仿生學的研究範圍主要包括:機械仿生學、分子仿生學、能量仿生學、信息與控制仿生學等。
機械仿生是研究和模仿生物的壹般結構和精細結構的靜態性質，以及生物體內各種成分的相對運動和生物在環境中運動的動態性質。比如模仿殼體建造的大跨度薄殼建築，模仿股骨結構建造的圓柱，不僅可以消除應力特別集中的區域，而且可以用最少的建築材料承受最大的荷載。軍事上模仿海豚皮的凹槽結構，在船體上應用人造海豚皮包，可以減少航行流量，提高速度；
分子仿生是研究和模擬酶的催化作用、生物膜的選擇性和滲透性、生物大分子或其類似物的分析和合成等。例如，在了解了森林害蟲舞毒蛾性信息素的化學結構後，合成了壹種類似的有機化合物，可以用百萬分之壹微克的劑量在野外昆蟲誘捕器中誘捕並殺死雄性昆蟲；
能量仿生學就是研究和模仿生物電器官的生物發光、肌肉將化學能直接轉化為機械能等生物體內的能量轉化過程。
信息與控制仿生學是研究和模擬感覺器官、神經元和神經網絡等生物體內的信息處理過程，以及高級中樞的智能活動。比如根據象鼻蟲的視覺運動反應制作的“自相關測速儀”，可以測量飛機的著陸速度。根據鱟復眼側抑制網絡的工作原理，研制成功了壹些能夠增強圖像輪廓、提高對比度的裝置，從而有助於模糊物體的檢測。建立了100多個神經元模型，並在此基礎上構造了新的計算機。
模仿人類的學習過程，制造出壹種叫做“感知器”的機器，通過訓練和改變組件之間連接的權重來學習，從而實現模式識別。此外，它還研究和模擬生物系統中的控制機制，如穩態、運動控制、動物定位和導航以及人機系統的仿生學。
在壹些文獻中，分子仿生和能量仿生的部分稱為化學仿生，而信息和控制仿生的部分稱為神經生物學。
仿生學的範圍很廣，信息與控制仿生學是壹個主要領域。壹方面是因為自動化發展到智能控制，另壹方面是因為生物科學發展到這樣壹個階段，研究大腦成為神經科學最大的挑戰。人工智能和智能機器人研究的仿生學方面——生物模式識別的研究，大腦學習、記憶和思維過程的研究和模擬，生物體內控制的可靠性和協調性等。-是仿生學研究的主要方面。
控制與信息仿生學和生物控制論密切相關。兩者都研究生物系統中的控制和信息過程，都使用生物系統的模型。但前者的目的主要是構造實用的人工硬件系統；另壹方面，生物控制論從控制論的壹般原理和技術科學理論中尋求對生物行為的解釋。
類比、模擬和模型方法的最廣泛使用是仿生學研究方法的壹個突出特點。其目的不是直接復制每壹個細節，而是以了解生物系統的工作原理，實現特定功能為中心目的。壹般認為仿生學研究有三個相關的方面:生物原型、數學模型和硬件模型。前者是基礎，後者是目的，數學模型是二者之間必不可少的橋梁。
由於生物系統的復雜性，弄清壹個生物系統的機理需要較長的研究周期，需要較長的時間與多門學科密切合作解決實際問題，這是限制仿生學發展速度的主要原因。
生物學的其他分支
生物學概述、植物學、孢粉學、動物學、微生物學、細胞生物學、分子生物學、分類學、習性學、生理學、細菌學、微生物生理學、微生物遺傳學、土壤微生物學、細胞學、細胞化學、細胞遺傳學、免疫學、胚胎學、優生學、生物學、遺傳學、分子遺傳學、生態學、仿生學、生物學。
附:“仿生學”的壹些例子
蒼蠅和宇宙飛船
討厭的蒼蠅看似與宏大的航天事業無關，但仿生學卻將它們緊密聯系在壹起。
蒼蠅是臭名昭著的“臭東西”，它們隨處可見，氣味難聞。蒼蠅的嗅覺特別靈敏，能聞到幾千米外的氣味。但是蒼蠅沒有“鼻子”。它是靠什麽來充當嗅覺的？原來，蒼蠅的“鼻子”——嗅覺感受器分布在頭部的壹對觸角上。
每個“鼻子”只有壹個與外界相通的“鼻孔”，裏面含有數百個嗅覺神經細胞。如果氣味進入鼻孔，這些神經會立即將氣味刺激轉化為神經電脈沖，並發送到大腦。大腦可以根據不同氣味的物質產生的不同神經電脈沖來區分不同氣味的物質。因此，蒼蠅的觸角就像壹個靈敏的氣體分析儀。
受此啟發，仿生學根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能，成功模仿出壹種非常奇特的小型氣體分析儀。這臺儀器的探頭不是金屬，而是壹只活蒼蠅。將極細的微電極插入蒼蠅的嗅覺神經，引導的神經電信號經電子電路放大後送至分析儀；分析儀壹發現有氣味物質的信號就能發出警報。這個儀器已經安裝在飛船的駕駛艙裏，用來檢測艙內氣體的成分。
這種小型氣體分析儀還可以測量潛艇和礦井中的有害氣體。這壹原理也可用於改進計算機的輸入裝置和氣相色譜分析儀的結構原理。
從螢火蟲到人工發光
自從人類發明了電燈，生活變得更加方便和豐富。但是電燈只能將壹小部分電能轉化為可見光，其余大部分都以熱能的形式浪費掉了，電燈的熱射線對人的眼睛是有害的。那麽，有沒有只發光不發熱的光源呢？人類又把目光投向了大自然。
在自然界中，許多生物都能發光，如細菌、真菌、蠕蟲、軟體動物、甲殼動物、昆蟲和魚類等，而這些動物發出的光不會產生熱量，所以也叫“冷光”。
在許多發光的動物中，螢火蟲是其中之壹。螢火蟲大約有65，438+0，500種，它們冷光的顏色有黃綠色、橙色，光的亮度也不壹樣。螢火蟲發出冷光，不僅發光效率高，而且壹般比較柔和，適合人眼，光的強度也比較高。因此，生物發光是人類的理想光源。
科學家發現螢火蟲的發光裝置位於腹部。這種光發射器由三部分組成:發光層、透明層和反射層。發光層有數千個發光細胞，它們都含有熒光素和熒光素酶。在熒光素酶的作用下，熒光素在細胞內水的參與下，與氧化結合發出熒光。螢火蟲的發光本質上是化學能轉化為光能的過程。
早在20世紀40年代，人們就在對螢火蟲的研究基礎上創造了熒光燈，極大地改變了人類的照明來源。近年來，科學家首先從螢火蟲中分離出純凈的熒光素，然後分離出熒光素酶，再通過化學方法人工合成熒光素。由熒光素、熒光素酶、ATP(三磷酸腺苷)和水組成的生物光源，可以在充滿爆炸性氣體的礦井中用作閃光燈。由於這種燈沒有電源，不會產生磁場，所以在生物光源的照射下，可以用來清除磁性地雷。
現在，人們可以通過混合壹些化學物質獲得類似生物光的冷光，用於安全照明。
電魚和伏特電池
自然界很多生物都可以發電，光是魚類就有500多種。人們把這些能放電的魚稱為“電魚”。
各種電魚都有不同的放電技巧。電鰩、電鯰和電鰻的放電能力最強。中型魚雷能產生70伏左右的電壓，而非洲魚雷能產生高達220伏的電壓；非洲電鯰能產生350伏的電壓；電鰻能產生500伏的電壓。有壹種南美電鰻能產生高達880伏的電壓，被稱為電擊冠軍。據說它能殺死像馬這樣的大動物。
電魚放電的奧秘在哪裏？通過對電魚的解剖研究，最終發現電魚體內有壹個奇特的發電器官。這些發電機由許多半透明的盤狀電池組成，稱為電板或電盤。由於電魚的種類不同，發生器的電板形狀、位置、數量也不同。電鰻的發生器呈棱形，位於尾棘兩側的肌肉中；魚雷的發生器形狀像壹個扁腎，排列在身體中線兩側，有200萬個電板。電鯰的發生器起源於某種腺體，位於皮膚和肌肉之間，大約有500萬個電板。單個極板產生的電壓很弱，但是因為極板多，產生的電壓就很大。
電魚的非凡技能引起了人們極大的興趣。19世紀初，意大利物理學家伏特設計了世界上最早的基於電魚發電器官的伏打電池。因為這種電池是根據電魚的天然發電機設計的，所以被稱為“人造電官”電魚的研究也給了人們這樣的啟示:如果能成功模仿電魚的發電器官，那麽就能很好地解決艦船和潛艇的動力問題。
水母迎風的耳朵
"燕子低飛到雨前，蟬兒歌唱，天空在雨中放晴."生物的行為與天氣的變化有關。沿岸的漁民都知道，生活在沿岸的魚和水母分批遊向大海，預示著暴風雨即將來臨。
水母又稱水母，是壹種古老的腔腸動物，早在5億年前就漂浮在海洋中。這種低等動物有預知風暴的本能，每次風暴預警前都會遊到海裏避難。
原來，在藍色的海洋中，空氣與波浪摩擦產生的次聲波(頻率為每秒8-13次)永遠是風暴預警的前奏。這種次聲波人耳是聽不到的，但是小水母非常敏感。仿生學發現水母的耳朵腔內有壹個細柄，柄上有壹個小球，球內有壹個小聽覺石。當暴風雨前的次聲撞擊到水母耳朵裏的聽覺石時，聽覺石刺激球壁上的神經感受器，於是水母聽到了即將到來的暴風雨的隆隆聲。
仿生學模仿水母耳朵的結構和功能，為水母耳朵設計了風暴預測器，準確模擬了水母感受次聲的器官。這種儀器安裝在船的前甲板上，當它接收到風暴的次聲波時，可以使旋轉360°的喇叭自動停止旋轉，它所指的方向就是風暴的方向。指示器上的讀數可以顯示風暴的強度。這種預報員可以提前15小時預報風暴，對航行和漁業安全具有重要意義。
參考資料:
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