生物学策略在工程技术中的反转:水下软机器人的案例研究
Siqing Chen1, He Xu1, Xueyu Zhang1
1College of Electromechanical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|June 25, 2025
概括
本研究介绍了一个使用大型语言模型 (LLM) 和功能-行为-特征-环境 (F-B-C-E) 模型的框架,以系统化生物灵感设计,增强工程解决方案.
科学领域:
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
- 人工智能的人工智能
背景情况:
- 生物灵感设计通过模仿进化机制提供创新的工程解决方案.
- 生物系统的复杂性和知识差距阻碍了将其有效转化为工程.
- 现有的方法缺乏系统的方法来将生物策略转化为工程应用.
研究的目的:
- 引入一个结构化的框架来系统化仿生设计过程.
- 将大型语言模型 (LLM) 与函数-行为-特征-环境 (F-B-C-E) 范式集成.
- 解决将生物原理转化为实际工程解决方案的挑战.
主要方法:
- 开发了一个标准化的F-B-C-E知识模型,用于正式化生物战略表示.
- 利用基于BERT的管道,将生物策略自动倒置到工程应用中.
- 实施混合决策方法 (VIKOR和等级相关性) 以优化战略.
主要成果:
- 通过水生机器人系统的实施,验证了框架的稳定性.
- 在机车运动效率和环境适应性方面证明了可量化的改进.
- 成功将三种仿生推进方式转化为功能机器人系统.
结论:
- 拟议的框架有效地系统化了仿生设计和战略逆转.
- 法律学士学位和F-B-C-E范式有助于将生物原理转化为工程.
- 这种方法提供了一种强大的方法,通过生物启发的创新来解决复杂的工程问题.
