天然材料歷經數億年演化，發展出許多特點，如階層式結構、多功能性、自我修復與適應環境之能力。有別於工程材料強度與輕量化、剛性與韌性無法兼具之限制，生物材料常由硬而脆的礦物質和軟而韌的蛋白質組成具複雜多階層結構之複合材料，其在奈米、微米、介觀、巨觀尺度下的韌化/強化機制，造就了兼具輕量化、高強度、高韌性

在研究架構方面，國外研究團隊目前有結合天然生物材料與仿生材料合成、生物材料與多尺度模擬、多尺度模擬與MGI/AI等整合二種專長領域之合作模式，本計畫同時整合生物材料研究、仿生材料合成、多尺度模擬與MGI/AI，相輔相成，為全球首創。在製程方法方面，本團隊首度結合3D列印與冷凍鑄造法，可望合成仿昆蟲外

透過結構性生物材料研究、仿生材料合成、多尺度模擬、材料基因技術平台與資料庫建立，可望突破目前工業材料無法兼具強度與輕量化、剛性與韌性之瓶頸，發展具在地化特色之仿生科技，積極推廣研發成果，提升我國產業於全球市場之競爭優勢與差異性，廣泛地應用於自行車、汽車、航太、智慧機械、生醫材料、醫療輔具等產業。