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向大自然借智慧 仿生設(shè)計(jì)與更美好的未來 版權(quán)信息
- ISBN：9787301332177
- 條形碼：9787301332177 ; 978-7-301-33217-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：
向大自然借智慧 仿生設(shè)計(jì)與更美好的未來 本書特色
1.前沿+焦點(diǎn)話題。風(fēng)靡美國的仿生學(xué)科普書，針對(duì)生態(tài)惡化、過度消費(fèi)資源的時(shí)代痛點(diǎn)，通過前沿的仿生學(xué)創(chuàng)新案例，揭示了“洞悉大自然中的秘密力量可以讓我們獲得創(chuàng)造的靈感，推進(jìn)人類的發(fā)明和科技創(chuàng)新”。2. 深度敘事+包容豐富。訓(xùn)練有素的記者、知識(shí)淵博的科學(xué)作家引人入勝地展示了大自然物種的無窮奧妙、仿生學(xué)的魅力、生物學(xué)發(fā)現(xiàn)對(duì)于文明的意義，也有助于我們思考基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)間的關(guān)系、深度研究與廣度研究間的關(guān)聯(lián)。 3. 悅讀+寬口徑。細(xì)節(jié)豐富，敘事優(yōu)雅。這些精心準(zhǔn)備的仿生學(xué)創(chuàng)新故事既能吸引普通讀者，也能引發(fā)科學(xué)家和技術(shù)人員的密切關(guān)注。
向大自然借智慧 仿生設(shè)計(jì)與更美好的未來 內(nèi)容簡(jiǎn)介
大自然通過優(yōu)勝略汰使許許多多的物種進(jìn)化出了令人類嘆為觀止的生存智慧：昆蟲的眼睛能看到我們昂貴的隱形眼鏡都看不到的東西，白蟻丘在炎熱的沙漠中無需空調(diào)也可以保持涼爽，鳥兒能優(yōu)選限度地利用復(fù)雜的氣流自如飛行……在這本講述仿生學(xué)的科普書里，阿米娜·汗妙趣橫生地講述了大自然物種的無窮奧妙，并啟示我們：大自然是優(yōu)選的老師，包括建筑師、生物學(xué)家、納米科技研究員、工程師在內(nèi)的每個(gè)人都應(yīng)該虛心地“向大自然借智慧”；我們正處在生態(tài)惡化、過度消費(fèi)資源的歷史拐點(diǎn)上，洞悉自然中的秘密力量可以讓我們獲得創(chuàng)造的靈感，推進(jìn)人類的發(fā)明和科技創(chuàng)新，向更加安全、實(shí)效、多產(chǎn)的生活方式邁進(jìn)。本書通過材料科學(xué)、運(yùn)動(dòng)機(jī)械、系統(tǒng)建筑、可持續(xù)發(fā)展方面豐富而精彩的實(shí)例，向我們展示了在不久的將來，人類如何借助"仿生的智慧"，輕松地建立億萬美元的多元化產(chǎn)業(yè)，解決過去十幾年中耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力都勞而無果的事情。本書引人入勝地展示了仿生學(xué)的魅力、生物學(xué)發(fā)現(xiàn)對(duì)于文明的意義，也有助于我們思考基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)間的關(guān)系、深度研究與廣度研究間的關(guān)聯(lián)。
向大自然借智慧 仿生設(shè)計(jì)與更美好的未來 目錄
致 謝 / 1
序 言 / 1
**編 材 料
**章 欺騙心靈的眼睛 / 3
——士兵和時(shí)裝設(shè)計(jì)師可以向墨魚學(xué)什么
第二章 柔軟卻又強(qiáng)硬 / 42
—— 人們?cè)鯓訌暮⒑汪滛~身上得到啟示，發(fā)明了用于外科植入物的新材料
第二編 運(yùn)動(dòng)機(jī)械
第三章 再造腿 / 77
——?jiǎng)游锸侨绾渭ぐl(fā)下一代太空探測(cè)器和救援機(jī)器人的設(shè)計(jì)靈感的
第四章 飛行動(dòng)物和游泳動(dòng)物是如何隨氣流或水流而動(dòng)的 / 116
第三編 系統(tǒng)建筑
第五章 像白蟻一樣建筑 / 155
——這些昆蟲教給我們關(guān)于建筑之類的知識(shí)
第六章 蟻群思維 / 208
——螞蟻的集體智能如何改變我們所建的網(wǎng)絡(luò)
第四編 可持續(xù)發(fā)展
第七章 人造葉 / 249
—— 尋找一種清潔的燃料以為我們的世界提供動(dòng)力
第八章 城市生態(tài)系統(tǒng) / 294
——建設(shè)一個(gè)更加可持續(xù)的社會(huì)
尾 聲 / 337
注 釋 / 341
譯后記 / 349
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向大自然借智慧 仿生設(shè)計(jì)與更美好的未來 節(jié)選
尾 聲 開始寫這本書的時(shí)候，我以為自己已經(jīng)很清楚自己打算說些什么。我想我理解了“仿生”和“仿生設(shè)計(jì)”這兩個(gè)術(shù)語的意思。我 原以為，自己甚至可以找到一些不錯(cuò)的經(jīng)驗(yàn)法則來識(shí)別仿生設(shè)計(jì)。回想起來，即使知道我是帶著無知的自信來思考這些事情的，我的自以為是還是禁錮了我的想象力。 基于生物學(xué)啟發(fā)的設(shè)計(jì)正好處于菲利浦·沃倫·安德森所稱的“深度研究”( intensive research)和“廣度研究”( extensive research) 之間的交叉點(diǎn)上。深度研究是指詳盡地研究某一特定的課題，直到你真正理解它的每一個(gè)方面。廣度研究意味著從開闊寬廣的視野看待研究的意義及其應(yīng)用，無論是將其見解引入另一個(gè)領(lǐng)域，還是利用這些發(fā)現(xiàn)構(gòu)建一種裝置。基于生物學(xué)啟發(fā)的工程學(xué)正處在這些思路的連接點(diǎn)上。然而，這個(gè)交叉點(diǎn)是一個(gè)不斷移動(dòng)的目標(biāo)，這取決于你所處的學(xué)科領(lǐng)域以及你已有的知識(shí)的深度。 有那么多的研究人員，那么多的研究方向，我希望我能有時(shí)間和空間告訴你們。哈佛大學(xué)的羅伯特 · 伍德(Robert Wood)等研究人員開發(fā)了一種微型的蜂形仿生機(jī)器人，揭示了在如此之微小的尺寸下飛行所面臨的種種挑戰(zhàn)。牛津大學(xué)的格雷厄姆 · 泰勒 ( Graham Taylor) 把攝像機(jī)安裝在鷹的身上，拍攝它們的飛行軌跡；把蒼蠅放在3D影院里，觀察它們的身體對(duì)模擬環(huán)境的變化所做出 的反應(yīng)。他的研究可能會(huì)引領(lǐng)科學(xué)家改進(jìn)未來無人機(jī)的軟件——讓 它更簡(jiǎn)單、更便宜、適應(yīng)力更強(qiáng)，就像蒼蠅大腦中控制飛行的神經(jīng)元一樣。赫伯特 · 韋特( Herbert Waite)等人花了數(shù)十年時(shí)間分析貽貝膠的基本特性，使其他人能夠?qū)⑦@些經(jīng)驗(yàn)用于黏合劑市場(chǎng)，到20世紀(jì)20年代，該市場(chǎng)的全球價(jià)值將超過500億美元。還有布里格姆女子醫(yī)院的杰弗里·卡普(Je??rey Karp)，她從各種各樣的生物身上得到靈感開發(fā)了幾種不同的醫(yī)療設(shè)備。這些都要等到另一本書來寫了。 在我報(bào)道與撰寫這些章節(jié)期間，我不斷遇到一些令人驚訝的交集——無論是在人物還是主題方面。在關(guān)于群體智能的那一章中，我談了一點(diǎn)馬可·多里戈關(guān)于集群機(jī)器人的研究——我在前面關(guān)于 非輪式機(jī)器人的章節(jié)中提到過一個(gè)想法。伊拉里亞·馬佐萊尼——我是從杰弗里·斯佩丁的仿鳥類飛機(jī)的研究工作中**次聽說他——出現(xiàn)在關(guān)于城市未來的仿生學(xué)會(huì)議上。對(duì)仿生設(shè)計(jì)感興趣的人往往心胸開闊，能在眾多學(xué)科中穿梭，尋找共同的原理。 “仿生設(shè)計(jì)以異乎尋常的爆炸式速度在迅速發(fā)展著。”伯克利加州大學(xué)的科學(xué)家羅伯特 · 富爾在 2016 年初我拜訪他時(shí)告訴我，“我剛剛參加了一次為仿生設(shè)計(jì)和仿生學(xué)而開的董事會(huì)議。相關(guān)期刊、會(huì)議和出版物數(shù)目翻番的速度——這是人們對(duì)該領(lǐng)域感興趣程度的一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)——是 2 ~ 3 年；其他大多數(shù)活躍領(lǐng)域的翻番速度平均是12年。形勢(shì)變化得如此之快，委實(shí)令人驚奇。因此，努力闡明什么是以及什么不是科學(xué)和設(shè)計(jì)的真正進(jìn)步，是非常重要的。” 然而，正如我在本書*后一章中提到的，這樣做有一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，即涉及面太廣，而且不夠深入，無法從一門自然學(xué)科中汲取扎實(shí)的工程學(xué)經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，倡導(dǎo)者可能會(huì)讓公眾(以及潛在的資助者)失望。這是縈繞在像富爾這樣的科學(xué)家腦海中揮之不去的一種擔(dān)憂。 “有些人擔(dān)心，考慮到企業(yè)和融資機(jī)構(gòu)的接受度，大肆炒作可能引發(fā)內(nèi)爆。我們對(duì)此真的非常擔(dān)心。”他補(bǔ)充道。 看到這么多的科學(xué)家和顧問在工作，并且他們對(duì)于什么是仿生學(xué)或仿生設(shè)計(jì)似乎有著種種截然不同的想法，我不得不同意他的觀點(diǎn)。在我看來，這就像是這一領(lǐng)域發(fā)展中的一個(gè)稍微脆弱的點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)上，人們正在尋找應(yīng)用，而基礎(chǔ)學(xué)科還沒有到位。廣度科學(xué) ( extensive science)總是比深度科學(xué)( intensive science)更有吸引力；深度科學(xué)難度大，而且越深入難度越大，從而已經(jīng)把許多博士攆出了學(xué)術(shù)界。我在任何地方都能見到那些正在從困境中“康復(fù)”的博士：一位曾經(jīng)是我的老板，另一個(gè)是我在圣塔莫尼卡沖浪時(shí)遇到的。雖然從事深度研究可能很艱難，但深度研究卻是絕對(duì)有必要的，因?yàn)樗峁┝艘粋(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上可以開始更廣泛地 考慮該研究的應(yīng)用。 然而，將自然系統(tǒng)與其潛在的應(yīng)用相匹配卻很難做到，哪怕像正在填補(bǔ)這一空白的特拉平翠綠這樣的咨詢公司也很難做到。這就是為什么佐治亞理工學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)家阿肖克 · 戈?duì)? Ashok Goel)希望創(chuàng)建一個(gè)由人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，它可以識(shí)別自然系統(tǒng)中的基本原理，并通過類比，將這些基本原理與有待解決的問題相匹配。該系統(tǒng)仍處于研發(fā)中，但他希望它能將仿生創(chuàng)新的速度 提高到前所未有的狀態(tài)。 富爾指出，還有另一種方法可以加速這一過程，那就是將更多的多樣性帶入科學(xué)之中。他所談?wù)摰牟粌H僅是種族和民族，然而 這是其中的一部分；他還談到了社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位和背景(你是在城市 還是在農(nóng)場(chǎng)長大的，你的技能是什么)，因?yàn)閭(gè)人所習(xí)得的經(jīng)驗(yàn)會(huì) 給他帶來獨(dú)特的觀點(diǎn)。任何形式的多樣性對(duì)科學(xué)創(chuàng)新都是必不可少 的。富爾過去曾舉辦仿生大賽，目前正教授一門這方面的課程，并一直在對(duì)得分*高的那些團(tuán)隊(duì)進(jìn)行非正式統(tǒng)計(jì)。 “我沒有這方面的數(shù)據(jù)，但我可以告訴你，這是迄今為止*多樣性的團(tuán)隊(duì)！”富爾說道，“如果我們能鼓勵(lì)公眾對(duì)教育給予更大支持，它將給你的創(chuàng)造力帶來巨大的好處。” 這對(duì)我來說很有意義。畢竟，如果你用不同的眼光看世界，你就會(huì)更容易擁有對(duì)這個(gè)世界的不同見解，從而建立起以前沒有人建立的種種聯(lián)系。
向大自然借智慧 仿生設(shè)計(jì)與更美好的未來 作者簡(jiǎn)介
阿米娜.汗（Amina Khan）是《洛杉磯時(shí)報(bào)》的科學(xué)作家。她報(bào)道過“好奇號(hào)”登陸火星的過程；還探索過廢棄的金礦，以尋找暗物質(zhì)探測(cè)器。也曾出現(xiàn)在美國國家電視臺(tái)上，代表《洛杉磯時(shí)報(bào)》討論健康和科學(xué)問題。阿米娜.汗畢業(yè)于伯克利加州大學(xué)，同時(shí)也是麻省理工學(xué)院卡夫利（Kavli）納米技術(shù)研討會(huì)和圣克魯斯加州大學(xué)高性能天體計(jì)算中心（HiPACC）計(jì)算天體物理學(xué)訓(xùn)練營的畢業(yè)生。
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