基于绿色技术下的高科技仿生学研究论文

　　摘要：迈入20世纪90年代后科学技术进入高速发展，科学的双刃剑作用也越发明显。为了达到经济、社会和生态和谐发展，仿生学再次被重新重视、再发现和再认识。力求在生态哲学指导下的“3R”本质下的绿色技术的指导下，认识到以仿生学为先导的绿色设计的重要性，积极探讨出一条发展仿生学的有效途径，积极实现绿色技术的全面实施，为实现人与自然的和谐发展的实现谋求长久发展之路。

　　关键词：绿色技术；高科技；仿生学

　　中图分类号：G811文献标志码：A文章编号：1673-291X（2015）07-0306-03

　　迈入20世纪的后半期，在信息化和知识化的时代的引领下，在对工业生产的深刻反思下，以力求生态、经济和社会的和谐发展被时代所召唤。绿色发展的呼喊已经成为时代的主题，以“3R”本质下的绿色技术为指导的“仿生型”高科技技术也得到充分的重视。仿生学师法自然，从大自然中汲取技术发展的新思路，为更好地实现人与自然的生态和谐提供了技术的先导，这样使得如何更好地使用和研发仿生技术，成为当今时代的技术发展的主题。

　　一、绿色技术的内涵

　　绿色技术是迫于当代生态哲学要求的技术方法论，是与当代的生态哲学有着同源一体性的。在工业革命后期的环境污染和生态破坏的大背景下，人们开始反思现代的技术文明，如何在享受工业文明带来的成果的同时又能实现人与自然的和谐共生，提升人与环境在精神层次的教养关系。人类开始逐渐将注意力从只满足个人的自身需求往谋求个人与环境的共同繁荣。绿色技术是这种生态哲学在技术层面上的反应。

　　（一）绿色技术的本质

　　绿色技术是一种环境友善的技术。这种技术要求产品从设计到整个产品使用寿命的终结，都要充分考虑到该产品对生态的影响，这完全有别于传统的技术。绿色技术的核心是强调产品从设计生产消费以及到最后的生命的终结，都要体现对环境和生态的保护。在传统设计的设计过程中市场的因素成为主要的考量标准，产品是为了市场而生产，产品好坏的检验标准也趋于单一，强调其在市场的欢迎程度和市场份额的占有率。而绿色技术的要求在注重产品的市场价值的这一基本前提下，开始更多地关注产品对环境的影响。绿色技术是一种将产品的生命周期与生态系统相联系的环保技术，强调的是产品除了其商业价值之外，还要承担生态环保的绿色价值，是一种从摇篮到再生的过程。这种绿色的设计方法本质特征就是“3R”—reduce（减量）、reuse（重复利用）、recycle（循环）。“3R”技术的哲学依据主要包括了减量与异构同功原理、重复利用与生态系统层次结合度的递减原理、循环与生态系统的闭路循环原理。

　　（二）绿色技术的意义

　　减量原则，顾名思义就是减少废弃物的数量。很多国家和地方都主张和提倡在源头上实现废弃物的控制。减量原则的深刻含义是多层次的，主要的就是减量和节能。在生态哲学的背景下，减量原则的深刻的仿生学原理是异构同工。这个指导思想使得仿生学重新被提高到一个新的高度。自然界经过数亿年的发展，其结构都给我们很好的启迪。我们可以师法自然，以达到降低消耗。例如我们利用王莲的叶子结构减少了建筑物的耗材。同样地在生物的生态系统中，同一种生物被多种生物所降解。在系统的闭路循环的系统中，实现物质的多次利用，生产者、消费者和分解者通过多向的流动达到无机物与有机物的循环再生。这种思想要求我们再设计产品时注意到对事物的'多次重复利用。而在高科技仿生学的指引下，生物进化过程中的身体结构给我们提供了这种启迪。动植物的精致的结构耦合为重复利用开辟了新的途径。这种周而复始的重复利用构成了第三个原则循环。生态哲学指导下的绿色技术就是一种基于“3R”技术本之下的绿色技术，它的核心是强调一种节约型技术，做到系统结构和功能的最佳耦合，是产品具有与生命和生态系统一样的生命。我们赋予产品以生物的属性，这使得我们也有了从生物中获取生产技术的启迪提供了前提的条件。

　　二、绿色技术下仿生学的内涵及发展途径

　　从绿色技术的本质看，“3R”技术下的绿色技术要求我们要做到有更高的结构耦合，更为精致的系统耦合和更为精妙的功能耦合。在这种绿色技术的要求下，高科技仿生学技术成为突破这一技术瓶颈的重要手段，高科技仿生学也再次成为一种技术发展的突破点。从历史的维度看，人们对仿生学的探索去由来已久。在文艺复时期，达芬奇就开始了对飞行的探索，他模仿鸟类设计和制造了一架扑翼机，这是开创了人类历史上第一架人造飞行器。在中国，关于师法自然的思想在《韩非子》的书中记载了鲁班用竹做鸟的尝试。可见关于仿生的思想在中西方文明中都是源远流长的。而仿生学的真正形成和发展却是在20世纪中期。

　　传统的工业设计是工业时代的象征，它的研究核心是——产品，主要从经济、社会、技术的角度针对产品的形态、功能、色彩、装饰、材料、表面处理等诸因素进行综合的处理。工业设计中的仿生学应用是以仿生学理论为指导，运用工业设计艺术与科学相结合的思维与方法，从人性化的角度，不仅在物质上，更是在精神上追求传统与现代、自然与人类、艺术与技术等多元化的设计创新和融合。工业设计中的仿生一般从形态设计、结构设计、色彩设计、质感和肌理设计等几个角度展开。

　　产品设计的核心是产品形态造型形态设计。设计师的设计理念主要依附于产品形态来体现，通过对特定产品形态的设计来建立与使用者情感、思想等方面的沟通。应用了仿生学设计的产品造型形态设计，是以自然界中数不尽的生物形态作为设计创意点，是设计师取之不尽的形态素材，可以为产品形态设计的创新提供新鲜的血液与营养。仿生学在工业设计中结构设计的应用主要体现在对自然界各种生物体、物质所存在的内部结构原理的分析和研究上。在感性认识的基础上，除去无关因素，并加以简化，提出一个生物模型，用模型模拟生物结构原理。目的是研究生物体本身的结构原理以便于在工业设计中应用。