TRIZ理论在《大自然启示录》仿生学设计应用.docVIP

论 文 题 目： TRIZ理论在《大自然启示录》仿生学设计应用 作 者： 余 飞 学 号： 0910100520 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号： 09机设二班 指 导 教 师： 刘小鹏老师 日期：2010 年 11月 23日 TRIZ理论在《大自然启示录》仿生学设计应用 09机设2班余飞——0910100520 “大自然就是最伟大的学术图书馆，只要掌握了正确的阅读方法，就可以探究其中无穷的奥秘！” 过去的十年里，一种崭新的思维方法正在给未来科技开创新的可能。这种思维方法就是“仿生学”，或称“仿生态学”。将利用大自然作为这一理念的起点，从探索火星的新方式，到设计未来城市的新方法。生命在我们的星球上已经存在了近40亿年，在物竞天择的自然选择中，生命必须解决它所面临的各种难题。当一些科学家建议我们停止再发明新的车轮，学习如何从大自然的启发中寻找灵感；我们甚至还没来得及提问，科学家们就已经发现了这些问题的答案。在三集时长一小时的节目中，大自然里的超级科技，在计算机成像，显微镜扫描等先进技术的帮助下得以呈现。这些来自大自然的启示，也为我们的未来提供了令人惊奇的景象。 曾经，鸟的翅膀带给人类飞翔的灵感与启示；而现代仿生学的真正价值却远不止于此。交通带来的巨大能耗，能源开采及使用中的过度浪费，环保与效率间的无奈抉择……面对现代生活的种种难题，生物体内蕴藏的超级科技，成为大自然带给人们的珍贵启示。 四处乱窜的蟑螂，其每秒移动距离竟高达自身长度的50倍；而令人厌恶的苍蝇，却能够在玻璃等光滑表面进退自如。高倍显微镜下的它们何以如此？又能否给轮胎制造商和汽车工程师提供设计的灵感？高耸的杉木承载着世界上最庞大的结构，却能抵抗强劲的狂风；看似柔软的睡莲叶子，居然能托起一个熟睡的婴儿。究竟是怎样的构造成就了这些奇迹？而它们又将如何被应用于现代建筑的设计建造中？25,000倍显微镜下的蛾眼，精确扫描建模的白蚁巢穴，被红外传感器跟踪的果蝇……在高度工业化与信息化的时代，人与自然渐行渐远，但现代仿生学正将我们引向全新的未来。 《大自然启示录》这部纪录片聚焦生物在长达40亿年的进化历程中逐渐形成的惊人能力，探索这些罕见奇观背后的超级自然科技。科学家由此获得仿生学机械设计的灵感，并且为我们展望了未来机械的蓝图。 第一集：《运动世界》 绝大多数动物，甚至是一些植物都在以自己独特的方式运动着。在这一集中，我们将看到设计师如何利用他们在大自然中获得的灵感，来设计汽车、飞机甚至是机器人。仿生学绝不只是简单的复制大自然，而是要了解其背后的工作原理，然后在其它领域灵活运用。在这一集中，我们将探讨鲨鱼为什么游得极快，而苍蝇和壁虎如何在光滑的玻璃上爬行，秃鹰如何帮助我们制造新一代的飞机。我们还将看到机器人蟑螂，它看上去有点像科幻小说里的东西；却有可能成为必威体育精装版交通工具的先行者。 第二集：《材料世界》 早在陶瓷和塑胶诞生之前，大自然就发明了许多高科技材料。这些材料不仅结构复杂性能更好，而且还被充分利用，参与到自然界的建筑活动中。在本集，我们将走进一处规模庞大的美洲杉林，探索大自然如何建造了这种神奇的巨大生物。而它将帮助我们制造更好的防弹背心。在中美洲的森林里，蓝闪蝶将速度降低超过100倍时，其炫目的色彩启发了化妆品公司制造出全新口红。更重要的是，了解这种美的信息，可能给信息技术方面带来全新的变革。 第三集：《生命动力》 大自然处理信息的方式是高效的，借助仿生学视野，它帮助科学家看到全新的未来景象。树叶是大自然的发电站，其主要废品就是氧。现在，科学家们成功制造出一种人工树叶，利用太阳光发电，还可以产生未来的清洁燃料——氢气。在纳米比亚，科学家们用乳胶填充一个三米高的白蚁土堆，将其置于火热的太阳下，每次刨去几毫米的土并进行扫描和拍摄。结果显示了白蚁土堆的首个完整三维模型，它揭示着白蚁如何控制穴内温度、湿度和二氧化碳等一些令人惊奇的神奇科技。借助对蚁穴的认识，人类将建造自己的塔式大楼。 TRIZ理论是由前苏联发明家G. S. Altshuller 创立的一整套发明创新理论。Altshuller及其团队在总结世界上200万份发明专利的基础上，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立一个由解决技术问题，实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系，并综合多学科领域的原理和法则，建立起TRIZ理论体系。 1.任何一个简单或复杂的技术系统都遵循客观的进化规律（S曲线）和模式（8个基本进化法则），大自然的进化法则向我们完美的诠释了这一理论。 2.各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力。 3.技术系统发展