皮肤和肌肉的颤动。 此后,仿生泳衣越仿越精。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点,加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料,可使人在水中受到的阻力减少4%。此外,还增加了两个附件,附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器能使运动员游起来更加轻松;附在胸前和肩后的振动控制系统能帮助引导水流。 海蜇-水母耳 每当风暴来临前,最古老的腔肠生物海蜇仿佛能未卜先知,早早就离岸游向大海避灾。原来,海蜇有个“顺风耳”,其“耳”(细柄上的小球)中有小小的听石,上面布满神经感受器,能听到风暴产生时发出的次声波(由空气和波浪摩擦而产生,频率为8赫兹-13赫兹,传播比风暴、波浪的速度快)。 模拟海蜇感受次声波的器官,科技人员设计出一种“水母耳”仪器,可提前15小时左右预报风暴。它由喇叭、接受次声波的共振器和把这种振动转变为电脉冲的转换器以及指示器组成。将这种仪器安装在船的前甲板上,喇叭做360°旋转。当它接收到8赫兹-13赫兹的次声波时,旋转自动停止,喇叭所指示的方向,就是风暴将要来临的方向。指示器还可以告诉人们风暴的强度。 仿生成果走向产业 京沪两地科学界级别最高的“香山科学会议”和“东方科技论坛”最近联合就仿生学召开学术研讨会,此举在科学界引起不小震动:为何给予仿生学如此高规格? 缘自国际科研和高新技术产业的竞争态势。越来越多的科学家认识到:模仿自然更有无限的潜力和机会,更有可能提升原始创新的能力。 人类进化只有500万年的历史,而生命进化已经历了约35亿年。大自然的奥秘不胜枚举。每当我们发现一种生物奥秘,就有可能成为我们一种新的设计可能性,也可能带给我们新的生存方式,仿生思维就是在大自然中寻找解决问题的方程式。10年前,许多国家就开始通过仿生学,提升科技创新活力和产业能级。在美国,有一项长期研究计划与仿生科技紧密相关,其优先发展的先进制造、先进材料和先进军事装备等,不少是从模拟与仿真入手;德国研究与技术部已就“21世纪的技术”为题,从仿生学出发,在电子技术、纳米技术、富勒碳材料、光子学、材料、生物传感器等领域投入了相当大的财力和人力;英国、日本、俄罗斯以及韩国等国都有相应的仿生科技和仿生产业中长期计划,在先进制造、材料、生物技术、高性能计算与通信计划等领域开展基础性研究。 仿生成果已不断涌现,并开始从基础研究发展到商业化竞争阶段。中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员杜家纬介绍,这些仿生学成果应用于经济、军事和人类卫生事业后,在全球经济中所创造的份额会越来越大。如德国轮胎设计专家根据跑行中的猫前爪垫的功能和蜘蛛网的柔顺结构及其稳定性,设计出一种AMC垫型轮胎,其表面的柔软性和硬性网状结构设计,具有较大的抓地性和运行精度,增加了轮胎与地面的摩擦力,使刹车距离从现在的19米缩短为9米,大大提高了安全性。这种轮胎已完成了实地试验,一旦投产,对世界轮胎业产生的冲击可想而知。又如,德国米勒公司新设计的一款洗衣机内桶表面结构仿造蜂巢和龟背壳形状,所洗的衣服非常干净,但洗涤过程却非常柔顺,不伤衣料。据统计,我国每年洗衣机更新量为500万台,有关专家已经担忧,一旦这种仿生洗衣机进入市场,将大大挤压我国的洗衣机市场。 将仿生研究纳入国家战略 机器人、纳米自洁涂料、生物农药……仿生科研在本市和全国其它城市的不少领域已有开展,但始终难以形成规模产业,缘于仿生学缺乏系统的研究规划和研究体系,因此源头创新性研究还远远不够。为此有关专家认为,科研主管部门、科技界和产业界都应转变观念和视角,从模仿国外转变为模仿自然,向大自然汲取科技创新的灵感。 据了解,我国当前优先发展的高技术产业化重点领域共有141个方面,其中将近有30个领域与仿生学相关。例如:光传输系统,生物医学材料及体内植入物和人造器官,生物反应器及分离技术与成套设备,医药新剂型,新型医用精密诊断及治疗仪器,新型材料-纳米材料,膜工程技术,子午线轮胎生产技术及关键设备和原材料,新型传感器,工业机器人及机器人自动化生产线,环境与污染源监测仪器及自动监测系统,高效、安全新农药、兽药及生物防治技术,新型墙体材料等。由此可见,加强仿生科研和仿生成果的转化,将使我国的高新技术产业的质与量都产生飞跃。 杜家纬介绍,21世纪的仿生学,正朝着微观、系统、智能、精细、洁净方向发展,更多地表现为将生物系统构造和生命活动过程融合到技术创新的设计思想中去。当前仿生结构和力学的研究在国际上受到高度关注,研制微型飞行器,机器昆虫和机器鱼等正形成热潮。在新材料研究方面,世界各国也都将目标放在模仿生物界的结构,如海洋壳类构造、蜘蛛丝、植物表面超微结构、动物角趾皮肤等等。 仿生学是多学科的交叉,需要多学科的专家,尤其是生命科学家和工程技术专家的共同关注与参与。专家呼吁:要将仿生学的发展放在国家重要战略地位加以考虑,把握21世纪国际仿生学的发展方向和前沿,加强原始创新研究,从仿生结构与力学,仿生材料与微纳系统,仿生功能器件及控制,分子仿生,神经和信息科学等五大“仿生科学与技术”系统性基础研究方向,建立复杂生物体系的研究与发现体系。在仿生材料,仿生工艺,仿生机械,仿生功能器件,微纳米仿生技术,仿生传感器,基因仿生工程,组织仿生工程,生物膜仿生工程和人工智能等10个前沿领域,加强仿生研究和产业孕育。

论文提纲包括

完整的论文提纲应该包括哪些方面的内容呢?不清楚的同学可以参考一下以下内容。

论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。

目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)

摘要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。

关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。

论文正文:

引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。

论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容:

提出-论点;

分析问题-论据和论证;

解决问题-论证与步骤;

结论。

一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料,列于论文的末尾。参考文献应另起一页,标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。

题目:仿生设计在包装容器造型设计中的应用

大自然是最伟大的创造者,向自然学习是个古老而时新的话题。仿生学使人类社会与自然之间协调与统一,成为人类生产活动与自然的交汇点。它迎合了现代人的价值观和审美趣向,正逐渐成为设计活动中新的亮点。仿生学涉及范围宽广,研究内容多样,本论文主要对包装容器造型的形态仿生设计进行研究。

论文先从形态仿生设计的成果——现有的采用形态仿生设计手法的包装容器造型入手进行研究,从造型表现形式和情感传达两方面分析:根据具象与抽象、整体与局部、动态与静态的'分类分析总结形态仿生的表现形式;根据创意联想、回归自然和传达产品信息等分析总结形态仿生的情感传达。从而探寻形态仿生应用于包装容器造型设计的一般方法和意义。

论文重点对水形态在女性化妆品包装容器造型设计中的应用进行研究。以与女性有着神秘互渗关系的水形态为原型,从形态与文化两方面进行解读。在对化妆品包装容器的造型设计分析的基础上提取水的形态要素,对其应用于女性化妆品包装容器造型设计中的实例进行解析,进一步探讨形态仿生在包装容器造型设计中的表现方法。论文运用了实例分析、综合归纳的方法,系统地总结了形态仿生应用于包装容器造型设计的方法和规律,力求拓宽包装容器造型设计的思路,为仿生学在包装容器造型设计中的应用提供更具指导意义的可操作性方法。

摘要4-5

ABSTRACT5-9

第一章 绪论9-15

社会背景9-10

选题意义与研究目的10-11

选题意义10-11

研究目的11

国内外研究现状及水平11-13

研究思路和基本方法13-14

研究思路13

研究方法13-14

研究内容14-15

第二章 仿生设计与包装容器造型设计阐述15-30

仿生设计概念15-16

形态仿生设计16

形态仿生设计表现形式16-23

具象仿生与抽象仿生17-20

整体仿生与局部仿生20-22

静态仿生与动态仿生22-23

形态仿生对包装容器造型设计的影响力23-30

创意联想24-25

回归自然25-27

传达产品信息27-30

第三章 水形态在女性化妆品包装容器造型设计中的应用研究30-53

水形态30-37

水的文化解读30-35

水的形态解读35-37

女性化妆品包装容器造型37-43

女性化妆品包装容器造型的设计定位37-38

女性化妆品包装容器造型设计表现38-43

. 水形态中在女性化妆品包装容器造型设计的运用43-53

水形态在女性化妆品包装容器造型的融合表现43-44

水形态在女性化妆品包装容器造型设计中的魅力表现44-53

结语53-55

参考文献55-57

攻读学位期间主要的研究成果57-58

致谢58

关于文仿论文范文资料

中国是一个有着五千年悠久历史的国家,中华 传统 文化 博大精深,生活中随处可见,用的文房四宝,吃饭用的筷子,过节庆祝的鞭炮,皆是中华传统文化之根。下面是我为大家整理的论传统文化 优秀 作文 800字,仅供大家参考借鉴,希望大家喜欢!

论传统文化优秀作文800字一

中华上下五千年文化也在伴随着人们不断地传承与发展,与时俱进与时代精神相结合。源源不断的人影响后世深远,潜移默化地影响着我们的方方面面。

文化,奠定民族的根历史上有四大文明古国,而现在,存在的只有中国一个。这其中中华文化起着巨大的作用,一个民族只有有了属于自己的文化,才能扎根成长,中华传统文化影响激励着一代又一代的人,才有了今天强大的中国,才有了今天面向世界面向未来的勇气,只有不断地去传承,和发展我们的中华文化,我们才能更富强。

文化,奠定民族的魂,长征精神西柏坡精神,大漠精神雷锋精神,这些耳熟能详的精神,不断影响着后代人,中国历来就有勤俭节约孝敬父母等等的传统美德,而这些美德和精神奠定了中华民族的魂魄带人也为之将这些精神和美德去发扬去传承,就像涓涓细流,永不停止。

文化是民族的精神支柱,一个国家和一个民族都有,属于自己的文化,而中华文化经历了不断的传承与发展,形成了自己的特色,传统文化不断与时代精神相结合,给我们的国家和民族奠定了精神支柱,有了自己的文化就有了自己的精神支柱,精神支柱是我们矗立世界东方不倒的脊梁人一旦没有了精神支柱,不就会变得颓废吗?所以文化的作用不容小看我们更应该传承我们的传统文化。

传统文化的传承与发展,是我们一代代人的成果文化的重要性在国际社会上也日益可见,所以我们不能丢了自己的根魂精神支柱,人没有了这些汇款,那国家和民族也会如此,文化是我们生存发展的基石,我们必将传承与发展。

一代代人一代代的延续让我们的祖国日益富强,正是文化的支撑,正是文化对我们的指引丢了什么,也不该丢了自己的根自己的魂。

文化的影响一定是潜移默化的,也是历久弥新的,也是影响深远的,在当今社会,文化也成为了一个,符合,国家实力这一方面让我们更,不能去忽视它,我们更应该去传承与发展我们的传统文化,让这股涓涓细流永不停歇的传承发展下去。

我们身为新时代的接班人,更应去完成他的是自己的使命完成时代交予我们的任务,而支撑这些的就是我们的传统文化传承,发展传统文化,我们义不容辞的责任。

论传统文化优秀作文800字二

当今世界全球化已是一个不可阻挡的趋势,当全球化给我们带来好处与便利时,文化与文化之间的冲击也破坏着国家与国家之间的和谐。面对各国文化作为中国优秀传统文化继承者的我们应对外来文化有着取其精华,弃其糟粕的态度。

中华文化是中华民族生生不息,团结奋进的不竭精神动力,是中华民族共有的精神家园,更是世界文化大花园中的一朵璀璨的奇葩。但随着西方文化浪潮的侵入。中国人心中的民族文化开始逐渐失去颜色。节日文化的入侵深深的侵染了人们的思想。我过的七夕节从古至今流传了几千年但现在却被西方人称为情人节的节日所代替。每当这时,商场中、大街上各种这样打折出售的 广告 牌上都是情人节这几个字。可见七夕节早已淡出了人们的视野,国民对待本国文化的态度冷漠,对别国的文化却充满了热情,这致使中国人民丧失了民族文化的价值观念,这对中国文化的发展道路产生了深远的影响,所以我们要增强对传统文化的认同感,提高人们对传统文化的热情。

曾经散落到街头的传统小吃已成过往云烟,最热的肯德基、麦当劳这些“洋房”顶替了小吃原来的地位,国外的名牌服饰也成为年轻人争相攀比的目标,国产品牌几乎无人问津。如潮水般涌来的文化,已经渗透到了中国的大街小巷,曾今对传统文化那种刻骨铭心的感觉正在渐行渐远,那种魂牵梦绕的情节正在烟消云散。几千年来中华文明虽历经沧桑饱受磨难却绵延不绝,历久弥新,如今却面临着破坏与毁灭,这是国人的不幸,但同时也给我们敲响了警钟,一个高速发展的大国如果丧失了民族文化那将是何等的可悲与可怕。

我们不能再重复历史,不能再像百年前那样成为一个任人宰割的肥羊,我们既要守住自己的文化,也要大力弘扬优秀中华文化,推动中华文化走向世界,让世界都开满中华文化之花,就像孔子学院在世界各地开办一样,传播着中国悠久的历史文化,用独特的中华文化去感染世界,让世界都了解中国,让中华文化在他们心中生根发芽。西方文化的浪潮能扑向我们,那中国文化的风暴必将刮向西方。

中华文化是世界古代文明中唯一没有中断而发展至今的伟大文化。它需要我们的保护与发扬,但同时面对外来文化我们也必须持有取其精华弃其糟粕的态度这样才能让中华文化继续扬帆远航!

论传统文化优秀作文800字三

近日看到一幅漫画漫画中,一位厨师身上写着,寒假培训的资料,旁边是一幅传统文化的锅,被架在火上,另一边是两个人捧着热汤在品尝,这幅画面,让我觉得我们应该弘扬传统文化,传承经典美德。

众所周知,中国作为四大文明古国之一,已经拥有五千年的竹文化历程,经历了历史的长河从奴隶社会到封建社会,再到近代社会最后到达线的时候,中国的美德早已深入人心,传统文化是历史的象征,在历史中漫长的过程中不断被洗涤从最初的尊老爱幼,吃苦耐劳,到现在的艰苦奋斗,坚持不懈,哪一个不体现着中国的传统文化?

中国古代诗歌中大量赞美歌颂祖国山河的诗和人的真善美的佳作,数不胜数,孟浩然故人具鸡黍,邀我至田家,解除了人们生活的质朴安宁和谐,陶渊明采菊东篱下悠然见南山也写出了他对隐居生活的悠闲安详的喜爱,这些都是中国的传统文化。

中国的建筑也无不体现了中国的传统文化,每一个建筑的独特风格都有不同的意义。所以建筑才被称作凝固的艺术,比如说中国古代建筑一般都是房檐向上翘起一层一层,每一层都比上一层大而且宽,这不正是体现古代封建君主专制终极全,的特点吗?可见一个小的艺术中都蕴含着那么大的声音,足以知道中华文化博大精深的特点。

中国的民族节日也是中国的传统文化,例如傣族的泼水节,维吾尔族的古尔邦节,蒙古族的那达慕集会,这些都是中国的传统文化。

中国的传统文化博大精深,源远流长,我们是祖国的未来民族的希望,我们应该弘扬传统文化,使中华文化一直延续下去,不能让这些文化在我们的手中销声匿迹,国家在不断,制定相关法律法规去保护我们的传统文化,政府也应该保护我国传统文化,是我国文化绵延不绝。

作为青少年的,我们更应该去弘扬传统文化,让世界更多的人去,接触中国传统文化,了解传统文化,学习传统文化,将我国的传统文化带动着经济的发展科技的创新,努力实施科教兴国战略与人才强国战略,不断提高我国综合国力,让中国的文化在世界民族之林中永垂不朽,使中国更加强大,祖国更加美好。

论传统文化优秀作文800字四

中国,世界四大文明古国之一,历史源远流长达5000年之久,从远古的孔孟思想到当今的社会主义文明,从甲骨文到简体汉字,华夏人民的千古智慧筑造了一个辉煌的中国。

首先,不得不说,现今中国发展迅速,可以说是日新月异,在国际上的地位日益提高,但在这背后,中华文化却陷入了一个难堪的境地:如中国某些大学自主招生不考语文,语文即中文,中国人的母语,却糟的如此待遇,何尝不让人痛惜。

再者,中国向来以“礼仪之邦”为著名,而现金各国有几人会去注重所谓的礼仪:公交车上,许多中年人坐在座位上老年人只能瞅着上方的“老弱病残孕坐席”而叹息,抑或破口大骂,打架斗殴,聚众闹事。中国人如此“注重”礼仪,还有何脸面打着“礼仪之邦”的名号去面向世界。

再次,中华大门对外开放本是一件利国利民的好事,西方文明涌入中国,中国人喜欢过 圣诞节 宁愿弃 端午节 , 中秋节 等传统节日于不顾,韩国江陵申请端午节传统节日,这难道还不够点醒中国人吗?

还有,中国计划生育政策本来是提高人口素质的好政策,却造成了家长溺爱孩子之风,家长说不愿让孩子过以前的苦日子,但中国有句古话“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”,不经历风雨的锤击怎练得一身正气。

最后,日本作为一个小小岛国,二战后,经济迅速崛起远超中国,日本人大力发展学习中国传统文化,“弟子规”、“三字经”,日本很多人都会背,中国人呢?日本人不仅会背,而且还会时间在生活中,中国人能知道就很不错了。当今世界经济竞争激烈,很多人都在试图寻找解决 方法 ,一位博士在上世纪70年代曾经说过:挽救21实际的社会问题唯有中国的孔孟思想和大乘佛法。中华文化以和为贵,确实为当今实用典范,可中国人却做出了一个让人惊奇的事情:捧着金子在大街上乞讨流浪。这让中国如何迅速发展经济?

中华文化博大精深,是世人眼中的宝藏,却成了中国人眼中的垃圾,这让听着不得不捧腹大笑,但这是事实,是不可更改的事实。

再此,我希望诸位中华同胞可以认真学习研究中国文化,弘扬发展中华文明,让中国这个文明古国可以再次以文明的面貌站在世界之巅!

论传统文化优秀作文800字五

朋友,当你沉浸在“情人节”的玫瑰花香里的时候,你可想过,在将要到来的“七夕”里,牛郎织女将一路奔波,即将相会在鹊桥上?

朋友,当你头戴红色圣诞帽,挤在小教堂里不亦乐乎的时候,你可记得,重阳那天携带双亲登高远眺,身插茱萸的一幕幕?

朋友,当你操着满口“洋话”庆祝“洋节”的时候,其实,你难道不应该去陪父母去倾听民族古乐的动人琴声?

朋友,在西方洋节的冲击下,你是否还记得,你的肤色就是大地的颜色,你的血液里流着中华民族的文化风俗?

让我们放下手中的杯盏,关掉轰鸣的音响,坐在寂静的明月下静静的思考吧!

如今的社会是个多元化的社会,是各种文化相互碰撞,彼此渗透的社会。闭关相守的时代已经一去不复返,只有了解世界,认识世界,才能傲然与民族之林,但是传统文化又何要丢弃?

在我国五千多年的历史文化长廊中,已经沉淀了令世界所有人所惊叹的无数瑰宝——文字、礼仪、节日。仅他们就如同天上奔腾的清流,又像森林间孕育的灿烂的珍宝灿烂夺目,博大精深。

仅看中国节日文化就是一曲令人回味无穷的民乐,是一杯品不透的茶水。新春佳节,合家团圆; 清明 节,缅怀逝者;中秋之夜,千里共婵娟;端午之夜,龙舟尽发,祭奠古人忠烈。可以说,每一个佳节都承载着动人的 历史 故事 ,寄托着华夏儿女对未来的美好憧憬和祝福。欢度传统佳节,既是沐浴于清泉中,倾听古代贤德之人在耳边吟唱,享受民族风俗,又是置身于文化的海洋,浴心于壮阔波澜之中,顿感今朝人生美丽幸福无比。简而言之,佳节既能感受瑰丽多彩的文化魅力,又是联系血脉骨肉之情的纽带。

一个民族有一个民族的节日,一个民族有一个民族的情怀。深远流长的民族文化必定是每个民族的骄傲。长江黄河孕育了华夏儿女的勤劳勇敢,以及对故乡的眷恋。欢度传统节日,就是把心结坚守多年,让精神流传久远。即使你漂泊异乡,身处困境,也能勇于奋起,重返故里。春江花月夜,二泉映月,古曲声声曾让西方震动;中秋团圆,七夕庙会,曾让世人感怀。我们要坚守共同的财富,担起肩上的责任,让 中国传统节日 的神韵代代流传!

亲爱的朋友,当你流连于庆祝洋节的霓虹灯下时,可别忘了,你应该重返故里,坚守故里,因为那里有属于自己的一缕节日的阳光!

论传统文化优秀作文800字六

没有土地的滋养,就没有了参天大树,没有底层坚固的地基,就没有那高楼大厦,没有中华传统文化,就没有现代文化的,繁荣发展。

近年来,有不少学生利用其寒假时间去参加传统文化培训班,他们的这一做法是值得肯定的,俗话说人不能忘本,我们现在所学文化,其根源都来自于传统文化,所以我们应该继承,中华优秀的传统文化。

继承传统文化,取其精华,去其糟粕,世界上的每个事物都有其两面性,我们的文化也不例外,传统文化中有优秀的也有其不好的,部分,我们应该要学会取其精华,去其糟粕,把传统文化中优秀的部分继承并发展下去,作为学生的我们无时无刻不在接受,只有优秀传统文化,学习古文,让我们领略了古人的风采,学习历史,让我们了解了古人的伟大成就,古人们留下来的优秀文化遗产,是非常宝贵的历史文化,它能够丰富我们的生活,增强我们的精神力量,促进我们全面发展。

发展传统文化,面向世界博采众长,中华传统文化是中华文化五千多年沉淀下来的,有其独特性区域性,21世纪的现在,倡导和平与发展各国之间的友好往来,是促进国与国之间进步的一个途径,所以我们应该把眼光放得更广阔,更长远,既要借鉴各国优秀传统文化,也要争做中外友好关系的使者,中华文化有其固有的包容性,兼收并蓄,所以我们更加要不断促进各国之间的文化交流促进,共同发展。

立足于传统文化,推陈出新,革故鼎新,随着时代的发展,社会的进步,文化也是其中的变化因素所以我们必须牢牢抓住传统文化的根,在其基础之上推陈出新,革故鼎新,使其顺应时代潮流,现在传统文化的气息还随处可见, 春节 贴春联,守岁等悉数已深深烙在人们的心里,在其基础上,人们也在不断的革新,让新年更加的热闹,传统文化是中华民族精神的魂,如果没有传统文化,就没有现代社会文化的繁荣,所以我们必须牢牢抓住传统文化这个基础,在此基础上不断发展,不断创新。

传统文化是中华民族精神的魂,是现代文化繁荣发展的根基,传统文化中优秀的成分能够促进社会发展,请同学们继承优秀传统文化,弘扬中华民族精神吧!

论传统文化优秀作文800字七

近年来,社会上掀起了普及传统文化的热潮。各种打着“弘扬传统文化”旗号的电视节目层出不穷,突然骤增的历史题材的电视剧多得叫人咋舌,所谓的“国学学堂”在中小学,甚至幼儿园以及网络上相继开设……这些都曾引起热议。人们感叹着,纷纷表示文化终得以传承。但我们博大精深的传统文化,真的就靠着这些就得以普及吗?

就来谈谈那些电视节目吧。说是弘扬文化,但实际上,跟文化有关的内容有多少呢?几乎都是擦点边,更甚者只是挂着名号罢了。毕竟,电视节目这本身就与利益挂钩,真正“为爱发电”的几近于无。

但不可否定的是,电视上确实有一股“清流”,人们确实能从中感受到传统文化所蕴含的美。一些人沉迷于其中,下定决心要弘扬文化,然后反复观看每期节目,最后坚信自己就是那传统文化的弘扬者。殊不知,仅仅通过一层毫无温度的屏幕所看到的,就如沙滩中的一粒沙般微小,而从中真正明白的,甚至连粒沙都不足。

普及传统文化,怎可能是一部电视剧,一档电视节目就可以做到的。实际上,那些碎片的内容,不过是过眼云烟,可能看的当下会觉得收获了不少,但过几天,过几十天,能记住的不过是寥寥无几,也就剩一个模糊的印象。更何况,其中大部分都是为了牟利而肆意乱改,吸人眼球的虚假的信息充斥其中,满是漏洞。

还有大火的《生僻字》一歌,热度至今未退,各大歌手仍然争先翻唱。作者称自己的歌“传播中国文化正能量”“大多数都是高考必考词”,群众们听后纷纷表示语文白学,被捧得极高。但实际上呢,这首歌辞藻华丽,风格浮夸,蕴含生僻字的部分强行押韵,就好像是从词典上随便找了几个尾音一样的词,不顾词本身的意义,强行拼凑成一段歌词。更何况,歌唱时本就会因曲调而改变一些字的字音,听者无意间记下了这些错误的读音,又怎能普及中国文化?一些人因会唱这首歌,就骄傲地觉得自己的文化水平达到一个新高度,触碰到了传统文化的精髓。这是一种非常浅薄的自我认知。

了解传统文化,弘扬传统文化,可不是 说说 那么简单的。只有当我们亲眼见过,亲自去见识过,这才算是真正触碰到了传统文化,若要说了解还远远谈不上。

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中国独有的文书工具,即笔、墨、纸、砚。文房四宝之名,起源于南北朝时期。历史上,“文房四宝”所指之物屡有变化。在南唐时,“文房四宝”特指诸葛笔、徽州李廷圭墨、澄心堂纸,江西婺源龙尾砚。自宋朝以来“文房四宝”则特指湖笔(浙江省湖州)、徽墨(安徽省徽州)、宣纸(安徽省宣州)、端砚(广东省肇庆,古称端州)。旧时对纸、墨、笔、砚四种文具的统称。砚台,别名润色先生,文房四宝中能传世最久的一宝。文房谓书房。北宋苏易简著《文房四谱》,一名《文房四宝谱》,叙述这四种文具的品类和故实等。这些文具,制作历史悠久,品类繁多,历代都有著名的制品和艺人。如安徽泾县(原属宁国府,产纸以府治宣城为名)的宣纸,歙县(原为徽州府治)的徽墨,浙江吴兴(原为湖州府治)的湖笔,广东高要(原为肇庆府治,古名端州)的端砚,以及与端砚齐名的歙县(原歙州府)的歙砚.编辑本段辞源“文房四宝”指纸、墨、笔、砚四类书画用具,已是今人皆知的常识。但“文房四宝”一辞源自何者?源起何时?却尚有未尽之解。比如《辞海》“文房四宝”辞目的说法,便是如此:“旧时对纸、墨、笔、砚四种文具的统称。文房谓书房,北宋苏易简著《文房四谱》,一名《文房四宝谱》,叙述这四种文具的品类和故实等。” 《辞海》说法的模糊之处在于:“一名《文房四宝谱》”的作者是谁?是另有他人?还是苏易简(958—997年)本人?如果是苏本人,那么“文房四宝”一辞就当是苏易简提出的。但像《丛书集成》等收录苏易简著作的各种文献中,皆以《文房四谱》为书名,而未见注明《文房四宝谱》作者为苏易简者。也就是说,“文房四宝”一辞与苏易简的著作名称,并无直接的原词转用关系。 苏易简不是“文房四宝”一辞的直接发明者,这在《四库全书总目提要》中为苏易简《文房四谱》一书做提要时有所记载:“《宋史》本传但称文房四谱,与此本同。尤袤《遂初堂书目》作《文房四宝谱》,又有《续文房四宝谱》。考洪迈《歙砚说跋》,称揭苏氏文房谱於四宝堂,当由是而俗呼四宝,因增入书名,后来病其不雅,又改题耳。” 《四库》提到的洪迈(1123-1202年)和尤袤(1127-1194年)生卒年代相近,但都晚于苏易简,二者与“文房四宝”一辞似乎都有关系。其中《四库》在为洪迈题跋《歙砚说》等书目的提要中,更详细地谈到了上述“揭苏氏文房谱於四宝堂”的人,是洪迈的哥哥洪适(1117-1184年)。换言之,《四库》是说苏易简原著《文房四谱》本无他名,是因为洪适曾经把它揭示于徽州的四宝堂,才有人用“四宝”这种俗称称它为《文房四宝谱》的。因此,同为一个时期的尤袤在做《遂初堂书目》时,这才把俗称的《文房四宝谱》等收录了进来,也未可知。 然而问题到这里并没有解决,因为实际上,在比洪适早出生一百多年的苏易简生活的北宋时期,社会上已在普遍使用“文房四宝”一辞了。如诗人梅尧臣(1002—1060年)早就写有“文房四宝出二郡,迩来赏爱君与予”的诗句。 由此可见,“文房四宝”一辞的来源,尽管与苏易简著作名称没有直接关系,《四库》所记得名于洪适的说法也经不起年代差的考实,但至少在北宋时期,社会上已广泛使用了这一词汇,当无问题。到再晚一些的南宋初年,陆游(1125—1210年),甚至还把“文房四宝”叫做“文房四士”:“水复山重客到稀,文房四士独相依”。但是不知为什么,被陆游入题入诗、称之颂之的“文房四士”一辞,却没有像“文房四宝”那样流行并流传下来。这大概与后者出现和使用的年代较早,更传神地表达了纸、墨、笔、砚在书房中的地位,已被社会广泛接受的缘故有关。 笔、墨、纸、砚在宋代已成为书房中最重要的书写绘画用具,有考古学上发现也可作证。如在福建省福州市茶园山发现的南宋许峻墓中,就发现了整套“文房四宝”用品被随葬的现象。再如河北张家口辽代张文藻家族壁画墓的壁画中,也有不止一幅迄今所见最早将笔、墨、纸、砚同绘于一处的“文房四宝”图画。其中7号墓“童嬉图”壁画中(如图),有四童子藏于后面嬉戏的柜子,发掘者认为是食盒,但有研究者认为,应当是文房用具,可放置纸张、画轴、书札等。这幅画的墓主人张文藻卒于辽代咸雍十年(1074年),与苏易简、梅尧臣等人生活的年代甚为相近。这些无不说明,如果笔、墨、纸、砚不是经历时代的积淀,逐步形成了广泛的社会实用基础,那么“文房四宝”一辞是不会在宋代终成专门用语的。 说起来,“文房四宝”中的“四宝”谱系还有据可考,但作为书写、读书等专用处所的“文房”的起源,却实难考实得多。像唐代杜牧《奉和门下相公兼领相印出镇全蜀诗》中所言“彤弓随武库,金印逐文房”,已是我们迄今能看到的比较早的“文房”用辞了。因此说“文房”一辞于唐代就已出现,或者还可能更早一些到南北朝时期,当不至于引起太大异议。但问题是,我们这里提到的文房,其实多属于概念或属性范畴,因为目前为止还没有直接的文献著录、考古发现以及研究成果,能告知我们唐代的文房到底是什么样的具体形态。 将有关文房四宝的起源研究,延伸到与其关的书画空间场景中,是在变笔、墨、纸、砚的静态讨论为书画者行为的空间动态考察。因为文物的研究方法乃至文物观,正在发生从单体到整体再到群体的转变,了解和复原古代书画用具与文房乃至与文人行为之间的关系,这样才能更全面地了解书法用具发展的史脉。换言之,如果说文房是“文房四宝”的空间载体,那么,文人则是文房的活动主体。没有文房承载的文房四宝是孤零散乱的用具,而没有文人活动的文房则是没有活力的空寂建筑。编辑本段汉族文房四宝汉族的用具,不少独具一格,它既表现了汉族不同于其他民族的风俗, 又为世界文化的进步和发展做出了贡献。其最典型的是被称为“文房四宝”的书写工具:纸、笔、墨、砚。 纸,是汉族的一个伟大发明,现在世界上纸的品种虽然以千万计,但“宣纸”仍然是供毛笔书画用的独特的手工纸,宣纸质地柔韧、洁白平滑、色泽耐久、吸水力强,在国际上“纸寿千年”的声誉。 毛笔,是古代汉族与西方民族用羽毛书写风采迥异的独具特色的书写、绘画工具。当今世界上虽然流行铅笔、圆珠笔、钢笔等,但毛笔却是替代不了的。据传毛笔为蒙恬所创,所以至今被誉为毛笔之乡的河北衡水县侯店每逢农历三月初三,如同过年,家家包饺子,饮酒庆贺,纪念蒙恬创毛笔。自元代以来,浙江湖州生产的具有“尖、圆、健”特点的“湖笔”成为全国最著名的毛笔品种。 墨,是书写、绘画的色料。唐代制墨名匠奚超、奚廷父子制的好墨,受南唐后天李煜的赏识,全家赐国姓“李氏”。从“李墨”名满天下。宋时李墨的产地安徽歙县改名徽州,“李墨”改名为“徽墨”。 砚,俗称砚台,是汉族书写、绘画研磨色料的工具。汉代时砚已流行,宋代则已普遍使用,明、清两代品种繁多,出现了被人们称为“四大名砚”的端砚、歙砚、洮砚和澄泥砚。古代汉族文人对砚十分重视,不仅终日相随,而且死后还用之殉葬。编辑本段实物起源中国书法的工具和材料基本上是由笔、墨、纸、砚演变而来的,人们通常把它们称为“文房四宝”,大致是说它们是文人书房中必备的四件宝贝。因为中国古代文人基本上都是或能书,或能画,或既能书又能画的,是离不开笔墨纸砚这四件宝贝的。 "文房"之名,起于我国历史上南北朝时期(公元 420-- 589年),专指文人书房而言,以笔、墨、纸、砚为文房所使用,而被人们誉为“文房四宝”。文房用具除四宝以外,还有笔筒、笔架、墨床、墨盒、臂搁、笔洗、书镇、水丞、水勺、砚滴、砚匣、印泥、印盒、裁刀、图章、卷筒等等,也都是书房中的必备之品。价值故宫博物院收藏的文房四宝多为清代名师所作,皇家御用,其用料考究、工艺精美,代表了我国数千年来文房用具的发展水平和能工巧匠们的创造智慧与艺术才能,是文房用具中的瑰宝。 “文房四宝”不仅是具有极强的实用价值的文具用品,也是融绘画、书法、雕刻、装饰等为一体的艺术品。在007年,中国科学院科技史所、中国文房四宝协会,向联合国教科文组织申报笔墨纸砚为世界级“非物质文化遗产”。 在林林总总的笔类制品中,毛笔可算是中国独有的品类了。传统的毛笔不但是古人必备的文房用具,而且在表达中华书法、绘画的特殊韵味上具有与众不同的魅力。不过由于毛笔易损,不好保存,故留传至今的古笔实属凤毛麟角。其一:笔最早的毛笔,大约可追溯到二千多年之前。西周以上虽然迄今尚未见有毛笔的实物,但从发现的史前彩陶文房四宝之湖笔花纹、商代的甲骨文等上可觅到些许用笔的迹象。东周的竹木简、缣帛上已广泛使用毛笔来书写。湖北省随州市擂鼓墩曾侯乙墓发现了春秋时期的毛笔,是目前发现最早的笔。其后,湖南省长沙市左家公山出土的战国笔,湖北省云梦县睡虎地、甘肃省天水市放马滩出土的秦笔,及长沙马王堆、湖北省江陵县凤凰山、甘肃省武威市、敦煌市悬泉置和马圈湾、内蒙古自治区古居延地区的汉笔,武威的西晋笔等都是上古时代遗存的不可多得的宝贵资料。 我国的书写用笔起源很早。根据未经刀刻过的甲骨文字判断,夏商时期就已经有原始的笔了。如果再从新石器时期彩陶上面的花纹图案来看,笔的产生还可以追溯到五千多年以前。到春秋战国时期,各国都已经制作和使用书写用笔了。那时笔的名称繁多:吴国叫“不律”,燕国叫“弗”,楚国叫“幸”,秦国叫“笔”。秦始皇统一全国以后,“笔”就成了定名,一直沿用至今。传说,我们现在所用的毛笔是由战国时期的秦国大将蒙恬发明的。公元前223年,秦国大将蒙括带领兵马在中山地区与楚国交战,双方打得非常激烈,战争拖了很长时间。为了让秦王能及时了解战场上的情况,蒙恬要定期写战况报告递送秦王。那时,人们通常是用分签蘸墨,然后再在丝做的绢布上写字的,书写速度很慢。蒙恬虽是个武将,却有着满肚子的文采。用上面说的那种笔写战况报告,常使他感到影响思绪。那种笔硬硬的,墨水蘸少了,写不了几个字就得停下来再蘸,墨水蘸多了,直往下滴,又会把非常贵蒙恬重的绢给弄脏了。蒙恬以前就萌生过改造笔的念头,这次要写大量的战况报告,这个愿望就越来越强烈了。 战争的间隙中,蒙恬喜欢到野外去打猎。有一天,他打了几只野兔子回军营。由于打到的兔子多,拎在手里沉沉的,一只兔子尾巴抱在地上,血水在地上拖出了弯弯曲曲的痕迹。蒙恬见了,心中不由一动:“如果用兔尾代替普通的笔来写字,不是更好吗?” 回到营房之后,蒙恬立刻剪下一条兔尾巴,把它插在一根竹管上,试着用它来写字,可是兔毛油光光的,不吸墨水,在绢上写出来的字断断续续的,不像样子。蒙恬又试了几次,还是不行,好端端的一块绢也给浪费了。一气之下,他把那支“兔毛笔”扔进了门前的山石坑里。 蒙恬并不甘心失败,仍然抽时间琢磨别的改进方式。几天过去了,他还是没有找到合适的办法。这一天,他走出营房,想透透新鲜空气。走过山石坑时,他又看到了坑里那支被自己扔掉的“兔毛笔”。蒙恬将它捡了起来,用手指捏了捏兔毛,发现兔毛湿源源的,毛色变得更白更柔软了。蒙恬大受启发,马上跑回营房将它往墨汁里一蘸,兔尾这时竟变得非常“听话”,吸足了墨汁,写起字来非常流畅,字体也显得圆润起来。原来,山石坑里的水含有石灰质,经碱性水的浸泡,兔毛变得柔顺起来。由于这支笔是由竹管和兔毛组成的,蒙恬就在当时流行的笔名“幸”字上加了个“竹”字头,把它叫做“笨”(今日简写作“笔”)。 古笔的品种较多,从笔毫的原料上来分,就曾有兔毛、白羊毛、青羊毛、黄羊毛、羊须、马毛、鹿毛、麝毛、獾毛、狸毛、貂鼠毛、鼠须、鼠尾、虎毛、狼尾、狐毛、獭毛、猩猩毛、鹅毛、鸭毛、鸡毛、雉毛、猪毛、胎发、人须、茅草等。从性能上分,则有硬毫、软毫、兼毫。从笔管的质地来分,又有水竹、鸡毛竹、斑竹、棕竹、紫擅木、鸡翅木、檀香木、楠木、花梨木、况香木、雕漆、绿沉漆、螺细、象牙、犀角、牛角、麟角、玳瑁、玉、水晶、琉璃、金、银、瓷等,不少属珍贵的材料。其二:墨墨给人的印象似稍嫌单一,但却是古代书写中必不可缺的用品。借助于这种独创的材料,中国书画奇文房四宝之徽墨幻美妙的艺术意境才能得以实现。墨的世界并不乏味,而是内涵丰富。作为一种消耗品,墨能完好如初地呈现于今者,当十分珍贵。 在人工制墨发明之前,一般利用天然墨或半天然墨来做为书写材料。史前的彩陶纹饰、商周的甲骨文、竹木简牍、缣帛书画等到处留下了原始用墨的遗痕。文献记载,古代的墨刑(黥面)、墨绳(木工所用)、墨龟(占卜)也均曾用墨。经过这段漫长的历程,至汉代,终于开始出现了人工墨品。这种墨原料取自松烟,最初是用手捏合而成,后来用模制,墨质坚实。据东汉应劭《汉官仪》记载:“尚书令、仆、丞、郎,月赐愉麋大墨一枚,愉麋小墨一枚。”愉麋在今陕西省千阳县,靠近终南山,其山古松甚多,用来烧制成墨的烟料,极为有名。 从制成烟料到最后完成出品,其中还要经过入胶、和剂、蒸杵等多道工序,并有一个模压成形的过程。墨模的雕刻就是一项重要的工序,也是一个艺术性的创造过程。墨之造型大致有方、长方、圆、椭圆、不规则形等。墨模一般是由正、背、上、下、左、右六块组成,圆形或偶像形墨模则只需四板或二板合成。内置墨剂,合紧锤砸成品。款识大多刻于侧面,以便于重复使用墨模时,容易更换。墨的外表形式多样,可分本色墨、漆衣墨、漱金墨、漆边墨。(一定要是古代的那种磨的墨也可以是专门的黑墨)其三:纸中国古代四大发明之一,曾经为历史上的文化传播立下了卓著功勋。即使在机制纸盛行的今天,某些文房四宝之宣纸传统的手工纸依然体现着它不可替代的作用,焕发着独有的光彩。古纸在留传下来的古书画中尚能一窥其貌。 在纸张发明之前的很长一段时间内,人们是采用什么来作为记事材料的呢?根据文献和实物资料,最早的人们是采用结绳来记事的,遇事打个结,事毕解去。后来又在龟甲兽骨上刻辞,所谓“甲骨文”。在青铜产生以后,又在青铜器上铸刻铭义,即“金文”或“钟鼎文”。再后,将字写在用竹、木削成的片上,称“竹木简”,如较宽厚的竹木片则叫“牍”。同时,有的也写于丝织制品的锦帛上。先秦以前,除以上记事材料外,还发现了刻于石头上的文字,比如著名的“石鼓文”。 西汉初年,政治稳定,思想文化十分活跃,对传播工具的需求旺盛,纸作为新的书写材料应运而生。从迄今为止的考古发现来看,造纸术的发明不晚于西汉初年。最早出放马滩纸土的西汉古纸是1933年在新疆罗布淖尔古烽燧亭中发现的,年代不晚于公元前49年。东汉的蔡伦改进造纸术,使得书写工具得以普及,也为世界文化的传播作出卓越的贡献。随着西北丝绸之路沿线考古工作的进展,许多西汉遗址和墓葬被发现,其中也不乏纸的遗物。这些右纸均据其出土的地点而被冠名。 从目前出土古纸自身的年代顺序,可以分别排列为:西汉早期的放马滩纸,西汉中期的灞桥纸、悬泉纸、马圈湾纸、居延纸,西汉晚期的旱滩坡纸。这些纸不但都早于蔡伦纸,而且有些纸上还有墨迹字体,说明已用于文书的书写。其四:砚砚,也称“砚台”,被古人誉为"文房四宝之首"。因为墨须加水发磨始能调用,而发墨之石刑则是砚。文房四宝之端砚其中有陶、泥、砖瓦、金属、漆、瓷、石等,最常见的还是石砚。可以作砚的石头极多,我国地大物博,到处是名山大川,自然有多种石头。产石之处,必然有石工,所以产砚的地方遍布全国各地。 最著名的是广东肇庆的端砚、安徽的歙砚、山东鲁砚、江西龙尾砚、山西澄泥砚。砚台的讲究是:质细地腻、润泽净纯、晶莹平滑、纹理色秀、易发墨而不吸水。有的有乳,有的有眼,有的有带,有的有星,大约产于有山近水之地为佳。如端砚之出于斧柯,浴在江渭端溪之渚坑中。虽同出一地,其石质也有所不同,如有青花、天青者、蕉叶白、鱼脑冻、冰纹金星、罗纹、眉子、红丝、燕子、紫金石、龟石、等。石佳还须工精,砚台的雕工制作早已形成了一门艺术,从取石、就料、开型、出槽、磨平,雕花等都可运其匠心。有的精品砚已不实用,以其名贵只能作古董观赏、珍藏,而舍不得濡水发墨了。砚的名贵,有以石质贵者,有以制作贵者,有以名人用而贵者等等。 砚需常洗,不得与沾染,每发墨必须砚净水新。墨锭则愈古旧愈好,因时间愈久其胶自然消解,但水不能储旧,而必须加新。如恐沾油,洗时可用莲蓬或旧茶叶刷涤。加水以微温为好,切勿以滚水价值加之,以防爆裂。所以书家不但应懂得用砚,还应会养砚。 笔、墨、纸、砚,各有各的用途,各有各的讲究,所谓"名砚清水,古墨新发,惯用之笔,陈旧之纸",合起来是整个一套,再写出我们的文字,综合成为我们独特的传统书法艺术。它不但为我们自我欣赏,而是越来越得到了世界各国人们的瞩目、珍爱。]笔掭:又称笔砚,用于验墨浓淡或理顺笔毫,常制成片状树叶形。其他文房用具在古代的文房书斋中,除笔、墨、纸、砚这四种主要文具外,还有一些与之配套的其他器具,它们也是组成文具家族中必不可少的一员。明代屠隆在《文具雅编》中记述了四十多种文房用品,通常较为常见的有笔架:又称笔格、笔搁,供架笔所用。往往作山峰形,凹处可置笔。也有人物和动物形的,或天然老树根枝尤妙。 臂搁:又称秘阁、搁臂、腕枕,写字时为防墨沾污手,垫于臂下的用具。呈拱形,以竹制品为多。 诗筒:在日常吟咏唱和书于诗笺后,可供插放的用具。多以竹制,取清雅之意。 笔筒:笔不用时插放其内。材质较多,瓷、玉、竹、木、漆均见制作。或圆或方,也有呈植物形或他形的。 笔洗:笔使用后以之濯洗余墨。多为钵盂形,也作花叶形或塔形。 墨床:墨研磨中稍事停歇,因磨墨处湿润,以供临时搁墨之用。 墨匣:用于贮藏墨锭。多为漆匣,以远湿防潮。漆面上常作描金花纹,或用螺细镶嵌。 镇纸:又称书镇,作压纸或压书之用,以保持纸、书面的平整。常作各种动物形。 水注:注水于砚面供研磨,多作圆壶、方壶,有嘴,也常作辟邪、蟾蜍、天鸡等动物形。 砚滴:又称水滴、书滴,贮存砚水供磨墨之用。 砚匣:又称砚盒,安置砚台之用。以紫擅、乌木、豆瓣摘及漆制者为佳。 印章:用于钤在书法,绘画作品上,有名号章、闲章等,多以寿山石、青田石、昌化石等制成,也有铜、玉、象牙章等。 印盒:又称印台、印色池,置放印泥。多为瓷。

中国独有的文书工具,即笔、墨、纸、砚。文房四宝之名,起源于南北朝时期。历史上,“文房四宝”所指之物屡有变化。在南唐时,“文房四宝”特指诸葛笔、徽州李廷圭墨、澄心堂纸,江西婺源龙尾砚。自宋朝以来“文房四宝”则特指湖笔(浙江省湖州)、徽墨(安徽省徽州)、宣纸(安徽省宣州)、端砚(广东省肇庆,古称端州)。

中国独有的文书工具,即笔、墨、纸、砚。文房四宝之名,起源于南北朝时期。历史上,“文房四宝”所指之物屡有变化。在南唐时,“文房四宝”特指诸葛笔、徽州李廷圭墨、澄心堂纸,江西婺源龙尾砚。自宋朝以来“文房四宝”则特指湖笔(浙江省湖州)、徽墨(安徽省徽州)、宣纸(安徽省宣州)、端砚(广东省肇庆,古称端州)。因为中国古代文人基本上都是或能书,或能画,或既能书又能画的,是离不开笔墨纸砚这四件宝贝的。"文房"之名,起于我国历史上南北朝时期(公元420--589年),专指文人书房而言,以笔、墨、纸、砚为文房所使用,而被人们誉为“文房四宝”。文房用具除四宝以外,还有笔筒、笔架、墨床、墨盒、臂搁、笔洗、书镇、水丞、水勺、砚滴、砚匣、印泥、印盒、裁刀、图章、卷筒等等,也都是书房中的必备之品。

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生物学家通过对蛛丝的研究制造出高级丝线,抗撕断裂降落伞与临时吊桥用的高强度缆索。船和潜艇来自人们对鱼类和海豚的模仿。 响尾蛇导弹等就是科学家模仿蛇的“热眼”功能和其舌上排列着一种似照相机装置的天然红外线感知能力的原理,研制开发出来的现代化武器。 火箭升空利用的是水母、墨鱼反冲原理。科研人员通过研究变色龙的变色本领,为部队研制出了不少军事伪装装备。 科学家研究青蛙的眼睛,发明了电子蛙眼。 白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器—一块干胶炮弹。 美国空军通过毒蛇的“热眼”功能,研究开发出了微型热传感器。 我国纺织科技人员利用仿生学原理,借鉴陆地动物的皮毛结构,设计出一种KEG保温面料,并具有防风和导湿的功能。 根据响尾蛇的颊窝能感觉到℃的温度变化的原理,人类发明了跟踪追击的响尾蛇导弹。人类还利用蛙跳的原理设计了蛤蟆夯。人类模仿警犬的高灵敏嗅觉制成了用于侦缉的“电子警犬”。科学家根据野猪的鼻子测毒的奇特本领制成了世界上第一批防毒面具。 人类根据鸡蛋的薄壳设计发明了许多性能优良的房屋,人们又模仿袋鼠研制出会跳跃的越野汽车,模仿贝壳制成外壳坚固的坦克``````、平台建筑群:热带无刺蜂用蜂蜡建筑蜂巢,层层叠叠结合在一起,通常有40层,外表看起来就像是电影《星球大战》中的航天飞船,能够安置10万户"居民"。 7、带空调的古堡:白蚁能够通过一种匪夷所思的管道系统改善巢内的温度状况,白天制冷,夜里供暖。从萤火虫到人工冷光 自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。 在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。 在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。 科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。 早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。 现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。 苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢? 原来,苍蝇的“鼻子”——嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。 每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。 仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。 这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。 从萤火虫到人工冷光 自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。 在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。 在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。 科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。 早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。 现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。 电鱼与伏特电池 自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种 。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。 各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,据说它能击毙像马那样的大动物。 电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究, 终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。 电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。 水母的顺风耳 “燕子低飞行将雨,蝉鸣雨中天放晴。”生物的行为与天气的变化有一定关系。沿海渔民都知道,生活在沿岸的鱼和水母成批地游向大海,就预示着风暴即将来临。 水母,又叫海蜇,是一种古老的腔肠动物,早在5亿年前,它就漂浮在海洋里了。这种低等动物有预测风暴的本能,每当风暴来临前,它就游向大海避难去了。 原来,在蓝色的海洋上,由空气和波浪摩擦而产生的次声波 (频率为每秒8—13次),总是风暴来临的前奏曲。这种次声波人耳无法听到,小小的水母却很敏感。仿生学家发现,水母的耳朵的共振腔里长着一个细柄

仿生学是一门模仿生物的特殊本领,利用生物的结构和功能原理来研制机械或各种新技术的科学。 仿生学仿生学一词是1960年由美国斯蒂尔根据拉丁文“bios(生命方式的意思)”和字尾“nlc(‘具有……的性质’的意思)”构成的。 仿生学(bionics)在具有生命之意的希腊语bion上,加上有工程技术涵义的ics而组成的词。大约从1960年才开始使用。生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多,仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。例如关于信息接受(感觉功能)、信息传递(神经功能)、自动控制系统等,这种生物体的结构与功能在机械设计方面给了很大启发。可举出的仿生学例子,如将海豚的体形或皮肤结构(游泳时能使身体表面不产生紊流)应用到潜艇设计原理上。仿生学也被认为是与控制论有密切关系的一门学科,而控制论主要是将生命现象和机械原理加以比较,进行研究和解释的一门学科。 苍蝇,是细菌的传播者,谁都讨厌它。可是苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”,人们模仿它制成了“振动陀螺仪”。这种仪器目前已经应用在火箭和高速飞机上,实现了自动驾驶。苍蝇的眼睛是一种“复眼”,由3000多只小眼组成,人们模仿它制成了“蝇眼透镜”。“蝇眼透镜”是用几百或者几千块小透镜整齐排列组合而成的,用它作镜头可以制成“蝇眼照相机”,一次就能照出千百张相同的相片。这种照相机已经用于印刷制版和大量复制电子计算机的微小电路,大大提高了工效和质量。“蝇眼透镜”是一种新型光学元件,它的用途很多。 自然对方身份的是非得失生物,都有着怎样的奇异本领?它们的种种本领,给了人类什么启发?模仿这些本领,人类又可以造出什么样的机器?这里要介绍的一门新兴科学——仿生学。[编辑本段]【人类仿生学起源】 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,从而得到生存和发仿生学展。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。鱼儿在水中有自由来去的本领,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,意大利人利奥那多·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学的先驱,也是仿生学的萌芽。[编辑本段]【发人深省的对比】 人类仿生的行为虽然早有雏型,但是在20世纪40年代以前,人们并没有自觉地把生物作为设计思想和创造发明的源泉。科学家对于生物学的研究也只停留在描述生物体精巧的结构和完美的功能上。而工程技术人员更多的依赖于他们卓越的智慧,辛辛苦苦的努力,进行着人工发明。他们很少有意识的向生物界学习。但是,以下几个事实可以说明:人们在技术上遇到的某些难题,生物界早在千百万年前就曾出现,而且在进化过程中就已解决了,然而人类却没有从生物界得到应有的启示。 在第一次世界大战时期,出于军事上的需要,为使舰艇在水下隐蔽航行而制造出潜水艇。当工程技术人员在设计原始的潜艇时,是先用石块或铅块装在潜艇上使它下沉,如果需要升至水面,就将携带的石块或铅块扔掉,使艇身回到水面来。以后经过改进,在潜艇上采用浮箱交替充水和排水的方法来改变潜艇的重量。以后又改成压载水舱,在水舱的上部设放气阀,下面设注水阀,当水舱灌满海水时,艇身重量增加使它潜入水中。需要紧急下潜时,还有速潜水舱,待艇身潜入水中后,再把速潜水舱内的海水排出。如果一部分压载水舱充水,另一部分空着,潜水艇可处于半潜状态。潜艇要起浮时,将压缩空气通入水舱排出海水,艇内海水重量减轻后潜艇就可以上浮。如此优越的机械装置实现了潜艇的自由沉浮。但是后来发现鱼类的沉浮系统比人们的发明要简单得多,鱼的沉浮系统仅仅是充气的鱼鳔。鳔内不受肌肉的控制,而是依靠分泌氧气进入鳔内或是重新吸收鳔内一部分氧气来调节鱼鳔中气体含量,促使鱼体自由沉浮。然而鱼类如此巧妙的沉浮系统,对于潜艇设计师的启发和帮助已经为时过迟了。 声音是人们生活中不可缺少的要素。通过语言,人们交流思想和感情,优美的音乐使人们获得艺术的享受,工程技术人员还把声学系统应用在工业生产和军事技术中,成为颇为重要的信息之一。自从潜水艇问世以来,随之而来的就是水面的舰船如何发现潜艇的位置以防偷袭;而潜艇沉入水中后,也须准确测定敌船方位和距离以利攻击。因此,在第一次世界大战期间,在海洋上,水面与水中敌对双方的斗争采用了各种手段。海军工程师们也利用声学系统作为一个重要的侦察手段。首先采用的是水听器,也称噪声测向仪,通过听测敌舰航行中所发出的噪声来发现敌舰。只要周围水域中有敌舰在航行,机器与螺旋桨推进器便发出噪声,通过水听器就能听到,能及时发现敌人。但那时的水听器很不完善,一般只能收到本身舰只的噪声,要侦听敌舰,必须减慢舰只航行速度甚至完全停车才能分辨潜艇的噪音,这样很不利于战斗行动。不久,法国科学家郎之万(1872~1946)研究成功利用超声波反射的性质来探测水下舰艇。用一个超声波发生器,向水中发出超声波后,如果遇到目标便反射回来,由接收器收到。根据接收回波的时间间隔和方位,便可测出目标的方位和距离,这就是所谓的声纳系统。人造声纳系统的发明及在侦察敌方潜水艇方面获得的突出成果,曾使人们为之惊叹不已。岂不知远在地球上出现人类之前,蝙蝠、海豚早已对“回声定位”声纳系统应用自如了。 生物在漫长的年代里就是生活在被声音包围的自然界中,它们利用声音寻食,逃避敌害和求偶繁殖。因此,声音是生物赖以生存的一种重要信息。意大利科学家斯帕兰捷很早以前就发现蝙蝠能在完全黑暗中任意飞行,既能躲避障碍物也能捕食在飞行中的昆虫,但是塞住蝙蝠的双耳、封住它的嘴后,它们在黑暗中就寸步难行了。面对这些事实,斯帕兰捷提出了一个使人们难以接受的结论:蝙蝠能用耳朵与嘴“看东西”。它们能够用嘴发出超声波后,在超声波接触到障碍物反射回来时,用双耳接收到。第一次世界大战结束后,1920年,哈台认为蝙蝠发出声音信号的频率超出人耳的听觉范围。并提出蝙蝠对目标的定位方法与第一次世界大战时郎之万发明的用超声波回波定位的方法相同。遗憾的是,哈台的提示并未引起人们的重视,而工程师们对于蝙蝠具有“回声定位”的技术是难以相信的。直到1983年采用了电子测量器,才完完全全证实蝙蝠就是以发出超声波来定位的。但是这对于早期雷达和声纳的发明已经不能有所帮助了。 另一个事例是人们对于昆虫行为为时过晚的研究。在利奥那多·达·芬奇研究鸟类飞行造出第一个飞行器400年之后,人们经过长期反复的实践,终于在1903年发明了飞机,使人类实现了飞上天空的梦想。由于不断改进,30年后人们的飞机不论在速度、高度和飞行距离上都超过了鸟类,显示了人类的智慧和才能。但是在继续研制飞行更快更高的飞机时,设计师又碰到了一个难题,就是气体动力学中的颤振现象。当飞机飞行时,机翼发生有害的振动,飞行越快,机翼的颤振越强烈,甚至使机翼折断,造成飞机坠落,许多试飞的飞行员因而丧生。飞机设计师们为此花费了巨大的精力研究消除有害的颤振现象,经过长时间的努力才找到解决这一难题的方法。就在机翼前缘的远端上安放一个加重装置,这样就把有害的振动消除了。可是,昆虫早在三亿年以前就飞翔在空中了,它们也毫不例外地受到颤振的危害,经过长期的进化,昆虫早已成功地获得防止颤振的方法。生物学家在研究蜻蜓翅膀时,发现在每个翅膀前缘的上方都有一块深色的角质加厚区——翼眼或称翅痣。如果把翼眼去掉,飞行就变得荡来荡去。实验证明正是翼眼的角质组织使蜻蜓飞行的翅膀消除了颤振的危害,这与设计师高超的发明何等相似。假如设计师们先向昆虫学习翼眼的功用,获得有益于解决颤振的设计思想,就可似避免长期的探索和人员的牺牲了。面对蜻蜓翅膀的翼眼,飞机设计师大有相见恨晚之感! 以上这三个事例发人深省,也使人们受到了很大启发。早在地球上出现人类之前,各种生物已在大自然中生活了亿万年,在它们为生存而斗争的长期进化中,获得了与大自然相适应的能力。生物学的研究可以说明,生物在进化过程中形成的极其精确和完善的机制,使它们具备了适应内外环境变化的能力。生物界具有许多卓有成效的本领。如体内的生物合成、能量转换、信息的接受和传递、对外界的识别、导航、定向计算和综合等,显示出许多机器所不可比拟的优越之处。生物的小巧、灵敏、快速、高效、可靠和抗干扰性实在令人惊叹不已。[编辑本段]【仿生学重大意义】 仿生学是连接生物与技术的桥梁 自从瓦特(James Watt,1736~1819)在1782年发明蒸汽机以后,人们在生产斗争中获得了强大的动力。在工业技术方面基本上解决了能量的转换、控制和利用等问题,从而引起了第一次工业革命,各式各样的机器如雨后春笋般的出现,工业技术的发展极大地扩大和增强了人的体能,使人们从繁重的体力劳动解脱出来。随着技术的发展,人们在蒸汽机以后又经历了电气时代并向自动化时代迈进。 20世纪40年代电子计算机的问世,更是给人类科学技术的宝库增添了可贵的财富,它以可靠和高效的本领处理着人们手头上数以万计的各种信息,使人们从汪洋大海般的数字、信息中解放出来,使用计算机和自动装置可以使人们在繁杂的生产工序面前变得轻松省力,它们准确地调整、控制着生产程序,使产品规格精确。但是,自动控制装置是按人们制定的固定程序进行工作的,这就使它的控制能力具有很大的局限性。自动装置对外界缺乏分析和进行灵活反应的能力,如果发生任何意外的情况,自动装置就要停止工作,甚至发生意外事故,这就是自动装置本身所具有的严重缺点。要克服这种缺点,无非是使机器各部件之间,机器与环境之间能够“通讯”,也就是使自动控制装置具有适应内外环境变化的能力。要解决这一难题,在工程技术中就要解决如何接受、转换。利用和控制信息的问题。因此,信息的利用和控制就成为工业技术发展的一个主要矛盾。如何解决这个矛盾呢?生物界给人类提供了有益的启示。 人类要从生物系统中获得启示,首先需要研究生物和技术装置是否存在着共同的特性。1940年出现的调节理论,将生物与机器在一般意义上进行对比。到1944年,一些科学家已经明确了机器和生物体内的通讯、自动控制与统计力学等一系列的问题上都是一致的。在这样的认识基础上,1947年,一个新的学科——控制论产生了。 控制论(Cybernetics)是从希腊文而来,原意是“掌舵人”。按照控制论的创始人之一维纳(Norbef Wiener,1894~1964)给予控制论的定义是“关于在动物和机器中控制和通讯”的科学。虽然这个定义过于简单,仅仅是维纳关于控制论经典著作的副题,但它直截了当地把人们对生物和机器的认识联系在了一起。 控制论的基本观点认为,动物(尤其是人)与机器(包括各种通讯、控制、计算的自动化装置)之间有一定的共体,也就是在它们具备的控制系统内有某些共同的规律。根据控制论研究表明,各种控制系统的控制过程都包含有信息的传递、变换与加工过程。控制系统工作的正常,取决于信息运 行过程的正常。所谓控制系统是指由被控制的对象及各种控制元件、部件、线路有机地结合成有一定控制功能的整体。从信息的观点来看,控制系统就是一部信息通道的网络或体系。机器与生物体内的控制系统有许多共同之处,于是人们对生物自动系统产生了极大的兴趣,并且采用物理学的、数学的甚至是技术的模型对生物系统开展进一步的研究。因此,控制理论成为联系生物学与工程技术的理论基础。成为沟通生物系统与技术系统的桥梁。 生物体和机器之间确实有很明显的相似之处,这些相似之处可以表现在对生物体研究的不同水平上。由简单的单细胞到复杂的器官系统(如神经系统)都存在着各种调节和自动控制的生理过程。我们可以把生物体看成是一种具有特殊能力的机器,和其它机器的不同就在于生物体还有适应外界环境和自我繁殖的能力。也可以把生物体比作一个自动化的工厂,它的各项功能都遵循着力学的定律;它的各种结构协调地进行工作;它们能对一定的信号和刺激作出定量的反应,而且能像自动控制一样,借助于专门的反馈联系组织以自我控制的方式进行自我调节。例如我们身体内恒定的体温、正常的血压、正常的血糖浓度等都是肌体内复杂的自控制系统进行调节的结果。控制论的产生和发展,为生物系统与技术系统的连接架起了桥梁,使许多工程人员自觉地向生物系统去寻求新的设计思想和原理。于是出现了这样一个趋势,工程师为了和生物学家在共同合作的工程技术领域中获得成果,就主动学习生物科学知识。[编辑本段]【仿生学的诞生】 随着生产的需要和科学技术的发展,从20世纪50年代以来,人们已经认识到生物系统是开辟新技术的主要途径之一,自觉地把生物界作为各种技术思想、设计原理和创造发明的源泉。人们用化学、物理学、数学以及技术模型对生物系统开展着深入的研究,促进了生物学的极大发展,对生物体内功能机理的研究也取得了迅速的进展。此时模拟生物不再是引人入胜的幻想,而成了可以做到的事实。生物学家和工程师们积极合作,开始将从生物界获得的知识用来改善旧的或创造新的工程技术设备。生物学开始跨入各行各业技术革新和技术革命的行列,而且首先在自动控制、航空、航海等军事部门取得了成功。于是生物学和工程技术学科结合在一起,互相渗透孕育出一门新生的科学——仿生学。 作为一门独立的学科,仿生学正式诞生于1960年9月。由美国空军航空局在俄亥俄州的空军基地戴通召开了第一次仿生学会议。会议讨论的中心议题是“分析生物系统所得到的概念能够用到人工制造的信息加工系统的设计上去吗?”斯梯尔为新兴的科学命名为“Bionics”,希腊文的意思代表着研究生命系统功能的科学,1963年我国将“Bionics”译为“仿生学”。斯梯尔把仿生学定义为“模仿生物原理来建造技术系统,或者使人造技术系统具有或类似于生物特征的科学”。简言之,仿生学就是模仿生物的科学。确切地说,仿生学是研究生物系统的结构、特质、功能、能量转换、信息控制等各种优异的特征,并把它们应用到技术系统,改善已有的技术工程设备,并创造出新的工艺过程、建筑构型、自动化装置等技术系统的综合性科学。从生物学的角度来说,仿生学属于“应用生物学”的一个分支;从工程技术方面来看,仿生学根据对生物系统的研究,为设计和建造新的技术设备提供了新原理、新方法和新途径。仿生学的光荣使命就是为人类提供最可靠、最灵活、最高效、最经济的接近于生物系统的技术系统,为人类造福。[编辑本段]【研究方法与内容】 仿生学是生物学、数学和工程技术学相互渗透而结合成的一门新兴的边缘科学。第一届仿生学会议为仿生学确定了一个有趣而形象的标志:一个巨大的积分符号,把解剖刀和电烙铁“积分”在一起。这个符号的含义不仅显示出仿生学的组成,而且也概括表达了仿生学的研究途径。 仿生学的任务就是要研究生物系统的优异能力及产生的原理,并把它模式化,然后应用这些原理去设计和制造新的技术设备。 仿生学的主要研究方法就是提出模型,进行模拟。其研究程序大致有以下三个阶段: 首先是对生物原型的研究。根据生产实际提出的具体课题,将研究所得的生物资料予以简化,吸收对技术要求有益的内容,取消与生产技术要求无关的因素,得到一个生物模型;第二阶段是将生物模型提供的资料进行数学分析,并使其内在的联系抽象化,用数学的语言把生物模型“翻译”成具有一定意义的数学模型;最后数学模型制造出可在工程技术上进行实验的实物模型。当然在生物的模拟过程中,不仅仅是简单的仿生,更重要的是在仿生中有创新。经过实践——认识——再实践的多次重复,才能使模拟出来的东西越来越符合生产的需要。这样模拟的结果,使最终建成的机器设备将与生物原型不同,在某些方面甚上超过生物原型的能力。例如今天的飞机在许多方面都超过了鸟类的飞行能力,电子计算机在复杂的计算中要比人的计算能力迅速而可靠。 仿生学的基本研究方法使它在生物学的研究中表现出一个突出的特点,就是整体性。从仿生学的整体来看,它把生物看成是一个能与内外环境进行联系和控制的复杂系统。它的任务就是研究复杂系统内各部分之间的相互关系以及整个系统的行为和状态。生物最基本的特征就是生物的自我更新和自我复制,它们与外界的联系是密不可分的。生物从环境中获得物质和能量,才能进行生长和繁殖;生物从环境中接受信息,不断地调整和综合,才能适应和进化。长期的进化过程使生物获得结构和功能的统一,局部与整体的协调与统一。仿生学要研究生物体与外界刺激(输入信息)之间的定量关系,即着重于数量关系的统一性,才能进行模拟。为达到此目的,采用任何局部的方法都不能获得满意的效果。因此,仿生学的研究方法必须着重于整体。 仿生学的研究内容是极其丰富多彩的,因为生物界本身就包含着成千上万的种类,它们具有各种优异的结构和功能供各行业来研究。自从仿生学问世以来的二十几年内,仿生学的研究得到迅速的发展,且取得了很大的成果。就其研究范围可包括电子仿生、机械仿生、建筑仿生、化学仿生等。随着现代工程技术的发展,学科分支繁多,在仿生学中相应地开展对口的技术仿生研究。例如:航海部门对水生动物运动的流体力学的研究;航空部门对鸟类、昆虫飞行的模拟、动物的定位与导航;工程建筑对生物力学的模拟;无线电技术部门对于人神经细胞、感觉器宫和神经网络的模拟;计算机技术对于脑的模拟似及人工智能的研究等。在第一届仿生学会议上发表的比较典型的课题有:“人造神经元有什么特点”、“设计生物计算机中的问题”、“用机器识别图像”、“学习的机器”等。从中可以看出以电子仿生的研究比较广泛。仿生学的研究课题多集中在以下三种生物原型的研究,即动物的感觉器官、神经元、神经系统的整体作用。以后在机械仿生和化学仿生方面的研究也随之开展起来,近些年又出现新的分支,如人体的仿生学、分子仿生学和宇宙仿生学等。 总之,仿生学的研究内容,从模拟微观世界的分子仿生学到宏观的宇宙仿生学包括了更为广泛的内容。而当今的科学技术正是处于一个各种自然科学高度综合和互相交叉、渗透的新时代,仿生学通过模拟的方法把对生命的研究和实践结合起来,同时对生物学的发展也起了极大的促进作用。在其它学科的渗透和影响下,使生物科学的研究在方法上发生了根本的转变;在内容上也从描述和分析的水平向着精确和定量的方向深化。生物科学的发展又是以仿生学为渠道向各种自然科学和技术科学输送宝贵的资料和丰富的营养,加速科学的发展。因此,仿生学的科研显示出无穷的生命力,它的发展和成就将为促进世界整体科学技术的发展做出巨大的贡献。[编辑本段]【仿生学研究范围】 仿生学的研究范围主要包括:力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等。 ◇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; ◇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; ◇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; ◇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。

动物仿生学作文 (一)

细心的人回会注意到防毒面具的外形和猪嘴极为相似,这是为什么呢?莫非防毒面具的发明和猪嘴有关?事实确实如此。

在第一次世界大战期间,德军曾与英法联军为争夺比利时伊泊尔地区展开激战,双方对峙半年之久。1915年,德军为了打破欧洲战场长期僵持的局面,第一次使用了化学毒剂。他们在阵地前沿设置了5730个盛有氯气的钢瓶,朝着英法联军阵地的顺风方向打开瓶盖,把180吨氯气释放出去。顿时,一片绿色烟雾腾起,并以每秒三米的速度向对方的阵地飘移,一直扩散到联军阵地纵身达25公里处,结果致使5万英法联军士兵中毒死亡,战场上的大量野生动物也相继中毒丧命。可是奇怪的是,这一地区的野猪竟意外的生存下来。这件事引起了科学家的极大兴趣。经过实地考察,仔细研究后,终于发现是野猪喜欢用嘴拱地的习性,是它们免于一死。当野猪闻到强烈的刺激性气味后,就用嘴拱地,一搪避气味的刺激。而泥土被野猪拱动后其颗粒就变得较为松软,对毒气起到了过滤和吸附的作用。由于野猪巧妙地利用了大自然赐予它的防毒面具,所以它们能在这场氯气的浩劫中幸免于难。

根据这一发现,科学家们很快就设计、制造出了第一批防毒面具。但这种防毒面具没有直接采用泥土作为吸附剂,而是使用吸附能力很强的活性炭,猪嘴的形状能装入较多的活性炭。如今尽管吸附剂的性能越来越优良,但它酷似猪嘴的基本样式却一直没有改变。

防毒面具可以说是模仿猪嘴的一件杰作。

动物仿生学作文 (二)

自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,其余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢?人类又把目光投向了大自然。

在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。

在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。

科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。

早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。

现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。

动物仿生学作文 (三)

令人讨厌的苍蝇,与宏伟的航天事业似乎风马牛不相及,但仿生学却把它们紧密地联系起来了。

苍蝇是声名狼藉的“逐臭之夫”,凡是腥臭污秽的地方,都有它们的踪迹。苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到。但是苍蝇并没有“鼻子”,它靠什么来充当嗅觉的呢?原来,苍蝇的“鼻子”――嗅觉感受器分布在头部的一对触角上。

每个“鼻子”只有一个“鼻孔”与外界相通,内含上百个嗅觉神经细胞。若有气味进入“鼻孔”,这些神经立即把气味刺激转变成神经电脉冲,送往大脑。大脑根据不同气味物质所产生的神经电脉冲的不同,就可区别出不同气味的物质。因此,苍蝇的触角像是一台灵敏的气体分析仪。

仿生学家由此得到启发,根据苍蝇嗅觉器的结构和功能,仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪。这种仪器的“探头”不是金属,而是活的苍蝇。就是把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上,将引导出来的神经电信号经电子线路放大后,送给分析器;分析器一经发现气味物质的信号,便能发出警报。这种仪器已经被安装在宇宙飞船的座舱里,用来检测舱内气体的成分。

这种小型气体分析仪,也可测量潜水艇和矿井里的有害气体。利用这种原理,还可用来改进计算机的输入装置和有关气体色层分析仪的结构原理中。

动物仿生学作文 (四)

自然界中有许多生物都能产生电,仅仅是鱼类就有500余种。人们将这些能放电的鱼,统称为“电鱼”。

各种电鱼放电的本领各不相同。放电能力最强的是电鳐、电鲶和电鳗。中等大小的电鳐能产生70伏左右的电压,而非洲电鳐能产生的电压高达220伏;非洲电鲶能产生350伏的电压;电鳗能产生500伏的电压,有一种南美洲电鳗竟能产生高达880伏的电压,称得上电击冠军,()据说它能击毙像马那样的大动物。

电鱼放电的奥秘究竟在哪里?经过对电鱼的解剖研究,终于发现在电鱼体内有一种奇特的发电器官。这些发电器是由许多叫电板或电盘的半透明的盘形细胞构成的。由于电鱼的种类不同,所以发电器的形状、位置、电板数都不一样。电鳗的发电器呈棱形,位于尾部脊椎两侧的肌肉中;电鳐的发电器形似扁平的肾脏,排列在身体中线两侧,共有200万块电板;电鲶的发电器起源于某种腺体,位于皮肤与肌肉之间,约有500万块电板。单个电板产生的电压很微弱,但由于电板很多,产生的电压就很大了。

电鱼这种非凡的本领,引起了人们极大的兴趣。19世纪初,意大利物理学家伏特,以电鱼发电器官为模型,设计出世界上最早的伏打电池。因为这种电池是根据电鱼的天然发电器设计的,所以把它叫做“人造电器官”。对电鱼的研究,还给人们这样的启示:如果能成功地模仿电鱼的发电器官,那么,船舶和潜水艇等的动力问题便能得到很好的解决。

仿生学论文

鲨鱼皮肤-泳衣 一件泳衣,在悉尼奥运会上改变了世界泳坛的格局。几乎大半金牌得主都穿上一种特殊的泳衣———连体鲨鱼装。这种鲨鱼装仿造了海中霸王鲨鱼的皮肤结构,泳衣上设计了一些粗糙的齿状凸起,能有效地引导水流,并收紧身体,避免皮肤和肌肉的颤动。 此后,仿生泳衣越仿越精。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点,加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料,可使人在水中受到的阻力减少4%。此外,还增加了两个附件,附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器能使运动员游起来更加轻松;附在胸前和肩后的振动控制系统能帮助引导水流。 海蜇-水母耳 每当风暴来临前,最古老的腔肠生物海蜇仿佛能未卜先知,早早就离岸游向大海避灾。原来,海蜇有个“顺风耳”,其“耳”(细柄上的小球)中有小小的听石,上面布满神经感受器,能听到风暴产生时发出的次声波(由空气和波浪摩擦而产生,频率为8赫兹-13赫兹,传播比风暴、波浪的速度快)。 模拟海蜇感受次声波的器官,科技人员设计出一种“水母耳”仪器,可提前15小时左右预报风暴。它由喇叭、接受次声波的共振器和把这种振动转变为电脉冲的转换器以及指示器组成。将这种仪器安装在船的前甲板上,喇叭做360°旋转。当它接收到8赫兹-13赫兹的次声波时,旋转自动停止,喇叭所指示的方向,就是风暴将要来临的方向。指示器还可以告诉人们风暴的强度。 仿生成果走向产业 京沪两地科学界级别最高的“香山科学会议”和“东方科技论坛”最近联合就仿生学召开学术研讨会,此举在科学界引起不小震动:为何给予仿生学如此高规格? 缘自国际科研和高新技术产业的竞争态势。越来越多的科学家认识到:模仿自然更有无限的潜力和机会,更有可能提升原始创新的能力。 人类进化只有500万年的历史,而生命进化已经历了约35亿年。大自然的奥秘不胜枚举。每当我们发现一种生物奥秘,就有可能成为我们一种新的设计可能性,也可能带给我们新的生存方式,仿生思维就是在大自然中寻找解决问题的方程式。10年前,许多国家就开始通过仿生学,提升科技创新活力和产业能级。在美国,有一项长期研究计划与仿生科技紧密相关,其优先发展的先进制造、先进材料和先进军事装备等,不少是从模拟与仿真入手;德国研究与技术部已就“21世纪的技术”为题,从仿生学出发,在电子技术、纳米技术、富勒碳材料、光子学、材料、生物传感器等领域投入了相当大的财力和人力;英国、日本、俄罗斯以及韩国等国都有相应的仿生科技和仿生产业中长期计划,在先进制造、材料、生物技术、高性能计算与通信计划等领域开展基础性研究。 仿生成果已不断涌现,并开始从基础研究发展到商业化竞争阶段。中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员杜家纬介绍,这些仿生学成果应用于经济、军事和人类卫生事业后,在全球经济中所创造的份额会越来越大。如德国轮胎设计专家根据跑行中的猫前爪垫的功能和蜘蛛网的柔顺结构及其稳定性,设计出一种AMC垫型轮胎,其表面的柔软性和硬性网状结构设计,具有较大的抓地性和运行精度,增加了轮胎与地面的摩擦力,使刹车距离从现在的19米缩短为9米,大大提高了安全性。这种轮胎已完成了实地试验,一旦投产,对世界轮胎业产生的冲击可想而知。又如,德国米勒公司新设计的一款洗衣机内桶表面结构仿造蜂巢和龟背壳形状,所洗的衣服非常干净,但洗涤过程却非常柔顺,不伤衣料。据统计,我国每年洗衣机更新量为500万台,有关专家已经担忧,一旦这种仿生洗衣机进入市场,将大大挤压我国的洗衣机市场。 将仿生研究纳入国家战略 机器人、纳米自洁涂料、生物农药……仿生科研在本市和全国其它城市的不少领域已有开展,但始终难以形成规模产业,缘于仿生学缺乏系统的研究规划和研究体系,因此源头创新性研究还远远不够。为此有关专家认为,科研主管部门、科技界和产业界都应转变观念和视角,从模仿国外转变为模仿自然,向大自然汲取科技创新的灵感。 据了解,我国当前优先发展的高技术产业化重点领域共有141个方面,其中将近有30个领域与仿生学相关。例如:光传输系统,生物医学材料及体内植入物和人造器官,生物反应器及分离技术与成套设备,医药新剂型,新型医用精密诊断及治疗仪器,新型材料-纳米材料,膜工程技术,子午线轮胎生产技术及关键设备和原材料,新型传感器,工业机器人及机器人自动化生产线,环境与污染源监测仪器及自动监测系统,高效、安全新农药、兽药及生物防治技术,新型墙体材料等。由此可见,加强仿生科研和仿生成果的转化,将使我国的高新技术产业的质与量都产生飞跃。 杜家纬介绍,21世纪的仿生学,正朝着微观、系统、智能、精细、洁净方向发展,更多地表现为将生物系统构造和生命活动过程融合到技术创新的设计思想中去。当前仿生结构和力学的研究在国际上受到高度关注,研制微型飞行器,机器昆虫和机器鱼等正形成热潮。在新材料研究方面,世界各国也都将目标放在模仿生物界的结构,如海洋壳类构造、蜘蛛丝、植物表面超微结构、动物角趾皮肤等等。 仿生学是多学科的交叉,需要多学科的专家,尤其是生命科学家和工程技术专家的共同关注与参与。专家呼吁:要将仿生学的发展放在国家重要战略地位加以考虑,把握21世纪国际仿生学的发展方向和前沿,加强原始创新研究,从仿生结构与力学,仿生材料与微纳系统,仿生功能器件及控制,分子仿生,神经和信息科学等五大“仿生科学与技术”系统性基础研究方向,建立复杂生物体系的研究与发现体系。在仿生材料,仿生工艺,仿生机械,仿生功能器件,微纳米仿生技术,仿生传感器,基因仿生工程,组织仿生工程,生物膜仿生工程和人工智能等10个前沿领域,加强仿生研究和产业孕育。

艺术设计是一种通过物质表达精神的创作手段,是一个能衍生和追溯到多方面的专业集群,也是一种现代化的技术行业。下面是我为大家整理的艺术设计博士论文,供大家参考。

【摘要】

剪纸艺术是中国传统民间艺术的突出代表,具有象征性、平面化、装饰性、符号化等特征。在现代艺术设计中有效融进传统剪纸艺术,既可以保持艺术设计的历史特性,传承中华优秀 传统 文化 ,又使得艺术设计在表现形式与构成手法上避免了简单、肤浅和粗糙,实现了功能需求满足和精神价值的有效统一,使现代艺术设计更具有欣赏价值。本文,笔者综合分析剪纸艺术对现代艺术设计的影响,并为如何在现代艺术设计中融进剪纸艺术提供若干参考建议。

【关键词】剪纸艺术 现代设计 艺术特征

中国剪纸集中反映了我国各族人民辛勤劳作的过程,是人们长期实践积累而成的艺术精粹。剪纸艺术活泼生动的表现形式背后包含着民族的情感气质、群体意识及习俗心理,突出反映了中华民族生存的智慧与纯粹的情感。

一、传统剪纸艺术在现代设计中的应用

首先,传统剪纸艺术被广泛应用于平面设计中,通过对传统图形或一些极具民族色彩的元素进行提炼、改造,使视觉语言得到不断的拓展和丰富。可以说,剪纸艺术在现代设计中的独特表现力不可复制。如,一些动画片造型、影视节目布景、 广告 招贴、插图漫画、印刷包装、书籍装帧等平面设计的领域中就活跃着剪纸艺术的影子。其次,一些雕塑设计之中也不难窥见传统的剪纸艺术元素,增加了雕塑的艺术感染力。由于剪纸艺术自身具备着地方历史文化、时代特色、民俗特色等层面内容,可以有效拓展现代艺术设计领域,并丰富了艺术设计者的艺术表现形式。再者,剪纸艺术丰富了服装设计的形式及内涵。现代人在进行服饰设计过程中。不忘加进一些传统元素,以保证设计既与传统一脉相承,又能做到与时俱进。如,剪纸艺术的传统气质就得到了设计师的青睐,因而市场上很多的衣服、鞋包、被单等图案、花色等满目琳琅,应有尽有,这些图案及花色上均不难窥见剪纸艺术的踪影。因此,剪纸艺术在服装领域得到了广泛的应用或借鉴。

二、现代设计对传统剪纸艺术的创新应用

1.有机结合剪纸功能与特征。

现代设计形式繁多、内容丰富,涉及了产品设计、视觉传达设计、服装设计、环境艺术设计等领域。随着社会的不断发展进步,现代人的审美标准越来越高,传统简单的、视觉的设计已经不能满足人们的审美需要,基于此,辅以现代设计历史内涵和精神灵魂意义重大。因此,现代人在进行设计时,应该传承剪纸艺术的特征,保证其功能性,在此基础上根据人们的个性化需求,针对性变换剪纸艺术的构成手法及表现形式,有机结合剪纸功能与特征。

2.实现“传统性”和“时代性”有效统一。

随着信息化、数字化进程的不断加快,如何在继承和发扬优秀传统的基础上实现开拓、创新是摆在现代设计师面前的一个重要课题。剪纸艺术传统的艺术表现形式如何为现代人欣赏与接纳,并有效渗透到现代人的生活之中,是值得思考的一道难题。纵观世界艺术发展史,我们不难看出,无论是毕加索,还是马蒂斯都曾经尝试着将中国的这种民间传统剪纸艺术渗透到艺术创作过程中。因此,剪纸艺术的魅力及价值是无可替代的。现代设计师要保全这一份艺术精髓,必须发挥丰富的 想象力 、培养创新精神、捕捉创作灵感,使得中国传统的剪纸艺术以一种更为恰当的姿态存在于现代艺术设计之中。

3.运用和发扬剪纸艺术语言。

无论在哪种设计中融进剪纸元素,都应该对剪纸艺术语言保持一种尊重的态度。通过刀工长短、大小、曲直、粗细、疏密、顿挫、刚柔及参差变化等,将剪纸的生态美、朴素美形象生动地表现出来。相反,粗细均匀、整齐划一的现代数字化有时则表现得不伦不类。此外,现代设计在融合剪纸艺术过程中,也可以通过运用变形、夸张等手法将剪纸艺术语言有趣地展现出来,保证文化内涵的象征性、符号化。在设计过程中,剪纸元素的文化意境只有通过语义学、符号学角度去表现才能称得上真正意义上的好设计。避免单纯运用形似元素,有效展现深厚文化底蕴值得深究。

4.创新与发展传统剪纸艺术。

现代设计在继承和发扬传统剪纸艺术的基础上,应该积极进行剪纸艺术的发展与创新,发展方式应该尽量多样化。设计师在选择材质和颜色的时候,应该选择色彩鲜明的彩色剪纸制作现代剪纸画,在设计过程中,避免受传统剪纸模式的局限,坚持选用质地坚硬、寿命较长、厚度较大的艺术纸。以现代科技为支撑,保证制作出来的剪纸画具有独特磁性,可进行重复粘贴,这样就跟现代人生活需求较为接近。剪纸是现代设计不可或缺的一种元素,可以辅助设计出多维、立体、灵活的作品。以艺术家夏阳品为例,夏阳进行长期的海外创作,而其本身偏爱中国文化传统,因而他巧妙借助西方媒介,将中国民间艺术和艺术精神生动、全面地演绎出来,两者的有效协调,不仅体现了深厚的文化底蕴,还富含现代感。他将剪纸元素穿插拼贴到文人的画作构图之中,绚丽多彩的形式之下却保持着质朴天真的本性。

三、结束语

剪纸艺术与现代设计应该相辅相成,剪纸技术的渗透可以保全现代设计艺术的文化底蕴和传统特色,而现代设计的发展和创新,又促使剪纸艺术的发扬与传承。因此,加强剪纸艺术在现代设计中的应用意义重大。

参考文献:

[1]吴俊,丁倩倩.剪纸艺术在礼服中的应用[J].轻纺工业与技术,2012:03.

[2]胡梅芳.民族服饰要素与创意[M].重庆:西南师范大学出版社,2002:57-62.

[3]易心,林曦.民间剪纸艺术图形的象征意义及其造型规律[J].浙江工业大学学报(社会科学版),2003:02.

[内容摘要]本文对目前高校艺术设计专业设计素描教学的现状进行分析,针对存在的问题提出了三个方面的改革 措施 。力求通过对传统的教学模式进行改革和创新,建立更能适应不同的设计专业发展需要的专业素描体系,为学生后期的专业学习与提高设计专业能力奠定良好的知识、技能和思维基础。

[关键词]艺术设计;设计素描;教学模式; 教学 方法 ;改革;创新

一、高校艺术设计专业的设计素描教学现状

1.师资队伍结构不合理

由于专业发展太快而导致师资队伍出现了严重的问题,致使大量既无学校教学 经验 又无企业实践经验的高校应届 毕业 的研究生一毕业就直接进入高校进行一线教学工作,他们以书本知识直接去面对新进入高校的专科学生或本科学生,结果就可想而知了。

2.教学模式单一,教学改革滞后

在相当长一个阶段,设计素描教学无一例外地选择了与平面构成和图形创意联系非常密切的构成性和创意性的设计素描形式,但这种单一的设计素描教学形式并不适合每一个设计类的设计基础教学。众所周知,早在20世纪80年代后期就已经对绘画艺术的素描形式进行了改革,创造了针对 国画 、油画、版画等不同绘画形式的不同素描方法,且取得了非常明显的教学效果。在设计类专业出现的初期,无一例外的沿用了绘画素描的方式来训练学生的设计基础,来解决设计中的基本造型、基本结构和空间等在设计中要运用的基本要领和元素,在很长的一段时间里这种教学模式无可厚非地对当时的设计教学起到了非常积极的作用。然而进入21世纪后,随着整个社会各方面的飞速发展,艺术设计类专业的日新月异,专业分工也越来越细,这么多的设计门类和设计专业还是采用以往的单一的设计素描教学形式显然是行不通的,这种忽视了设计学科不同专业的指向性的教学形式并不适合每一个设计专业。正如在 体育运动 中体能训练和力量训练只是所有的体育项目的通识基础,每个门类的运动还有自己这个项目的特色基础训练,如 篮球 需要练习运球投篮, 足球 需要练习颠球、射门等。由此笔者提出,当今每一个不同的设计门类必须要建立一套与之相适应的设计素描教学体系,在这里我们权且称之为专业素描,也就是逐步与每个专业密切相连的专业设计素描。例如我们已经建立起的影视动画卡通艺术的卡通素描等。

3.教学方法陈旧,学生的 创新思维 能力差

我国素描教学长期以来一直沿袭俄罗斯体系与欧洲传统学院派的传统的教学方法,使学生掌握技法,强化造型能力,却缺少创造环节,这种教学方式在一定程度上制约了设计类专业学生的想象力。设计素描较传统素描而言,其主要任务不再是再现客观对象,而是发现和表现对象。对于设计师来说,丰富的想象力与创造力远比娴熟的技艺更重要。目前国内一些设计类院校已做了一系列调整,提出设计素描的命题,但大多数设计素描的教学仍沿袭传统素描的教学模式,没有和设计类专业的专业特点相结合来开发学生设计思维。

二、设计素描教学改革的措施

笔者就艺术设计的设计基础 教育 中设计素描的教学内容早在2007年就提出来必须进行改革,经过多年的教学实践 总结 ,笔者今天再次提出:现在大多数高校设计素描教学内容只具有一种通识性,而缺乏与每个设计类专业相匹配的设计素描教学内容,因此必须建立适用于不同设计专业门类的专业设计素描教学体系。那么怎么通过专业特点来建立与之相适应的专业设计素描呢?这是我们从事设计基础教学的老师必须解决的问题。

1.建立一门通识性的基础素描课程支撑后续的专业设计素描

设计素描教学应从自然到素描,然后再进入设计的连续的整体,在实际的教学中应对自然与素描的型及设计因素做专门系统的研究,着重培养学生准确的造型能力与丰富的空间思维能力,使基础与专业接轨,环环相扣,由浅入深、由易到难、递进式地进行教学。

2.创建与专业教学相对应的多元化专业素描教学体系和教学环境

各个不同类型的艺术设计专业还必须建立一套与自己这个设计学科相适应的专业设计素描,着重训练学生与自己所修专业的基础性的内容。虽然这类专业素描的训练有可能与某些课程相交叉或重合,但是建立一套与各个门类艺术设计专业相适应的专业素描体系已刻不容缓。艺术的多元化发展需要教学多元化,更须注重艺术实践教学环节。例如产品造型设计的专业设计素描可以多采取以结构造型为主的素描训练形式;视觉传达和广告设计专业可用以创意素描为主题的训练形式;室内空间设计则应以大量的研究透视和装饰性的设计素描为教学方向;园林景观设计可以大量地进行自然风景和人文景观素描为设计素描教学主题。这类教学不一定非要在室内完成,可以把课堂搬到大自然中去,加强学生对自然环境和人文景观的描绘。家具设计专业除了研究传统的装饰素描外,还要让学生更多地研究物体的构成结构、结构的隼接等方面。

3.着力加强创新能力的培养与训练

设计素描教学应以“为设计服务,为人服务”为出发点,结合不同艺术设计专业所需的思维、观察能力与表现方法,运用循序渐进的教学方法有针对性地强化学生创造能力训练,采用多种方法、多种思维将设计意识与创新能力融入训练过程中。在教学中应让学生在全面了解形体、结构、空间、材料等基本特征的基础上,培养学生研究素描本体形式语言、审美表现,以及从视觉特征、效果、传达的感受认知中探寻自我个性的追求和探索的能力;同时通过创作实践活动开发学生设计思维,提高学生的想象能力和创造能力。

三、结语

总之,高校设计基础课教师在设计素描教学中要结合各专业的特点对传统的教学模式进行改革和创新,坚持以设计观念为指导,不断实践和总结经验,建立更能适应不同的设计专业发展需要的专业素描教学体系,着力培养学生的想象能力和创造能力,为学生后期的专业学习与提高设计专业能力奠定良好的知识、技能和思维基础。

参考文献:

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2008年8月Angewandte Chemie杂志报道了澳大利亚莫纳什大学的利昂·斯皮西亚、罗宾·布里姆布来可比和安妮特·可罗,澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的格哈德·斯伟格斯和美国普林斯顿大学的查尔斯·迪斯莫克斯共同开发了由一层涂层和维持植物光合作用的基本化学物质——锰组成的系统。该系统可模拟植物的光合作用,为利用阳光将水分解成氢和氧开辟了一条新途径。此项技术突破有望革新制氢工艺,从而利用太阳光大规模生产清洁的绿色能源——氢气。光合作用是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素,在可见光的照射下,将二氧化碳和水转化为有机物,并释放出氧气的生化过程。对于生物界的几乎所有生物来说,这个过程是赖以生存的关键,而在面临能源和环境瓶颈的今天,这一过程中的能量转换也为人类提供了极其重要的启示。由于自然光谱的吸收率等原因,光合作用在多数植物中效率非常低,通常均低于。在人工设计的系统中,研发人员借鉴其光反应与电子传递的机制,并提高通量转化的效率,使其适于太阳能的转化利用。事实上,在上述模拟光合作用的研究取得突破前,微生物制氢的已经成为了研究热点。自然界已发现有类似甲烷菌的制氢菌,但其菌种繁育不如甲烷菌那样简单。若能建立合适的菌种群落,制造氢气也会像制造沼气一样得到大规模应用。模拟光合作用制氢或者微生物制氢过程正是仿生学“向自然学习”的思想典型。20世纪40年代以来,工程技术领域中出现了调节理论,人们开始在一般意义上把生物与机器进行类比,认识到二者包含自动调节系统。此后,科学研究和生产实践完全证实了生物和机器在许多问题上的共同之处。而控制论则把生物科学和工程技术从理论上联系起来,成为在原理上沟通生物系统与技术系统的桥梁,奠定了生物与机器在控制与通信方面进行类比的科学理论基础。之后,斯蒂尔提出了仿生学的研究理念。自上个世纪末以来,人们认识到大约35亿年的生命演化与协同进化过程优化了生物体宏观与微观结构,形态与功能具有无可比拟的优越性,仿生学也因此显示出巨大的生命力。从研究模式上看,仿生学作为模仿生物建造技术装置的科学,是一门新兴的边缘科学,研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理移植于工程技术之中,发明性能优越的仪器、装置和设备,创造新技术。模拟光合作用制氢过程的例子很好地诠释了这一点。在植物的光合作用中,锰参与几种酶系统。由于锰可以在正二价和正四价两种化合价之间转换,所以主要在氧化还原和电子转移中发挥作用。这一思想为斯皮西亚等人的研究提供了启发。他们在确定锰簇是植物利用水、二氧化碳和阳光制造碳水化合物和氧气的中心枢纽后,开发出这种人造锰簇,并利用这些分子的能力将水分解成氢和氧。研究者将一层质子导体――Nafion薄膜覆盖在一个电极上,形成一层仅几微米厚的聚合体膜,这层聚合体膜充当锰簇的载体。锰在正常情况下不溶解于水,但可以和Nafion薄膜小孔中的催化剂结合,形成不易分解的稳定结构,当水到达此催化剂时,在阳光的照射下便发生氧化反应。在能源和环境领域,这一技术显示了仿生技术的巨大应用潜力和价值。初步测试表明,此催化剂连续使用3天之后还有活性,由此分解出来的氢气和氧气可以在燃料电池中结合成水,产生电力供住宅和电动车全天24小时使用,且不排放碳而是排放水。虽然此系统的效率还有待提高,但研究者可以不断地从自然界中学习,使之更为高效,从而使氢这一能效高且没有碳排放的绿色清洁能源为未来社会所用。生物体的电子传递过程在能源仿生技术上的另一重点研究领域是生物发光。生物发光和光合作用都是“电子传递”现象,而从某个角度上看,生物发光可以看作是光合作用的逆反应。光合作用是绿色植物吸取环境中的二氧化碳和水分,在叶绿体中,利用太阳光能合成碳水化合物,同时放出氧气。光能从水分子上释放电子,并把电子加到二氧化碳上,产生碳水化合物,这是一个还原过程。光合作用把光能转变成化学能,而生物发光是电子从荧光素分子上脱下来和氧化合,形成水,产生光。生物发光是将化学能转变成光能。生物光作为冷光源,具有效能高、效率大、不发热、不产生其它辐射、不会燃烧、不产生磁场等特点,对于手术室、实验室、易燃物品库房、矿井以及水下作业等,都是一种安全可靠的理想照明光源。通过模仿发光生物把一种形式的能量转换成另一种形式的能量,制造冷光板使其不需要复杂的电路和电力,就能白天吸收太阳光,晚上再将光能释放。人们先是从发光生物中分离出纯荧光素,后来又分离出荧光酶。现在已能人工合成荧光素,这就使人类模仿生物发光,创造一种新的高效光源——冷光源成为可能。然而,人们对于萤火虫等发光机制的研究仍然有待深入。如果将光合作用和生物发光机制在仿生学框架下同时加以研究,就有可能在能量利用的电子传递现象中取得进展,从而实现能源利用更为巨大的进步。从仿生学的诞生、发展,到现在短短几十年的时间内,研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路,也就是向生物界索取蓝图的道路,它大大开阔了人们的眼界,显示了极强的生命力,在能源技术上的应用潜力也极其巨大,有助于破解人们所面临的能源瓶颈问题,同时解决石化能源等所带来的环境问题。

关于仿生机械的外文研究论文

乌贼和鱼雷诱饵 乌贼体内的囊状物能分泌黑色液体,遇到危险时它便释放出这种黑色液体,诱攻击者上当。潜艇设计者们仿效乌贼的这一功能读者设计出了鱼雷诱饵。鱼雷诱醋似袖珍潜艇,可按潜艇的原航向航行,航速不变,也可模拟噪音、螺旋节拍、声信号和多普勒音调变化等。正是它这种惟妙惟肖的表演,令敌潜艇或攻击中的鱼雷真假难辩,最终使潜艇得以逃脱。 蜘蛛和装甲 生物学家发现蜘蛛丝的强度相当于同等体积的钢丝的5倍。受此启发,英国剑桥一所技术公司试制成犹如蜘蛛丝一样的高强度纤维。用这种纤维做成的复合材料可以用来做防弹衣、防弹车、坦克装甲车等结构材料。 长颈鹿和“抗荷服” 长颈鹿是目前世界上最高的动物,其大脑和心脏的距离约3米,完全是靠高达160~260毫米汞柱的血压把血液送到大脑的。按一般分析,当长颈鹿低头饮水时,大脑的位置低于心脏,大量的血液会涌入大脑,使血压更加增高,那么长颈鹿会在饮水时得脑充血或血管破烈等疾病而死。但是裹在长颈鹿身上的一层、厚皮紧紧箍住了血管,限制了血压,飞机设计师和航空生物学家依照长颈鹿皮肤原理,设计出一种新颖的“抗荷服”,从而解决了超高速歼击机驾驶员在突然加速爬升时因脑部缺血而引起的痛苦。这种“抗荷服”内有一装置,当飞机加速时可压缩空气,也能对血管产生相应的压力,这比长颈鹿的厚皮更高明了。 鲸鱼和潜艇的“鲸背效应” 当代核潜艇能长时间潜航于冰海之下,但若在冰下发射导弹,则必须破冰上浮,这就碰到了力学上的难题。潜舴专家从鲸鱼每隔10分钟必须破冰呼吸一次中得到启迪,在潜艇顶部突起的指挥台围壳和上层建筑方面,作了加强材料力度和外形仿鲸背处理,果然取得了破冰时的“鲸背效应”。 蝴蝶和卫星控温系统 遨游太空的人造卫星,当受到阳光强烈辐射时,卫星温度会高达200摄氏度;而在阴影区域,卫星温度会下降至零下200摄氏度左右,这很容易烤坏或冻坏卫星上的精密仪器仪表,它一度曾使航天科学家伤透了脑筋。后来,人们从蝴蝶身上受到启迪。原来,蝴蝶身体表面生长着一层细小的鳞片,这些鳞片有调节体温的作用。每当气温上升、阳光直射时,鳞片自动张开,以减少阳光的辐射角度,从而减少对阳光热能的吸收;当外界气温下降时,鳞片自动闭合,紧贴体表,让阳光直射鳞片,从而把体温控制在正常范围之内。科学家经过研究,为人造地球卫星设计了一种犹如蝴蝶鳞片般的控温系统。参考资料:百度知道

将液体了一天了一天

鲨鱼皮肤-泳衣 一件泳衣,在悉尼奥运会上改变了世界泳坛的格局。几乎大半金牌得主都穿上一种特殊的泳衣———连体鲨鱼装。这种鲨鱼装仿造了海中霸王鲨鱼的皮肤结构,泳衣上设计了一些粗糙的齿状凸起,能有效地引导水流,并收紧身体,避免皮肤和肌肉的颤动。 此后,仿生泳衣越仿越精。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点,加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料,可使人在水中受到的阻力减少4%。此外,还增加了两个附件,附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器能使运动员游起来更加轻松;附在胸前和肩后的振动控制系统能帮助引导水流。 海蜇-水母耳 每当风暴来临前,最古老的腔肠生物海蜇仿佛能未卜先知,早早就离岸游向大海避灾。原来,海蜇有个“顺风耳”,其“耳”(细柄上的小球)中有小小的听石,上面布满神经感受器,能听到风暴产生时发出的次声波(由空气和波浪摩擦而产生,频率为8赫兹-13赫兹,传播比风暴、波浪的速度快)。 模拟海蜇感受次声波的器官,科技人员设计出一种“水母耳”仪器,可提前15小时左右预报风暴。它由喇叭、接受次声波的共振器和把这种振动转变为电脉冲的转换器以及指示器组成。将这种仪器安装在船的前甲板上,喇叭做360°旋转。当它接收到8赫兹-13赫兹的次声波时,旋转自动停止,喇叭所指示的方向,就是风暴将要来临的方向。指示器还可以告诉人们风暴的强度。 仿生成果走向产业 京沪两地科学界级别最高的“香山科学会议”和“东方科技论坛”最近联合就仿生学召开学术研讨会,此举在科学界引起不小震动:为何给予仿生学如此高规格? 缘自国际科研和高新技术产业的竞争态势。越来越多的科学家认识到:模仿自然更有无限的潜力和机会,更有可能提升原始创新的能力。 人类进化只有500万年的历史,而生命进化已经历了约35亿年。大自然的奥秘不胜枚举。每当我们发现一种生物奥秘,就有可能成为我们一种新的设计可能性,也可能带给我们新的生存方式,仿生思维就是在大自然中寻找解决问题的方程式。10年前,许多国家就开始通过仿生学,提升科技创新活力和产业能级。在美国,有一项长期研究计划与仿生科技紧密相关,其优先发展的先进制造、先进材料和先进军事装备等,不少是从模拟与仿真入手;德国研究与技术部已就“21世纪的技术”为题,从仿生学出发,在电子技术、纳米技术、富勒碳材料、光子学、材料、生物传感器等领域投入了相当大的财力和人力;英国、日本、俄罗斯以及韩国等国都有相应的仿生科技和仿生产业中长期计划,在先进制造、材料、生物技术、高性能计算与通信计划等领域开展基础性研究。 仿生成果已不断涌现,并开始从基础研究发展到商业化竞争阶段。中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员杜家纬介绍,这些仿生学成果应用于经济、军事和人类卫生事业后,在全球经济中所创造的份额会越来越大。如德国轮胎设计专家根据跑行中的猫前爪垫的功能和蜘蛛网的柔顺结构及其稳定性,设计出一种AMC垫型轮胎,其表面的柔软性和硬性网状结构设计,具有较大的抓地性和运行精度,增加了轮胎与地面的摩擦力,使刹车距离从现在的19米缩短为9米,大大提高了安全性。这种轮胎已完成了实地试验,一旦投产,对世界轮胎业产生的冲击可想而知。又如,德国米勒公司新设计的一款洗衣机内桶表面结构仿造蜂巢和龟背壳形状,所洗的衣服非常干净,但洗涤过程却非常柔顺,不伤衣料。据统计,我国每年洗衣机更新量为500万台,有关专家已经担忧,一旦这种仿生洗衣机进入市场,将大大挤压我国的洗衣机市场。 将仿生研究纳入国家战略 机器人、纳米自洁涂料、生物农药……仿生科研在本市和全国其它城市的不少领域已有开展,但始终难以形成规模产业,缘于仿生学缺乏系统的研究规划和研究体系,因此源头创新性研究还远远不够。为此有关专家认为,科研主管部门、科技界和产业界都应转变观念和视角,从模仿国外转变为模仿自然,向大自然汲取科技创新的灵感。 据了解,我国当前优先发展的高技术产业化重点领域共有141个方面,其中将近有30个领域与仿生学相关。例如:光传输系统,生物医学材料及体内植入物和人造器官,生物反应器及分离技术与成套设备,医药新剂型,新型医用精密诊断及治疗仪器,新型材料-纳米材料,膜工程技术,子午线轮胎生产技术及关键设备和原材料,新型传感器,工业机器人及机器人自动化生产线,环境与污染源监测仪器及自动监测系统,高效、安全新农药、兽药及生物防治技术,新型墙体材料等。由此可见,加强仿生科研和仿生成果的转化,将使我国的高新技术产业的质与量都产生飞跃。 杜家纬介绍,21世纪的仿生学,正朝着微观、系统、智能、精细、洁净方向发展,更多地表现为将生物系统构造和生命活动过程融合到技术创新的设计思想中去。当前仿生结构和力学的研究在国际上受到高度关注,研制微型飞行器,机器昆虫和机器鱼等正形成热潮。在新材料研究方面,世界各国也都将目标放在模仿生物界的结构,如海洋壳类构造、蜘蛛丝、植物表面超微结构、动物角趾皮肤等等。 仿生学是多学科的交叉,需要多学科的专家,尤其是生命科学家和工程技术专家的共同关注与参与。专家呼吁:要将仿生学的发展放在国家重要战略地位加以考虑,把握21世纪国际仿生学的发展方向和前沿,加强原始创新研究,从仿生结构与力学,仿生材料与微纳系统,仿生功能器件及控制,分子仿生,神经和信息科学等五大“仿生科学与技术”系统性基础研究方向,建立复杂生物体系的研究与发现体系。在仿生材料,仿生工艺,仿生机械,仿生功能器件,微纳米仿生技术,仿生传感器,基因仿生工程,组织仿生工程,生物膜仿生工程和人工智能等10个前沿领域,加强仿生研究和产业孕育。

蛇形机器人的研究开创了仿生机器人研究的新领域,同时由于蛇形机器人的广泛应用前景,世界上各个国家的机器人爱好者纷纷开始了蛇形机器人的研究。关于蛇形机器人的研究,美国和日本走在前列,此外加拿大、英国、瑞典、澳大利亚等国也都在开展这方面的技术研究。 从仿生学的角度,第一代蛇形机器人结合机器人动力学和摩擦学等的相关理论,建立的蛇的行波运动学模型,并研制的机器蛇样机—— SolidSnake,并利用SolidSnake实现了蛇的蠕动、游动、侧移、侧滚、抬头、翻越障碍物等运动形式。SolidSnake利用垂直和水平方向正交的关节来拟和蛇类生物柔软的身体,每两个正交的关节组成一个单元体,每个单元体相当于一个万向节,具有两个方向的自由度,整体形成一个高冗余度的结构体。这样的机构设计使蛇体具有向任何方向弯曲的能力。第二代蛇形机器人SolidSnake II蛇形机器人充分考虑了蛇类生物的运动特点,从仿生学的角度,结合机器人动力学和摩擦学等的相关理论,建立了基于行为控制理论的蛇类运动学模型,把蛇类生物的复杂运动形式化解为局部的、简单的运动形式。采用模块化设计思路,每个关节均可很容易进行拆卸。机器蛇的8个关节整体形成一个高冗余度的结构体,很容易模仿实现蛇体的复杂运动形式。为了减少机器蛇的运动中的摩擦阻力,在机器蛇两侧安装有从动轮,实现了蛇体的平稳游动,增强了蛇形机器人的灵活性和机动性。采用轻型耐磨塑料制造蛇形机器人的主要结构,既减轻了蛇体的重量,又降低了加工的成本。SolidSnake II蛇形机器人设有多项预留位置,如配备局部控制器、位置及力矩侍服器、从动轮锁死装置等配套装置,可实现机器蛇环境识别和自主运动。在机器蛇的头部配置有红外线探测头,可反馈对环境的监视数据。在电路设计上采用485总线联接。上位机为PC机控制,通过对总线的定时轮询来实现随时插拔关节。此设计能方便地实现替换任意关节,能根据不同任务随时拆卸安装新的关节,甚至实现带电插拔,极大的增强了蛇形机器人的可靠性和耐用性。并且,SolidSnakeII搭建了完善的软硬件开发平台,为后续的研究开发奠定了坚实的基础。随着研究的深入展开,蛇形机器人研究与应用一定会有更广阔的天地。 上个世纪七十年代,日本东京工业大学的Hirose教授就已经开始了蛇形机器人的研究。Hirose教授于1972年研制了第一台蛇形机器人(ActiveCordMechanism-ACMIII)。该机器人的总长为2m,具有20个关节,依靠伺服机构来驱动关节左右摆动。为与地面有效地接触,该机器人的腹部安装了脚轮。该机器人的最大速度为40cm/s,只能在平面上运动。继第一台蛇形机器人之后,Hirose教授的研究室又先后研制了一系列的蛇形机器人。ACM-R3是最近的研究成果,ACM-R3机器人采用完全无线控制的方式,每个关节自带电源。而且ACM-R3为三维结构,能够在三维环境中运动和完成复杂的三动作。日本的NEC公司的Takanashi研制了刚性关节连接的蛇形机器人,该机器人的机构采用了特殊的关节结构,具有6个管状的连杆,长,直径42mm,重,能够实现三维空间运动,可以应用在危险情况下的勘查和营救工作。NASA的JPL采用了NEC的蛇形机器人结构设计了一种Serpentine robot,该机器人约1m长,直径4cm,重量为,具有12个自由度,主要是完成在存在障碍物的环境中的操作任务德国的GMD研制了蛇形机器人。该机器人采用绳索驱动,具有较好的柔性。此外,在蛇形机器人上安装了红外线传感器来检测环境信息。此外,还有很多蛇形机器人先后被开发,这里就不一一介绍了。 挪威科技工业研究院(SINTEF Research Institute)已经设计出一种用于火星表面探测的蛇形机器人,目前正在努力改进。这种机器人形体类似于蛇,并能够像蛇一样穿越几乎所有障碍。研究人员认为,这种蛇形机器人可以成为火星探测的极好工具,ESA 似乎也同意这一点。SINTEF刚刚从欧洲太空总署(European Space Agency,简称ESA )获得了50万挪威克朗(约合85,000美元)的资金,用于研制这种蛇形机器人。SINTEF的研究人员表示,蛇形机器人将不会取代已有的火星探测工具火星车(Mars Rover),他们正在寻找一种能够让这两种工具共同工作的方式。“我们正在研究在几个备选方案,使火星车和蛇形机器人能够在一起工作。由于火星车具有强大的能源装置,它可以通过电缆为蛇形机器人提供能源。如果蛇形机器人不得不使用其自己的电池,它将很快耗尽能量,那样我们就会失去它。 “SINTEF高级研究科学家Aksel Transeth解释说。“有一种选择是将蛇形机器人装进火星车的机械臂中,并使它具备与该机械臂断开连接和重新连接的能力,这样它就可以降落到火星表面,并进行独立活动。 ”Transeth补充说。对研究人员来说,这将是一个理想的方案。这个方案允许火星车进行远距离旅行,而让蛇形机器人去探索那些难以靠近的地方。蛇形机器人可以凭借自身的能力钻孔、爬悬崖或者进入狭窄的裂隙去进行探测活动。在理想的情况下,蛇形机器人不仅能火星车一同工作,而且能够帮助它脱离困境。“蛇形机器人和火星车的联合也意味着,如果火星车被卡住了,蛇形机器人将能够协助它摆脱困境。”SINTEF高级研究员PAL Liljebäck 说,“当火星车被困,蛇形机器人可以降落到地面,并围绕周围的岩石转圈,使火星车能够通过电缆绞车的方式摆脱束缚。”SINTEF还没有制造出这种蛇形机器人蛇的活动原型。但研究人员说,这项工作将在几个月内完成。 在我国,蛇形机器人的研究刚刚起步,但是进步较快。哈尔滨工业大学机器人研究所,上海交通大学等单位首先进行了蛇形机器人仿生方面的一些研究工作。上海交通大学崔显世、颜国正于1999年3月研制了我国第一台微小型仿蛇机器人样机,该机构由一系列刚性连杆连接而成,步进电机控制相邻两刚性连杆之间的夹角,使连杆可以在水平面内摆动,样机底面装有滚动轴承作为被动轮,用以改变纵向和横向摩擦系数之比,其后又相继作了一些相关的理论研究。2002年,国防科技技术大学研制了一个蛇形机器人样机,该样机不但可以实现平面内运动,而且采用密封外皮后,能在水面上实现蜿蜒运动。中科院沈阳自动化所机器人重点实验室也开始了蛇形机器人的研究,并提出一种新型蛇形机器人结构,可实现多种适应环境的平面和空间运动形式,并作了深入的理论研究。沈阳航天航空大学等单位也开始蛇形机器人的相关研究工作。

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