Este imposibil de spus exact când s-a născut știința bionicii, deoarece omenirea s-a inspirat întotdeauna din natură, se știe, de exemplu, că în urmă cu aproximativ 3 mii de ani s-au încercat să copieze creația mătăsii, așa cum fac insectele. Desigur, astfel de încercări nu pot fi numite dezvoltări, doar după ce au apărut tehnologii moderne, persoana s-a prezentat destul de mult oportunitate reală a copia idei naturale, a reproduce artificial în câteva ore tot ce se naște în condiții naturale de ani de zile. De exemplu, oamenii de știință sunt capabili să cultive pietre sintetice care nu sunt inferioare celor naturale în frumusețe și puritate, în special, ca analog cu diamantele.

Cea mai faimoasă întruchipare vizuală a bionicii este Turnul Eiffel din Paris. Această clădire a fost bazată pe studiu femur, care, după cum sa dovedit, era format din oase mici. Ele ajută la distribuirea ideală a greutății, astfel încât capul femural poate rezista la o sarcină mare. Același principiu a fost folosit la crearea Turnului Eiffel.

Poate cel mai faimos bionic „”, care a adus o contribuție uriașă la dezvoltarea sa, este Leonardo da Vinci. De exemplu, a urmărit zborul unei libelule și apoi a încercat să-și transfere mișcările atunci când a creat un avion.

Semnificația bionicii pentru alte domenii științifice

Nu toată lumea acceptă bionica ca știință, considerând-o a fi cunoștințe născute la joncțiunea mai multor discipline, în timp ce conceptul de bionică în sine este larg, acoperă mai multe direcții științifice. În special, acestea sunt inginerie genetică, design, electronică medicală și biologică.

S-ar putea vorbi despre natura sa exclusiv aplicată, dar software-ul modern face posibilă simularea și traducerea în realitate a tot felul de soluții naturale și, prin urmare, studiul și compararea fenomene naturale cu capacităţi umane este din ce în ce mai relevantă. Când creează robotică modernă, inginerii apelează din ce în ce mai mult la oamenii de știință bionici pentru ajutor. La urma urmei, roboții sunt cei care vor face mult mai ușor pentru o persoană în viitor și pentru aceasta trebuie să se poată mișca corect, să gândească, să prezică, să analizeze etc. Așadar, oamenii de știință de la Universitatea Stanford au creat un robot pe baza observațiilor. de gândaci, invenția lor nu este doar agilă și organică, ci și foarte funcțională. În viitorul apropiat, acest robot ar putea deveni asistent indispensabil pentru cei care nu se pot deplasa independent.

Cu ajutorul bionicii, va fi posibilă crearea unor dezvoltări tehnologice colosale în viitor. Acum o persoană va avea nevoie de doar câțiva ani pentru a crea un analog al fenomenelor naturale, în timp ce natura însăși va petrece milenii pentru asta.

Cele mai perfecte forme, atât din punct de vedere al frumuseții, cât și din punct de vedere al organizării și funcționării, sunt create de natura însăși și dezvoltate în procesul de evoluție. Multă vreme, omenirea a împrumutat structuri, elemente, construcții de la natură pentru a-și rezolva problemele tehnologice. În prezent, civilizația tehnogenă cucerește din ce în ce mai multe teritorii din natură, formele dreptunghiulare, oțelul, sticla și betonul domină în jur, iar noi trăim în așa-numita junglă urbană.

Și în fiecare an, nevoia umană pentru un mediu natural armonios plin de aer, verdeață și elemente naturale devine din ce în ce mai tangibilă. Prin urmare, subiectele de mediu devin din ce în ce mai relevante în urbanism și. În acest articol, ne vom familiariza cu exemple de bionică - un interesant direcție modernăîn arhitectură și design interior.

Exemple de bionică în arhitectură. Abordare științifică și artistică

Bionica este o direcție, în primul rând, științifică și apoi creativă. Când se aplică arhitecturii, înseamnă utilizarea principiilor și metodelor de organizare a organismelor vii și a formelor create de organismele vii în proiectarea și construcția clădirilor. Primul arhitect care a lucrat în stil bionic a fost A. Gaudí. Lucrările sale celebre sunt încă admirate de lume (Casa Batlló, Casa Mila, Sagrada Familia, Park Güell etc.).

Casa lui Mila Antoni Gaudí din Barcelona
Opera Națională din Beijing

Bionica modernă se bazează bazată pe noi metode folosind modelarea matematică și o gamă largă de software pentru calcul și vizualizare 3D. Sarcina sa principală este de a studia legile de formare a țesuturilor organismelor vii, structura lor, proprietăți fizice, caracteristici de proiectare pentru a traduce aceste cunoștințe în arhitectură. Sistemele vii sunt un exemplu de structuri care funcționează pe baza principiilor asigurării fiabilității optime, formând o formă optimă economisind în același timp energie și materiale. Aceste principii formează baza bionicii. Pe site sunt prezentate exemple celebre de bionică.

Opera din Sydney
Complex de înot din Beijing

Iată câteva dintre cele mai mari structuri bionice din lume:

• Turnul Eiffel din Paris (imită forma tibiei)
• Stadionul cuib de rândunică din Beijing (exterior structura metalica repetă forma unui cuib de pasăre)
• Zgârie-nori Aqua din Chicago (în exterior seamănă cu un curent de apă care căde, forma clădirii seamănă și cu o structură pliată de depozite de calcar de-a lungul țărmurilor Marilor Lacuri)
• Clădire rezidențială „Nautilus” sau „Shell” în Naucalpan (designul său este preluat dintr-o structură naturală - o coajă de scoici)
• Opera din Sydney (imită petalele de lotus deschise pe apă)
• Complex de înot din Beijing (designul fațadei constă din „bule de apă”, se repetă rețea cristalină, vă permite să acumulați energie solară utilizată pentru nevoile clădirii)
• Opera Națională din Beijing (imită o picătură de apă)

Bionica include, de asemenea, crearea de noi materiale pentru construcție, a căror structură este sugerată de legile naturii. Până în prezent, există deja multe exemple de bionică, fiecare dintre ele distingându-se prin puterea uimitoare a structurii sale. Astfel, puteți obține noi oportunități suplimentare pentru construcția de structuri de diferite dimensiuni.

Sculpture Cloud Gate din Chicago
Exemple de bionică în design interior

Caracteristici ale designului interior în stilul bionicului cu exemple

Stilul bionic a ajuns și în designul interior: atât în ​​spațiile rezidențiale, cât și în spațiile din sectorul serviciilor, în scopuri sociale și culturale. Exemple de bionică pot fi văzute în parcuri moderne, biblioteci, centre comerciale, restaurante, centre expoziționale etc. Ce este caracteristic pentru asta stil la modă? Care sunt caracteristicile sale? Ca și în cazul arhitecturii, bionica interioară folosește forme naturale în organizarea spațiului, în amenajarea spațiului, în proiectarea mobilierului și accesoriilor, în decor.

Designerii își trag ideile din structuri familiare ale faunei sălbatice:

• Ceara și fagurii sunt baza pentru crearea de modele neobișnuite în interior: pereți și pereți despărțitori, elemente de mobilier, decor, perete și panouri de tavan, deschideri ale ferestrelor etc.
• Pânza este un material plasă neobișnuit de ușor și economic. Este adesea folosit ca bază în proiectarea pereților despărțitori, în proiectarea mobilierului și a corpurilor de iluminat, a hamacelor.
• în aer liber sau scarile interioare poate fi realizat sub formă de spirală sau structuri neobișnuite create din materiale naturale combinate, repetând formele naturale netede. În proiectarea scărilor, artiștii bionici pornesc cel mai adesea de la forme de plante.
• Ochelarii colorați sunt, de asemenea, folosiți în exemplele bionice pentru a crea un iluminat interesant.
• ÎN Case din lemn trunchiurile de copaci pot fi folosite ca coloane portante. În general, lemnul este unul dintre cele mai comune materiale de interior în stilul bionic. Se mai foloseste si lana, piele, in, bambus, bumbac etc.
• Suprafețele în oglindă și lucioase sunt preluate de pe suprafața apei și se potrivesc armonios.
• O soluție excelentă este utilizarea perforației pentru a reduce greutatea structurilor individuale. Structurile osoase poroase sunt adesea folosite pentru a crea mobilier interesant economisind în același timp material, creând iluzia de aerisire și ușurință.

Lămpile repetă și structurile biologice. Lămpile care imită o cascadă, copaci și flori luminoase, nori, corpuri cerești, viața marină etc. arată frumos și original. Exemplele de bionică folosesc adesea materiale naturale care sunt prietenoase cu mediul. Trasaturi caracteristice această direcție sunt linii netede, culori naturale. Aceasta este o încercare de a crea o atmosferă apropiată de natură, fără a desființa facilitățile pe care omul le-a dobândit odată cu dezvoltarea tehnologiei. Electronicele se potrivesc în design astfel încât să nu fie vizibile.

Zgârie-nori Aqua din Chicago este un exemplu de bionică în designul interior al Stadionului Cuibul rândunicii din Beijing

Exemple de bionică în interior includ acvarii, modele interesante neobișnuite și forme unice care, ca în natură, nu se repetă. Putem spune că în bionică nu există limite clare și zonarea spațiului, unele camere „curg” lin în altele. Elementele naturale nu vor fi neapărat aplicabile întregului interior. În prezent, proiectele cu elemente individuale de bionică sunt foarte frecvente - mobilier care repetă structura corpului, structura plantelor și alte elemente ale vieții sălbatice, inserții organice, decor realizat din materiale naturale.

Trebuie remarcat faptul că caracteristica cheie a bionicii în arhitectură și design interior este imitarea formelor naturale, ținând cont de cunoștințele științifice despre acestea. Crearea unui mediu de viață sigur din punct de vedere ecologic, favorabil pentru oameni, folosind noile tehnologii eficiente din punct de vedere energetic, poate fi o direcție ideală pentru dezvoltarea urbană. Prin urmare, bionica este o nouă direcție care se dezvoltă rapid, care captează mințile arhitecților și designerilor.

Stulnikov Maxim

Lucrări de cercetare pe tema „Bionica – știință cele mai mari oportunități"

Descarca:

Previzualizare:

Conferință științifică - practică regională

în cadrul forumului regional pentru tineret

„Viitorul suntem noi!”

Direcția de științe naturale (fizică, biologie)

Lucrări de cercetare pe această temă

„Bionica este știința celor mai mari posibilități”

MBOU "OOSH No. 7", Petrovsk, Regiunea Saratov

Lideri:

Filyanina Olga Alexandrovna,

Profesor de chimie și biologie

Gerasimova Natalya Anatolyevna,

Profesor de matematica si fizica,

Petrovsk

aprilie 2014

1. Introducere pagina 3-4
2. De la antichitate la modernitate. pp. 5-6
3. Secțiuni de bionică:

3.1. bionica arhitecturii si constructiilor; pp. 6-8

3.2. biomecanică; pp.8-12

3.3. neurobionica. pp.13-14

4. Lucruri mărunte, „peeped din natură”. pp. 14-15

5. Concluzie pagina 16

6. Literatură și resurse de internet utilizate. pagina 16

pasăre -

actual

Conform legii matematice

instrument,

Fă care

în puterea omului...

Leonardo da Vinci.

Ți-ar plăcea să sari peste mașini dintr-un singur salt, să te miști ca Spider-Man, să observi inamicii de la o distanță de câțiva kilometri și să îndoiești grinzile de oțel cu mâinile? Trebuie să presupunem că da, dar, din păcate, acest lucru este nerealist. Atâta timp cât este nerealist...

Omul, din momentul în care a fost creată lumea, a fost interesat de multe lucruri: de ce apa este umedă, de ce ziua urmează noaptea, de ce simțim aroma florilor etc. În mod firesc, omul a încercat să găsească o explicație pentru asta. Dar cu cât a învățat mai mult, cu atât au apărut în el mai multe întrebări: poate o persoană să zboare ca o pasăre, să înoate ca un pește, cum „învață” animalele despre apropierea unei furtuni, despre un cutremur iminent, despre o erupție vulcanică iminentă, este posibil să creăm o minte artificială?

Există o mulțime de întrebări „de ce”, adesea aceste întrebări nu au fost interpretate științific, dând naștere la ficțiuni, superstiții. Pentru a face acest lucru, trebuie să aveți cunoștințe bune în multe domenii: în fizică și chimie, astronomie și biologie, geografie și ecologie, în matematică și tehnologie, în medicină și spațiu.

Există o știință care să unească totul în sine, să poată combina incompatibilul? Se pare - există!

Articol cercetarea mea - știința bionicii - " BIOLOGIE” și „Tehnologie NIKA”.

Scopul lucrării de cercetare:necesitatea apariției științei bionicii, posibilitățile și limitele de aplicabilitate ale acesteia.

Pentru a face acest lucru, puteți pune o serie sarcini:

1. Află ce este „bionica”.

2. Să urmărească istoria dezvoltării științei „Bioniciei”: din antichitate până în prezent și relația acesteia cu alte științe.

3. Selectați secțiunile principale ale bionică.

4. Pentru ce trebuie să mulțumești naturii: posibilități deschise și misterele bionicii.

Metode de cercetare:

Teoretic:

- studiu articole științifice, literatură pe această temă.

Practic:

Observare;

Generalizare.

Semnificație practică.

Cred că munca mea va fi utilă și interesantă pentru o gamă largă atât de studenți, cât și de profesori, deoarece toți trăim în natură conform legilor pe care le-a creat. O persoană trebuie doar să stăpânească cu pricepere cunoștințele pentru a întruchipa toate indiciile naturii în tehnologie și pentru a-i dezvălui secretele.

De la antichitate la modernitate

Bionica, o știință aplicată care studiază posibilitatea combinării organismelor vii și a dispozitivelor tehnice, se dezvoltă astăzi într-un ritm foarte rapid.

Dorința de a avea abilități care le depășesc pe cele pe care natura ni le-a dat sta adânc în interiorul fiecărei persoane - acest lucru va fi confirmat de orice antrenor de fitness sau chirurg plastic. Corpurile noastre sunt incredibil de adaptabile, dar există lucruri pe care nu le pot. De exemplu, nu știm să vorbim cu cei care nu sunt la îndemână, nu suntem capabili să zburăm. De aceea avem nevoie de telefoane și avioane. Pentru a compensa imperfecțiunea lor, oamenii au folosit de mult timp diverse dispozitive „externe”, dar odată cu dezvoltarea științei, instrumentele au scăzut treptat și au devenit mai aproape de noi.

În plus, toată lumea știe că dacă se întâmplă ceva cu corpul său, medicii vor efectua „reparații” folosind cele mai moderne tehnologii medicale.

Dacă punem împreună aceste două concepte simple, ne putem face o idee despre următorul pas în evoluția umană. În viitor, medicii nu vor putea doar să restaureze organismele „deteriorate” sau „eșuate”, ci vor începe să îmbunătățească în mod activ oamenii, să-i facă mai puternici și mai rapid decât ar putea natura. Aceasta este esența bionicii, iar astăzi suntem în pragul apariției unui nou tip de om. Poate unul dintre noi va fi...

Progenitorul bionicii este Leonardo da Vinci. Desenele și diagramele sale de aeronave se bazau pe structura aripii unei păsări. În timpul nostru, conform desenelor lui Leonardo da Vinci, modelarea a fost efectuată în mod repetat. ornitopter (din greacă órnis, genul órnithos - pasăre și pterón - aripă), mahlet , o aeronavă mai grea decât aerul cu aripi care bat). Printre ființele vii, de exemplu, păsările folosesc mișcările bate ale aripilor pentru zbor.

Dintre oamenii de știință moderni, se poate numi numele lui Osip M. R. Delgado.

Cu ajutorul dispozitivelor sale electronice radio, a studiat caracteristicile neurologice și fizice ale animalelor. Și pe baza lor, a încercat să dezvolte algoritmi pentru controlul organismelor vii.

Bionica (din grecescul Biōn - element al vieții, literalmente - vie), o știință care se învecinează între biologie și tehnologie, rezolvând probleme de inginerie bazate pe modelarea structurii și vieții organismelor. Bionica este strâns legată de biologie, fizică, chimie, cibernetică și științe inginerești - electronică, navigație, comunicații, afaceri maritime etc. / TSB.1978 /

Anul formal de naștere al bionicii este considerat a fi 1960 Oamenii de știință bionici au ales ca emblemă un bisturiu și un fier de lipit, legate printr-un semn integral, iar motto-ul lor este „Prototipurile vii sunt cheia noii tehnologii».

Multe modele bionice, înainte de a primi o întruchipare tehnică, își încep viața pe un computer, unde program de calculator- model bionic.

Astăzi, bionica are mai multe direcții.

Secțiuni de bionică

1. Bionica arhitecturii și a construcțiilor.

Un exemplu izbitor de bionică arhitecturală și de construcții este un completanalogie a structurii tulpinilor de cerealeși clădiri moderne înalte. tulpini plante de cereale capabil să reziste la sarcini grele și, în același timp, să nu se rupă sub greutatea inflorescenței. Dacă vântul le îndoaie spre pământ, își restabilesc rapid poziția verticală. Care este secretul? Se dovedește că structura lor este similară cu designul unui bloc modernțevi de fabrică - una dintre cele mai recente realizări ale gândirii inginerești.

Faimoșii arhitecți spanioli M.R. Servera și H. Ploz, adepți activi ai bionicii, au început cercetările privind „structurile dinamice” în 1985, iar în 1991 au organizat „Societatea pentru sprijinirea inovațiilor în arhitectură”. Un grup sub conducerea lor, care includea arhitecți, ingineri, designeri, biologi și psihologi, a dezvoltat proiectul "Oraș turn bionic vertical". În 15 ani, un oraș-turn ar trebui să apară în Shanghai (conform oamenilor de știință, în 20 de ani populația din Shanghai poate ajunge la 30 de milioane de oameni). Orașul turn este proiectat pentru 100 de mii de oameni, proiectul se bazează pe „principiul construcției unui copac”.

Orașul-turn va lua forma chiparos 1128 m înălțime cu circumferința la bază de 133 pe 100 m, iar în punctul cel mai lat 166 pe 133 m. Turnul va avea 300 de etaje, urmând să fie amplasate în 12 blocuri verticale de 80 de etaje.

Cu ocazia împlinirii a 100 de ani de la Revoluția Franceză, la Paris a fost organizată o expoziție mondială. Pe teritoriul acestei expoziții s-a planificat ridicarea unui turn care să simbolizeze atât măreția Revoluției Franceze, cât și cele mai recente realizări ale tehnologiei. La concurs au fost depuse peste 700 de proiecte, proiectul inginerului de pod Alexander Gustave Eiffel a fost recunoscut drept cel mai bun. La sfârșitul secolului al XIX-lea, turnul, numit după creatorul său, a lovit întreaga lume cu ajurat și frumusețe. Turnul de 300 de metri a devenit un fel de simbol al Parisului. Au existat zvonuri că turnul a fost construit după desenele unui om de știință arab necunoscut. Și abia după mai bine de jumătate de secol, biologii și inginerii au făcut o descoperire neașteptată: designul turnul Eiffel repetă exact structura unui mare tibiei care suportă cu ușurință greutatea corpului uman. Chiar și unghiurile dintre suprafețele de rulment se potrivesc. Acesta este un alt exemplu grozav de bionică în acțiune.

În bionica arhitecturii și a clădirilor, se acordă multă atenție noilor tehnologii de construcție. De exemplu, în dezvoltarea tehnologiilor de construcție eficiente și fără deșeuri direcție promițătoare este creațiastructuri stratificate. Ideea a fost împrumutată de lamoluște de adâncime. Cojile lor puternice, cum ar fi cele ale abalone-ului răspândit, constau din plăci alternante tari și moi. Când o placă tare se crăpă, deformația este absorbită de stratul moale și fisura nu merge mai departe. Această tehnologie poate fi folosită și pentru acoperirea mașinilor.

2. Biomecanica

localizatori de natură. Barometre și seismografe vii.

Cea mai avansată cercetare în bionică este dezvoltarea mijloacelor biologice de detectare, navigare și orientare; un complex de studii legate de modelarea funcțiilor și structurilor creierului animalelor superioare și oamenilor; crearea de sisteme de control bioelectric și cercetarea problemei „om-mașină”. Aceste zone sunt strâns legate între ele. De ce, cu nivelul actual de dezvoltare tehnologică, natura este atât de înaintea omului?

Se știe de mult că păsările, peștii și insectele reacționează foarte sensibil și precis la schimbările vremii. Zborul scăzut al rândunelelor prevestește o furtună. Pescarii învață din acumularea de meduze în apropierea țărmului că pot merge la pescuit, marea va fi calmă.

Animale - "biosinoptice"înzestrate în mod natural cu „dispozitive” super-sensibile unice. Sarcina bionicii nu este doar de a găsi aceste mecanisme, ci și de a înțelege acțiunea lor și de a o recrea în circuite electronice, dispozitive, structuri.

Studiul sistemului complex de navigație al peștilor și păsărilor, care acoperă mii de kilometri în timpul migrației și se întorc în mod inconfundabil la locurile lor pentru a depune icre, a ierna, a crește puii, contribuie la dezvoltarea unor sisteme extrem de sensibile pentru urmărirea, indicarea și recunoașterea obiectelor.

Multe organisme vii au astfel de sisteme de analiză pe care oamenii nu le au. De exemplu, la lăcustele de pe al 12-lea segment al antenei există un tubercul care percepe Radiatii infrarosii. Rechinii și razele au canale pe cap și în partea din față a corpului care percep schimbări de temperatură de 0,10 C. Melcii, furnicile și termitele au un dispozitiv care percepe radiațiile radioactive. Mulți răspund la schimbare camp magnetic(mai ales păsări și insecte care fac migrații pe distanțe lungi). Bufnițele, liliecii, delfinii, balenele și majoritatea insectelor percep vibrații în infraroșu și ultrasunete. Ochii unei albine reacționează la lumina ultravioletă, un gândac la infraroșu.

Organul sensibil la temperatură al șarpelui cu clopoței distinge schimbările de temperatură de 0,0010 C; organul electric al peștilor (raze, anghile electrice) percepe potențiale de 0,01 microvolți, ochii multor animale nocturne reacționează la cuante de lumină unice, peștii simt o modificare a concentrației unei substanțe în apă de 1 mg/m3 (= 1 μg / l).

Există mult mai multe sisteme de orientare în spațiu, al căror dispozitiv încă nu a fost studiat: albinele și viespile sunt bine orientate de soare, fluturii masculi (de exemplu, ochiul nocturn de păun, capul mort de șoim etc.) caută o femela la o distanta de 10 km. Țestoasele marine și mulți pești (anghile, sturioni, somon) înoată la câteva mii de kilometri de țărmurile lor natale și se întorc fără greșeală să depună ouă și să depună icre în același loc în care și-au început călătoria vieții. Se presupune că au două sisteme de orientare - la distanță, după stele și soare, și aproape - după miros (chimia apelor de coastă).

Liliecii tind să fie mici și, să fim sinceri, pentru mulți dintre noi, creaturi neplăcute și chiar respingătoare. Dar s-a întâmplat să-i tratăm cu prejudecăți, pe baza cărora, de regulă, se află diversele legende și credințe care s-au dezvoltat chiar și atunci când oamenii credeau în spirite și spirite rele.

Liliacul este un obiect unic pentru oamenii de știință din bioacustică. Ea este complet liberă să navigheze în întuneric complet, fără să se lovească de obstacole. Mai mult, având o vedere slabă, un liliac în zbor detectează și prinde insecte mici, deosebește un țânțar zburător de un moș care se repezi în vânt, o insectă comestibilă de o gărgăriță fără gust.

Pentru prima dată această abilitate neobișnuită lilieci a devenit interesat în 1793, savantul italian Lazzaro Spallanzani. Inițial, a încercat să afle cum diferite animale își găsesc drumul în întuneric. A reușit să stabilească: bufnițele și alte creaturi nocturne văd bine în întuneric. Adevărat, în întuneric complet, ei, după cum sa dovedit, devin neputincioși. Dar când a început să experimenteze cu lilieci, a descoperit că un astfel de întuneric complet nu era o piedică pentru ei. Apoi Spallanzani a mers mai departe: pur și simplu a lipsit de vederea mai multor lilieci. Si ce? Acest lucru nu a schimbat nimic în comportamentul lor, erau la fel de excelenți la vânătoare de insecte ca și cei văzători. Spallanzani a fost convins de acest lucru când a deschis stomacul șoarecilor experimentali.

Interesul pentru mister a crescut. Mai ales după ce Spallanzani a făcut cunoștință cu experimentele biologului elvețian Charles Jurin, care în 1799 a ajuns la concluzia că liliecii se pot descurca fără vedere, dar orice leziune gravă a auzului este fatală pentru ei. De îndată ce și-au astupat urechile cu tuburi speciale de cupru, au început să se poticnească orbește și aleatoriu de toate obstacolele care se ivesc în calea lor. Împreună cu aceasta, o serie de experimente diferite au arătat că tulburările în activitatea organelor de vedere, atingere, miros și gust nu au niciun efect asupra zborului liliecilor.

Experimentele lui Spallanzani au fost, fără îndoială, impresionante, dar au fost în mod clar înaintea timpului lor. Spallanzani nu a putut răspunde la întrebarea principală și destul de corectă din punct de vedere științific: dacă nu auzul sau vederea, atunci ce îi ajută, în acest caz, pe liliecii să navigheze atât de bine în spațiu?

La acea vreme nu știau nimic despre ultrasunete sau că animalele ar putea avea alte organe (sisteme) de percepție, și nu doar urechi și ochi. Apropo, în acest spirit au încercat să explice unele dintre experimentele științifice ale lui Spallanzani: se spune că liliecii au cel mai fin simț al atingerii, ale cărui organe sunt situate, cel mai probabil, în membranele aripilor lor. .

Treaba s-a încheiat cu faptul că experimentele lui Spallanzani au fost uitate multă vreme. Numai în vremea noastră, mai bine de o sută de ani mai târziu, așa-numita „problemă spallanza liliecilor”, așa cum au numit-o înșiși oamenii de știință, a fost rezolvată. Acest lucru a devenit posibil datorită apariției unor noi instrumente de cercetare bazate pe electronică.

G. Pierce, un fizician de la Universitatea Harvard, a reușit să descopere că liliecii emit sunete care se află dincolo de pragul audibilității urechii umane.

Elemente de aerodinamică.

Fondatorul aerodinamicii moderne, N. E. Jukovsky, a studiat cu atenție mecanismul de zbor al păsărilor și condițiile care le permit să se înalțe în aer. Pe baza studiului zborului păsărilor a apărut aviația.

Insectele au un avion și mai perfect în viața sălbatică. În ceea ce privește economia de zbor, viteza relativă și manevrabilitatea, nu au egal la fauna sălbatică. Ideea creării unei aeronave, care să se bazeze pe principiul zborului insectelor, așteaptă aprobarea acesteia. Pentru a preveni vibrațiile dăunătoare în zbor, insectele care zboară rapid au îngroșări chitinoase la capetele aripilor. Acum, designerii de aeronave folosesc dispozitive similare pentru aripile aeronavelor, eliminând astfel pericolul vibrațiilor.

Propulsie cu reacție.

Propulsia cu reacție folosită în avioane, rachete și proiectile spațiale este, de asemenea, caracteristică cefalopodelor - caracatițe, calmari, sepie. De cel mai mare interes pentru tehnologie este propulsia cu jet de calmar. În esență, calmarul are două mișcări fundamental diferite. Când se mișcă încet, folosește o aripioară mare în formă de diamant, îndoită periodic. Pentru o aruncare rapidă, animalul folosește o propulsie cu reacție. Țesut muscular - mantaua înconjoară corpul moluștei din toate părțile, volumul său este aproape jumătate din volumul corpului său. În metoda de înot cu jet, animalul aspiră apă în cavitatea mantalei prin golul mantalei. Mișcarea calmarului este creată prin ejectarea unui jet de apă printr-o duză îngustă (pâlnie). Această duză este echipată cu o supapă specială, iar mușchii o pot întoarce, schimbând astfel direcția de mișcare. Propulsorul de calmar este foarte economic, datorită căruia poate atinge viteze de 70 km/h, unii cercetători cred că chiar și până la 150 km/h.

Hidroplan forma corpului este asemănătoare unui delfin. Planorul este frumos și călărește repede, având ocazia, în mod firesc, ca un delfin, să se joace în valuri, fluturându-și înotătoarea. Corpul este realizat din policarbonat. Motorul este insa foarte puternic. Primul astfel de delfin a fost construit de Innespace în 2001.

În timpul Primului Război Mondial, flota engleză a suferit pierderi uriașe din cauza submarinelor germane. A fost necesar să învățăm cum să le detectăm și să le urmărim. În acest scop, au fost create dispozitive speciale. hidrofoane. Aceste dispozitive trebuiau să găsească submarinele inamice prin zgomotul elicelor. Au fost instalate pe nave, dar pe parcursul navei, mișcarea apei la orificiul de recepție al hidrofonului a creat zgomot care a înecat zgomotul submarinului. Fizicianul Robert Wood a sugerat că inginerii învață de la foci, care aud bine atunci când se deplasează în apă. Ca urmare, orificiul de recepție al hidrofonului a primit forma auriculare a unui sigiliu, iar hidrofoanele au început să „audă” chiar și la la viteză maximă navă.

3. Neurobionica.

Ce băiat nu i-ar plăcea să joace roboți sau să se uite la un film despre Terminator sau Rassomaha. Cei mai dedicați bionici sunt inginerii care proiectează roboții. Există un punct de vedere că în viitor roboții vor putea funcționa eficient doar dacă se aseamănă cât mai mult cu oamenii. Dezvoltatorii - bionica pornesc de la faptul că roboții vor trebui să funcționeze în condiții urbane și casnice, adică într-un mediu „uman” cu scări, uși și alte obstacole de o anumită dimensiune. Prin urmare, trebuie să corespundă cel puțin unei persoane ca mărime și din punct de vedere al principiilor de mișcare. Cu alte cuvinte, robotul trebuie să aibă picioare, iar roțile, omizile etc. nu sunt deloc potrivite pentru oraș. Și de la cine să copiem designul picioarelor, dacă nu de la animale? Un robot miniatural (hexapod) cu șase picioare, de aproximativ 17 cm lungime, de la Universitatea Stanford, rulează deja cu o viteză de 55 cm/sec.

A fost creată o inimă artificială materiale biologice. Nou descoperire științifică ar putea pune capăt penuriei de organe.

Un grup de cercetători de la Universitatea din Minnesota încearcă să creeze o bază fundamentală metoda noua tratamentul a 22 de milioane de oameni - atât de mulți oameni din lume trăiesc cu inima bolnavă. Oamenii de știință au reușit să îndepărteze celulele musculare din inimă, păstrând doar cadrul valvelor cardiace și vaselor de sânge. Celule noi au fost transplantate în această schelă.

Sărbătoarea bionicii - braț artificial. Oamenii de știință de la Institutul de Reabilitare din Chicago au reușit să creeze o proteză bionică care permite pacientului nu doar să controleze mâna cu ajutorul gândurilor, ci și să recunoască unele senzații. Proprietarul brațului bionic a fost Claudia Mitchell, care a servit anterior în Marina SUA. În 2005, Mitchell a fost rănit într-un accident. Chirurgii au fost nevoiți să amputeze mâna stângă Mitchell este până la umăr. Drept urmare, nervii care puteau fi folosiți ulterior pentru controlul protezei au rămas fără folosință.

Lucruri mărunte „să privesc din natură”

Celebrul împrumut a fost făcut de inginerul elvețian George de
Mestral în 1955. Mergea adesea cu câinele său și observa că unele plante de neînțeles se lipesc constant de blana ei. După ce a investigat fenomenul, de Mestral a stabilit că este posibil datorită cârligelor mici de pe fructele de brusture (brusture). Drept urmare, inginerul și-a dat seama de importanța descoperirii sale și opt ani mai târziu a brevetat un Velcro convenabil.

Venturile au fost inventate în timp ce studiau caracatițele.

Producătorii de băuturi răcoritoare caută în mod constant noi modalități de a-și împacheta produsele. În același timp, un măr obișnuit a rezolvat această problemă cu mult timp în urmă. Un măr este 97% apă, ambalat nu în cutie de lemn, ci într-o coajă comestibilă suficient de apetisantă pentru a atrage animalele care mănâncă fructele și răspândesc boabele.

Fire de păianjen - o creație uimitoare a naturii, a atras atenția inginerilor. Web-ul a fost prototipul designului podului pe lung cabluri flexibile, punând astfel bazele pentru construcția de poduri suspendate frumoase și durabile.

Acum dezvoltat tip nou arme capabile să inducă trupele inamice într-o stare de șoc folosind ultrasunete. Acest principiu de influență a fost împrumutat de la tigri. Vuietul unui prădător conține frecvențe ultra-joase, care, deși nu sunt percepute de o persoană ca un sunet, au un efect paralizant asupra sa.

Acul scarificator, folosit pentru prelevarea de sânge, proiectat conform principiului, repetă complet structura dintelui incisiv băţ, a cărei mușcătură este nedureroasă și este însoțită de sângerare abundentă.

Seringa cu piston, cunoscută nouă, imită un aparat de aspirare a sângelui - un țânțar și un purice, cu mușcătura cărora fiecare persoană este familiară.

„Parașutele” pufoase încetinesc căderea semințelor de păpădie la pământ, la fel cum o parașută încetinește căderea unei persoane.

Concluzie.

Potențialul bionicii este cu adevărat nelimitat...

Omenirea încearcă să se uite îndeaproape la metodele naturii, astfel încât mai târziu să fie rezonabil să le folosească în tehnologie. Natura este ca un birou uriaș de inginerie, care este întotdeauna gata ieșire din dreapta din orice situatie. Omul modern nu ar trebui să distrugă natura, ci să o ia ca model. Cu o varietate de floră și faună, natura poate ajuta o persoană să găsească soluția tehnică potrivită pentru probleme complexe și o cale de ieșire din orice situație.

A fost foarte interesant pentru mine să lucrez la acest subiect. În viitor, voi continua să lucrez la studiul realizărilor bionicei.

NATURA CA STANDARD - SI EXISTA BIONICA!

Literatură:

1. Bionica. V. Martek, ed - în: Mir, 1967

2. Ce este bionica. Seria „Biblioteca Populară”. Astashenkov P.T. M., Editura Militară, 1963

3.Bionica arhitecturala Yu.S. Lebedev, V.I. Rabinovici și alții, Moscova, Stroyizdat, 1990. 4.

Resurse de internet utilizate

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

Bio-nika.narod.ru

www.computerra.ru/xterra

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

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

Bionica este o știință care studiază fauna sălbatică pentru a folosi cunoștințele dobândite în activitati practice persoană. Probleme de bionică: studiul modelelor de structură și funcție a părților individuale ale organismelor vii ( sistem nervos, analizoare, aripi, piele) pentru a crea pe această bază un nou tip calculatoare, locatoare, avioane, aparate de înot etc.; studiul bioenergeticii pentru a crea motoare economice ca un mușchi; studiul proceselor de biosinteză a substanțelor cu scopul dezvoltării ramurilor corespunzătoare ale chimiei. Bionica este strâns legată de disciplinele tehnice (electronică, comunicații, afaceri maritime etc.) și științe naturale (medicină), precum și cu cibernetica (vezi).

Bionica (în engleză bionics, de la bion - o ființă vie, organism; greacă Bioo - eu trăiesc) este o știință care studiază fauna sălbatică pentru a utiliza cunoștințele dobândite în activitățile umane practice.

Termenul de bionică a apărut pentru prima dată în 1960, când experți din diverse domenii s-au adunat la un simpozion din Daytona (SUA) au prezentat sloganul: „Prototipurile vii sunt cheia noii tehnologii”. Bionica era un fel de punte care lega biologia cu matematica, fizica, chimia si tehnologia. Unul dintre cele mai importante scopuri ale bionicii este de a stabili analogii între fizico-chimic și procesele informaţionaleîntâlnite în tehnologie și procesele corespunzătoare în viața sălbatică. Un specialist bionic este atras de întreaga varietate de „idei tehnice” dezvoltate de natura vie de-a lungul multor milioane de ani de evoluție. Un loc aparte printre sarcinile bionicii îl ocupă dezvoltarea și proiectarea sistemelor de control și comunicare bazate pe utilizarea cunoștințelor din biologie. Aceasta este bionica în sensul restrâns al cuvântului. Bionica este importantă pentru cibernetică, electronică radio, aeronautică, biologie, medicină, chimie, știința materialelor, construcții și arhitectură etc. Sarcinile bionicii includ și dezvoltarea metodelor biologice de minerit, tehnologii pentru producerea de substanțe complexe. Chimie organica, materiale de construcție și acoperiri care utilizează Natura vie. Bionica învață arta copierii raționale a vieții sălbatice, cercetare specificații utilizarea adecvată a obiectelor, proceselor și fenomenelor biologice.

Una dintre modalitățile posibile aici este modelarea funcțională (matematică sau software), care constă în studierea diagramei bloc a procesului, a funcțiilor obiectului, a caracteristicilor numerice ale acestor funcții, a scopului lor și a modificărilor în timp. Această abordare face posibilă studierea procesului de interes prin mijloace matematice și realizarea implementării tehnice a modelului atunci când, în principiu, eficiența acestuia a fost stabilită și rămâne de verificat posibilitățile economice, energetice și de altă natură de a construi astfel de modele. un model folosind mijloacele tehnice disponibile. Există o altă modalitate - modelarea fizico-chimică, atunci când un specialist în domeniul bionicii studiază procesele biochimice și biofizice pentru a studia principiile de transformare (inclusiv descompunerea și sinteza) substanțelor care apar într-un organism viu. Această cale se învecinează mai ales cu problemele chimice și tehnologice și deschide noi oportunități în dezvoltarea chimiei energetice și a polimerilor. A treia abordare dezvoltată de bionică este utilizarea directă a sistemelor vii și mecanisme biologiceîn sistemele tehnice. Această abordare este de obicei numită metoda de modelare inversă, deoarece în acest caz un specialist bionic caută posibilitățile și condițiile de adaptare a sistemelor vii pentru a rezolva probleme pur inginerești, cu alte cuvinte, încearcă să simuleze un dispozitiv sau un proces tehnic pe un obiect biologic. A apărut ca răspuns la cerințele practicii, bionica a servit drept început de cercetare bazată pe aplicarea cunoștințelor biologice în toate domeniile tehnologiei. Principalul său rezultat este stabilirea primelor căi pentru o dezvoltare tehnică tot mai mare a biologiei.

Se spune că o dată la un secol se naște un geniu pe Pământ. Era un geniu
Leonardo da Vinci. Cel mai mare artist, sculptor, matematician, inginer și
anatomistul Leonardo da Vinci a căutat să găsească adevărul, să-l cunoască și să-l descrie.
„Am luat natura drept mentor – profesorul tuturor profesorilor”
De ce acest mare om de știință a luat natura drept profesor?
Viața în forma sa cea mai primitivă a apărut pe Pământ aproximativ 2 miliarde de ani
înapoi. Prin urmare, selecția naturală nemiloasă a durat milioane de secole
care a supraviețuit celor mai puternice și perfecte. Împrumută ce este mai bun de la
natura să împuternicească omul mai întâi și propus de Leonardo
da Vinci. În 1485, a creat o mașină zburătoare mecanică -
ornitoptel, al cărui principiu l-a copiat de la păsări. Și chiar și atunci
omul nu a reușit să învețe să zboare, dar asta a marcat începutul noua stiinta –
bionica. Bionica este o simbioză între biologie și tehnologie.
Dacă istoria Pământului - 4,5 miliarde de ani - este prezentată ca o zi, atunci
se dovedește că o persoană rezonabilă a apărut pe planetă în urmă cu mai puțin de un minut.
Au trecut literalmente fracțiuni de secundă și el și-a imaginat deja un creator și poate deja
nu creați mai rău decât natura. Până de curând, a inventat ceva nou, o persoană nu a făcut-o
M-am gândit că există deja. Trebuie doar să vezi și să aplici. 99%
descoperiri științifice pe care omul a spionat natura. Tot ce ne înconjoară are
omologul său natural.
Bi nick
oo
(din altă greacă βίον - viu) -
ştiinţă aplicată a
aplicare în dispozitive tehniceși sisteme de principii de organizare,

proprietăți, funcții și structuri ale naturii vii. Mai simplu spus, bionica este
combinație de biologie și tehnologie. Data nașterii Bionics: 13 septembrie 1960
al anului. Bionica are un simbol: un bisturiu încrucișat, un fier de lipit și un semn integral.
Această uniune a biologiei, ingineriei și matematicii ne permite să sperăm că știința
bionica va pătrunde acolo unde nimeni nu a pătruns încă și va vedea ceea ce nu a fost văzut
nimeni încă.
1.
Biologie și tehnologie.

Omul a visat întotdeauna să cucerească cerul. Dar era disponibil doar
păsări. Și păsările au fost cele care le-au dat oamenilor ideea de zbor. Visele de zbor și lor
implementarea efectivă este un lucru foarte diferit. Și în ciuda ideilor îndrăznețe, așa
ca și Leonardo da Vinci, omenirea ar fi rămas înlănțuită timp de multe secole
la pamant. Studiul păsărilor, structura aripilor și cozii lor, a condus la faptul că
omul a inventat avionul.
MercedesBenz Corporation a dezvoltat un vehicul bionic
remediu copiat dintr-un corp de pește tropical. În ciuda acesteia
în formă de valiză, mașina are o rezistență extrem de scăzută la aer.
Structura ochiului uman a pus bazele obiectivului fotografic, structura
inflorescențe de floarea soarelui - panouri solare. Îndepărtând inflorescențele de brusture și
lana unui câine bufniță după o plimbare, celebrul designer a inventat elemente de fixare
Velcro. Insectele le-au dat oamenilor de știință ideea de elicoptere. Peștele a împins mai departe
construirea de submarine.
2.
Bionica în arhitectură și design.
Ne confruntăm în fiecare zi cu invenții bionice nici măcar
bănuind asta. Cel mai adesea, principiile adoptate din natură se regăsesc în
arhitectură.
De exemplu, în designul celebrului Turn Eiffel se află clădirea
femurul uman. Există multe puncte de referință pe capul osului,
Datorită acestora, sarcina asupra îmbinării este distribuită uniform. Asta permite
rezistență femurală curbată greutate mare corp. Aceeași bază
puncte pot fi găsite și la baza Turnului Eiffel. Designul său este luat în considerare
etalon arhitectural pentru durabilitate.
Un alt turn, Ostankinskaya, are și un analog natural. Prototip
Turnul Ostankino este o tulpină de grâu. Capacitatea lui de a nu se rupe
sub greutatea inflorescenței și a format baza turnului.
Arhitecții apelează din ce în ce mai mult la principiile funcționării vieții
organisme. Pentru a înțelege cum funcționează, designerul trebuie să studieze

biologie. Prototipurile naturale ale structurilor arhitecturale sunt
pești, păsări, plante și chiar corpul uman.
3.
Biologie și Robotică
Omenirea va dori întotdeauna să aibă un asistent de fier, de încredere,
în care se poate avea încredere că va face ceea ce nu poate face. viitorul meu
profesia este legată de inginerie mecanică. Industria ingineriei este

practic
cel mai
roboții industriali au fost folosiți datorită americanilor
robotică.
Primul

inginerii D. Devol și D. Engelberg la sfârșitul anilor 50 și începutul anilor 60 ai secolului XX.
Sunt folosite pentru a efectua diverse procese tehnologice cu scopul de a
îmbunătățirea eficienței întreprinderii.
Designul unui robot industrial poate conține unul sau mai mulți
manipulatorii, în timp ce manipulatorul însuși poate avea diferite
capacitatea de încărcare, precizia de poziționare, gradul de libertate. La
creare robot industrial utilizați în mod activ modele bionice.
Manipulatorul unui robot industrial efectuează principalele tipuri de muncă. El
dispuse după principiul membrelor artropode: este format dintr-un anumit
numărul de osii mobile legate între ele. Cum mai multe osii, subiecte
design mai versatil al robotului. Flexibilitatea locației și a conexiunii
axele robotului au fost realizate cu grijă după un model uman (conexiune
articulații). Axele manipulatorului sunt controlate de senzori.
Ele sunt asemănătoare cu organele de simț și reacționează la lumină, poziție în spațiu.
Natura păstrează mult mai multe mistere, armonia creațiilor sale este mereu
surprins și va continua să surprindă lumea omului. Dar întrebarea este: putem
folosiți „brevetele de natură sălbatică” rămase? Având în vedere ritmul,
care plante și animale dispar de pe fața pământului, iar statisticile inexorabil
precizează: anual - o specie de animale și zilnic - o specie de plante, −
întrebarea este foarte tulburătoare. Problema bionicii este strânsă aici
împletit cu problemă de mediu. În acest sens, conservarea rarelor și

specii de animale şi plante pe cale de dispariţie, întreţinerea mediu inconjurator V
condiții favorabile pentru viața întregii vieți de pe Pământ - un esențial
problemă și cauțiune dezvoltare ulterioarăși îmbunătățirea tehnologiei
urbanism, arhitectură, cibernetică etc. Tehnologia ar trebui
abordați „rețetele naturii” și folosiți direct
metode biologice, deoarece sunt de obicei foarte economice, cele mai multe
eficient și fără probleme.