淺析仿生學在現代體育運動中的運用

中圖分類號：G804 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2012）01-000-01

摘 要 通過總結仿生學在體育運動中的應用歷史，介紹體育仿生研究領域以及體育仿生在體育運動中的作用，說明體育仿生研究的重要性。最后介紹體育仿生研究中存在的幾個問題，為今后仿生學在體育運動中的運用提供借鑒。

關鍵詞 仿生 體育運動 訓練

仿生已經在眾多科學領域里取得令人注目的成果。體育仿生是仿生學的一個重要的分支。現在體育競爭激烈而且有些體育運動成績已經達到人類運動能力的極限，為了提高體育運動水平，仿生體育的研究已經成為體育運動訓練和比賽的一部分。

一、仿生在現代體育運動中的運用

（一）田徑運動中的仿生技術

1888年，澳大利亞短跑運動員查·舍里爾在苦于成績停滯不前時，偶然從大袋鼠身上受到了啟發。這種袋鼠看起來大腹便便，卻有迅速如飛的本領。閑跑時一跳有1.2米—1.9米，急跑時一跳可達12米。如果需要，它的跑速可以毫不費力地達到每小時70多公里，特別是它突然起動的速度令人羨慕不已。經過觀察，查·舍里爾發現袋鼠在跑跳之前，軀體總是向下彎曲，腹部幾乎貼近地面，然后以彈射的速度起動。于是，他一反多年來站立式起跑的傳統，采用了類似袋鼠的起跑動作。盡管當時沒有秒表，但是憑經驗，他和教練是感到比從前快了許多。

（二）游泳中的仿生技術

縱觀游泳技術發展史，我們看到水生動物的某些特殊才能早已為游泳運動員所采用。人類為了改進游泳技術和提高速度，甘拜魚、蛙為師。在征服自然的過程中，學會了青蛙的游水動作，以后又改革成現代蛙泳技術。早先的蝶泳采用蛙泳的蹬腿動作，后來觀察到海豚在游水時身體和尾巴不停地左右擺動，游速極快。而人在水中雖不能左右擺動，但可以上下打水產生水浪，加上兩臂的用力劃水動作，這樣根據海豚運動的規律，改進了蝶泳的蹬腿動作。

（三）仿生與體育訓練

生物反饋訓練法是以生物體機能調節過程中的反饋聯系為模式，并運用控制論和微電子技術將所獲得的信息再反饋回去，以達到某種訓練效果的先進方法。人體和生物體的機能調節可以看作是一種反饋聯系，這種生物反饋的機理及其模擬可以用來改善運動員的競技狀態。生物反饋訓練法中有一種叫肌電生物反饋訓練法，就是把運動員有關肌肉群的生物電信號通過電子儀器先錄制下來，并在訓練中或比賽后再將這種電信號回授給運動員，以產生反饋效應。通過這種訓練，運動員能有意識地控制上述肌電信息的活動，充分發揮肌肉群的正常功能和力量，有效地完成各種技術動作。

（四）仿生與運動器械

現代體育運動中的很多競技體育器械是從生物的特性中得到啟示而發展起來的。研究人員從山鵬和鱔魚的游動中發現，它們的速度都與其身體的流線型有著密切關系。兩端細瘦、體態修長的山鵬和鱔魚在運動時，所受的阻力很小，被認為是最佳的流線型結構之一。于是，人們便以這中流線型結構作為現代標槍的制作模型。體操器械中的鞍馬和跳馬就是模仿馬的形態而發展起來的。19世紀末，德國體操運動開始興起，人們就把木馬砍頭去尾作為練習器械，稱為“擺蕩馬”。1904年，有人把這種“擺蕩馬”的馬鞍換成了便于抓握的環鐵，這就是現代鞍馬的雛形。后來，木質握環代替了鐵環，從而發展成現代體操器械中的鞍馬。人們根據洼蹼、鴨蹼和魚鰭的形態，設計和制造了各種類型和性能的手蹼，腳蹼和劃水板，供游泳運動訓練使用。

二、體育仿生的價值

（一）通過仿生使體育訓練更加科學

動物生存發展的規律是適者生存。不適應自然環境的動物必然被自然界淘汰，而未被淘汰的動物，自然有其適應自然環境的生理功能，包括生理器官的功能和行為動作的本能。特殊自然環境中的特種動物，必然有著適應自然環境、克服自然障礙的特殊本能。人們將動物的特殊的本能動作模仿來，運用于體育動作之中，自然有助于人們在體育活動中克服自然障礙，使體育訓練更加科學。

（二）增強體育動作的美感

有些動物的動作靈活，姿態優美，節奏清晰，又有克服自然障礙的特殊性，人們將這些動作加以模仿，并經過編排加工，就會使體育動作增加美感——特別是在體育表演時，會給人以美的享受。

（三）促進人的心理健康向上

在體育運動中的心理仿生就是如此。如某些體育運動隊以自己所喜愛的動物命名，如以牛、虎、獅等命名，而運動員自然在心理上模仿這些動物的特點，如牛勁、虎威、獅猛等，從而產生向上的心理氣氛。

三、仿生在體育運動中運用應注意的問題

體育仿生的產生和發展，是人類在改造自身的體育運功中的聰明表現，人類對生物的生活習慣、器官功能、動作特點及作用的了解越來越廣泛，其研究活動有了長足的進步，仿生的作用也越來越大，但仍存在一些問題：

體育仿生活動缺少完整的思想體系，對體育仿生研究的價值認識不足。我們應加強體育仿生研究的宣傳，以求引起體育工作者對體育仿生的重視，同時建立一個理論跟實踐開發應用一條龍體制。

體育仿生往往只有某個學科的研究者在進行，多學科交叉研究較少，不能充分利用其他學科領域的科學研究成果，其研究進步幅度不大。在體育仿生的研究中，應加強多學科的協作，加強體育科學與其它相互交叉滲透，才能加速體育仿生的發展。

四、結論

在大自然中，千姿百態的動植物在經過億萬年的進化、發展和自然選擇之后，已經形成了非常復雜和高度自動化的器官和系統。生物界中的各種生物都有自己不同的優異形態、獨特結構和高超本領。盡管在體育運動領域里運用仿生學的原理很多，但動物所具有的許多可為人類體育科學提供模式的特征至今還未被人們發現，仿生學在現代體育運動中的應用為仿生與體育的進一步結合奠定了良好的基礎，仿生在體育運動中仍將是一個充滿希望的領域。