仿生的案例
“來自大自然的驚喜”——仿生設(shè)計
也許現(xiàn)在還有很多人不太清楚仿生設(shè)計的概念，以為仿生設(shè)計就是一個對大自然事物外形的仿生。
其實不然，仿生設(shè)計是對大自然界中的
“形態(tài)”、“色紋”、“聲音”、“功能”、“結(jié)構(gòu)”
等為對象，
有選擇地在設(shè)計過程中應(yīng)用這些特征原理進(jìn)行的設(shè)計，在某種意義上，仿生設(shè)計學(xué)可以說是仿生學(xué)的延續(xù)和發(fā)展。
今天老工則分別以不同的案例來展示每一種仿生方式，希望大家看過后能夠獲得更多的設(shè)計靈感~
一、“形態(tài)”仿生：
“形態(tài)”仿生是仿生設(shè)計種最為常見的一種仿生形式。
1、鹿角插座
設(shè)計 :佐藤大
該插座的頂部靈感來源于鹿角形態(tài)，除了外形的模仿外，它的存在嗨為插座增加了可收納放置的功能，方便
手機充電時的拿取。
2、CLERD-云形狀的空調(diào)
設(shè)計 :Yeonkyung Jeong
靈感來源于云朵的空調(diào)設(shè)計，這種更具然的形態(tài)設(shè)計會令人們的生活空間更舒適。
3、東京2020奧運火炬
設(shè)計 :Tokujin Yoshioka
2020奧運會的火炬設(shè)計，外形靈感來源于日本國花櫻花的花瓣。
4、小鳥文具
設(shè)計 :BKID CO
該設(shè)計靈感來源于小鳥，是一款仿生文具盒設(shè)計。
展開 超逼真仿生雨燕機器人，僅42克翼展68厘米，能自主導(dǎo)航飛行（轉(zhuǎn)載）
近日，據(jù)Festo官方消息稱，這家專門產(chǎn)出黑科技的德國自動化公司，又制造出了兩種新型仿生機器人，分別是仿生雨燕Bionic Swift和帶有氣動抓手的仿生移動機器人Bionic Mobile Assistant。
這家公司的神奇之處在于，他們會以大自然為設(shè)計靈感，生產(chǎn)出各種異常逼真的仿生機器人。比如，今天要提到的仿生雨燕Bionic Swift就是Festo的研發(fā)人員從飛燕身上汲取靈感，研發(fā)出了更加輕薄、更像鳥羽毛的飛行機器人羽翼。
▲仿生雨燕Bionic Swift
一、 人造羽毛使仿生雨燕體態(tài)輕至42克、飛行更自如
仿生雨燕Bionic Swift并不是Festo開發(fā)的第一批飛行機器人，此前的仿生狐蝠、仿生鴿子都是Feato從自然飛行模式中汲取靈感研發(fā)飛行機器人的代表。此外，這家公司還曾展示過他們研發(fā)的螞蟻機器人、電動蝴蝶、能跳躍的袋鼠機器人、蜘蛛機器人、能飛的企鵝和水母等多樣的仿生機器人。
▲螞蟻機器人和電動蝴蝶
▲袋鼠機器人和狐蝠機器人
▲能飛的企鵝和水母
而與之前不同的是，仿生雨燕憑借著輕量化的結(jié)構(gòu)開啟了Festo飛行機器人的新篇章。
仿生雨燕身長44.5厘米，機翼展開后長68厘米，而每只雨燕的整體重量只有42克，其中6克是電池的重量，此外還需要一臺電機控制機翼，以及另外兩臺電機來驅(qū)動飛行和進(jìn)行轉(zhuǎn)向。仿生雨燕的飛行時間很穩(wěn)定，但目前只能飛行7分鐘。
為了將仿生雨燕的飛行呈現(xiàn)得更加逼真，F(xiàn)esto以真實的羽毛為模型，用柔軟而又堅固的泡沫制成超輕薄片，以疊瓦片的方式制成雨燕的翅膀，通過纖維套筒將機器鳥的翅膀和身體連接在一起。
▲仿生雨燕以超輕薄片制成的翅膀
在仿生雨燕向上沖程的時候，單個羽毛的薄片會扇出，以便空氣可以在翅膀中流過。這意味著仿生雨燕只需要較少的動力就可以將翅膀拉起。
展開 ：一種新型仿生自追蹤光催化系統(tǒng)
視頻2 仿生向日葵的彎曲（90°照射）以及恢復(fù)過程。
將仿生向日葵作為光催化反應(yīng)器，對其光催化生成H2O2的性能進(jìn)行評價。圖3a-b表明H2O2的生成主要來源于氧氣還原（ORR）過程，在環(huán)境溫度為27 ℃時產(chǎn)量最優(yōu)。仿生向日葵和對照樣品（不具有趨光行為）在不同入射角下的光催化實驗結(jié)果（圖3c-d）顯示，隨著入射角從0°增加到90°，仿生向日葵的H2O2產(chǎn)率始終維持在較高水平（262.1 μmol g-1 h-1），而對照樣品的產(chǎn)量則由292.6 μmol g-1 h-1減少到83.5μmol g-1 h-1。該結(jié)果表明，入射光與催化劑之間存在的入射光夾角會明顯降低光催化性能。同時，從圖e-f中繪制的不同天頂角/方位角下理論/實際的能量收集效率（ECE）可以看到：在-90°-90°的天頂角下，仿生向日葵的歸一化ECE始終接近90%，而對照樣品僅為29%，表明仿生向日葵光催化系統(tǒng)至少可以恢復(fù)約60%的能量損失。
圖3. 仿生向日葵在（a）不同氣氛下和（b）不同溫度下的H2O2產(chǎn)率。（c）仿生向日葵和對照樣品在不同入射角度下的H2O2產(chǎn)率。（d）仿生向日葵和對照樣品在90°照射下H2O2產(chǎn)率隨時間的變化曲線。（e-f）仿生向日葵在不同天頂角和方位角下的歸一化能量收集效率。
由于CdS/rGO復(fù)合材料是仿生向日葵中的光催化劑，因此進(jìn)一步通過密度泛函理論（DFT）計算闡明其H2O2生成的光催化機理, 如圖4所示。H2O2生成主要來源于兩個路徑，即氧氣還原（ORR）路徑和水的氧化（WOR）路徑。結(jié)果表明，相較于CdS而言，rGO的存在有利于電荷轉(zhuǎn)移，進(jìn)而同時促進(jìn)ORR和WOR兩條路徑。
展開 3D打印“仿生眼”或幫助失明者復(fù)明
為了幫助失明患者增強視力，研究人員正在研制擁有視力的“仿生眼”。近日，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)（University of Minnesota）的研究團(tuán)隊宣布了他們在“仿生眼”研究上的突破，首次使用3D打印技術(shù)在半球面上制造出了光接收器陣列。
圖片來源：明尼蘇達(dá)大學(xué)網(wǎng)站
如何在曲面上完成打印是研究的難點之一。為此，研究人員啟用了一臺特制的3D打印機。在打印過程中，他們先在一個半球形玻璃體上用銀粒子油墨打印一層底座，這種特制的油墨會在曲面上均勻地變干，而不是順著曲面流下來。隨后，研究人員用半導(dǎo)體聚合材料在底座上打印出能夠?qū)⒐饩€轉(zhuǎn)變成電信號的二極管。整個仿生眼的打印過程需花費約一個小時的時間。
論文的合著者之一、明尼蘇達(dá)大學(xué)機械工程系副教授McAlpine教授迫切期待“仿生眼”研究的成功。他在明尼蘇達(dá)大學(xué)發(fā)布的消息中表示，“我媽媽有一只眼失明，每當(dāng)我談起我的工作，她就會說，‘你什么時候能幫我打印一只仿生眼？’”。
McAlpine表示，“在多數(shù)人的概念中，‘仿生眼’并不存在于真實世界，但是借助多材料3D打印技術(shù)，它比以往任何時候都接近真實。”據(jù)他介紹，在最新研究中，“仿生眼”的光電轉(zhuǎn)換率已經(jīng)達(dá)到25%。作為參照，目前1微米厚薄膜太陽能電池的最高光電轉(zhuǎn)換率僅為22.4%。
但是，由于質(zhì)感堅硬，這種“仿生眼”暫時還無法應(yīng)用于人體。現(xiàn)在，研究人員正嘗試尋找在軟體半球狀材料上進(jìn)行打印的方法，以便將其植入眼眶。同時，研究人員嘗試增加更多的光受體來增強“仿生眼”的光電轉(zhuǎn)換效率。
事實上，早在2012年已經(jīng)有人成功植入了“仿生眼”。但此前的“仿生眼”往往需要借助一個裝有攝像裝置的外置設(shè)備。
據(jù)《每日郵報》報道，因遺傳性視網(wǎng)膜色素變性而視力受損的澳大利亞人戴安·亞施沃斯，通過植入“仿生眼”恢復(fù)了部分視力。
展開 
德國人又把仿生家族擴容了，這個世界太瘋狂了
德國人又把仿生家族擴容了，這個世界太瘋狂了
直觀學(xué)機械 今天
德國Festo（費斯托）這幾年一直致力于仿生機器人的研究，生生的給我們整出了一個動物世界，讓世人瞠目結(jié)舌。
仿生機械，顧名思義就是模仿生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和控制原理設(shè)計制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的機械。
費斯托致力于仿生技術(shù)的研發(fā)，不僅是為了發(fā)掘自然的奧妙，更是為了借助仿生技術(shù)載體實現(xiàn)與自動機器人的協(xié)作，為未來的全新技術(shù)提供動力。這一干就是26年了。可以說給我們帶了一個仿生的動物世界。
從最新的這個家族的合影中我們發(fā)現(xiàn)了有兩處小變化，也正是今天咱們給大家展示的費斯托的最新兩個仿生機器人。
接下來將一一揭秘！
01
仿生雨燕
首先我們看一下BionicSwift仿生雨燕
仿生雨燕無需人工操控，便能完全協(xié)調(diào)地成群自主飛行。通過帶超寬帶技術(shù)（UWB）的室內(nèi)無線GPS，仿生雨燕在障礙物視覺接觸中斷時，也能進(jìn)行精確的識別位置。
仿生雨燕身長44.5cm，翼展68cm，重量只有42g，能靈活地在空域內(nèi)以協(xié)調(diào)的方式自主控制飛行。
羽片采用超輕量化、高彈性、高強度的發(fā)泡材料，一根碳纖維翎羽管連接手翼和臂翼，相比之前的撲翼飛行器有著更好的飛行運動曲線。
在向上飛行時，每片羽毛會向外張開，讓氣流穿過翅膀，減少功耗。在向下飛行時，羽片向內(nèi)收緊，增加BionicSwift的飛行力。
身上集成了緊湊的機械系統(tǒng)和電機，通過智能交互精確調(diào)節(jié)振翅的頻率以及各種機動飛行的升降舵。
展開 可靠性測試裝備為仿生機器人未來發(fā)展賦能
一、仿生機器人市場現(xiàn)狀及未來發(fā)展概述
仿生機器人作為融合生物力學(xué)、人工智能和機器人技術(shù)的交叉領(lǐng)域創(chuàng)新產(chǎn)品，近年來呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢。根據(jù)Verified Market Reports的最新研究數(shù)據(jù)，全球仿生四足機器人市場在2022年已達(dá)到15億美元規(guī)模，預(yù)計到2030年將增長至45億美元，2024-2030年期間的復(fù)合年增長率(CAGR)高達(dá)15%。這一增長趨勢反映了國防、醫(yī)療保健、物流和農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域?qū)?em>仿生機器人日益增長的需求。
二、仿生機器人對可靠性測試提出了更高的要求
隨著仿生機器人技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用場景的不斷拓展，其可靠性測試裝備市場正迎來前所未有的增長機遇。四足機器人、人形機器人等細(xì)分領(lǐng)域?qū)⒊蔀闇y試裝備需求的主要來源。應(yīng)用場景對機器人的環(huán)境適應(yīng)性和長期可靠性提出了嚴(yán)苛要求，沖擊、跌落、舉升力等機械性能測試都是可靠性測試中的必要測試項，是仿生機器人研發(fā)和生產(chǎn)過程中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性、使用壽命和安全性，是確保產(chǎn)品質(zhì)量的核心手段。
三、慧通測控：機器人相關(guān)測試解決方案
1、機器人行走障礙測試
該系統(tǒng)主要驗證仿生腿行走能力、步態(tài)和翻越障礙能力等。
測試系統(tǒng)由測試臺架、控制系統(tǒng)、高速攝影和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。
臺架可升降高度，頂部有吊軌可輔助機器人防止摔倒。
底面可鋪設(shè)各種障礙模擬不同路面，如坡道、臺階、不平整路面等。
高速相機可實時記錄各關(guān)節(jié)運動姿態(tài)角度等。
展開 假肢都已經(jīng)產(chǎn)生了觸覺，對面的仿生眼怎么樣了？
多年之后終于知道，單眼蛇的那只假眼就是一個玻璃球，除了裝飾之外沒有任何作用，甚至都稱不上是仿生眼。而不僅僅是假眼，在科技尚不發(fā)達(dá)的過去，多數(shù)假體的作用僅僅在于對人的肢體補充完整，使其看起來像一個常人。
今天，人們已經(jīng)不滿足于義肢、義眼的補缺作用，而想要將其變得更加貼近真實的人體。比如在義肢在接入了神經(jīng)之后，可以擁有感覺，從而更加方便殘疾人的生活。這無疑是一個巨大的進(jìn)步，它意味著義肢、假體之類可能正真正成為人的身體的一部分。
內(nèi)外結(jié)合：仿生眼初步探索
人之所以能夠看到東西，是視網(wǎng)膜把集中在其上的光線轉(zhuǎn)換成電波，然后視覺神經(jīng)將這些電波發(fā)送到大腦。大腦經(jīng)過解析，就轉(zhuǎn)為了我們所看到的影像。一般來說，人們失明是由于視網(wǎng)膜遭到破壞，但視覺神經(jīng)仍然健全。這也就為仿生眼的研究提供了可能。
一個是視網(wǎng)膜植入物，通過手術(shù)將一個視網(wǎng)膜假體植入于眼球上，包括信號接收器、電子接收盒和電極陣列；另一個則是體外的穿戴設(shè)備，包括一副眼鏡、一個攝像頭和視頻處理器。視頻處理器將攝像頭捕捉到的視頻圖像進(jìn)行信號處理，發(fā)送給內(nèi)置的信號接收器，然后由電極陣列模擬視網(wǎng)膜神經(jīng)，傳遞給大腦信號。這樣盲人就可以看到圖像。
利用外置設(shè)備和內(nèi)置視網(wǎng)膜假體結(jié)合的仿生眼研究有很多，比如德國Retina Implant公司研制的電池動力仿生眼、澳大利亞莫納什大學(xué)研發(fā)的直接在大腦視覺處理區(qū)域植入可以產(chǎn)生500個發(fā)光點的小塊等。
為什么不能像人一樣，直接作用于眼球呢？
最理想的情況，自然是制造一個放生眼球，往眼眶里一裝，人的視力就恢復(fù)如初。只不過相較于利用外部設(shè)備轉(zhuǎn)換信號傳遞給視覺神經(jīng)，對眼球感光的模仿自然難度更高。
但最近明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員在仿生眼球上取得的新突破或許會形成對外置仿生眼的有力抗衡。研究人員第一次實現(xiàn)了利用3D打印的方式在半球的表面打印一系列光感受器。
展開 “仿生飛魚無人機”飛上天
沈海軍供圖
近日，同濟大學(xué)航空與力學(xué)學(xué)院學(xué)生嚴(yán)晴晴、鄒施睿、曹日興、汪成、余翼等人組成的團(tuán)隊，在該院教授沈海軍指導(dǎo)下，研制出了一架仿生飛魚無人機，并成功試飛。
做一架仿生飛魚無人機
仿生無人機是一種“師法自然”的飛行器。沈海軍向《中國科學(xué)報》介紹，自然界中生物經(jīng)過億萬年的自然選擇和進(jìn)化，擁有了許多優(yōu)良的特性，包括高效的氣動外形、可靠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、獨特的環(huán)境感知系統(tǒng)等。他舉例說，1934年克萊斯勒公司造出的氣流牌汽車是世界上第一輛流線型車，是汽車造型史上的重要創(chuàng)舉；20世紀(jì)80年代，美國國家航空航天局（NASA）艾姆斯研究中心的R.T.惠特科姆根據(jù)老鷹飛行時翼尖上翹的羽毛發(fā)明了翼梢小翼，這種結(jié)構(gòu)可以降低飛機的誘導(dǎo)阻力。
“這些優(yōu)良的特性對于人類的科技發(fā)展和產(chǎn)品設(shè)計有著相當(dāng)大的參考價值。”沈海軍說，而飛魚就是自然界一大奇觀，它們?yōu)榱硕惚芴鞌常M(jìn)化出了在水面高速滑翔的能力。出于現(xiàn)代飛機設(shè)計制造“師法自然”的理念，同濟大學(xué)航院學(xué)生團(tuán)隊萌生了研制仿生飛魚無人機的想法。
沈海軍在這方面有豐富的經(jīng)驗。他多年研究仿形飛行器，帶領(lǐng)的課題組曾經(jīng)成功設(shè)計并制造出“古埃及木鳥”“瑪雅黃金飛機”等無人機并成功試飛。在微小飛行器實驗室，沈海軍已收納了上千架原創(chuàng)飛行器模型。
說干就干。為了獲得飛魚的氣動外形，課題組特地在海南購買了4條鮮活的飛魚。在飛魚原始模型構(gòu)建過程中，他們先將飛魚的胸鰭和腹鰭拿牙簽固定、放入冰箱冷凍室凍結(jié)，撤去牙簽后，飛魚的形態(tài)得以保持。
接下來是對飛魚形態(tài)進(jìn)行測量和三維掃描。經(jīng)過測量，研制團(tuán)隊準(zhǔn)確獲得了飛魚的翼展、身長等幾何參數(shù)。
展開 四川大學(xué)鄒華維教授團(tuán)隊《AFM》：空間極端環(huán)境用仿生可逆粘附材料
大自然帶給了材料學(xué)家們無限的設(shè)計靈感，從荷葉、竹、木等的微觀多級結(jié)構(gòu)及特殊功能，到具有突出力學(xué)性能的貝殼珍珠母層、蜘蛛絲，以及具有水下超強粘附的貽貝蛋白，一系列高性能及功能化聚合物仿生材料受此啟發(fā)，相繼被研發(fā)并得到實際應(yīng)用。壁虎、蜥蜴等動物腳趾因其可以在物體表面產(chǎn)生強粘附并可輕易快速脫附而受到了人們的廣泛關(guān)注。研究表明，這一獨特的可逆粘附能力主要依賴于動物腳趾表面精細(xì)的多級剛毛結(jié)構(gòu)，并基于范德華力及毛細(xì)作用力等得以實現(xiàn)（圖1a）。受此可逆粘附原理啟發(fā)，過去二十年，研究人員重點圍繞物理結(jié)構(gòu)設(shè)計制備了一系列性能優(yōu)異的仿生可逆粘附材料，并在精密器件轉(zhuǎn)運、智能機器人、醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。由于仿生粘附材料展現(xiàn)出的可逆特性及范德華力普適性相互作用，其在空間微重力、真空環(huán)境及多種材質(zhì)表面均能良好發(fā)揮其可逆粘附功能，因此在空間技術(shù)，如航天器及裝置在軌操作、艙內(nèi)及艙外機器人行走策略、空間碎片以及在軌飛行物捕捉等領(lǐng)域展現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。近年來，美、歐等研究人員圍繞這些應(yīng)用展開了先期探索工作（圖1b）。然而，空間在軌高低溫及輻射等極端環(huán)境條件對聚合物基仿生粘附材料的使用性能將產(chǎn)生顯著影響，開發(fā)適用于空間環(huán)境的仿生可逆粘附材料，將對該類材料走向空間實際應(yīng)用，促進(jìn)在軌服務(wù)技術(shù)的發(fā)展和革新具有重要意義。
圖1 具有可逆粘附能力的生物微結(jié)構(gòu)及其仿生材料空間應(yīng)用示意。（a）不同尺度下壁虎腳趾表面微結(jié)構(gòu)形貌（圖片來源：PNAS, 2005, 102 (2), 385-389）；（b）仿生可逆粘附材料用于空間站外部檢查機器人構(gòu)想圖（圖片來源：A. Parness, etc., presented at AIAA SPACE Conf. and Expo.
展開 ：變天然云母粉為高性能仿生聚合物云母膜
圖3聚合物云母膜的光學(xué)性能
(a) 仿生云母膜制備的示意圖；
(b) 不同比例的仿生云母膜的可見紫外透過率；
(c-d) 仿生云母膜和其他仿貝殼粘土復(fù)合膜的可見光透過和紫外屏蔽性質(zhì)的對比；
(e-f) 大尺寸的仿生云母膜的實物照片和微觀結(jié)構(gòu)；
(g) 不同厚度的仿生云母膜的可見紫外透過率。
圖4 聚合物云母膜的機械性能以及柔性透明器件制備
(a-c) 仿生云母膜和其他仿貝殼粘土復(fù)合膜拉伸應(yīng)力和光學(xué)性能的對比；
(d-e) 仿生云母膜的斷裂形貌和斷裂機理；
(f) 仿生云母膜和其他仿貝殼粘土復(fù)合膜的紫外老化對比；
(g-i) 以仿生云母膜為基底的柔性電子器件。
【小結(jié)】
本文中成功實現(xiàn)了超薄云母納米片的大量剝離法制備，并進(jìn)一步利用噴涂組裝技術(shù)將所得云母納米片制備成了具有優(yōu)異的機械性能、高電絕緣性和可見紫外光選擇性的類貝殼層狀結(jié)構(gòu)的仿生聚合物云母膜，其整體性能優(yōu)于天然片云母和其他種類的粘土仿貝殼薄膜。基于該種聚合物云母膜的獨特性能，其在柔性透明電子器件等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。此外，該技術(shù)還有望推廣到其他聚合物復(fù)合材料以及透明的紫外屏蔽涂層的研發(fā)。
文獻(xiàn)鏈接：Transforming ground mica into high-performance biomimetic polymeric mica film (Nat. Commun. 2018, 9, 2974, DOI: 10.1038/s41467-018-05355-6)
展開 國外發(fā)明的10大仿生機械，這才是真正的黑科技！
還有更牛的
仿生鳥
Smartbird可以完美模擬
鳥類的飛行狀態(tài)
甚至令人難辨真?zhèn)?它們像正常的鳥類一樣
依靠翅膀提供飛行動力
它們的雙翼不僅可以上下拍動，
還可以按照一定的角度進(jìn)行扭轉(zhuǎn)~
甚至連頭都可以全角度轉(zhuǎn)動。
飛翔和降落時，就像真的鳥一樣。
除了仿生鳥
Festo的科學(xué)家們還造出了
仿生蜻蜓
仿生蜻蜓BionicOpter與真正的蜻蜓一樣
能夠向任意方向飛行。
它的四翼使用碳纖維
做成可折疊翅膀
每秒可以拍打20次
看到這么精密的機械結(jié)構(gòu)
簡直有種在做工程學(xué)設(shè)計的感覺
這款仿生蜻蜓
不但可以實現(xiàn)減速和急轉(zhuǎn)彎
還能做到懸停和倒退。
甚至能夠模擬直升機
除了水里游的、天上飛的，
Festo還創(chuàng)造出陸地上跑的：
仿生袋鼠
仿生袋鼠BionicKangaroo
幾乎完全復(fù)制了袋鼠的彈跳功夫
對機器人有一定了解的
科技客都知道
想讓機器人“跳”起來
難度是很大的
而這只仿生袋鼠
卻能夠完成連續(xù)跳躍
甚至可以跳過40公分高的障礙物
因為它特有的蓄力功能
能及時從上一次跳躍中收集能量
為下一次跳躍做準(zhǔn)備。
展開 
好強大的仿生機械，這才是真正的黑科技！
仿生機械，顧名思義就是模仿生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和控制原理設(shè)計制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的機械。德國一家自動化公司，在過去的十幾年里陸續(xù)推出海鷗、企鵝、蝴蝶、螞蟻、水母、蜻蜓、袋鼠等多款仿生機器人。
1. 可自主飛行的蝙蝠機器人
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2. 帶后空翻技能包的蜘蛛機器人
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3. 蠑螈機器人
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4. 仿生鳥
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5. 仿生蜻蜓
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6. 仿生袋鼠
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7. 仿生螞蟻
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8. 仿生象鼻
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9. 仿生章魚觸手
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來源：前沿數(shù)控技術(shù)
復(fù)旦《Adv Mater Tech》：可修復(fù)的智能自供電仿生皮膚！
，它可以模擬神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和接收機制利用陰離子選擇性凝膠和陽離子選擇性凝膠控制可交換性陰離子和陽離子產(chǎn)生跨膜電位、靜息電流和動作電流，這種智能可修復(fù)的自供電仿生皮膚片段可以保證下一代神經(jīng)集成軟體工程系統(tǒng)的同步信號傳輸。
浙江農(nóng)林大學(xué)一項研究讓木材仿生防水吸收輻射身價倍增
孫慶豐和他的研究團(tuán)隊受候鳥“千里遷徙”和海龜“萬里洄游”特征功能的啟發(fā)，通過在木材表面仿生合成磁性納米材料，從而賦予木材趨磁性功能，使木材具有了微波吸收和電磁屏蔽功能。研究采用了水熱晶化法、溶膠-凝膠法、仿生礦化法等在木材表面原位仿生生長了γ-Fe2O3、CoFe2O4、MnFe2O4，NiFe2O4 等磁性納米材料，制備了磁性相變儲能木材，構(gòu)建了木材/磁性納米界面，研究了木材/磁性納米材料異質(zhì)界面結(jié)合方式和形成機理，闡明了木材趨磁性的仿生形成機制。同時，采用軟印刷技術(shù)在木材表面仿生芋頭葉的自然遺態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)筑了趨磁性超疏水木材。該研究已發(fā)表 SCI 論文 10 篇，其中 TOP 期刊論文 5 篇，中文核心論文 2 篇，會議論文 1 篇；申請發(fā)明專利 2 項，其中 1 項已授權(quán)；出版專著 1 部；獲省部級獎項 1項，市廳級獎項 1 項；獲十三五重點研發(fā)任務(wù) 1 項；培養(yǎng)研究生 1名。在項目執(zhí)行期間，孫慶豐獲批2017年度教育部青年長江學(xué)者，浙江省“萬人計劃”青年拔尖人才、浙江省“錢江學(xué)者”特聘教授、省高等學(xué)校中青年學(xué)科帶頭人及浙江農(nóng)林大學(xué)首批青年英才杰出青年等。
記者 金樂平 通訊員 周麗敏 張慧玲
展開 融合電子與生物學(xué)，看3D打印仿生眼背后的3D打印技術(shù)
不久前，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)Michael McAlpine研究團(tuán)隊在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)期刊上發(fā)表了新的研究成果-3D打印仿生眼。研究團(tuán)隊通過一種復(fù)合材料3D打印機以及導(dǎo)電的油墨材料，在玻璃半球的自由曲面上制造出圖像傳感陣列。
本期，3D科學(xué)谷就與谷友一起來了解明尼蘇達(dá)大學(xué)團(tuán)隊在制造3D打印仿生眼時所使用的3D打印技術(shù)。
電子技術(shù)與生物學(xué)相融合
McAlpine研究團(tuán)隊所從事的領(lǐng)域?qū)儆趯⑸镫娮訉W(xué)領(lǐng)域，他們通過復(fù)合材料3D打印技術(shù)，在自由曲面和基底上制造打印納米級的電子油墨。通過3D打印技術(shù)，研究團(tuán)隊能夠?qū)⒂性措娮釉O(shè)備與生物學(xué)相結(jié)合，制造自由幾何形狀的仿生器官，例如仿生眼、智能假肢。
明尼蘇達(dá)大學(xué)Michael McAlpine的團(tuán)隊正在研究多種3D打印材料，用于制造生物電子裝置，左邊第一張圖即為前不久發(fā)布的3D打印仿生眼。圖片來源：明尼蘇達(dá)大學(xué)。
生物體的器官、組織是柔性的、三維的，并且對溫度敏感，而通常功能電子器件是平面的、剛性的，如果通過常用技術(shù)來制造仿生電子裝置，與生物學(xué)(人體)的器官、組織的特性并不相符。
3D科學(xué)谷了解到，明尼蘇達(dá)大學(xué)研究團(tuán)隊解決以上問題的方式是使用3D打印技術(shù)，提供自由幾何形狀的制造。該方法解決了許多可能性：（1）使用3D打印實現(xiàn)個性化的多功能設(shè)備架構(gòu); （2）采用納米油墨作為引入各種材料功能的有利途徑; （3）3D打印一系列功能性墨水，以實現(xiàn)從生物到電子的各種材料的交織。
3D打印提供了一個多尺度平臺，可以結(jié)合功能納米級墨水，創(chuàng)建微尺度特征，并最終創(chuàng)建宏觀打印對象。
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