Что такое бионика?
Название науки «бионика» знакомо многим — оно встречается все чаще. Однако точно себе представить, что это такое, могут не все. Итак, что же собой представляет данное направление?
Слово «бионика» образовано от греческого bion — элемент жизни, или живущий. По сути своей данная наука — это нечто пограничное между биологией и техникой. Она решает инженерные задачи, основываясь на анализе структуры и жизнедеятельности организмов. Такое направление тесно связано сразу с несколькими научными течениями, как то физика, химия, биология, кибернетика и инженерная среда (электроника, навигация, связь, морское дело).
Идея использования знаний о живой природе для решения различных инженерных задач относится к авторству Леонардо да Винчи. Ярким примером такого может служить его попытка построить летательный аппарат, чтобы он махал крыльями, как птицы.
C развитием техники интерес к живой природе еще больше усилился с точки зрения определения общности всего сущего с инженерными манипуляциями и работами. Официально наука «бионика» зародилась в 1960 году, когда о ней в таком контексте заговорили на первом симпозиуме в Дайтоне (США).
Что изучает бионика?
В числе основных интересов бионики называют изучение нервной системы человека и животных, а также моделирование новых клеток (подразумеваются нейроны и нейронные связи), что в будущем можно использовать для совершенствования вычислительной техники и разработки новых элементов техники. Также данная наука интересуется исследованием органов чувств и прочих систем восприятия у человека для последующей разработки новых датчиков и систем для обнаружения объектов. Кроме того, в бионике особое внимание уделяют изучению принципов ориентации, локации и навигации у животных для внедрения этих принципов в технике. А изучение биохимических особенностей людей и животных наталкивают исследователей, практикующих бионику, на внедрение этих принципов в деле развития техники.
Так, ученые восхищаются тем, что системы живых существ миниатюрны. Например, элементы нервной системы в количестве несколько миллионов занимают всего пару дециметров площади мозга. Естественно, отсюда появляется стремление воссоздать столь искусную систему в технике, что даст преимущество людям в инженерном управлении. Интересует исследователей и экономичность работы — мозг человека в процессе активной работы потребляет лишь несколько ватт. Как отмечают специалисты, изучение надежности работы нервной системы даст им ключ к созданию высококачественной техники, которая будет максимально надежной. Все это и многое другое волнует ученых.
Виды науки
Ученые выделяют несколько видов бионики:
- Биологическая, которая занимается изучением биологических процессов в природе.
- Теоретическая бионика, которая строит математические вычисления и формулы на основе этих данных.
- Техническая бионика, которая использует эти вычисления и наблюдения для решения различных инженерных задач и создания техники.
На основе базовой науки выделяется отдельное направление — нейробионика. Есть версии, что именно данное научное направление стало основанием к разработке искусственного интеллекта.
Природные примеры изобретений на основе бионики
Эксперты отмечают, что самым простым и понятным примером называют шарниры. Действие, основывающееся на том, что одна часть конструкции вращается вокруг другой, используется в морских ракушках. Они применяют его для управления своими раковинами, чтобы при необходимости открывать или закрывать их.
Также все люди знакомы с таким предметом, как пинцет. Природным аналогом его считают острый и клещеобразный клюв веретенника. Даже обычные присоски, которые используются в качестве крепления для различных бытовых приборов или наклеиваются на обувь работников по мойке высотных окон, и те позаимствованы из природы. Подобными присосками оснащены ноги квакши, за счет чего она может удерживаться надежно на скользких листьях растений. Кстати, присоски есть и у осьминогов, которые используют их для тесного контакта со своими жертвами.
