Il est impossible de dire exactement quand la science de la bionique est née, car l'humanité s'est toujours inspirée de la nature, on sait, par exemple, qu'il y a environ 3 mille ans, des tentatives ont été faites pour copier la création de la soie, comme le font les insectes. Bien sûr, de telles tentatives ne peuvent pas être qualifiées de développements, seulement après leur apparition technologies modernes, la personne s'est présentée tout à fait réelle opportunité copier des idées naturelles, reproduire artificiellement en quelques heures tout ce qui naît dans des conditions naturelles depuis des années. Par exemple, les scientifiques sont capables de faire pousser des pierres synthétiques qui ne sont pas inférieures aux pierres naturelles en termes de beauté et de pureté, en particulier comme analogues aux diamants.

L'incarnation visuelle la plus célèbre de la bionique est la Tour Eiffel à Paris. Ce bâtiment a été basé sur l'étude fémur, qui, en fin de compte, consistait en de petits os. Ils aident à répartir idéalement le poids, de sorte que la tête fémorale puisse supporter une charge importante. Le même principe a été utilisé dans la création de la Tour Eiffel.

Léonard de Vinci est peut-être le bionique "" le plus célèbre, qui a énormément contribué à son développement. Par exemple, il a observé le vol d'une libellule, puis a essayé de transférer ses mouvements lors de la création d'un avion.

L'importance de la bionique pour d'autres domaines scientifiques

Tout le monde n'accepte pas la bionique comme une science, la considérant comme un savoir né à la jonction de plusieurs disciplines, alors que le concept de bionique lui-même est large, il recouvre plusieurs orientations scientifiques. Il s'agit notamment du génie génétique, du design, de l'électronique médicale et biologique.

On pourrait parler de sa nature exclusivement appliquée, mais les logiciels modernes permettent de simuler et de traduire dans la réalité toutes sortes de solutions naturelles, et donc l'étude et la comparaison phénomène naturel avec des capacités humaines est de plus en plus pertinente. Lors de la création de la robotique moderne, les ingénieurs se tournent de plus en plus vers les scientifiques bioniques pour obtenir de l'aide. Après tout, ce sont les robots qui faciliteront la vie d'une personne à l'avenir, et pour cela, ils doivent être capables de se déplacer correctement, de penser, de prédire, d'analyser, etc. Ainsi, des scientifiques de l'Université de Stanford ont créé un robot basé sur des observations. des cafards, leur invention est non seulement agile et organique mais aussi très fonctionnelle. Dans un futur proche, ce robot pourrait devenir assistant indispensable pour ceux qui ne peuvent pas se déplacer de façon autonome.

Avec l'aide de la bionique, il sera possible de créer des développements technologiques colossaux à l'avenir. Désormais, une personne n'aura besoin que de quelques années pour créer un analogue de phénomènes naturels, tandis que la nature elle-même y consacrera des millénaires.

Les formes les plus parfaites, tant en termes de beauté qu'en termes d'organisation et de fonctionnement, sont créées par la nature elle-même et développées au cours du processus d'évolution. Pendant longtemps, l'humanité a emprunté des structures, des éléments, des constructions à la nature pour résoudre ses problèmes technologiques. À l'heure actuelle, la civilisation technogénique conquiert de plus en plus de territoires de la nature, les formes rectangulaires, l'acier, le verre et le béton dominent autour, et nous vivons dans la soi-disant jungle urbaine.

Et chaque année, le besoin humain d'un environnement naturel harmonieux rempli d'air, de verdure et d'éléments naturels devient de plus en plus tangible. Par conséquent, les sujets environnementaux deviennent de plus en plus pertinents dans la planification urbaine et. Dans cet article, nous allons nous familiariser avec des exemples de bionique - un intéressant orientation moderne en architecture et design d'intérieur.

Exemples de bionique en architecture. Approche scientifique et artistique

La bionique est une direction, d'abord scientifique, puis créative. Appliqué à l'architecture, cela signifie l'utilisation des principes et des méthodes d'organisation des organismes vivants et des formes créées par les organismes vivants dans la conception et la construction des bâtiments. Le premier architecte travaillant dans le style bionique fut A. Gaudí. Ses œuvres célèbres sont toujours admirées par le monde (Maison Batlló, Maison Mila, Sagrada Familia, Parc Güell, etc.).

Maison de Mila Antoni Gaudí à Barcelone
Opéra national de Pékin

La bionique moderne est basée basée sur de nouvelles méthodes utilisant la modélisation mathématique et un large éventail de Logiciel pour le calcul et la visualisation 3D. Sa tâche principale est d'étudier les lois de formation des tissus des organismes vivants, leur structure, propriétés physiques, caractéristiques de conception afin de traduire ces connaissances en architecture. Les systèmes vivants sont un exemple de structures qui fonctionnent sur la base des principes d'assurance d'une fiabilité optimale, formant une forme optimale tout en économisant de l'énergie et des matériaux. Ce sont ces principes qui forment la base de la bionique. Des exemples célèbres de bionique sont présentés sur le site.

Opéra de Sydney
Complexe de natation à Pékin

Voici quelques-unes des plus grandes structures bioniques au monde :

• Tour Eiffel à Paris (imite la forme du tibia)
• Stade du nid d'hirondelle de Pékin (extérieur charpente métallique répète la forme d'un nid d'oiseau)
• Skyscraper Aqua à Chicago (ressemble extérieurement à un ruisseau d'eau qui tombe, la forme du bâtiment ressemble également à une structure pliée de dépôts de chaux le long des rives des Grands Lacs)
• Bâtiment résidentiel "Nautilus" ou "Shell" à Naucalpan (sa conception est tirée d'une structure naturelle - une coquille de palourde)
• Opera House à Sydney (imite les pétales de lotus ouverts sur l'eau)
• Complexe de natation à Pékin (la conception de la façade se compose de "bulles d'eau", répète réseau cristallin, il permet de cumuler l'énergie solaire utilisée pour les besoins du bâtiment)
• Opéra national de Pékin (imite une goutte d'eau)

La bionique comprend également la création de nouveaux matériaux pour la construction, dont la structure est suggérée par les lois de la nature. À ce jour, il existe déjà de nombreux exemples de bionique, chacun se distinguant par la force étonnante de sa structure. Ainsi, vous pouvez obtenir de nouvelles opportunités supplémentaires pour la construction de structures de différentes tailles.

Sculpture Cloud Gate à Chicago
Exemples de bionique en design d'intérieur

Caractéristiques du design d'intérieur dans le style de la bionique avec des exemples

Le style bionique est également venu à la décoration intérieure: à la fois dans les locaux résidentiels et dans les locaux du secteur des services, à des fins sociales et culturelles. Des exemples de bionique peuvent être vus dans les parcs modernes, les bibliothèques, les centres commerciaux, les restaurants, les centres d'exposition, etc. Qu'est-ce qui caractérise ce style à la mode? Quelles sont ses fonctionnalités ? Comme dans le cas de l'architecture, la bionique intérieure utilise des formes naturelles dans l'organisation de l'espace, dans l'aménagement de l'espace, dans la conception de meubles et d'accessoires, dans le décor.

Les concepteurs puisent leurs idées dans des structures familières de la faune :

• La cire et les nids d'abeilles sont à la base de la création de designs inhabituels à l'intérieur: murs et cloisons, éléments de mobilier, décor, murs et panneaux de plafond, ouvertures de fenêtres etc.
• La toile est un matériau maillé exceptionnellement léger et économique. Il est souvent utilisé comme base dans la conception de cloisons, la conception de mobilier et de luminaires, de hamacs.
• extérieur ou escaliers intérieurs peut être réalisé sous la forme de structures en spirale ou inhabituelles créées à partir de matériaux naturels combinés, répétant les formes naturelles lisses. Dans la conception des escaliers, les artistes bioniques partent le plus souvent de formes végétales.
• Des verres colorés sont également utilisés dans les exemples bioniques afin de créer un éclairage intéressant.
• À Maisons en bois les troncs d'arbres peuvent être utilisés comme colonnes porteuses. En général, le bois est l'un des matériaux d'intérieur les plus courants dans le style bionique. Laine, cuir, lin, bambou, coton, etc. sont également utilisés.
• Les surfaces miroir et brillantes sont extraites de la surface de l'eau et s'y intègrent harmonieusement.
• Une excellente solution consiste à utiliser la perforation afin de réduire le poids des structures individuelles. Les structures osseuses poreuses sont souvent utilisées pour créer meubles intéressants tout en économisant de la matière, créant l'illusion de légèreté et de légèreté.

Les lampes répètent également les structures biologiques. Les lampes imitant une cascade, des arbres et des fleurs lumineux, des nuages, des corps célestes, la vie marine, etc. sont belles et originales. Des exemples de bionique utilisent souvent des matériaux naturels respectueux de l'environnement. Caractéristiques cette direction sont des lignes lisses, des couleurs naturelles. Il s'agit d'une tentative de créer une atmosphère proche de la nature, tout en n'abolissant pas les commodités que l'homme a acquises avec le développement de la technologie. L'électronique s'intègre dans la conception de telle manière qu'elle n'est pas visible.

Le gratte-ciel Aqua de Chicago est un exemple de bionique dans la décoration intérieure du Swallow's Nest Stadium de Pékin

Des exemples de bionique à l'intérieur comprennent des aquariums, des conceptions inhabituelles intéressantes et des formes uniques qui, comme dans la nature, ne se répètent pas. Nous pouvons dire qu'en bionique, il n'y a pas de limites claires ni de zonage de l'espace, certaines pièces « coulent » en douceur dans d'autres. Les éléments naturels ne seront pas nécessairement applicables à tout l'intérieur. Actuellement, les projets avec des éléments individuels de la bionique sont très courants - des meubles qui répètent la structure du corps, la structure des plantes et d'autres éléments de la faune, des inserts organiques, un décor en matériaux naturels.

Il convient de noter que la caractéristique clé de la bionique en architecture et en design d'intérieur est l'imitation de formes naturelles, en tenant compte des connaissances scientifiques à leur sujet. La création d'un cadre de vie écologiquement sûr et favorable aux humains à l'aide de nouvelles technologies économes en énergie peut être une direction idéale pour le développement urbain. Par conséquent, la bionique est une nouvelle direction en développement rapide qui capte l'esprit des architectes et des designers.

Maxime Stulnikov

Travail de recherche sur le thème "Bionics - science plus grandes opportunités"

Télécharger:

Aperçu:

Conférence régionale scientifique - pratique

dans le cadre du forum régional des jeunes

"L'avenir, c'est nous !"

Direction des sciences naturelles (physique, biologie)

Travail de recherche sur le sujet

"La bionique est la science des plus grandes possibilités"

MBOU "OOSH n ° 7", Petrovsk, région de Saratov

Dirigeants:

Filyanina Olga Alexandrovna,

Professeur de chimie et biologie

Gerasimova Natalya Anatolyevna,

Professeur de mathématiques et de physique,

Petrovsk

avril 2014

1. Présentation page 3-4
2. De l'antiquité à la modernité. p. 5-6
3. Sections de bionique :

3.1. bionique architecturale et de construction; p. 6-8

3.2. biomécanique; pp.8-12

3.3. neurobionique. pp.13-14

4. De superbes petites choses, "vues de la nature". p. 14-15

5. Conclusion page 16

6. Documentation et ressources Internet utilisées. page 16

Oiseau -

courant

Selon la loi mathématique

outil,

Faire quel

en puissance humaine...

Léonard de Vinci.

Aimeriez-vous sauter par-dessus des voitures en un seul saut, vous déplacer comme Spider-Man, remarquer des ennemis à plusieurs kilomètres de distance et plier des poutres en acier avec vos mains ? Il faut supposer que oui, mais, hélas, ce n'est pas réaliste. Tant que ce n'est pas réaliste...

L'homme, dès la création du monde, s'est intéressé à beaucoup de choses : pourquoi l'eau est humide, pourquoi le jour succède à la nuit, pourquoi nous sentons l'arôme des fleurs, etc. Naturellement, l'homme a essayé de trouver une explication à cela. Mais plus il en apprenait, plus de questions se posaient en lui: une personne peut-elle voler comme un oiseau, nager comme un poisson, comment les animaux «apprennent-ils» l'approche d'une tempête, un tremblement de terre imminent, une éruption volcanique imminente, est-il possible de créer un esprit artificiel ?

Il y a beaucoup de questions « pourquoi », souvent ces questions n'ont pas été interprétées scientifiquement, donnant lieu à des fictions, des superstitions. Pour cela, il faut avoir de bonnes connaissances dans de nombreux domaines : en physique et chimie, astronomie et biologie, géographie et écologie, en mathématiques et technologie, en médecine et spatial.

Existe-t-il une science qui unirait tout en elle-même, serait capable de combiner l'incompatible ? Il s'avère - il y en a!

Matière mes recherches - la science de la bionique - " BIOlogie » et « tech NIKA ».

Le but du travail de recherche :la nécessité de l'émergence de la science de la bionique, ses possibilités et ses limites d'applicabilité.

Pour ce faire, vous pouvez mettre une série Tâches:

1. Découvrez ce qu'est la "bionique".

2. Retracer l'histoire du développement de la science de la « Bionique » : de l'Antiquité à nos jours et ses relations avec les autres sciences.

3. Sélectionnez les sections principales de la bionique.

4. Ce pour quoi vous devez remercier la nature : les possibilités ouvertes et les mystères de la bionique.

Méthodes de recherche:

Théorique:

- l'étude articles scientifiques, littérature sur le sujet.

Pratique:

Observation;

Généralisation.

Importance pratique.

Je pense que mon travail sera utile et intéressant pour un large éventail d'étudiants et d'enseignants, puisque nous vivons tous dans la nature selon les lois qu'elle a créées. Une personne n'a besoin que de maîtriser habilement les connaissances pour incarner tous les indices de la nature dans la technologie et révéler ses secrets.

De l'antiquité à la modernité

La bionique, science appliquée qui étudie la possibilité de combiner organismes vivants et dispositifs techniques, se développe aujourd'hui à un rythme très rapide.

Le désir d'avoir des capacités qui surpassent celles que la nature nous a données se trouve au plus profond de chaque personne - cela sera confirmé par n'importe quel entraîneur de fitness ou chirurgien plastique. Nos corps sont incroyablement adaptables, mais il y a des choses qu'ils ne peuvent pas. Par exemple, nous ne savons pas parler à ceux qui sont hors de portée de voix, nous ne sommes pas capables de voler. C'est pourquoi nous avons besoin de téléphones et d'avions. Pour compenser leur imperfection, les gens ont longtemps utilisé divers appareils "externes", mais avec le développement de la science, les outils ont progressivement diminué et se sont rapprochés de nous.

De plus, tout le monde sait que si quelque chose arrive à son corps, les médecins effectueront des "réparations" en utilisant la technologie médicale la plus moderne.

Si nous réunissons ces deux concepts simples, nous pouvons nous faire une idée de la prochaine étape de l'évolution humaine. À l'avenir, les médecins pourront non seulement restaurer des organismes «endommagés» ou «défaillants», mais ils commenceront à améliorer activement les gens, à les rendre plus forts et plus rapides que la nature. C'est l'essence de la bionique, et aujourd'hui nous sommes sur le point d'émerger d'un nouveau type d'humain. Peut-être que l'un de nous sera...

L'ancêtre de la bionique est Léonard de Vinci. Ses dessins et schémas d'avions étaient basés sur la structure de l'aile d'un oiseau. À notre époque, selon les dessins de Léonard de Vinci, la modélisation a été réalisée à plusieurs reprises. ornithoptère (du grec órnis, genre cas órnithos - oiseau et pterón - aile), mahlet , un avion plus lourd que l'air avec des ailes battantes). Chez les êtres vivants, par exemple, les oiseaux utilisent des mouvements de battement d'ailes pour voler.

Parmi les scientifiques modernes, on peut citer le nom d'Osip M. R. Delgado.

A l'aide de ses appareils radio électroniques, il étudie les caractéristiques neurologiques et physiques des animaux. Et sur la base d'eux, il a essayé de développer des algorithmes pour contrôler les organismes vivants.

Bionique (du grec Biōn - élément de vie, littéralement - vivant), une science à la frontière entre la biologie et la technologie, résolvant des problèmes d'ingénierie basés sur la modélisation de la structure et de la vie des organismes. La bionique est étroitement liée à la biologie, la physique, la chimie, la cybernétique et les sciences de l'ingénieur - électronique, navigation, communications, affaires maritimes, etc. / TSB.1978 /

L'année de naissance officielle de la bionique est considérée comme 1960 Les scientifiques bioniques ont choisi comme emblème un scalpel et un fer à souder, reliés par un signe intégral, et leur devise est «Les prototypes vivants sont la clé des nouvelles technologies».

De nombreux modèles bioniques, avant de recevoir une incarnation technique, commencent leur vie sur un ordinateur, où Programme d'ordinateur- modèle bionique.

Aujourd'hui, la bionique a plusieurs directions.

Sections de bionique

1. Bionique de l'architecture et de la construction.

Un exemple frappant de bionique architecturale et de construction est unanalogie de la structure des tiges de céréaleset des immeubles de grande hauteur modernes. tiges plantes céréalières capable de supporter de lourdes charges et en même temps de ne pas se casser sous le poids de l'inflorescence. Si le vent les plie vers le sol, ils restaurent rapidement leur position verticale. Quel est le secret ? Il s'avère que leur structure est similaire à la conception des gratte-ciel modernes tuyaux d'usine - l'une des dernières réalisations de la pensée technique.

Les célèbres architectes espagnols M.R. Servera et H. Ploz, partisans actifs de la bionique, ont commencé des recherches sur les "structures dynamiques" en 1985 et ont organisé en 1991 la "Société pour le soutien des innovations en architecture". Un groupe sous leur direction, qui comprenait des architectes, des ingénieurs, des designers, des biologistes et des psychologues, a développé le projet "Ville tour bionique verticale". Dans 15 ans, une ville-tour devrait apparaître à Shanghai (selon les scientifiques, dans 20 ans la population de Shanghai peut atteindre 30 millions d'habitants). La ville-tour est conçue pour 100 000 personnes, le projet est basé sur le "principe de la construction d'un arbre".

La ville-tour prendra la forme cyprès 1128 m de haut avec une circonférence à la base de 133 sur 100 m, et au point le plus large 166 sur 133 m.La tour aura 300 étages, et ils seront répartis en 12 blocs verticaux de 80 étages.

A l'occasion du 100e anniversaire de la Révolution française, une exposition universelle est organisée à Paris. Sur le territoire de cette exposition, il était prévu d'ériger une tour qui symboliserait à la fois la grandeur de la Révolution française et les dernières avancées de la technologie. Plus de 700 projets ont été soumis au concours, le projet de l'ingénieur pont Alexandre Gustave Eiffel a été reconnu comme le meilleur. A la fin du XIXe siècle, la tour, du nom de son créateur, frappe le monde entier par ses ajours et sa beauté. La tour de 300 mètres est devenue une sorte de symbole de Paris. Il y avait des rumeurs selon lesquelles la tour avait été construite selon les dessins d'un scientifique arabe inconnu. Et ce n'est qu'après plus d'un demi-siècle que des biologistes et des ingénieurs ont fait une découverte inattendue : la conception tour Eiffel répète exactement la structure d'un grand tibia qui supporte facilement le poids du corps humain. Même les angles entre les surfaces d'appui correspondent. Ceci est un autre excellent exemple de la bionique en action.

Dans la bionique architecturale et du bâtiment, une grande attention est accordée aux nouvelles technologies de construction. Par exemple, dans le développement de technologies de construction efficaces et sans déchets direction prometteuse est la créationstructures en couches. L'idée a été empruntée àmollusques de haute mer. Leurs coquilles solides, comme celles de l'ormeau très répandu, consistent en une alternance de plaques dures et molles. Lorsqu'une plaque dure se fissure, la déformation est absorbée par la couche molle et la fissure ne va pas plus loin. Cette technologie peut également être utilisée pour couvrir les voitures.

2. Biomécanique

localisateurs de la nature. Baromètres et sismographes en direct.

La recherche la plus avancée en bionique est le développement de moyens biologiques de détection, de navigation et d'orientation ; un complexe d'études liées à la modélisation des fonctions et des structures du cerveau des animaux supérieurs et des humains; création de systèmes de contrôle bioélectriques et recherche sur le problème de "l'homme-machine". Ces domaines sont étroitement liés les uns aux autres. Pourquoi, avec le niveau actuel de développement technologique, la nature est-elle si en avance sur l'homme ?

On sait depuis longtemps que les oiseaux, les poissons et les insectes réagissent de manière très sensible et précise aux changements de temps. Le vol bas des hirondelles laisse présager un orage. Les pêcheurs apprennent de l'accumulation de méduses près du rivage qu'ils peuvent aller pêcher, la mer sera calme.

Animaux - "biosynoptique"naturellement doté de "dispositifs" super-sensibles uniques. La tâche de la bionique n'est pas seulement de trouver ces mécanismes, mais aussi de comprendre leur action et de la recréer dans des circuits électroniques, des appareils, des structures.

L'étude du système de navigation complexe des poissons et des oiseaux, parcourant des milliers de kilomètres pendant la migration et retournant sans équivoque à leurs lieux de frai, d'hivernage, d'élevage des poussins, contribue au développement de systèmes très sensibles pour le suivi, le pointage et la reconnaissance d'objets.

De nombreux organismes vivants ont de tels systèmes d'analyse que les humains n'ont pas. Par exemple, chez les sauterelles sur le 12e segment des antennes, il y a un tubercule qui perçoit rayonnement infrarouge. Les requins et les raies ont des canaux sur la tête et à l'avant du corps qui perçoivent des changements de température de 0,10 C. Les escargots, les fourmis et les termites ont un appareil qui perçoit le rayonnement radioactif. Beaucoup réagissent au changement champ magnétique(principalement des oiseaux et des insectes effectuant des migrations sur de longues distances). Les hiboux, les chauves-souris, les dauphins, les baleines et la plupart des insectes perçoivent les vibrations infrarouges et ultrasonores. Les yeux d'une abeille réagissent à la lumière ultraviolette, un cafard à l'infrarouge.

L'organe sensible à la température du serpent à sonnette distingue les changements de température de 0,0010 C; l'organe électrique des poissons (raies pastenagues, anguilles électriques) perçoit des potentiels de 0,01 microvolts, les yeux de nombreux animaux nocturnes réagissent à des quanta de lumière uniques, les poissons ressentent une modification de la concentration d'une substance dans l'eau de 1 mg/m3 (= 1 μg /l).

Il existe de nombreux autres systèmes d'orientation dans l'espace, dont le dispositif n'a pas encore été étudié : les abeilles et les guêpes sont bien orientées par le soleil, les papillons mâles (par exemple, l'œil de paon nocturne, la tête de faucon mort, etc.) recherchent une femelle à une distance de 10 km. Les tortues de mer et de nombreux poissons (anguilles, esturgeons, saumons) nagent à plusieurs milliers de kilomètres de leurs côtes natales et reviennent indéniablement pondre et frayer au même endroit où ils ont eux-mêmes commencé leur voyage de vie. On suppose qu'ils ont deux systèmes d'orientation - éloignés, par les étoiles et le soleil, et proches - par l'odeur (la chimie des eaux côtières).

Les chauves-souris ont tendance à être petites et, soyons honnêtes, pour beaucoup d'entre nous, des créatures désagréables et même répugnantes. Mais il s'est avéré qu'ils étaient traités avec des préjugés, dont la base est généralement constituée de divers types de légendes et de croyances qui se sont développées même lorsque les gens croyaient aux esprits et aux mauvais esprits.

La chauve-souris est un objet unique pour les bioacousticiens. Il est totalement libre de naviguer dans l'obscurité totale, sans se heurter à des obstacles. De plus, ayant une mauvaise vue, une chauve-souris à la volée détecte et attrape de petits insectes, distingue un moustique volant d'une graine se précipitant dans le vent, un insecte comestible d'une coccinelle insipide.

Pour la première fois, cette capacité inhabituelle chauves-souris s'est intéressé en 1793, au savant italien Lazzaro Spallanzani. Dans un premier temps, il a essayé de découvrir comment différents animaux trouvent leur chemin dans l'obscurité. Il a réussi à établir : les hiboux et autres créatures nocturnes voient bien dans le noir. Certes, dans l'obscurité totale, ils se sont avérés impuissants. Mais quand il a commencé à expérimenter avec des chauves-souris, il a découvert qu'une telle obscurité complète n'était pas un obstacle pour elles. Puis Spallanzani est allé plus loin : il a simplement privé de la vue plusieurs chauves-souris. Et quoi? Cela ne changeait rien à leur comportement, ils étaient tout aussi excellents pour chasser les insectes que les voyants. Spallanzani en était convaincu lorsqu'il ouvrait l'estomac de souris expérimentales.

L'intérêt pour le mystère grandit. Surtout après que Spallanzani se soit familiarisé avec les expériences du biologiste suisse Charles Jurin, qui en 1799 est arrivé à la conclusion que les chauves-souris peuvent se passer de la vue, mais que tout dommage auditif grave leur est fatal. Dès qu'ils ont bouché leurs oreilles avec des tubes de cuivre spéciaux, ils ont commencé à trébucher aveuglément et au hasard sur tous les obstacles qui se dressaient sur leur chemin. Parallèlement à cela, un certain nombre d'expériences différentes ont montré que les perturbations de l'activité des organes de la vision, du toucher, de l'odorat et du goût n'ont aucun effet sur le vol des chauves-souris.

Les expériences de Spallanzani étaient sans aucun doute impressionnantes, mais elles étaient clairement en avance sur leur temps. Spallanzani n'a pas pu répondre à la question principale et tout à fait scientifiquement correcte : si ce n'est l'ouïe ou la vision, alors qu'est-ce qui, dans ce cas, aide les chauves-souris à naviguer si bien dans l'espace ?

À cette époque, ils ne savaient rien des ultrasons ni du fait que les animaux pouvaient avoir d'autres organes (systèmes) de perception, et pas seulement les oreilles et les yeux. Soit dit en passant, c'est dans cet esprit que certaines des expériences scientifiques de Spallanzani ont tenté d'expliquer: disent-ils, les chauves-souris ont le sens du toucher le plus fin, dont les organes sont situés, très probablement, dans les membranes de leurs ailes. .

L'affaire s'est terminée par le fait que les expériences de Spallanzani ont été oubliées pendant longtemps. Ce n'est qu'à notre époque, plus de cent ans plus tard, que le soi-disant "problème de la spallanza des chauves-souris", comme les scientifiques eux-mêmes l'ont surnommé, a été résolu. Cela est devenu possible grâce à l'émergence de nouveaux outils de recherche basés sur l'électronique.

G. Pierce, un physicien de l'Université de Harvard, a réussi à découvrir que les chauves-souris émettent des sons qui dépassent le seuil d'audibilité de l'oreille humaine.

Éléments d'aérodynamique.

Le fondateur de l'aérodynamique moderne, N. E. Zhukovsky, a soigneusement étudié le mécanisme de vol des oiseaux et les conditions qui leur permettent de planer dans les airs. Sur la base de l'étude du vol des oiseaux, l'aviation est apparue.

Les insectes ont un avion encore plus parfait dans la faune. En termes d'économie de vol, de vitesse relative et de maniabilité, ils n'ont pas d'égal dans la faune. L'idée de créer un avion, qui serait basé sur le principe du vol d'insectes, attend son approbation. Pour éviter les vibrations nocives en vol, les insectes à vol rapide ont des épaississements chitineux aux extrémités des ailes. Désormais, les concepteurs d'avions utilisent des dispositifs similaires pour les ailes d'avions, éliminant ainsi le risque de vibration.

Propulsion à réaction.

La propulsion à réaction utilisée dans les avions, les fusées et les projectiles spatiaux est également caractéristique des céphalopodes - poulpes, calmars, seiches. Le plus grand intérêt pour la technologie est la propulsion par jet de calmar. Essentiellement, le calmar a deux moteurs fondamentalement différents. Lorsqu'il se déplace lentement, il utilise une grande ailette en forme de losange, se pliant périodiquement. Pour un lancer rapide, l'animal utilise une propulsion à réaction. Tissu musculaire - le manteau entoure le corps du mollusque de tous les côtés, son volume est presque la moitié du volume de son corps. Dans la méthode de nage au jet, l'animal aspire de l'eau dans la cavité du manteau à travers l'espace du manteau. Le mouvement du calmar est créé en éjectant un jet d'eau à travers une buse étroite (entonnoir). Cette buse est équipée d'une valve spéciale et les muscles peuvent la faire tourner, modifiant ainsi le sens du mouvement. Le propulseur calmar est très économique, grâce auquel il peut atteindre des vitesses de 70 km/h, certains chercheurs pensent même jusqu'à 150 km/h.

Hydroglisseur la forme du corps ressemble à celle d'un dauphin. Le planeur est beau et roule vite, ayant la possibilité, naturellement, comme un dauphin, de jouer dans les vagues en agitant sa nageoire. Le corps est en polycarbonate. Le moteur est pourtant très puissant. Le premier dauphin de ce type a été construit par Innespace en 2001.

Pendant la Première Guerre mondiale, la flotte anglaise subit d'énormes pertes dues aux sous-marins allemands. Il fallait apprendre à les détecter et à les traquer. A cet effet, des dispositifs spéciaux ont été créés. hydrophones. Ces appareils étaient censés repérer les sous-marins ennemis par le bruit des hélices. Ils étaient installés sur des navires, mais pendant le parcours du navire, le mouvement de l'eau au niveau du trou de réception de l'hydrophone créait un bruit qui couvrait le bruit du sous-marin. Le physicien Robert Wood a suggéré que les ingénieurs apprennent des phoques, qui peuvent bien entendre lorsqu'ils se déplacent dans l'eau. En conséquence, le trou de réception de l'hydrophone a reçu la forme d'une oreillette de phoque, et les hydrophones ont commencé à "entendre" même à à pleine vitesse bateau.

3. Neurobionique.

Quel garçon n'aimerait pas jouer aux robots, ou regarder un film sur Terminator ou Rassomaha. Les bioniques les plus dévoués sont les ingénieurs qui conçoivent les robots. Certains pensent qu'à l'avenir, les robots ne pourront fonctionner efficacement que s'ils ressemblent le plus possible aux humains. Les développeurs - la bionique partent du fait que les robots devront fonctionner dans des conditions urbaines et domestiques, c'est-à-dire dans un environnement "humain" avec des escaliers, des portes et d'autres obstacles d'une taille spécifique. Par conséquent, au minimum, ils doivent correspondre à une personne en taille et en termes de principes de mouvement. En d'autres termes, le robot doit avoir des jambes, et les roues, chenilles, etc. ne sont pas du tout adaptées à la ville. Et de qui copier le dessin des jambes, sinon d'animaux? Un robot miniature à six pattes (hexapode) d'environ 17 cm de long de l'université de Stanford tourne déjà à une vitesse de 55 cm/sec.

Un cœur artificiel a été créé matériaux biologiques. Nouveau découverte scientifique pourrait mettre fin à la pénurie d'organes.

Un groupe de chercheurs de l'Université du Minnesota essaie de créer un nouvelle méthode traitement de 22 millions de personnes - tant de personnes dans le monde vivent avec un cœur malade. Les scientifiques ont pu prélever des cellules musculaires du cœur, ne conservant que la charpente des valves cardiaques et des vaisseaux sanguins. De nouvelles cellules ont été transplantées dans cet échafaudage.

Célébration de la bionique - bras artificiel. Des scientifiques du Rehabilitation Institute of Chicago ont réussi à créer une prothèse bionique qui permet au patient non seulement de contrôler la main à l'aide de pensées, mais également de reconnaître certaines sensations. Le propriétaire du bras bionique était Claudia Mitchell, qui a précédemment servi dans la marine américaine. En 2005, Mitchell a été blessé dans un accident. Les chirurgiens ont dû amputer main gauche Mitchell est à la hauteur de son épaule. En conséquence, les nerfs qui pourraient ensuite être utilisés pour contrôler la prothèse ont été laissés sans utilisation.

De superbes petites choses "vues de la nature"

Le fameux emprunt a été fait par l'ingénieur suisse George de
Mestral en 1955. Il se promenait souvent avec son chien et remarquait que des plantes incompréhensibles se collaient constamment à sa fourrure. Après avoir enquêté sur le phénomène, de Mestral a déterminé que c'était possible en raison des petits crochets sur les fruits du lampourde glouteron (bardane). En conséquence, l'ingénieur a réalisé l'importance de sa découverte et huit ans plus tard, il a breveté un velcro pratique.

Les ventouses ont été inventées lors de l'étude des pieuvres.

Les fabricants de boissons gazeuses sont constamment à la recherche de nouvelles façons d'emballer leurs produits. Dans le même temps, un pommier ordinaire a résolu ce problème il y a longtemps. Une pomme est composée à 97% d'eau, emballée non pas dans un carton en bois, mais dans une pelure comestible suffisamment appétissante pour attirer les animaux qui mangent le fruit et répandent les grains.

Les fils d'araignée - une création étonnante de la nature, ont attiré l'attention des ingénieurs. La toile a été le prototype de la conception du pont sur de longues câbles souples, jetant ainsi les bases de la construction de beaux ponts suspendus durables.

Maintenant développé nouveau type armes capables d'induire les troupes ennemies dans un état de choc à l'aide d'ultrasons. Ce principe d'influence a été emprunté aux tigres. Le rugissement d'un prédateur contient des fréquences ultra-basses qui, bien qu'elles ne soient pas perçues par une personne comme un son, ont un effet paralysant sur elle.

Aiguille de scarificateur, utilisée pour le prélèvement sanguin, conçue selon le principe, répète complètement la structure de la dent incisive chauve souris, dont la morsure est indolore et s'accompagne de saignements abondants.

La seringue à piston qui nous est familière imite un appareil suceur de sang - un moustique et une puce, dont la piqûre est familière à tout le monde.

Des "parachutes" moelleux ralentissent la chute des graines de pissenlit au sol, tout comme un parachute ralentit la chute d'une personne.

Conclusion.

Le potentiel de la bionique est vraiment illimité...

L'humanité essaie d'examiner de près les méthodes de la nature, de sorte que plus tard, il est raisonnable de les utiliser dans la technologie. La nature est comme un immense bureau d'études, toujours prêt à sortie droite de toute situation. L'homme moderne ne doit pas détruire la nature, mais la prendre comme modèle. Avec une flore et une faune variées, la nature peut aider une personne à trouver la bonne solution technique à des problèmes complexes et à sortir de n'importe quelle situation.

C'était très intéressant pour moi de travailler sur ce sujet. À l'avenir, je continuerai à travailler sur l'étude des réalisations de la bionique.

LA NATURE COMME NORME - ET IL Y A LA BIONIQUE !

Littérature:

1. Bionique. V. Martek, ed - in: Mir, 1967

2. Qu'est-ce que la bionique. Série "Bibliothèque scientifique populaire". Astachenkov P.T. M., Éditions militaires, 1963

3.Bionique architecturale Yu.S. Lebedev, V.I. Rabinovich et autres. Moscou, Stroyizdat, 1990. 4.

Ressources Internet utilisées

http://www/cnews/ru/news/top/index. Shtml 2003/08/21/147736 ;

Bio-nika.narod.ru

www.computerra.ru/xterra

- http://ru.wikipedia.org/ wiki/Bionics

www.zipsites.ru/matematika_estestv_nauki/fizika/astashenkov_bionika/‎

http://factopedia.ru/publication/4097

http://roboting.ru/uploads/posts/2011-07/1311632917_bionicheskaya-perchatka2.jpg

http://newostey.com

http://images.yandex.ru/yandsearch

http://school-collection.edu.ru/catalog

La bionique est une science qui étudie la faune afin d'utiliser les connaissances acquises dans activités pratiques la personne. Problèmes de bionique: l'étude des modèles de structure et de fonction de parties individuelles d'organismes vivants ( système nerveux, analyseurs, ailes, peau) afin de créer sur cette base un nouveau type des ordinateurs, localisateurs, aéronefs, appareils de natation, etc. ; l'étude de la bioénergétique pour créer des moteurs économiques comme un muscle ; étude des processus de biosynthèse des substances dans le but de développer les branches correspondantes de la chimie. La bionique est étroitement liée aux disciplines techniques (électronique, communications, affaires maritimes, etc.) et des sciences naturelles (, médecine), ainsi qu'à la cybernétique (voir).

La bionique (bionics anglais, de bion - un être vivant, organisme ; grec Bioo - je vis) est une science qui étudie la faune afin d'utiliser les connaissances acquises dans les activités humaines pratiques.

Le terme bionique est apparu pour la première fois en 1960, lorsque des experts de divers domaines réunis lors d'un symposium à Daytona (États-Unis) ont lancé le slogan : "Les prototypes vivants sont la clé des nouvelles technologies". La bionique était une sorte de pont qui reliait la biologie aux mathématiques, à la physique, à la chimie et à la technologie. L'un des objectifs les plus importants de la bionique est d'établir des analogies entre les propriétés physico-chimiques et processus d'information rencontrés dans la technologie, et les processus correspondants dans la faune. Un spécialiste bionique est attiré par toute la variété des "idées techniques" développées par la nature vivante au cours de plusieurs millions d'années d'évolution. Une place particulière parmi les tâches de la bionique est occupée par le développement et la conception de systèmes de contrôle et de communication basés sur l'utilisation des connaissances issues de la biologie. C'est de la bionique au sens étroit du terme. La bionique est importante pour la cybernétique, la radioélectronique, l'aéronautique, la biologie, la médecine, la chimie, la science des matériaux, la construction et l'architecture, etc. Les tâches de la bionique comprennent également le développement de méthodes biologiques d'exploitation minière, de technologies de production de substances complexes chimie organique, matériaux de construction et revêtements qui utilisent Nature vivante. La bionique enseigne l'art de la copie rationnelle de la faune, la recherche Caractéristiques utilisation appropriée des objets, processus et phénomènes biologiques.

Une des voies possibles ici est la modélisation fonctionnelle (mathématique ou logicielle), qui consiste à étudier le schéma bloc du procédé, les fonctions de l'objet, les caractéristiques numériques de ces fonctions, leur finalité et leur évolution dans le temps. Cette approche permet d'étudier le processus d'intérêt par des moyens mathématiques, et de procéder à la mise en œuvre technique du modèle lorsque, en principe, son efficacité a été établie et qu'il reste à vérifier les possibilités économiques, énergétiques et autres de construire un tel modèle. un modèle en utilisant les moyens techniques disponibles. Il existe une autre voie - la modélisation physico-chimique, lorsqu'un spécialiste du domaine de la bionique étudie les processus biochimiques et biophysiques afin d'étudier les principes de transformation (y compris la décomposition et la synthèse) de substances se produisant dans un organisme vivant. Cette voie jouxte surtout des problématiques chimiques et technologiques et ouvre de nouvelles perspectives dans le développement de la chimie de l'énergie et des polymères. La troisième approche développée par la bionique est l'utilisation directe des systèmes vivants et mécanismes biologiques dans les systèmes techniques. Cette approche est généralement appelée méthode de modélisation inverse, car dans ce cas un spécialiste bionique cherche les possibilités et les conditions d'adaptation des systèmes vivants pour résoudre des problèmes purement d'ingénierie, autrement dit, il essaie de simuler un dispositif ou un procédé technique sur un objet biologique. Émergée en réponse aux exigences de la pratique, la bionique a servi de point de départ à la recherche basée sur l'application des connaissances biologiques dans tous les domaines de la technologie. Son résultat principal est l'établissement des premières voies pour un développement technique toujours plus grand de la biologie.

On dit qu'une fois par siècle un génie naît sur Terre. C'était un tel génie
Léonard de Vinci. Le plus grand artiste, sculpteur, mathématicien, ingénieur et
l'anatomiste Léonard de Vinci a cherché à trouver la vérité, à la connaître et à la décrire.
"J'ai pris la nature comme mentor - le professeur de tous les professeurs"
Pourquoi ce grand scientifique a-t-il pris la nature pour maître ?
La vie sous sa forme la plus primitive est apparue sur Terre il y a environ 2 milliards d'années
retour. La sélection naturelle impitoyable a duré des millions de siècles, en conséquence
qui a survécu le plus fort et le plus parfait. Empruntez le meilleur de
la nature pour responsabiliser l'homme d'abord et proposé par Leonardo
da Vinci. En 1485, il crée une machine volante mécanique -
ornithoptel, dont il a copié le principe des oiseaux. Et même alors
l'homme n'a pas appris à voler, mais cela a marqué le début nouvelle science –
bionique. La bionique est une symbiose de la biologie et de la technologie.
Si l'histoire de la Terre - 4,5 milliards d'années - est présentée comme un jour, alors
il s'avère qu'une personne raisonnable est apparue sur la planète il y a moins d'une minute.
Littéralement, des fractions de seconde se sont écoulées, et il s'imaginait déjà créateur et pouvait déjà
créer pas pire que nature. Jusqu'à récemment, en inventant quelque chose de nouveau, une personne ne
Je pensais que ça existait déjà. Il suffit de voir et d'appliquer. 99%
découvertes scientifiques que l'homme a espionnées sur la nature. Tout ce qui nous entoure a
sa contrepartie naturelle.
Bi nick
oo
(de l'autre grec βίον - vivant) -
sciences appliquées de
demande en dispositifs techniques et des systèmes de principes d'organisation,

propriétés, fonctions et structures de la nature vivante. En termes simples, la bionique est
combinaison de la biologie et de la technologie. Date de naissance de Bionics : 13 septembre 1960
de l'année. La bionique a un symbole : un scalpel croisé, un fer à souder et un signe intégral.
Cette union de la biologie, de l'ingénierie et des mathématiques nous permet d'espérer que la science
la bionique pénétrera là où personne n'a encore pénétré, et verra ce qui n'a pas été vu
encore personne.
1.
Biologie et technologie.

L'homme a toujours rêvé de conquérir le ciel. Mais il n'était disponible que
des oiseaux. Et ce sont les oiseaux qui ont donné aux gens l'idée de voler. Les rêves de voler et leurs
la mise en œuvre réelle est une chose très différente. Et malgré les idées audacieuses, telles
comme Léonard de Vinci, l'humanité serait restée enchaînée pendant de nombreux siècles
au sol. L'étude des oiseaux, la structure de leurs ailes et de leur queue, a conduit au fait que
l'homme a inventé l'avion.
MercedesBenz Corporation a développé un véhicule bionique
remède copié d'un corps de poisson tropical. Malgré sa
en forme de valise, la machine a une résistance à l'air extrêmement faible.
La structure de l'œil humain a jeté les bases de l'objectif photographique, la structure
inflorescences de tournesol - panneaux solaires. Peignage des inflorescences de bardane et
laine d'un chien hibou après une promenade, le célèbre designer a inventé les attaches
Velcro. Les insectes ont donné aux scientifiques l'idée des hélicoptères. Poisson poussé
construire des sous-marins.
2.
La bionique dans l'architecture et le design.
Nous sommes confrontés chaque jour à des inventions bioniques même pas
s'en doutant. Le plus souvent, les principes empruntés à la nature se retrouvent dans
architecture.
Par exemple, dans la conception de la célèbre Tour Eiffel se trouve le bâtiment
fémur humain. Il existe de nombreux repères sur la tête de l'os,
Grâce à eux, la charge sur l'articulation est répartie uniformément. Ceci permet
tenue du fémur courbé gros poids corps. Le même socle
des points peuvent également être trouvés à la base de la Tour Eiffel. Sa conception est considérée
référence architecturale pour la durabilité.
Une autre tour, Ostankinskaya, a également un analogue naturel. Prototype
La tour Ostankino est une tige de blé. Sa capacité à ne pas casser
sous le poids de l'inflorescence et formait la base de la tour.
Les architectes se tournent de plus en plus vers les principes de fonctionnement de l'habitat
organismes. Pour comprendre comment cela fonctionne, le concepteur doit étudier

la biologie. Des prototypes naturels de structures architecturales sont
poissons, oiseaux, plantes et même corps humain.
3.
Biologie et Robotique
L'humanité voudra toujours avoir un assistant de fer et fiable,
à qui on peut faire confiance pour faire ce qu'il ne peut pas faire. mon avenir
profession est liée au génie mécanique. L'industrie de l'ingénierie est

pratique
plus
des robots industriels ont été utilisés grâce à American
robotique.
Première

ingénieurs D. Devol et D. Engelberg à la fin des années 50 et au début des années 60 du XXe siècle.
Ils sont utilisés pour effectuer divers procédés technologiques dans le but de
améliorer l'efficacité de l'entreprise.
La conception d'un robot industriel peut contenir un ou plusieurs
manipulateurs, alors que le manipulateur lui-même peut avoir différents
capacité de charge, précision de positionnement, degré de liberté. À
création robot industriel utiliser activement des modèles bioniques.
Le manipulateur d'un robot industriel effectue les principaux types de travaux. Il
agencé selon le principe des membres arthropodes : il est constitué d'un certain
le nombre d'essieux mobiles reliés entre eux. Comment plus d'essieux, les sujets
conception plus polyvalente du robot. Flexibilité d'emplacement et de connexion
les axes du robot ont été soigneusement réalisés selon un modèle humain (connexion
les articulations). Les axes du manipulateur sont contrôlés par des capteurs.
Ils sont similaires aux organes des sens et réagissent à la lumière, à la position dans l'espace.
La nature garde bien d'autres mystères, l'harmonie de ses créations est toujours
surpris et continuera de surprendre le monde des hommes. Mais la question est : Pouvons-nous
utiliser les "brevets sur la faune" restants ? Vu le rythme,
où les plantes et les animaux disparaissent de la surface de la terre, et les statistiques inexorablement
indique : annuellement - une espèce animale et quotidiennement - une espèce végétale, −
la question est très troublante. Le problème de la bionique est serré ici
entrelacé avec problème environnemental. A cet égard, la conservation des biens rares et

espèces animales et végétales en voie de disparition, en maintenant environnement dans
conditions favorables à la vie de toute vie sur Terre - un élément essentiel
problème et caution la poursuite du développement et l'amélioration de la technologie
urbanisme, architecture, cybernétique, etc. La technologie devrait
approcher les "recettes de la nature" et utiliser directement
méthodes biologiques, car elles sont généralement très économiques, les plus
efficace et sans tracas.