在生态环境建设的大背景下,仿生设计成为平衡经济发展与环境保护的突破点。然而,如何有效地获取与优选仿生原型等问题已成为学术界面临的一大难点。为此,提出将可拓学（extenics）和功能-原理-行为-结构（Function-PrincipleBehavior-Structure,FPBS）模型的优势融入到仿生设计中,建立基于FPBS与可拓学的仿生原型驱动产品创新设计模型,用于解决复杂产品的工程难题。课题主要研究工作总结如下:（1）提出基于可拓学理论的“123”体系,并对“123”体系进行了详细阐述。利用可拓学基元的形式化表述方法,分别建立功能、原理、行为和结构等各层次的可拓模型,从多方位多视角对FPBS进行表达。分析产品系统和生物系统在上述各层次上的关联性,建立其对应的产品-生物FPBS模型。（2）利用产品和生物两系统在功能、原理、行为和结构等4个层次上的相似性,提出从这些层次出发来搜索仿生原型。总结归纳出产品和生物系统各层次的关键词对应表,结合Access数据库与VBA编程工具,开发一套交互式设计环境—原型查询系统。根据多层次仿生类比设计方法,以查询系统为基础,建立基于FPBS与仿生技术的概念设计模型。以刨冰机为例,验证了该模型的有效性。（3）建立产品-生物实例元本体知识模型,并从多维角度对该模型进行直观化表示。根据发散和可扩拓展分析方法,借助于所建立的产品和生物FPBS映射模型,获得其相应的产品方案可拓集。根据基于特征的基元相似度计算方法,构建产品-生物相似度相关网,并结合优度评价方法,进行仿生原型方案优选。（4）建立基于FPBS与可拓学的仿生原型驱动产品创新设计模型,将该模型应用于滤网过滤器创新设计中。通过检索原型查询系统,得到候选的仿生原型。利用相似度计算方法优选该候选仿生原型,获得最优的仿生原型为姥鲨口腔。利用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法,对仿姥鲨口腔过滤器概念结构方案进行了仿真模拟。在仿生原型多层次搜索方向上所做的探索性工作,为今后可拓学理论在仿生设计中的应用开拓一些新思路,也为产品创新设计发展提供一定的参考。