Astamuse株式会社（总部：东京都千代田区，代表取缔役社长：永井步）针对仿生学技术领域，全面分析了公司拥有的创新数据库（包含论文、专利、新创企业、研究补助金等创新与研发信息），并将趋势整理成报告。 仿生学（Biomimetics / 生物模倣）是一门跨学科研究领域，从生物的形态、功能、行为与系统中汲取灵感，应用于工程、材料、信息、医疗等广泛技术领域。基于「将自然界38亿年演化产生的最佳解应用于工程」的理念，旨在创造出传统由上而下设计难以实现的高性能、高功能系统与材料。 地球上的生物在有限的能量与材料下适应了严酷的环境。在此过程中获得的结构、功能、行为与信息处理机制，即使以现代工程技术来看，也高度优化，包含许多人类设计技术仍需学习之处。仿生学旨在系统性地理解这些生物的「设计思想」，并将其转用于人工系统。 仿生学采用的模倣途径大致可分为四类。 结构模倣是通过工程方式再现生物拥有的形态、微细结构与材料组成。代表案例包括模倣贝壳珍珠层的高韧性复合材料、莲叶的超疏水纳米结构、鲨鱼皮肤的流体阻力降低表面、蛾复眼的防反射结构等，与材料科学、表面工程、纳米技术领域密切相关。 行为模倣是将生物的运动、移动、群体行为模式应用于工程系统。代表案例包括模倣鸟类与昆虫拍动飞行的UAV（拍动翼飞行机器人）、模倣鱼类游动机构的水下机器人、再现四足动物行走模式的机器人等，与机器人学、机电一体化、自主系统领域密切相关。 功能模倣是在人工系统中再现生物展现的特定功能（催化、黏附、传感、自修复、物质传输等）。代表案例包括模倣天然酵素的纳米酶（人工酵素）、模倣细胞膜选择性渗透性的人工膜、模倣贻贝水下黏附机制的涂层材料等，与化学、生物技术、医疗工程领域密切相关。 算法模倣是将生物的信息处理、学习、优化机制应用于软件或硬件。代表案例包括模倣大脑与神经回路信号处理的神经形态计算与脉冲神经网络（SNNs）、基于蚂蚁群体行为原理与遗传算法等生物群体智能的优化手法，与AI、计算机科学、信息工程领域密切相关。 这些途径往往相互重叠，近年来同时模倣多种生物功能的「多重仿生学」研究也日益活跃。此外，随着AI与合成生物学等新兴技术的融合，仿生学的应用范围正进一步扩大。 本报告基于上述背景，利用Astamuse独有的数据库，分析了专利、论文与研究补助金（研究计划）中与仿生学相关的技术趋势。 仿生学相关专利趋势分析 从Astamuse持有的专利数据库中，提取了摘要中包含「仿生学」、「仿生技术」、「生物模倣材料」等技术要素的40,095件专利，并根据文献中关键字的年度变化，实施了识别近年进展技术要素的「未来预测」分析。这是一种通过追踪关键字的变迁，定量评估已过热潮的技术或预测未来受关注技术，并预测各技术要素成熟度（黎明、萌芽、成长、实装）的分析手法。 图1显示了2016年以后申请的仿生学相关专利关键字的年度变化。 图1：仿生学相关专利摘要中包含的关键字年度变化（2016～2025年） 此外，各关键字的成长率（Growth）定义为2021年以后的出现次数相对于2016年以后文献中出现总次数的比率。数值越接近1的关键字，表示近期的出现频率越高，显示近年关注度正在提高。 观察成长率较高的关键字，仿生机器人、大气集水（AWH）、膜仿生学，以及模倣鲨鱼、鸟类、昆虫等动物结构的工程技术相关关键字大量出现。以下介绍特别值得关注的关键字。 大气集水・雾收集（AWH / Fog-harvesting） 这是一种模倣纳米比沙漠甲虫背部凹凸结构从雾中收集水分，以及仙人掌刺将雾引导至根部机制的材料与设备设计技术。通过在表面优化配置亲水性与疏水性图案来实现高效集水的研究正在进行，作为气候变迁下的分布式水资源确保技术，正迅速受到关注。 磷脂化（Phosphatidylated） 这是一种将细胞膜主要成分磷脂用于表面修饰的膜仿生技术。通过用类似细胞膜的磷脂涂层药物传输用纳米颗粒表面，以实现体内免疫逃避与长期循环的研究正日益活跃。 蛾眼结构模倣（Moth-eye-like） 这是一种模倣蛾复眼表面约200nm间距的纳米级凹凸结构，将光反射抑制到极限的功能的防反射膜与光学材料。在提高太阳能电池板光透射率与防止显示器反光方面的应用正在推进。 鲨鱼皮模倣（Sharkskin-imitating） 这是一种模倣覆盖鲨鱼皮肤的盾鳞（placoid scale）形成的微细沟槽结构（riblet）的低流体阻力与抗菌涂层技术。预期应用于泳装、船体、飞机翼面的专利申请正在增加，与鲨鱼鳞片结构相关关键字的共现也相当显著。 𫚉鱼模倣（Ray-imitated） 这是一种模倣𫚉鱼扁平体型与胸鳍波动运动的水下机器人与推进机构。与传统螺旋桨推进相比，具有低噪音、高机动性、省能源等特性，预期应用于海洋调查与水下基础设施检查的专利申请正在增加。