仿生学论文发表美食

2008年8月Angewandte Chemie杂志报道了澳大利亚莫纳什大学的利昂·斯皮西亚、罗宾·布里姆布来可比和安妮特·可罗，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的格哈德·斯伟格斯和美国普林斯顿大学的查尔斯·迪斯莫克斯共同开发了由一层涂层和维持植物光合作用的基本化学物质——锰组成的系统。该系统可模拟植物的光合作用，为利用阳光将水分解成氢和氧开辟了一条新途径。此项技术突破有望革新制氢工艺，从而利用太阳光大规模生产清洁的绿色能源——氢气。光合作用是植物、藻类和某些细菌利用叶绿素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是赖以生存的关键，而在面临能源和环境瓶颈的今天，这一过程中的能量转换也为人类提供了极其重要的启示。由于自然光谱的吸收率等原因，光合作用在多数植物中效率非常低，通常均低于0.5%。在人工设计的系统中，研发人员借鉴其光反应与电子传递的机制，并提高通量转化的效率，使其适于太阳能的转化利用。事实上，在上述模拟光合作用的研究取得突破前，微生物制氢的已经成为了研究热点。自然界已发现有类似甲烷菌的制氢菌，但其菌种繁育不如甲烷菌那样简单。若能建立合适的菌种群落，制造氢气也会像制造沼气一样得到大规模应用。模拟光合作用制氢或者微生物制氢过程正是仿生学“向自然学习”的思想典型。20世纪40年代以来，工程技术领域中出现了调节理论，人们开始在一般意义上把生物与机器进行类比，认识到二者包含自动调节系统。此后，科学研究和生产实践完全证实了生物和机器在许多问题上的共同之处。而控制论则把生物科学和工程技术从理论上联系起来，成为在原理上沟通生物系统与技术系统的桥梁，奠定了生物与机器在控制与通信方面进行类比的科学理论基础。之后，斯蒂尔提出了仿生学的研究理念。自上个世纪末以来，人们认识到大约35亿年的生命演化与协同进化过程优化了生物体宏观与微观结构，形态与功能具有无可比拟的优越性，仿生学也因此显示出巨大的生命力。从研究模式上看，仿生学作为模仿生物建造技术装置的科学，是一门新兴的边缘科学，研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和设备，创造新技术。模拟光合作用制氢过程的例子很好地诠释了这一点。在植物的光合作用中，锰参与几种酶系统。由于锰可以在正二价和正四价两种化合价之间转换，所以主要在氧化还原和电子转移中发挥作用。这一思想为斯皮西亚等人的研究提供了启发。他们在确定锰簇是植物利用水、二氧化碳和阳光制造碳水化合物和氧气的中心枢纽后，开发出这种人造锰簇，并利用这些分子的能力将水分解成氢和氧。研究者将一层质子导体――Nafion薄膜覆盖在一个电极上，形成一层仅几微米厚的聚合体膜，这层聚合体膜充当锰簇的载体。锰在正常情况下不溶解于水，但可以和Nafion薄膜小孔中的催化剂结合，形成不易分解的稳定结构，当水到达此催化剂时，在阳光的照射下便发生氧化反应。在能源和环境领域，这一技术显示了仿生技术的巨大应用潜力和价值。初步测试表明，此催化剂连续使用3天之后还有活性，由此分解出来的氢气和氧气可以在燃料电池中结合成水，产生电力供住宅和电动车全天24小时使用，且不排放碳而是排放水。虽然此系统的效率还有待提高，但研究者可以不断地从自然界中学习，使之更为高效，从而使氢这一能效高且没有碳排放的绿色清洁能源为未来社会所用。生物体的电子传递过程在能源仿生技术上的另一重点研究领域是生物发光。生物发光和光合作用都是“电子传递”现象，而从某个角度上看，生物发光可以看作是光合作用的逆反应。光合作用是绿色植物吸取环境中的二氧化碳和水分，在叶绿体中，利用太阳光能合成碳水化合物，同时放出氧气。光能从水分子上释放电子，并把电子加到二氧化碳上，产生碳水化合物，这是一个还原过程。光合作用把光能转变成化学能，而生物发光是电子从荧光素分子上脱下来和氧化合，形成水，产生光。生物发光是将化学能转变成光能。生物光作为冷光源，具有效能高、效率大、不发热、不产生其它辐射、不会燃烧、不产生磁场等特点，对于手术室、实验室、易燃物品库房、矿井以及水下作业等，都是一种安全可靠的理想照明光源。通过模仿发光生物把一种形式的能量转换成另一种形式的能量，制造冷光板使其不需要复杂的电路和电力，就能白天吸收太阳光，晚上再将光能释放。人们先是从发光生物中分离出纯荧光素，后来又分离出荧光酶。现在已能人工合成荧光素，这就使人类模仿生物发光，创造一种新的高效光源——冷光源成为可能。然而，人们对于萤火虫等发光机制的研究仍然有待深入。如果将光合作用和生物发光机制在仿生学框架下同时加以研究，就有可能在能量利用的电子传递现象中取得进展，从而实现能源利用更为巨大的进步。从仿生学的诞生、发展，到现在短短几十年的时间内，研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路，也就是向生物界索取蓝图的道路，它大大开阔了人们的眼界，显示了极强的生命力，在能源技术上的应用潜力也极其巨大，有助于破解人们所面临的能源瓶颈问题，同时解决石化能源等所带来的环境问题。

饮食文化论文人生在世，吃穿二事，很早我们就知道了这句话。人虽然作为高级动物，但仍需要与普通动物一样：“吃”。所以，零零总总令人眼花缭乱的各类美食也孕育而生，从古至今，长盛不衰。饮食行业也成为三百六十行常展长新的行当，而饮食业也形成了自己的独特的文化，说的更直接些就是一种“吃”的文化。 中国有着5000年的悠久历史，中国有着灿烂丰富、博大精深的饮食文化；中国人注重“天人合一”，中餐以食表意、以物传情的特点。所以也就使得中国传统的饮食美食都“食出有门”如中华饮食文化理论奠基人??孔子的《论语》中就有关于饮食“二不厌、三适度、十不食”的论述。直至两千年后的今日，仍具有极高的理论指导性。中华茶道始主??陆羽认为茶道在中华饮食文化中的地位几乎与酒等量齐观，他曾遍访名茶产区荐评品第，又精研泉水，次第品级。中华食文化之圣??袁枚其《随园食单》经历五十年才写成，成为中华饮食史上光前裕后之作，也有中华饮食文化“食经”的美誉。还有以味道治国的大臣??伊尹将饮食的“色、香、味、形”与治国相融合，所以就有了 “治国若烹小鲜”之说。 由此，这就形成了我们传统的饮食有“四重”的特点： 1、重食：古人就有：“民以食为天”之说，见面常问“吃过没有？”足见饮食文化的地位。 2、重养：以“五谷”养“六脏”，饮食中重视人体养生保健。 3、重味：中华饮食最注意食物的味，讲究“色、香、味、型”。各种味道差异构成各种菜系的基础。 4、重理：注意各种食物的搭配，以相生相克、相辅相成等阴阳调和之理性认识指导烹饪。 正是由于中华饮食讲究料、作、食等等的精细，内容丰富且博大精深，民族特色鲜明，既兼容又特别，从古到今，历代相传又推陈出新。 不同的饮食习惯造就了不同的饮食文化。中国人大而全的一贯作风，吃饭时自然是七大盘、八大碗，一是显示了富足，二是摆足了排场；近而各地比吃、全国争雄，最终形成了八大菜系，也就是吃方面八个不同的“高手”；说得虽有些低俗，但还是很能传情达意的。 因此，中华饮食文化就其深层内涵，可以简单概括成八个字：精致、悦目、坠情、礼数。这八个字，反映了饮食活动过程中饮食品质、审美体验、情感活动、社会功能等所包含的独特文化意蕴，也反映了饮食文化与中华优秀传统文化的密切联系。 精致；我们在得意时都喜欢在酒馆、餐厅里点几个精致小菜，或自己做几个精致小菜来犒赏自己与亲戚友人，而这时就需要吃出一种气氛、品位甚至是文化来。饮食既然作为一种文化，一种“吃”的文化，精品意识作为一种文化精神，却越来越广泛、越来越深入地渗透、贯彻到整个饮食活动过程中。选料、烹调、配伍乃至饮食环境，都体现着 “精致”。尤其是现在非常注重个人身体保健的现代社会，更是要求我们的饮食向精致化发展，使饮食中融入文化，透出文化，从而“吃”出文化来，避免和摒弃那种“过之屠门而大嚼”不雅行为和有损健康的不良习惯。 悦目；这是将“吃”的文化与内涵进行升华的高级阶段，体现了饮食文化的审美特征。中华饮食之所以能够征服世界，重要原因之一，就在于它美，它令食者有“三月不知肉味”的同时，更令人拍案叫绝和赏心悦目。这种悦目，是指中国饮食活动形式与内容的完美统一，是指它给人们所带来的审美愉悦和精神享受，首先是味道美。孙中山先生讲“辨味不精，则烹调之术不妙”，将对“味”的审美视作烹调的第一要义。 令人悦目的美味佳肴作为饮食文化的一个基本内涵，它是中华饮食的魅力之所在，悦目贯穿在饮食活动过程的每一个环节中。 坠情；这是对中华饮食文化社会心理功能的概括。因为菜系和饮食中蕴藏着各种感情在其中。做的人付出心血和真情用心去做，而吃者更是品味到自己喜欢的饮食则抱着的是一种感激与赞赏。吃吃喝喝，不能简单视之，它实际上是人与人之间情感交流的媒介，是一种别开生面的社交活动。一边吃饭，一边聊天，可以做生意、交流信息、采访。朋友离合，送往迎来，人们都习惯于在饭桌上表达惜别或欢迎的心情，感情上的风波，人们也往往借酒菜平息。这是饮食活动对于社会心理的调节功能。过去的茶馆，大家坐下来喝茶、听书、摆龙门阵或者发泄对朝廷的不满，实在是一种极好的心理按摩。 中华饮食之所以具有“抒情”功能，是因为“饮德食和、万邦同乐”的哲学思想和由此而出现的具有民族特点的饮食方式。对于饮食活动中的情感文化，有个引导和提升品位的问题。我们要提倡健康优美、奋发向上的文化情调，追求一种高尚的情操。 礼数；是指饮食活动的礼仪性。中国是礼仪之邦，而这种礼仪与礼数也渗透到了饮食当中。而饮食讲究“礼数”，这与我们的传统文化有很大关系。生老病死、送往迎来、祭神敬祖都是礼。《礼记?礼运》中说：“夫礼之初，始诸饮食。“礼数”中也讲究着一种秩序和规范，比如在重要场合坐席的方向、箸匙的排列、上菜的次序、有些菜的象征、来历等等都体现着“礼数”。 我们谈“礼数”，更应把它理解成一种精神，一种内在的伦理精神，这种精神，贯穿在饮食活动过程中，从而构成中国饮食文明的逻辑起点。 饮食中的精致、悦目、坠情、礼数分别从不同的角度概括了中华饮食文化的基本内涵，换言之，这四个方面有机地构成了中华饮食文化这个整体概念。但是，它们不是孤立地存在，而是相互依存、互为因果的，四者环环相生、完美统一，便形成中华饮食文化的最高境界。而中华饮食也是中华民族从古至今用嘴“吃”出来了一种文化，一种浓厚的中华饮食文化，这种文化已经得以前仆后继的不断弘扬，已经影响到了我们自己和身边，影响到了全世界的饮食行业。

笔者 东邪

关于地球生命起源的问题，学术界长期存在一种普遍认同的观点，即地球生命是地球环境经过漫长的演化和作用后形成的，简而言之就是地球生命是土生土长的。但从上世纪七十年代开始，就有科学家提出了另外一种观点，认为地球生命有可能来自外太空，或者是部分生物原本不属于地球，是从外太空进入地球的，其中颇有争议的一种生物就是章鱼。

在我们的印象中，章鱼确实是一种外形比较奇特的海洋生物，而且它的行为也让人匪夷所思。2018年3月有一篇名为《Cause of Cambrian Explosin -Terrestrial of Cosmic?》的文章发表在权威期刊《生物物理学与分子生物学进展》上。值得一提的是，这份论文由三十多位科学家共同完成，因此它的权威性不言而喻。

该论文主要对寒武纪生命大爆发事件进行阐述和分析，其中还以章鱼为例子进行剖析，最终得出的结论是“章鱼可能是来自外太空的生命”。如果不说这是来自一篇权威期刊且由三十多位科学家共同提出的观点，相信很多人都会抨击这种观点异想天开。那么章鱼为何会成为科学家们的研究对象？寒武纪大爆发的原因又是什么呢？

章鱼有什么特别之处？

章鱼是一种软体动物，也是无脊椎动物，它的身体不仅比其他海洋生物都要奇特，还比其他海洋生物都要“智能”。首先说说它身体的奇特之处，章鱼浑身上下只有头部和腿部，八条腿连接着头部，身体十分柔软，只要放一个瓶子在章鱼面前，它很快就会钻进去。一般生物只有一个心脏，而章鱼体内竟然有三个心脏。

根据研究，章鱼的第一个心脏是位于头部的主心脏，它的主要功能是供应全身的血液。另外两个心脏分别位于身体两侧鳃部的位置，它们的功能也主要是供血。尽管我们还无法确定外星生命是否存在，外星生命是否有心脏，但章鱼的三个心脏和其他生物相比简直太奇特了。章鱼体内更奇特的是大脑系统，据研究它有两个大脑系统。

绝大多数动物只有一个大脑系统，而章鱼有两个大脑系统，其中一个大脑系统负责对头部的控制，另一个负责对触手的控制。科学家表示，这样的结构让章鱼能够非常及时地察觉周围环境的情况然后迅速作出反应。章鱼全身上下的神经元数量至少超过5亿个，因此它是海洋生物中拥有神经元数量最多的生物之一。

这些神经元不仅帮助章鱼快速建立起反射线路，还让章鱼拥有超强的学习能力。此外，章鱼还有一项技能是令人类瞠目咋舌的，那就是它可以轻易地改变自己身体的形态，这得益于章鱼是软体动物。软体动物不存在骨折问题，而且能够在大脑的控制下随意地改变形态，因此章鱼有时候在海底会伪装成海蛇，有时候会伪装成水母，以此来逃避天敌的捕食。

寒武纪生命大爆发事件发生了什么？

该论文的主要内容是研究寒武纪生命大爆发，章鱼作为其中一个重要的例子被单独作为研究对象。相信对地球 历史 感兴趣的朋友应该听过“寒武纪生命大爆发”，这一事件指的是在大约5.42亿年前至5.3亿年前的寒武纪，地球上突然间出现了大量无脊椎动物，而且这些无脊椎动物的门类众多，其中包括节肢动物、腕足动物、海绵生物、蠕形生物等。

然而考古学家却长期未在寒武纪更早的时期发现这些无脊椎动物的祖先化石，因此古生物学家将这一事件定义为“寒武纪生命大爆发”。据了解，达尔文曾在《物种起源》中就提到了这一事件，他对于生命大爆发的现象也感到疑惑，甚至认为这一事件会成为反对者攻击进化论的有力武器。即使如此，达尔文仍然认为大爆发中出现的生命应该来自前寒武纪时期的祖先。

近代考古研究在我国云南澄江、加拿大布尔吉斯生物群以及凯里生物群分别发现了页岩型生物群，它们的出现为生物大爆发提供了确凿的证据。时至今日，寒武纪生命大爆发的原因仍不明确，因此被国际学术界列入“ 历史 十大科学难题”之一。

为什么会发生生命大爆发？

在不同大陆发现的寒武纪生物群引起了众多古生物学家和支持进化论学说的人的兴趣，他们认为通过对这些古生物化石的研究有助于揭开寒武纪爆发的原因。经过一百多年的研究，目前国际学术界存在两种主要观点。第一种观点认为寒武纪爆发其实是假象，古生物学家所发现的“生物爆发”其实只是片面的认知，因为 历史 上确实存在过前寒武纪生物。

这些生物可能就是寒武纪爆发时出现的无脊椎生物的祖先，但他们因为地址记录的不完全而出现“化石断档”的情况。之所以会造成化石断档，是因为经过地质研究发现，寒武纪地层经过热和压力的作用前寒武纪的生物化石几乎都被销毁了。但后来有古生物学家在前寒武纪化石沉积层里发现了蓝藻等简单原核生物的存在，导致这一观点的说服力下降。

第二种观点认为，寒武纪爆发是真实发生过的事件，它的发生可以从物理环境和生态环境两个方面去探讨。1965年美国两位物理学家提出了一种观点，认为寒武纪爆发是地球大气的氧气水平突增造成的。前寒武纪时期地球大气中氧气含量十分稀少，经过蓝藻等微生物的长期努力后，大气中的氧气逐渐积累了起来。

氧气一方面为无脊椎动物提供呼吸气体，另一方面在大气中形成臭氧层，以吸收来自太阳的紫外线。而在该论文中，科学家们认为寒武纪大爆发还存在另一种可能性，即外来天体给地球带来了大量种类的生命，这些生命在地球上遇到了适宜的生存环境后便大量繁衍，章鱼可能就是其中一种无脊椎动物。

为什么章鱼会成为研究对象？

在该研究中，科学家不仅列举出了章鱼与其他海洋生物截然不同的地方，还针对其内在组成进行了深入分析。首先，章鱼拥有3.3万个蛋白质编码基因，这个数量比人类还要多。更多的蛋白质编码基因使得章鱼拥有更多的蛋白质生成方式，生成的蛋白质种类也更多样，从宏观的角度上来看，章鱼的身体构造、智力表现等都与蛋白质编码有关。

其次，章鱼还具有编辑RNA的能力。一般生物体内的蛋白质合成需要经过DNA—RNA的过程，DNA起到总指挥的作用，而RNA在中间起到传递遗传信息的作用，并且最后直接指导蛋白质的合成。然而章鱼在蛋白质合成过程中并不需要DNA的参与，它的RNA就肩负起了总指挥和传递信息的任务。

科学家认为，这种直接通过RNA进行蛋白质编辑的能力让章鱼拥有更强的进化能力，更强的进化能力意味着它们对地球环境变化的适应能力更强，这也是为什么章鱼经历了几亿年的 历史 仍然不衰落的原因。更重要的是，章鱼的聪明程度超出大多数人的想象，它们能够制定聪明的计划、学会使用工具、擅长伪装等， 历史 上有许多实验都能证明这些特点。

加拿大莱斯布里奇大学的心理学家珍妮弗·马瑟从1972年开始研究章鱼，她于1984年在百慕大海域进行野外科考时发现了章鱼聪明的表现。她观察到一只章鱼捕捉了几只螃蟹后将它们带回了巢穴，然后它并没有立即吃掉猎物，而是转身冲到洞穴外用触手抓起石头，然后一块块地堆积在洞穴的门口，最后形成一堵石墙将洞口被堵塞住，然后转身享受自己的 美食 。

章鱼给人们带来了什么启发？

实际上科学家在上个世纪就已经注意到章鱼这种奇特的生物，除了研究它们身上奇特的地方之外，科学家还从章鱼的身上得到一些启发，用于发展仿生学。2015年，英国南安普敦大学和美国麻省理工学院组建了一支联合团队，该团队从章鱼身上获取灵感，开发出一种类似章鱼能在水中收缩并以超快速度推进和加速的机器人。

根据研究发现，章鱼之所以能够实现快速推进和加速，是因为它可以先利用海水来填充自己的身体，然后快速将水喷射出去，从而为身体产生推力，实现快速逃逸。联合团队据此研究出了一架体长只有30厘米的仿生机器人，它仿照章鱼快速推进的原理，能在吸水后迅速将水发射出去，以获得向前运动的推力。

除此之外，建筑学家还从章鱼的皮肤上获得灵感，认为章鱼特殊的皮肤结构可用于建筑外层的设计，以自动调节光线进入建筑内部。

鲨鱼皮肤－泳衣 一件泳衣，在悉尼奥运会上改变了世界泳坛的格局。几乎大半金牌得主都穿上一种特殊的泳衣———连体鲨鱼装。这种鲨鱼装仿造了海中霸王鲨鱼的皮肤结构，泳衣上设计了一些粗糙的齿状凸起，能有效地引导水流，并收紧身体，避免皮肤和肌肉的颤动。 此后，仿生泳衣越仿越精。第二代鲨鱼装又增加了一些新的亮点，加入了一种叫做“弹性皮肤”的材料，可使人在水中受到的阻力减少4％。此外，还增加了两个附件，附在前臂上由钛硅树脂做成的缓冲器能使运动员游起来更加轻松；附在胸前和肩后的振动控制系统能帮助引导水流。 海蜇－水母耳 每当风暴来临前，最古老的腔肠生物海蜇仿佛能未卜先知，早早就离岸游向大海避灾。原来，海蜇有个“顺风耳”，其“耳”（细柄上的小球)中有小小的听石，上面布满神经感受器，能听到风暴产生时发出的次声波（由空气和波浪摩擦而产生，频率为8赫兹-13赫兹，传播比风暴、波浪的速度快）。 模拟海蜇感受次声波的器官，科技人员设计出一种“水母耳”仪器，可提前15小时左右预报风暴。它由喇叭、接受次声波的共振器和把这种振动转变为电脉冲的转换器以及指示器组成。将这种仪器安装在船的前甲板上，喇叭做360°旋转。当它接收到8赫兹－13赫兹的次声波时，旋转自动停止，喇叭所指示的方向，就是风暴将要来临的方向。指示器还可以告诉人们风暴的强度。 仿生成果走向产业 京沪两地科学界级别最高的“香山科学会议”和“东方科技论坛”最近联合就仿生学召开学术研讨会，此举在科学界引起不小震动:为何给予仿生学如此高规格？ 缘自国际科研和高新技术产业的竞争态势。越来越多的科学家认识到：模仿自然更有无限的潜力和机会，更有可能提升原始创新的能力。 人类进化只有500万年的历史，而生命进化已经历了约35亿年。大自然的奥秘不胜枚举。每当我们发现一种生物奥秘，就有可能成为我们一种新的设计可能性，也可能带给我们新的生存方式，仿生思维就是在大自然中寻找解决问题的方程式。10年前，许多国家就开始通过仿生学，提升科技创新活力和产业能级。在美国，有一项长期研究计划与仿生科技紧密相关，其优先发展的先进制造、先进材料和先进军事装备等，不少是从模拟与仿真入手；德国研究与技术部已就“21世纪的技术”为题，从仿生学出发，在电子技术、纳米技术、富勒碳材料、光子学、材料、生物传感器等领域投入了相当大的财力和人力；英国、日本、俄罗斯以及韩国等国都有相应的仿生科技和仿生产业中长期计划,在先进制造、材料、生物技术、高性能计算与通信计划等领域开展基础性研究。 仿生成果已不断涌现，并开始从基础研究发展到商业化竞争阶段。中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员杜家纬介绍，这些仿生学成果应用于经济、军事和人类卫生事业后，在全球经济中所创造的份额会越来越大。如德国轮胎设计专家根据跑行中的猫前爪垫的功能和蜘蛛网的柔顺结构及其稳定性，设计出一种AMC垫型轮胎，其表面的柔软性和硬性网状结构设计，具有较大的抓地性和运行精度，增加了轮胎与地面的摩擦力，使刹车距离从现在的19米缩短为9米，大大提高了安全性。这种轮胎已完成了实地试验，一旦投产，对世界轮胎业产生的冲击可想而知。又如，德国米勒公司新设计的一款洗衣机内桶表面结构仿造蜂巢和龟背壳形状，所洗的衣服非常干净，但洗涤过程却非常柔顺，不伤衣料。据统计，我国每年洗衣机更新量为500万台，有关专家已经担忧，一旦这种仿生洗衣机进入市场，将大大挤压我国的洗衣机市场。 将仿生研究纳入国家战略 机器人、纳米自洁涂料、生物农药……仿生科研在本市和全国其它城市的不少领域已有开展，但始终难以形成规模产业，缘于仿生学缺乏系统的研究规划和研究体系，因此源头创新性研究还远远不够。为此有关专家认为，科研主管部门、科技界和产业界都应转变观念和视角，从模仿国外转变为模仿自然，向大自然汲取科技创新的灵感。 据了解，我国当前优先发展的高技术产业化重点领域共有141个方面，其中将近有30个领域与仿生学相关。例如:光传输系统，生物医学材料及体内植入物和人造器官，生物反应器及分离技术与成套设备，医药新剂型，新型医用精密诊断及治疗仪器，新型材料－纳米材料，膜工程技术，子午线轮胎生产技术及关键设备和原材料，新型传感器，工业机器人及机器人自动化生产线，环境与污染源监测仪器及自动监测系统，高效、安全新农药、兽药及生物防治技术，新型墙体材料等。由此可见，加强仿生科研和仿生成果的转化，将使我国的高新技术产业的质与量都产生飞跃。 杜家纬介绍，21世纪的仿生学，正朝着微观、系统、智能、精细、洁净方向发展，更多地表现为将生物系统构造和生命活动过程融合到技术创新的设计思想中去。当前仿生结构和力学的研究在国际上受到高度关注，研制微型飞行器，机器昆虫和机器鱼等正形成热潮。在新材料研究方面，世界各国也都将目标放在模仿生物界的结构，如海洋壳类构造、蜘蛛丝、植物表面超微结构、动物角趾皮肤等等。 仿生学是多学科的交叉，需要多学科的专家，尤其是生命科学家和工程技术专家的共同关注与参与。专家呼吁：要将仿生学的发展放在国家重要战略地位加以考虑，把握21世纪国际仿生学的发展方向和前沿，加强原始创新研究，从仿生结构与力学，仿生材料与微纳系统，仿生功能器件及控制，分子仿生，神经和信息科学等五大“仿生科学与技术”系统性基础研究方向，建立复杂生物体系的研究与发现体系。在仿生材料,仿生工艺，仿生机械，仿生功能器件，微纳米仿生技术，仿生传感器，基因仿生工程，组织仿生工程，生物膜仿生工程和人工智能等10个前沿领域，加强仿生研究和产业孕育。