БИОНИКА, раздел «Биолог»

Материал из Юнциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

В 60-х гг. в науке появилось новое направление — бионика (от греческого слова bion — элемент жизни, живущий), объединяющее интересы биологии и техники. Цель новой науки — решение инженерных и технических задач на основе изучения структуры и жизнедеятельности живых организмов. Решающим толчком к формированию бионики явилось, вероятно, открытие эхолокации у летучих мышей. В 50-е гг. инженеры затратили много усилий, чтобы создать принципиально новый прибор — эхолокатор, который на основе отраженного эха (звукового, радио и т. п.) позволял обнаруживать цель. Оказалось, однако, что природный эхолокатор летучих мышей, возникший за миллионы лет до появления человека на Земле, гораздо совершеннее. Это послужило стимулом к сознательному поиску в живой природе решения многих инженерно-технических задач.

Еще в эпоху Возрождения выдающийся итальянский ученый Леонардо да Винчи пытался сконструировать орнитоптер — летательный прибор с машущими, как у птиц, крыльями. Сегодня уже немало технических решений заимствовано у природы. По типу строения кожи дельфинов создана мягкая обшивка для подводных судов, позволяющая увеличить их скорость под водой на 15—20% без увеличения мощности двигателя (за счет гашения возникающих турбулентных завихрений воды у корпуса судна). По типу строения жужжальца насекомых создан специальный навигационный прибор для самолетов — жиротрон, который позволяет обеспечивать высокую стабилизацию полета самолета на больших скоростях.

В шагающих роботах используются принципы сочленения ног насекомых. Анализ структуры кости, строения соломины злаков и других подобных биологических объектов лежит в основе нового направления в архитектуре — архитектурной бионики, предлагающей строителям совершенно новые формы экономичных и устойчивых сооружений, например дома, построенные по типу пчелиных сот, или дома-раковины. Ученые исследуют и моделируют анализаторы животных, чтобы создать новые датчики и системы обнаружения в технике, изучают нейронные сети в организме для совершенствования вычислительной техники и различных автоматических и телемеханических устройств и т. п.

Запас бионических идей у природы практически неисчерпаем. Чаще всего оказывается, что человек не в состоянии пока подобрать нужные материалы для прямого моделирования того или иного технического решения, осуществленного в живой природе. Например, усатые киты способны издавать инфразвуки, распространяющиеся в океане на сотни километров. Чтобы издать звуки такой мощности, человеку нужны системы размером с четырехэтажный дом, а у китов для этого существует орган (гортанный мешок) объемом не более 1,5—2 м3. Поэтому исследования концентрируются на более простых, технически воспроизводимых природных образцах и на поиске принципиально новых технических идей, подсказанных природой, без обязательного моделирования природного решения этих идей.

Несомненно, бионика — наука будущего, у нее замечательные перспективы практически во всех отраслях современной техники.