體育仿生的研究狀況及展望

劉曉艷

(吉林體育學(xué)院體育人文社會(huì)學(xué)系,吉林長(zhǎng)春 130022)

體育仿生的研究狀況及展望

劉曉艷

(吉林體育學(xué)院體育人文社會(huì)學(xué)系,吉林長(zhǎng)春 130022)

通過研究仿生學(xué)的內(nèi)涵及其在體育中的應(yīng)用,論述現(xiàn)代體育仿生學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),指出體育產(chǎn)業(yè)正在成為拉動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),對(duì)體育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行仿生有重大意義。提出對(duì)體育產(chǎn)業(yè)進(jìn)行仿生研究的思想,構(gòu)建體育產(chǎn)業(yè)仿生研究的內(nèi)容框架,可以作為理論創(chuàng)新上的探索以供相關(guān)研究借鑒和參考。

體育仿生;體育產(chǎn)業(yè);現(xiàn)狀;展望

生物系統(tǒng)在自然選擇和進(jìn)化中,形成了超越人類思維水平面的管理規(guī)律,它的有效工作形成了繁榮昌盛、和諧發(fā)展、持續(xù)運(yùn)行的生命世界。它對(duì)能量利用的經(jīng)濟(jì)性以及對(duì)生物層級(jí)的管理是人類至今仍無法企及的。仿生學(xué)是人類向生命系統(tǒng)學(xué)習(xí)的科學(xué),仿生學(xué)的研究對(duì)我國(guó)的科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展無疑具有重要的意義。

1 仿生學(xué)的概述

仿生學(xué)的創(chuàng)始人美國(guó)科學(xué)家斯蒂爾給出仿生學(xué)的定義:仿生學(xué)是研究生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性狀、原理、行為以及相互作用,從而為工程技術(shù)提供新的設(shè)計(jì)思想、工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成的技術(shù)科學(xué)。

縱觀仿生學(xué)的發(fā)展歷史,我們可以看到,從有仿生思想和行為開始到仿生學(xué)發(fā)展成為一門科學(xué),經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)期。仿生學(xué)古以有之,但直到本世紀(jì)60年代才發(fā)展成為一門科學(xué)。具體來說,仿生學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了4個(gè)階段:從遠(yuǎn)古時(shí)代至1940年為仿生學(xué)的萌芽階段;從1940年至1960年為仿生學(xué)的建立時(shí)期;從1960年至1990年為仿生學(xué)的鞏固時(shí)期;從1990年至今為現(xiàn)代仿生學(xué)時(shí)期。透視仿生學(xué)發(fā)展的軌跡可以清晰地看出,仿生學(xué)的發(fā)展已經(jīng)滲透到了人類社會(huì)的多個(gè)領(lǐng)域,反映了這門學(xué)科具有強(qiáng)大的生命力。

2 仿生學(xué)研究的意義

2.1 仿生學(xué)帶給人類一種創(chuàng)新的理念和方法

仿生學(xué)帶給人類一種向生命系統(tǒng)學(xué)習(xí)的理念和模仿生命系統(tǒng)的方法。生命系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)勝劣汰、長(zhǎng)期進(jìn)化過程,內(nèi)部蘊(yùn)藏著大量的精髓。自古以來,人類就不斷地向生命系統(tǒng)學(xué)習(xí)和探索,這種向生命系統(tǒng)學(xué)習(xí)的理念已經(jīng)使人類在科學(xué)、技術(shù)、管理、軍事、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域取得了豐碩的研究成果。目前,仿生研究成果正在向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。

2.2 仿生學(xué)是連接生物與技術(shù)的橋梁

仿生學(xué)能夠使人類能從一個(gè)嶄新的視角透視世界,發(fā)現(xiàn)前人未發(fā)現(xiàn)的事物。通過對(duì)仿生科學(xué)的研究,人類找到生物世界與事物之間的聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)的原始創(chuàng)新,顯示了其他科學(xué)無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

3 體育仿生學(xué)的演化過程

體育仿生學(xué)大致經(jīng)歷了兩個(gè)演化過程:一是,從模仿動(dòng)物的生活行為到對(duì)圖騰的崇拜的演化。起初,原始社會(huì)生產(chǎn)力極其低下,人們只能自發(fā)地適應(yīng)大自然,簡(jiǎn)單模仿動(dòng)植物的行為。后來,人們對(duì)那些時(shí)時(shí)影響自身安危的自然力試圖通過圖騰,以期望有超越自然的“靈力”給人以庇護(hù)。二是,從有意識(shí)的擬形取意到有目的的健身的演化。遠(yuǎn)古時(shí)期,我國(guó)就有仿生舞的出現(xiàn),模仿動(dòng)物的動(dòng)作、形態(tài)、神態(tài)豐富自己的生活。當(dāng)時(shí)的仿生舞并不是以健身為目的的,而只是為了表示自己的力量和強(qiáng)悍。后來人們對(duì)事物認(rèn)識(shí)的抽象能力提高了,開始有了形、神、意統(tǒng)一,利用大自然的各種有利條件,做各式各樣走、跑、跳、投的動(dòng)作健身祛病。

從體育仿生產(chǎn)生的歷史來看,它的產(chǎn)生不是偶然的,而是隨著社會(huì)的發(fā)展和人類認(rèn)識(shí)世界能力的提高而發(fā)展起來的。體育仿生的腳步不會(huì)停下來,發(fā)展到今天,體育仿生已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域有了長(zhǎng)足的發(fā)展?？傊?全世界的科學(xué)家正在聚焦仿生學(xué),向生物界學(xué)習(xí)人類至今還不具備的能力。

4 體育仿生的相關(guān)研究現(xiàn)狀及展望

4.1 體育仿生的研究現(xiàn)狀

目前,體育仿生主要集中在下面各領(lǐng)域的研究和實(shí)踐。

4.1.1 場(chǎng)館仿生方面的研究

如坐落在北京天安門廣場(chǎng)旁邊的國(guó)家大劇院,就是仿雞蛋殼建成的,劇院中間沒有一根柱子,全部靠鋼架的牽拉受力。我們每個(gè)人都有手握雞蛋而不容易將其捏碎的經(jīng)歷,研究表明,圓形的殼有使所受的力分散開來的作用。利用殼仿生的例子還有:模仿彩色貝殼的形狀落成的廣州新體育館,澳大利亞的歌劇院,以及我們國(guó)家的奧運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)館鳥巢等。

4.1.2 服裝仿生方面的研究

如連體鯊魚皮泳裝。運(yùn)動(dòng)員穿上鯊魚皮泳裝,大大提高了運(yùn)動(dòng)成績(jī)。自悉尼奧運(yùn)會(huì)有人第一次穿用以來已風(fēng)靡全球。第一代鯊魚裝模仿了鯊魚的皮膚,在泳衣上設(shè)計(jì)了一些粗糙的齒狀突起,以有效地引導(dǎo)水流,并收緊身體,避免皮膚和肌肉的顫動(dòng)。第二代鯊魚裝又增加了一些新的亮點(diǎn),加入了一種叫做“彈性皮膚”的材料,可使人在水中受到的阻力減少4%。此外,還增加了兩個(gè)附件,附在前臂上的使運(yùn)動(dòng)員游起來更加輕松;附在胸前和肩后的振動(dòng)控制系統(tǒng)能幫助引導(dǎo)水流。

4.1.3 動(dòng)作仿生方面的研究

如蛙泳,體操中的燕式平衡、貓?zhí)?、武術(shù)等,模仿動(dòng)物的形態(tài)、動(dòng)作,達(dá)到動(dòng)作的完美。

又如,澳大利亞的運(yùn)動(dòng)員舍里爾在觀察袋鼠的起跑姿勢(shì)時(shí),發(fā)現(xiàn)袋鼠每次起跑前都要把身體壓低,貼近地面,然后才起身向前飛奔而去,像彈簧一樣猛地彈出。他受到啟發(fā),豁然開朗。發(fā)明了“蹲踞式”起跑,迅速提高了體育成績(jī)。同時(shí)為體育競(jìng)賽的發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。

4.1.4 運(yùn)動(dòng)器械仿生方面的研究

如撐桿跳的撐桿就是模仿蘆葦?shù)目招慕Y(jié)構(gòu)制成,質(zhì)輕,堅(jiān)固。再如鞍馬的發(fā)明,也是利用的仿生學(xué)原理。

總之,體育仿生學(xué)的發(fā)展方興未艾,正在為國(guó)家和世界體育事業(yè)做出巨大的貢獻(xiàn)。但目前體育仿生絕大多數(shù)集中在形態(tài)和機(jī)能的仿生,理論和實(shí)踐都有很大的研究空間。

4.2 體育產(chǎn)業(yè)仿生學(xué)研究的構(gòu)想

在社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域中,仿生學(xué)在管理學(xué)領(lǐng)域的研究,其理論價(jià)值、技術(shù)價(jià)值及應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)學(xué)者的高度重視。有些學(xué)者在仿生管理的研究對(duì)象和規(guī)范、管理生態(tài)學(xué)、企業(yè)仿生學(xué)、知識(shí)管理仿生、學(xué)生管理仿生、商業(yè)管理仿生等方面積極探討,形成星火燎原之勢(shì)。

我國(guó)體育和體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于成長(zhǎng)階段,要可持續(xù)健康發(fā)展,就要適應(yīng)客觀規(guī)律,而生物系統(tǒng)及生物鏈的發(fā)展其能量運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)性和生命系統(tǒng)的管理規(guī)律正是我們?nèi)祟愐獙W(xué)習(xí)和模仿的。將其應(yīng)用于體育產(chǎn)業(yè)的研究,將仿生思想與體育產(chǎn)業(yè)研究或體育管理研究嫁接,產(chǎn)生一種新的思考和解決問題的方法。創(chuàng)立人為管理系統(tǒng)的模式,探索體育產(chǎn)業(yè)的仿生機(jī)制,再將其投入應(yīng)用領(lǐng)域的研究,相信體育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一定會(huì)有美好的未來。

4.3 體育產(chǎn)業(yè)仿生的內(nèi)容設(shè)計(jì)

1)生命系統(tǒng)的管理規(guī)律及體育產(chǎn)業(yè)構(gòu)成要素仿生研究。從完善的管理結(jié)構(gòu)具有完善的管理功能出發(fā),分別從細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)、個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)層次的體育管理系統(tǒng)組成方面展開研究。

2)體育產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)各層次目標(biāo)耦合研究。只有各子系統(tǒng)目標(biāo)具有一致性才有體育產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,因此觀點(diǎn)出發(fā),利用協(xié)同原理構(gòu)建體育產(chǎn)業(yè)和諧發(fā)展的管理系統(tǒng)。分別從各子系統(tǒng)的管理目標(biāo)出發(fā),構(gòu)建使各子系統(tǒng)目標(biāo)相互耦合的協(xié)同進(jìn)化管理系統(tǒng)。

3)體育產(chǎn)業(yè)內(nèi)部自我協(xié)調(diào)發(fā)展機(jī)制的仿生學(xué)研究。根據(jù)生命系統(tǒng)的自我協(xié)調(diào)規(guī)律提出體育產(chǎn)業(yè)內(nèi)部自我調(diào)節(jié)系統(tǒng),探尋維持高效運(yùn)行、和諧發(fā)展的管理策略。

4)體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的多樣性及對(duì)策研究。體育產(chǎn)業(yè)是有規(guī)律可循的,又是多樣的。分別從子系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)多樣性的方面進(jìn)行研究,多個(gè)層面提出對(duì)策和建議。

5 結(jié)論

體育產(chǎn)業(yè)的仿生研究,是以生物學(xué)為基礎(chǔ)的多學(xué)科交叉的科學(xué),需要獨(dú)到見解、思維交叉、方法創(chuàng)新和學(xué)科交流。總之,模仿自然有無限的潛力和空間,加速仿生學(xué)的應(yīng)用研究,提供新思路、新理論對(duì)提升我國(guó)在科研領(lǐng)域的國(guó)際地位非常重要。因此,仿生學(xué)的發(fā)展任重道遠(yuǎn)。

總之,人們通過觀察、研究生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式和能量轉(zhuǎn)換,為體育運(yùn)動(dòng)提供了種種嶄新的技術(shù)原理、科學(xué)訓(xùn)練方法和先進(jìn)的體育器械。通過向生物學(xué)習(xí),不斷揭開生物界的種種奧秘,導(dǎo)致了仿生學(xué)的誕生。同時(shí)也大大促進(jìn)了運(yùn)動(dòng)形態(tài)學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)和運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。隨著社會(huì)的進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,可以預(yù)見,體育科學(xué)與生物科學(xué)的相互交叉、相互滲透將會(huì)更加廣泛和深入。

[1]路甬祥.仿生學(xué)的科學(xué)意義與前沿:仿生學(xué)的意義與發(fā)展[J].科學(xué)中國(guó)人,2004(4):24.

[2]林雁.從結(jié)構(gòu)仿生到生態(tài)仿生看仿生學(xué)的發(fā)展[J].生物學(xué)教學(xué),2002,27(2):5-6.

[3]劉樹軍,王苑苑.仿生與古代導(dǎo)引養(yǎng)生的起源[J].武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào),2001,35(2):68-69.

[4]劉福林.管理仿生學(xué)[M].北京:企業(yè)管理出版社,2007.

[5]魏彪.仿生與競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)漫談[J].體育文史,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

劉曉艷(1972-),女,吉林長(zhǎng)春人,博士,副教授,研究方向:體育經(jīng)濟(jì)管理。

中圖