仿生设计学

作者：田丽梅 著

页数：193

出版社：机械工业出版社

出版日期：2024

ISBN：9787111776635

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内容简介

本书是结合了新工科复合型高技术人才知识学习和能力培养的教学要求，并融入了编者二十余载对仿生设计相关教学和科研工作的经验而编写的。
本书按照仿生设计的流程进行构架，共7章，包括仿生设计学基本概述、典型仿生模本选取原则、生物信息及其获取技术、仿生信息处理方法、仿生样件设计及其制备方法和技术、仿生设计样件评价及优化和仿生材料设计典例及应用，详细介绍了自然界典型生物功能与其形态、结构、行为等生物信息的关系，生物信息精确的获取方法及获取技术，生物信息仿生处理方法，以及仿生设计载体-样件的制备技术及方法等仿生设计第一的相关知识。
本书各章均设课后习题，通过学习目标、任务提出、知识准备、任务分析、任务实施、拓展阅读和知识测评等环节的教学设计，推动仿生产品的开发和应用等领域的知识学习及能力培养。
本书内容丰富，结构清晰，形式新颖，术语规范，可作为高等院校仿生科学与工程、材料设计、机械工程、工业工程等专业的教材和教学参考书，也可作为制造业工程技术人员的参考书。

本书特色

本书各章均设课后习题，通过学习目标、任务提出、知识准备、任务分析、任务实施、拓展阅读和知识测评等环节的教学设计，推动仿生产品的开发和应用等领域的知识学习及能力培养。

目录

前言

仿生设计学作为一门新兴的交叉学科，致力于研究自然界生物体的形态、结构、功能等特征，并将其应用于人工系统的设计中。仿生设计学融合了生物学、材料学、工程学、物理学等多个学科领域的独特分支，通过模拟生物体的优异性能和自然规律，创造出更加高效、环保、节能的产品。仿生设计与可持续发展密切相关，通过模拟生物体的理化性能及结构设计，可以促进资源的循环利用和减少环境污染。同时，仿生设计还可以借鉴生物体的自适应和自修复能力，提高人工系统的稳定性和可靠性，降低维护和更换的频率与成本。随着科技的进步和人们对环境保护的重视，仿生设计学将呈现出更加广阔的发展前景。未来的仿生设计将更加注重与自然环境的和谐共生，推动绿色设计和循环经济的发展。同时，随着人工智能、大数据等先进技术的应用，仿生设计将更加智能化和精准化，为人类社会带来更多的创新和惊喜。仿生设计学作为一门新兴的交叉学科，致力于研究自然界生物体的形态、结构、功能等特征，并将其应用于人工系统的设计中。仿生设计学融合了生物学、材料学、工程学、物理学等多个学科领域的独特分支，通过模拟生物体的优异性能和自然规律，创造出更加高效、环保、节能的产品。仿生设计与可持续发展密切相关，通过模拟生物体的理化性能及结构设计，可以促进资源的循环利用和减少环境污染。同时，仿生设计还可以借鉴生物体的自适应和自修复能力，提高人工系统的稳定性和可靠性，降低维护和更换的频率与成本。随着科技的进步和人们对环境保护的重视，仿生设计学将呈现出更加广阔的发展前景。未来的仿生设计将更加注重与自然环境的和谐共生，推动绿色设计和循环经济的发展。同时，随着人工智能、大数据等先进技术的应用，仿生设计将更加智能化和精准化，为人类社会带来更多的创新和惊喜。<br>本书共7章：第1章主要是对仿生设计学的内涵、起源与发展、研究内容及特点、仿生设计流程等方面进行了详细的介绍；第2～6章则遵循仿生设计流程及步骤，从生物原型的选取、生物信息及其获取方法及技术、仿生信息处理方法、仿生样件设计及制备技术、仿生设计评价及优化等核心内容，详细介绍了自然界典型生物功能与其形态、结构、行为等生物信息的关系、生物信息精确的获取方法及获取技术、生物信息仿生处理方法，以及仿生设计载体-样件的制备技术及方法，使得仿生科学与工程专业及从事仿生设计的学生、科研人员，通过上述章节的学习，能够实现完整的样件的仿生设计及优化；第7章主要介绍了国内外先进的及成功的仿生材料设计实例，来加强读者对仿生设计学及仿生设计的认知与学习。为方便“教”和“学”，本书配套制作了习题答案及课外扩展内容（扫描二维码可直接查看）等数字资源包。<br>本书由吉林大学田丽梅任主编，吉林大学靳会超、吉林大学邴薇、吉林农业大学王养俊、吉林大学李子源任副主编，吉林大学田伟、徐浩然、窦海旭、王建福参与编写。田丽梅负责本书的统筹及第4章5～7节、第5章4和5节、第7章6～9节的编写，王养俊负责第1章和第4章1～4节的编写，邴薇负责第2章的编写，李子源负责第3章和第5章1～3节的编写，靳会超负责第6章和第7章1～5节的编写。田伟、徐浩然、窦海旭、王建福分别负责第6章、第4章、第3章、第2章资料的收集、整理、绘图等工作。全书由田丽梅统稿和最终审定。<br>本书是编者及团队在二十余年仿生科研实践与教学经验的基础之上总结、凝练而成的，特别感谢任露泉院士对本书在体例结构方面给予的指导。<br>编者在本书编写过程中，参考了国内外的有关文献与资料，在此向所有原作者和译者表示感谢。同时，编者向关心与支持本书的有关部门、有关学者、专家和同事表示衷心的感谢。<br>由于仿生设计学的理论与方法还在不断地发展和完善过程中，且编者水平有限，本书的内容难免存在不足与欠妥之处，敬请广大读者批评指正。<br>编者