4194 subscribers

Бионика в жизни человека

Человек всегда мечтал обладать сверхспособностями, чтобы, например, одним прыжком перелетать через автомобиль, двигаться по стенам как Человек–Паук, замечать разные детали на большом расстоянии? Пока это возможно только в фильмах.

Бионика в жизни человека

Люди живут в море электронных приборов и больших скоростей. Но человек снова и снова обращается за знаниями к Природе. Люди подмечают много преимуществ в творениях природы перед своими техническими изобретениями. У живой природы материалы, созданные эволюцией, лучше и прочнее, по сравнению всеми творениями человечества.

Природа как эталон для техники - и есть #бионика . Понимать природу и брать её за образец – не означает копировать. Однако природа может помочь нам найти правильное техническое решение довольно сложных вопросов. Природа подобна огромному инженерному бюро, у которого всегда готов правильный выход из любой ситуации.

Бионика — прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы. Это соединение биологии и техники.

Название бионики происходит от древнегреческого слова бион — «ячейка жизни». Она изучает биологические системы для применения знаний в решении инженерных задач.

Бионика в жизни человека

Природа даёт инженерами и учеными возможности по заимствованию технологий и идей, а компьютерное моделирование помогает разобраться, как устроен окружающий мир, и попытаться скопировать из него некоторые детали для собственных нужд.

История развития бионики

Ещё крупнейший греческий философ Демокрит (около 460-370гг.до н.э.) писал:

«От животных мы путем подражания научились важнейшим делам. Мы ученики паука в ткацком и портняжных ремеслах, ученики ласточки в построении жилищ ...»

Идея применения знаний о живой природе для решения инженерных задач принадлежит Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц: орнитоптер.

Бионика в жизни человека
Бионика в жизни человека

В 1960 году в Дайтоне (США) состоялся первый симпозиум по бионике, который официально закрепил рождение новой науки и название, предложенное американским инженером Джеком Стилом:

«Биология + электроника = Бионика»

Этот союз биолога, техника и математика позволяет надеяться, что наука бионика проникнет туда, куда не проникал еще никто, и увидеть то, что не видел еще никто.

После того как бионика получила официальное признание, как самостоятельная область знаний, ее область исследований расширилась. Потребителями и партнерами бионики стали самолето- и кораблестроение, космонавтика, машиностроение, радиоэлектроника, навигационное приборостроение, инструментальная метеорология, архитектура и т.д.

Направления бионики

Бионика имеет несколько направлений:

1. Архитектурно-строительная бионика

2. Нейробионика

1. Архитектурно – строительная бионика

Она изучает законы формирования живых тканей, занимается анализом конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности конструкций.

Бионика в жизни человека
Бионика в жизни человека

В архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям. Например, в области разработок эффективных и безотходных строительных технологий перспективным направлением является создание слоистых конструкций.

Бионика в жизни человека

Идея заимствована у глубоководных моллюсков. Их прочные ракушки, например у широко распространенного "морского уха", состоят из чередующихся жестких и мягких пластинок. Когда жесткая пластинка трескается, то деформация поглощается мягким слоем и трещина не идет дальше. Такая технология может быть использована и для покрытия автомобилей.

Таким образом, результаты исследований, проводи­мых в области архитектурной бионики, оказываются полезными при решении проблем социального и эсте­тического совершенствования архитектуры в самых ее различных типологических отраслях: в жилых комп­лексах, в общественных и промышленных зданиях и сооружениях, в градостроительстве.

2. Нейробионика

Нейробионика - научное направление, изучающее возможность использования принципов строения и функционирования мозга с целью создания более совершенных технических устройств, кибернетических систем и технологических процессов. Основными направлениями нейробионики являются изучение нервной системы человека и животных и моделирование нервных клеток-нейронов и нейронных сетей. Это дает возможность совершенствовать и развивать электронную и вычислительную технику.

Бионика в жизни человека

Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти. Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений.

Биологические науки позволяют создать новые технические средства и инженерные решения, дающие возможность человеку увеличить как свои возможности, так и власть над окружающей его средой, например , протезирование частей тела.

Бионика в жизни человека
Бионика в жизни человека

Десять самых известных открытий бионики

1. На основе строения крыльев некоторых насекомых были изобретены ветряные мельницы.

Бионика в жизни человека
Бионика в жизни человека

2. Рассмотрев строение семя одуванчика, а также условия при которых оно летит, был создан парашют.

Бионика в жизни человека

3. Нынешние буровые машины являются увеличенной механической копией дождевых червей. Также как и они, буровые машины "проедают" землю (и выпускают ее через заднюю часть), непрерывно двигаясь вперед, оставляя большой тоннель позади себя.

Бионика в жизни человека

4. Инженеры в компании Mercedes-Benz обратили внимание на рыбу-коробочку. Несмотря на то, что с первого взгляда рыба выглядит довольно неуклюже, ее формы развились так, что в воде она передвигается с большой эффективностью. В результате эксперимента появился бионический автомобиль (Bionic Car), который отличается легкой конструкцией и удивительными аэродинамическими способностями.

Бионика в жизни человека

5. Несмотря на свой небольшой размер, светлячки излучают яркий свет. Их секрет заключен в их анатомии: у них есть органы свечения, находящиеся на последних брюшных сегментах. Обычно эти органы находятся под прозрачной кутикулой. Ученым удалось воссоздать свет, излучаемый органами свечения светлячков. Их светодиод излучает свет на 55 процентов ярче оригинала.

Бионика в жизни человека

6. Обеспечение дорожным освещением каждого переулка - слишком дорогостоящее занятие, но водители видят дорожные знаки в темноте.
Это благодаря тому, что Перси Шо (Percy Shaw) заметил, как отражаются автомобильные фары в глазах кошки и решил создать первые дорожные отражатели.

Бионика в жизни человека

7. После того, как ученые исследовали под микроскопом колючки растений, швейцарский инженер Джорж де Местраль (George de Mestral) заметил, что они содержат сотни маленьких крючков, которые расположены так, что волосы или одежда цепляются за них. Он воссоздал эффект крючков, используя двусторонний материал, который мы теперь называем липучкой (или велкро).

Бионика в жизни человека

8. Основные принципы конструкции, согласно которым была построена знаменитая Эйфелева башня, основаны на работе врача Германа фон Мейера, который изучал структуру головки бедренной кости в том месте, где она сгибается, под углом входит в сустав, но не ломается под весом тела. Выяснилось, что кость покрыта сеткой миниатюрных косточек, благодаря которым нагрузка перераспределяется. Позже это знание использовалось Эйфелем для перераспределения нагрузки в башне…

Бионика в жизни человека

9. Всем известно, что акваланг был изобретен в 1943 году Жаком Кусто. Но на самом деле, он лишь воспользовался наблюдениями взятыми из природы. Один из видов водных жуков, во время погружения в воду тянет за собой пузырек воздуха, который выпускает принятый от жука углекислый газ, а из воды набирает кислород.

Бионика в жизни человека

10 . Кожа дельфина не смачивается водой и имеет эластично-упругую структуру. Это помогает дельфинам развивать большую скорость в воде. Используя эти принципы, ученые создали специальную обшивку для кораблей -”ламинфло”, благодаря которой они двигаются быстрее на 15-20 %.

Бионика в жизни человека

По статистике, к сожалению, 97% людей не знают, что такое бионика, в то же время она имеет огромное значение в жизни человека. Каждый ежедневно встречается с результатами открытий этой науки, которые значительно облегчают нашу жизнь, делают ее удобной и комфортной. Природа еще богата на идеи, но человеку не только нужно брать их на вооружение, но и бережно относиться к самой природе.

Автор: Арсений Грибанов