体育仿生的研究状况及展望

刘晓艳

(吉林体育学院体育人文社会学系,吉林长春 130022)

体育仿生的研究状况及展望

刘晓艳

(吉林体育学院体育人文社会学系,吉林长春 130022)

通过研究仿生学的内涵及其在体育中的应用,论述现代体育仿生学的研究现状及发展趋势,指出体育产业正在成为拉动国民经济新的经济增长点,对体育产业的发展进行仿生有重大意义。提出对体育产业进行仿生研究的思想,构建体育产业仿生研究的内容框架,可以作为理论创新上的探索以供相关研究借鉴和参考。

体育仿生;体育产业;现状;展望

生物系统在自然选择和进化中,形成了超越人类思维水平面的管理规律,它的有效工作形成了繁荣昌盛、和谐发展、持续运行的生命世界。它对能量利用的经济性以及对生物层级的管理是人类至今仍无法企及的。仿生学是人类向生命系统学习的科学,仿生学的研究对我国的科技、经济、社会的发展无疑具有重要的意义。

1 仿生学的概述

仿生学的创始人美国科学家斯蒂尔给出仿生学的定义:仿生学是研究生物系统的结构、性状、原理、行为以及相互作用,从而为工程技术提供新的设计思想、工作原理、系统构成的技术科学。

纵观仿生学的发展历史,我们可以看到,从有仿生思想和行为开始到仿生学发展成为一门科学,经历了漫长的时期。仿生学古以有之,但直到本世纪60年代才发展成为一门科学。具体来说,仿生学的发展经历了4个阶段:从远古时代至1940年为仿生学的萌芽阶段;从1940年至1960年为仿生学的建立时期;从1960年至1990年为仿生学的巩固时期;从1990年至今为现代仿生学时期。透视仿生学发展的轨迹可以清晰地看出,仿生学的发展已经渗透到了人类社会的多个领域,反映了这门学科具有强大的生命力。

2 仿生学研究的意义

2.1 仿生学带给人类一种创新的理念和方法

仿生学带给人类一种向生命系统学习的理念和模仿生命系统的方法。生命系统经过优胜劣汰、长期进化过程,内部蕴藏着大量的精髓。自古以来,人类就不断地向生命系统学习和探索,这种向生命系统学习的理念已经使人类在科学、技术、管理、军事、经济等领域取得了丰硕的研究成果。目前,仿生研究成果正在向产业化方向发展。

2.2 仿生学是连接生物与技术的桥梁

仿生学能够使人类能从一个崭新的视角透视世界,发现前人未发现的事物。通过对仿生科学的研究,人类找到生物世界与事物之间的联系,实现科学技术的原始创新,显示了其他科学无法比拟的优势。

3 体育仿生学的演化过程

体育仿生学大致经历了两个演化过程:一是,从模仿动物的生活行为到对图腾的崇拜的演化。起初,原始社会生产力极其低下,人们只能自发地适应大自然,简单模仿动植物的行为。后来,人们对那些时时影响自身安危的自然力试图通过图腾,以期望有超越自然的“灵力”给人以庇护。二是,从有意识的拟形取意到有目的的健身的演化。远古时期,我国就有仿生舞的出现,模仿动物的动作、形态、神态丰富自己的生活。当时的仿生舞并不是以健身为目的的,而只是为了表示自己的力量和强悍。后来人们对事物认识的抽象能力提高了,开始有了形、神、意统一,利用大自然的各种有利条件,做各式各样走、跑、跳、投的动作健身祛病。

从体育仿生产生的历史来看,它的产生不是偶然的,而是随着社会的发展和人类认识世界能力的提高而发展起来的。体育仿生的脚步不会停下来,发展到今天,体育仿生已经在各个领域有了长足的发展。总之,全世界的科学家正在聚焦仿生学,向生物界学习人类至今还不具备的能力。

4 体育仿生的相关研究现状及展望

4.1 体育仿生的研究现状

目前,体育仿生主要集中在下面各领域的研究和实践。

4.1.1 场馆仿生方面的研究

如坐落在北京天安门广场旁边的国家大剧院,就是仿鸡蛋壳建成的,剧院中间没有一根柱子,全部靠钢架的牵拉受力。我们每个人都有手握鸡蛋而不容易将其捏碎的经历,研究表明,圆形的壳有使所受的力分散开来的作用。利用壳仿生的例子还有:模仿彩色贝壳的形状落成的广州新体育馆,澳大利亚的歌剧院,以及我们国家的奥运会体育场馆鸟巢等。

4.1.2 服装仿生方面的研究

如连体鲨鱼皮泳装。运动员穿上鲨鱼皮泳装,大大提高了运动成绩。自悉尼奥运会有人第一次穿用以来已风靡全球。第一代鲨鱼装模仿了鲨鱼的皮肤,在泳衣上设计了一些粗糙的齿状突起,以有效地引导水流,并收紧身体,避免皮肤和肌肉的颤动。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,附在前臂上的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。

4.1.3 动作仿生方面的研究

如蛙泳,体操中的燕式平衡、猫跳、武术等,模仿动物的形态、动作,达到动作的完美。

又如,澳大利亚的运动员舍里尔在观察袋鼠的起跑姿势时,发现袋鼠每次起跑前都要把身体压低,贴近地面,然后才起身向前飞奔而去,像弹簧一样猛地弹出。他受到启发,豁然开朗。发明了“蹲踞式”起跑,迅速提高了体育成绩。同时为体育竞赛的发展做出巨大的贡献。

4.1.4 运动器械仿生方面的研究

如撑杆跳的撑杆就是模仿芦苇的空心结构制成,质轻,坚固。再如鞍马的发明,也是利用的仿生学原理。

总之,体育仿生学的发展方兴未艾,正在为国家和世界体育事业做出巨大的贡献。但目前体育仿生绝大多数集中在形态和机能的仿生,理论和实践都有很大的研究空间。

4.2 体育产业仿生学研究的构想

在社会科学领域中,仿生学在管理学领域的研究,其理论价值、技术价值及应用价值已经引起了国内学者的高度重视。有些学者在仿生管理的研究对象和规范、管理生态学、企业仿生学、知识管理仿生、学生管理仿生、商业管理仿生等方面积极探讨,形成星火燎原之势。

我国体育和体育产业发展尚处于成长阶段,要可持续健康发展,就要适应客观规律,而生物系统及生物链的发展其能量运用的经济性和生命系统的管理规律正是我们人类要学习和模仿的。将其应用于体育产业的研究,将仿生思想与体育产业研究或体育管理研究嫁接,产生一种新的思考和解决问题的方法。创立人为管理系统的模式,探索体育产业的仿生机制,再将其投入应用领域的研究,相信体育产业的发展一定会有美好的未来。

4.3 体育产业仿生的内容设计

1)生命系统的管理规律及体育产业构成要素仿生研究。从完善的管理结构具有完善的管理功能出发,分别从细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落和生态系统层次的体育管理系统组成方面展开研究。

2)体育产业系统各层次目标耦合研究。只有各子系统目标具有一致性才有体育产业的可持续发展,因此观点出发,利用协同原理构建体育产业和谐发展的管理系统。分别从各子系统的管理目标出发,构建使各子系统目标相互耦合的协同进化管理系统。

3)体育产业内部自我协调发展机制的仿生学研究。根据生命系统的自我协调规律提出体育产业内部自我调节系统,探寻维持高效运行、和谐发展的管理策略。

4)体育产业发展的多样性及对策研究。体育产业是有规律可循的,又是多样的。分别从子系统产业多样性的方面进行研究,多个层面提出对策和建议。

5 结论

体育产业的仿生研究,是以生物学为基础的多学科交叉的科学,需要独到见解、思维交叉、方法创新和学科交流。总之,模仿自然有无限的潜力和空间,加速仿生学的应用研究,提供新思路、新理论对提升我国在科研领域的国际地位非常重要。因此,仿生学的发展任重道远。

总之,人们通过观察、研究生物的形态结构、运动形式和能量转换,为体育运动提供了种种崭新的技术原理、科学训练方法和先进的体育器械。通过向生物学习,不断揭开生物界的种种奥秘,导致了仿生学的诞生。同时也大大促进了运动形态学、运动训练学、运动生理学和运动生物化学等相关学科的发展。随着社会的进步,科学技术的发展,可以预见,体育科学与生物科学的相互交叉、相互渗透将会更加广泛和深入。

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[2]林雁.从结构仿生到生态仿生看仿生学的发展[J].生物学教学,2002,27(2):5-6.

[3]刘树军,王苑苑.仿生与古代导引养生的起源[J].武汉体育学院学报,2001,35(2):68-69.

[4]刘福林.管理仿生学[M].北京:企业管理出版社,2007.

[5]魏彪.仿生与竞技体育运动漫谈[J].体育文史,2001(4):61-62.

The Current Research Situation and Prospective of Sports Bionics

Liu Xiaoyan
(Department of Sports Humanistic and Social Science,Jilin Institution of Physical Education,Changchun,130022,Jilin,China)

This paper discussed the modem sports bionics study status and trends by regulating the applicationof bionics in sports history and status.It is concluded that the sports bionic had large space for the research at the same time pointedout the sports industrywhich becoming the pull of the national economy new economic was a growth point,the research on the development of the sports industry for bionic was importance.The thesis has provided one kind of thought carrying out bionic into sports estate,has structured sports estate bionic content frame,the first step being in progresson making theoretical innovation probes.

sports bionics;sports industry;current situation;perspective

G80

A

1672-1365(2010)06-0033-02

2010-10-16;

2010-11-08

刘晓艳(1972-),女,吉林长春人,博士,副教授,研究方向:体育经济管理。

中图