仿生学导论论文

五种新型仿生学设计

一、类鲨鱼腮型百叶窗在高层建筑通风上的应用

随着科技的发展，人们物质生活水平和精神文明程度的提高，对建筑装饰、环境艺术的要求越来越高。建筑不再是单纯的砌墙物体，而是艺术与建筑物的结合。现代建筑装饰不仅对新建筑要求造型美观，功能齐全，对旧的建筑也要求通过装饰后，旧貌变新颜，这就给从事建筑装饰行业的人们带来了新的压力，同时也带来新的生机。

在进行外墙装饰工程时，针对如何解决建筑外墙上不协调的排风洞口，不美观的大小风机等问题，我们可以设计鲨鱼腮型百叶窗，将其巧妙地运用在外墙装饰中，解决外墙不美观的问题，也同时解决了室外空调风机外露积灰，室外排气扇难看的问题；给业主带来了好的环境，产生了节能效应。

图一：鲨鱼腮

大家知道，无论是老建筑，还是新建筑，只要外墙面上有不同规格的空调或换气扇悬挂在上面，上面的灰尘和污垢就会给建筑带来瑕疵。为了掩饰这些疵点，使用百叶窗是一种比较好的方法，它可以收到一石二鸟的效果。一方面，美化了建筑物，另一方面，可以更好地保护空调、排气扇等设备。

在百叶窗材料的选取上，可从服从装饰的整体需要出发，使用木制品、塑料制品、铝制品等。在式样的选取上，有以下几种式样可供参考。

方形百叶窗：在众多的方形吊顶或外墙板块组合中，方形非常协调，在一个大面积的外墙上，有节奏、有艺术性地点缀几个方形点，有时会出现画龙点睛的效果。

长方形百叶窗：多数按大面积布局的模数来分割，如安排恰到好处，有线条美的效果，它在现代建筑中用得最多。

通长条形百叶窗：百叶窗在外墙中形成线条美，有规律性，当窗户开启时，外墙出现了点，加上通长条百叶窗的出现，点线面的相互结合较完美。

方格叶片组合型百叶窗：有纵横叶片形成方格，看上去不以为是百叶窗，而是一个装饰品，效果很好。

圆形百叶窗：出现在圆的系列里协调统一，出现在方形结构中，同样很漂亮。因为他体现了“方中有圆，圆中有方”，能给建筑带来艺术美。

由于百叶窗的出现，将不同规格的洞口、换气扇、大小室外风机的洞口都隐藏在背后，其功能不受影响，对外部环境又是一种美化。

然而不同于低层建筑的是，高层建筑的通风需要考虑一个风阻的问题，在风

量较大的区域，尤其是东南沿海地区。台风十分频繁，在保持建筑外墙美观的同时也应适当的考虑减小通风百叶窗的风阻。鲨鱼腮型百叶窗是一个很好的造型选择，因为这种造型在超跑汽车通风散热结构上已经得到了实际应用。

图二：鲨鱼腮型超跑散热口

事实证明其确实具有超低风阻，应用在高层建筑通风上将是一种很好的选择。

二、毛毛虫型胎教音乐专用MP3播放器

胎教的作用已被越来越多的人所认可，这种新鲜的教育方式正越来越多地被人们接受。事实已证明，胎教不是要宝宝绝顶聪明，也不是给宝宝施加压力。经过音乐胎教和语言胎教之后出生的宝宝对音乐更加敏感，对语言更加有天赋。胎教虽然不是神话，但的确又非常神奇。随着现代医学不断发展，越来越多的研究表明，胎宝宝在母体内不仅仅是个单纯的营养索取者，随着他(她)逐渐“长大”，他(她)的感觉器官和神经系统无时无刻不在接收来自母体内外的信息。他(她)能感知母亲的心跳，甚至还能“体察”母亲的情绪和精神活动。母亲和胎儿之间的种种奇妙的联系最终构成了胎教实现的基础。经观察受过胎教的孩子具有以下特点：

1、不爱哭。虽然婴儿在饥饿、尿湿和身体不适时也会啼哭，但得到满足之后啼哭便会停止。还由于受过胎教的婴儿感音能力较好，每当听到母亲的脚步声、说话声就会停止啼哭。孩子比较容易养成正常的生活规律。如在睡前播放胎教音乐或母亲哼唱催眠曲婴儿就能很快入睡，满月后就能养成白天醒、晚上睡的习惯。

2、能较早与人交往。婴儿出生2～3天就会用小嘴张合与大人“对话”，20天左右就会逗笑，2个多月就能认识父母，3个多月就能听懂自己的名字。

3、较早学会发音。受过胎教的婴儿2个月时会发几个元音，4个月会发几个辅音，5～6个月发出的声音能表达一定的意思。

4、较早地理解语言。受过胎教的婴儿4个半月时能认出第一件东西，6～7个月时能辨认手、嘴、水果、奶瓶等。这样的婴儿能较早理解“不”的意思，早期学会服从“不”的孩子更懂事、更听话。他还会较早学会用姿势表示语言，会做“欢迎”、“再见”、“谢谢”等动作，也能较早理解别人的表情，所以，显得特别聪明可爱。

5、较早学会说话。经过胎教和早教的孩子9～10个月时，就会有目的地叫爸爸妈妈，如果出生后不继续给以发音和认物训练，胎教的影响在6～7个月时就会消失。受过胎教和早教的孩子在20个月左右便能背诵整首儿歌，并且也能背数。受过胎教的孩子入学后成绩都比较优秀。

鉴于胎教音乐有促进婴儿的感觉神经和大脑皮层中枢的更快发展，进而加快脑部成长的作用。播放胎教音乐这种简便易行的方法正越来越受到广大孕妇群体

的喜爱。但是音乐胎教要使用安全有效的播放设备。由于胎儿耳蜗发育不完全，某些对于成年人无害的声音也可能伤害到胎儿幼小的耳朵。现有的研究结果一致认为，给胎儿听到音乐强度最好不要超过60分贝，频率不要超过2000Hz。可以设计一款毛毛虫型胎教音乐专用MP3播放器，具体造型如图三：

图三：毛毛虫型胎教音乐专用MP3播放器示意图

造型如此可爱的胎教音乐播放器，一来有利于平衡孕妇因为怀孕早已烦躁不已的心情。二来兼顾胎教音乐播放的功能。相信一定会有很好的市场。

总而言之，胎教这门既古老而又年轻的学科，已引起众多医学界人士的兴趣与关注，并致力于探索和研究。我们相信，随着人生的第一教育——胎教的广泛普及，并借助于先进的胎教辅助设备，优生的目的最终定能达到。

三、乌龟背部结构在大跨度室内建筑的应用

一位成年人(体重约75 kg) 单脚踩在一只体积不到1200平方厘米的乌龟的背部,另一只脚离地,乌龟壳承载着整个人的重力,却无任何损伤。体积如此小、厚度也很薄(约2～5mm) 的乌龟壳,却能够承受一个成年人的体重。为何面积如此小的乌龟壳却可以承受如此大的压力呢？经查阅资料表明，乌龟壳这种特殊的结构之所以具有很强的承受压力的能力,除了乌龟壳质地坚硬、结构紧密，骨质密度非常的大（一种胶状物质），使其不易破裂，以及龟背在受力时，龟身会紧缩成一团，从而提高了其承受重力的抵抗力之外。也与它特殊的几何形状有很大关系。由于其形状是拱形的，类似于石拱桥似的，所以有很大的承重能力。而且龟壳上有很多花纹，把龟壳划成好多块，能分散某一点的承受力，因此龟壳具有相当强的承载力。通过对乌龟壳标本的观察,发现乌龟壳分为背甲和腹甲两部分,整个壳体都是薄壳状。背部呈拱形结构,跨度很大,脊椎骨、胸骨、肋骨与背部的壳衍生、融合在一起,壳的4个角处分别有成一定角度的支撑结构。

大跨度室内建筑的设计一直是建设设计上的难题，其面临的主要问题就是屋顶部壳体的承重设计。分析研究表明，乌龟壳体模型与其它壳体模型相比具有的明显优势主要是：

(1) 有加强筋的外扩拱形模型比无加强筋外扩拱形模型,更适合于承受在拱形面顶部小部分面积上施加的压力,有加强筋的外扩拱形模型既可减小根部应力,还可以降低壳体大部分区域的应力水平,同时在保证结构强度的条件下,达到了增大内腔容积的目的。

(2) 通过对乌龟壳近似模型的计算分析说明,乌龟壳之所以能承受很大压载,