Знакомство с бионикой

Сейчас, во времена прогрессивных высоких технологий, кажется, что место природе остается все меньше и меньше. Но, как оказалось, даже в технике природа заняла огромную нишу. А все благодаря бионике.

Что же такое бионика? Говоря простым языком, бионика — это сочетание БИОлогии и техНИКи. Ну а если более мудреным, то бионика — прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы. Таким образом, результатом этого, казалось бы, не сочетаемого (живое, природное и неживое, искусственное), сочетания является использование в технике решений Матушки-Природы.

Ввиду своей специфики: бионика включает в себя биологию, химию, физику, инженерию, технику, электронику, навигацию и кибернетику.

Не смотря на свою кажущуюся современность, бионика берет свое начало в XIII-XIV веках. Леонардо да Винчи, которого можно назвать праотцом этой науки, вдохновленный полетами птиц, создал свои чертежи летательных аппаратов: орнитоптер и первое подобие вертолета.

Сегодня же различают биологическую, теоретическую и техническую бионику: биологическая изучает процессы и структуру биологических систем, теоретическая описывает эти процессы и структуры в математических моделях, на основе которых техническая бионика реализует различные решения для инженерных задач.

Вот такой вот получился у нас конвейер, на выходе из которого получаются поражающие воображение приборы, техника, механизмы и прочие устройства!

Вы можете задаться вопросом: “Так где же мы все-таки можем встретить результаты бионики?” Если коротко, то практически везде! На самом деле область применения ее очень обширна: архитектура, авиастроение, кораблестроение, системы навигации, автомобилестроение, системы безопасности, двигательные системы, медицина, робототехника, электроника и IT.

Яркий пример бионики в архитектуре — полная аналогия строения стеблей злаков и современных высотных сооружений. Стебли злаковых растений способны выдерживать большие нагрузки и при этом не ломаться под тяжестью соцветия. Если ветер пригибает их к земле, они быстро восстанавливают вертикальное положение. В чем же секрет? Стебель имеет конструкцию полой трубы, состоящей из механической ткани (склеренхимы) окруженной кожицей. Стебель разделен на секции междоузлиями. А теперь сравним и сопоставим стебель, допустим, с трубой промышленного предприятия. Обе конструкции внутри полые. Продольная арматура трубы сопоставима со склеренхимой стебля. Междоузлия стеблей — с кольцами жесткости. Спиральная арматура, размещенная у внешней стороны трубы, выполняет аналогичную функцию кожицы стебля. Вот так инженеры приспособили эволюционные решения растений для выполнения промышленных задач!

Похожая ситуация наблюдается и с одним из самых знаменитых памятников Франции и узнаваемым символом Парижа — с эйфелевой башней. Гюстав Эйфель, инженер-архитектор башни, подглядел внутреннее строение большой берцовой кости, при ее проектировании своего творения. Поэтому теперь конструкция башни полностью повторяет внутреннее строение кости, вплоть до размеров углов между несущими поверхностями.

И таких примеров множество! Знаете ли вы такую технологию как эхолокация? Она основана на звуковых или радио волнах и используется не только в навигации людьми, но и летучими мышами, дельфинами и некоторыми ночными птицами.

А устройство всех известных нам обыденных застежек-”липучек” основано на свойстве плодов репейника цепляться за разные поверхности. Принцип действия привычных молниевых замков повторяет принцип сцепления контурных перьев в крыльях птиц.

Как мы уже выяснили, практическое применение бионики очень обширно и очень-очень перспективно. Наиболее яркими и будоражащими воображение являются такие направления бионики, как протезирование и медицина: роботизированные бионические руки и ноги; бионические глаза, позволяющие слепым начать хоть немного видеть; экзоскелеты, приводящие в движение парализованных людей или позволяющие здоровым быть более сильными и быстрыми. Все это помогает людям вернуть утраченные возможности, реабилитироваться после травм или выполнять какую-то работу.

Бионика — это не просто наука, это один из путей человечества к более совершенному будущему без болезней, без вынужденных ограничений, будущее, в котором каждый человек сможет полностью реализовать свой потенциал.

#Наука #бионика #технологии