圆润的车灯,可爱的造型,可能你说不出它是几几年生产的车型,但你看到它时,绝对能说出它是一辆甲壳虫。没错!甲壳虫就算是不懂车的朋友也知道它,作为汽车历史上最著名的车型之一,甲壳虫用八十余年的历史和2150万辆的总销量证明着经典二字!
在它的历史长河中,甲壳虫历经了三代车型。并于2019年7月10日最后一辆甲壳虫在墨西哥工厂下线停产,随着甲壳虫停产的消息一出,在国内还一度登上了热搜。这就犹如迈克尔·杰克逊离我们而去时我们才会发现他的伟大。虽然如今大街上的甲壳虫都是与青春可爱的萌妹子一同出入,但这仍旧掩盖不住它将近70多岁的年龄。毕竟这款车型太经典了,不管是70、80、90后,甚至是00后都知道它,桑塔纳和捷达在甲壳虫面前那都是小弟弟而已。
那谈到甲壳虫似乎总绕不开它的历史,你要问我甲壳虫是怎么诞生的,那就不得不提起历史上这两个重要的人物。
阿道夫·希特勒
1933年希特勒当选德国总理,当时德国的经济也开始蓬勃发展,与此同时,群众对于汽车的需求也日益高涨。在希特勒竞选总理的纲领中就写了这么一条:让每一个德国家庭都能拥有一辆自己的轿车。
费迪南德·保时捷
保时捷汽车的创始人费迪南德·保时捷先生也发现到了汽车发展的新方向,并于1934年发表了一篇关于平民汽车的文章,意在打造价格低廉,百姓也能买得起的汽车,文章一发表就得到了人们的积极响应。这便与希特勒的想法不谋而合,于是二人一拍即合!费迪南德波尔舍先生被委以重任。因此,承载众人期待的甲壳虫开始了诞生之路。
第一辆甲壳虫下线
1939年第一辆量产KdF-Wagen正式驶下生产线。这款初代的甲壳虫空载总重只有650千克,风冷发动机的设计不仅降低了自重,后期的维护也更加简洁。另外,初代的甲壳虫百公里油耗还不到7升,极速可达100km/h。
作为一辆上世纪40年代的国民汽车,它这样的表现可谓是非常的出色!当时美国的《时代》杂志讽刺它为Battle(屎壳郎),但是德国人却给了它一个更好的名字:Beetle(甲壳虫)。
第二次世界大战爆发
1939年9月1日第二次世界大战爆发,身为国民汽车的大众甲壳虫由于其性能出色,被大量改装投入到了北非、波兰和苏联的战场上。同时,甲壳虫车还被改装成了吉普车和水陆两用车,从此便成为了希特勒的战争工具。
战后重生
1945年4月11日,德国战败,英国军队占领了大众工厂。由于工厂内生产机器被提前藏好,侥幸的躲过了大量飞机的轰炸。再加上二战前大众就被迫拖欠了一部分预约的甲壳虫,以及英国军队和民众对小型家用车的需求,甲壳虫在接到2万辆英军订单后很快就恢复了元气,便从此开始了它的销量神话。
远销海外
1949年大众工厂被交还给德国政府后,甲壳虫的出口版本也正式亮相,它可以提供更多的配色以及配置选择。并且大众还对甲壳虫进行了改进,虽然外观一直保留着甲壳虫原始的设计风格,但更换了悬架结构,增强了行驶的稳定性和舒适性,同时发动机也得到了提升,可以说真正做到了与时俱进。也正是由于美国市场的打开,让甲壳虫用5年的时间就完成了之前17年的销量!1967年第1000万台甲壳虫问世。
第二代甲壳虫
时间来到1998年,大众推出了其全新打造的第二代甲壳虫,当时在墨西哥工厂投产,这一代甲壳虫的诞生也让它从结构简单的民用车,摇身一变成了精致的时尚车。
2003年之后,随着中国汽车市场的迅速成长,甲壳虫也终于打开了中国市场的大门,当时进入中国市场的甲壳虫基本都是基于PQ34平台打造的第二代前置前驱甲壳虫,其圆润的造型和20L自吸气发动机仍旧保持了初代车型的风采。正是它那可爱样子给国人留下了深刻的印象,也让国人对甲壳虫这款车有了最初的认知。
第三代甲壳虫
2011年大众汽车在上海车展上全球首发了第三代甲壳虫,它不仅采用了涡轮增压发动机,而且还推出了沙丘越野,R-Line以及红粉佳人等众多个性化的版本。同时在外观造型上,除了融入更多潮流元素外,整体线条也向着第一代甲壳虫在靠拢,开始回味经典。其实,自甲壳虫诞生以来它的经典外观就没有一丝改变,只是随着时代的进步,让它变得越来越时尚罢了。
2017款翡冷翠经典版
2017年甲壳虫翡冷翠经典版车型正式上市,该车车身采用的是“竹璃绿”的配色,在阳光的照射下显得格外的迷人!同时,圆形的双氙气大灯和18英寸的铝合金轮毂也让它变得个性十足。
在科技性配置上新一代的甲壳虫也表示出了诚意,配有多次碰撞预警系统,明显减少车辆发生二次碰撞带来的伤害和风险。手机映射功能则让车辆在行驶时显得不那么单调。随着2017款甲壳虫闪亮登场,它俏皮的造型与定价可能并不符合当时中国国民用车的需求,但是它依然闪亮在每一位大众车迷的心中,也正是这种魅力,让国内很多女士都期望能拥有一辆属于自己的甲壳虫。
不论你是否懂车,不论你是否拥有过一辆甲壳虫,但当你看到这三个字时,相信你的脑海中一定会出现那个可爱得像个甲壳虫一样的汽车形象。三代车型,八十余年,总销量超过2150万辆,甲壳虫作为一辆如此经典的一款车型,也经常出现在全球的影视和动漫作品当中。
但是,大众的CEO迪斯已经明确表示:“大众不会再让甲壳虫起死回生了,即使是作为一款电动汽车。”因此,甲壳虫从此成为了过去。这个消息对于那些倾心已久但尚未购车的“甲壳虫车迷”来说,无疑是个沉重的打击!因为有钱也买不到了,你只能在二手车市场来探寻它的身影。但是,二手车的价格相应也会更高,因为它不仅仅是一辆代步车,更是广大“甲壳虫车迷”心中情怀的寄托与经典的藏品。无论过去多久,我们也不会忘记甲壳虫那独一无二的样子,于是,此时的甲壳虫便有了一个新名字,那就是:经典甲壳虫!
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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。
Design
“衣服对你意味着什么?对我而言,衣服其实就是一副铠甲。” 日本 时尚 服装设计师山本耀司这样说。
在山本耀司的理解里,有设计感的衣服不仅仅是衣服,而是穿着者内心在服装上的演化。在物质大丰富的第三消费 社会 时代,当今的中国消费者们不缺商品,购买商品的动机更多地从“需要”到“想要”,从看重功能和实用性,到倾向于 通过有设计感的商品来表达自我,来更好地感知生活和自己的身体。
人们收集泡泡玛特的Molly,抢购限量设计版潮鞋,追随独立设计师的包包和服装,打卡各大设计展……这是一个消费设计的时代,越来越多的消费者愿意为设计买单。
当设计师在设计商品时,脑中在思考些什么?作为追求设计价值的消费者们,如果能了解设计的来龙去脉,对陪伴自己的物品从设计层面有更多的认识,也能增添不少购物的乐趣。
中国的工业设计之父,清华大学美术学院的柳冠中教授提出过一个洞察,他认为只有设计最靠近人类的核心需求, 科技 和商业都不是以人为中心的,唯独设计是。 人的日常核心需求主要围绕着身体来展开,椅子提供坐下时上下半身的倚靠,鞋提供双脚踩地时的保护, 汽车 载着人们去往远方,手机更是每个人每天都离不开的和整个世界的链接。
#1
# 椅子 #
追求生活品质的表现之一,往往体现在对设计感家具的追求。 坐,是人的基本状态之一,英国心脏病基金会开展的研究说,人们每天约有95个小时是坐着的,拥有一把舒适且具有风格的椅子作为很多人的第一选择。
有一款人体工学椅子的设计灵感来自于建筑——德国Interstuhl品牌旗下的Silver人体工学椅,它的设计师是德国的设计师海蒂·特朗尼,他同时也是一位建筑家,海蒂所设计的法兰克福机场,瑞士再保险大厦均是世界建筑史上的成功典范。
海蒂认为“产品设计是微缩建筑”,以建筑学观点设计环状半径倾仰装置,80%银白色铝合金一体成型,更凸显现代极简。坐在座椅上,仿佛坐在一座微型未来建筑上。
据说这款座椅还是德国奔驰总裁的指定座椅, 在人类文明史上,椅子还代表着权力 ,这种权力的象征,正是通过设计的造型、材质、图案等来体现,例如在古代,埃及法老的座椅,古代中国统治者的龙椅,椅背设计得越高,椅子越华丽,象征着地位越高。
#2
#鞋#
人只有一双脚,却可以囤一鞋柜的鞋,现在无论男女,都爱买鞋,这背后是鞋履品牌的 时尚 设计升级之路,也是运动鞋潮文化繁荣的体现。
潮本身代表的是新新人类对前卫,对美的追求,是一种不拘泥于传统,忠于自我精神的态度 ,体现这类精神,设计是最好的载体。
通过设计独特的标识 ,形成记忆符号,最经典的要属耐克的Swoosh标志,它已经从单纯的品牌标识,演变成独一无二的设计元素,并且围绕Swoosh标志,产生了诸多经典的设计。
颜色也是设计中的重要元素,从1990年起,球鞋的颜色设计就开始变得越来越大胆和丰富,通过颜色来彰显不同的个性和运动精神。作为潮鞋经典的Air Jordan系列中,红黑的经典搭配,一度成为篮球精神的代名词,拥有一双飞人乔丹同款篮球鞋,在多少男性的必购清单之上。
#3
# 汽车 #
和椅子,鞋相比起来, 汽车 诞生不过100多年, 这项代表着人类速度和力量的发明,是人类百年工业设计史的剪影 , 汽车 工业设计史上,经典设计数不胜数,有的消亡,有的依旧经典。
2020年大众宣布甲壳虫 汽车 正式退出 历史 舞台,小巧,实用又美观的甲壳虫 汽车 一反当时追求“大,满,多”的大众 汽车 设计,捕获了嬉皮士文化青年的内心。
另一款经典 汽车 保时捷911的设计已经传承发展了近60年,自1963年诞生以来,保时捷911的 汽车 轮廓始终有着相同的设计基因,把很多代的911的一部分拼接起来,会发现它们依然呈现出完整的911轮廓,让驾驶者感受到 简洁有力的线条之美和 *** 控驾驶的乐趣 。
在电动车时代,当发动机变得隐秘而安静,保时捷的新款电动车Taycan运用设计语言,把车身和车灯的细节处做出肌肉感和线条感,车身采用了多面型的有机衔接,更加突出了力量感,仿佛那就是人体的延伸。
同一种设计语言通过不断地演进和传承,在保时捷设计(PORSCHE DESIGN)这一品牌上形成了独有的风格。保时捷设计的创始人,费迪南德·亚历山大·保时捷在设计之初就有着这样的愿景, 要将保时捷设计这项和赛车运动相关的设计美学带到赛道之外,发扬赛车之美 。
#4
#手机#
设计元素的跨界融合是当下的趋势之一,海蒂·特朗尼将建筑设计的灵感融入了椅子的设计,保时捷的超跑设计基因在手机上也能找到。
让消费者在一台手机上找到超跑赛车的感觉 ,最新的华为Mate40 RS保时捷设计秉承着这样的理念,该产品的原始概念源自华为法国巴黎美学研究中心团队,在其颇具辨识度的手机后壳上,可以看到几项标志性的设计元素。
首先是线条的运用,以直线型超跑赛道设计风格,机身采用了上下贯穿式垂直条纹设计,来体现保时捷跑车基因的速度感和线条感。
其次是借助雕塑艺术的创作灵感,颠覆以往“一马平川”的后背造型,通过手机背盖打造凹凸有折面的外观造型,创造出可以触碰的力量感。
除此之外,最吸引眼球的是被网友们戏称为“八卦阵”的八边形大镜头,此处八边形的设计语言已经使消费者产生了文化上的联想。 八边形这种几何图形应用在诸多领域的设计上,有其独特的数学和造型美感,传达着稳定、尊贵和典雅, 如明代四川平武报恩寺御碑亭,中式古典八角窗,标准钻石的八面切割等。
设计的思维和元素从古至今,从西到东,从跑车到手机,汇聚于此,在华为Mate40 RS保时捷设计上融合了德国的品牌精髓,法国的艺术气质还有中国的文化哲学。
自从跨入了智能手机时代,人们平均每天使用手机的时长约为5-8个小时,手机不可避免地成为了陪伴日常生活的重要伙伴。在比拼手机性能的同时,手机的外观设计被纳入越来越多消费者的考量,毕竟性能是隐性的,外观是显性的。 你拿着什么样的手机,某种程度上在向外传递你是个什么样的人 。
美国认知心理学家唐纳德·诺曼在《 情感 化设计》里提到:每个人对设计的认知都是从感性反应——我想拥有它开始的,而后才是实际 *** 作层面——它是否好用?最后到达品牌效应层面——啊,那关乎我的个人形象。一旦到达品牌效应层面,人们就会愿意为这个产品或者服务支付更高的溢价。
选购任何一款产品,都是在定义以及塑造自己 。根据麦克卢汉“一切媒介皆是人体的延伸”的观点,椅子是人臀部和背部的延伸,鞋和 汽车 是人行走能力的延伸,智能手机甚至可以看作是大脑的延伸。 物品和内心相互映照,设计是媒介,映照着人们的渴望 。
配置一把舒适的椅子,在感到疲惫的时刻让它提供坐下来歇一歇的空间;穿上喜爱的鞋,多出去走一走,结识新的朋友, 探索 新的生活;拥有一台特别的手机,以提醒自己在这个时代保持一些不一样的思考。
这个2020年即将过去,经过这特别的一年, 我们值得将仪式感寄托于心爱的物品之上 ,珍惜现在,渴望未来。
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策划:三联CREATIVE
作者:Tiana
设计排版:赵星宇
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