Stulnikov Maksim

"Bionika - ən böyük imkanlar elmi" mövzusunda tədqiqat işi

Yüklə:

Önizləmə:

Regional elmi-praktik konfrans

regional gənclər forumu çərçivəsində

"Gələcək bizik!"

Təbiət elmləri istiqaməti (fizika, biologiya)

Mövzu üzrə tədqiqat işi

"Bionika - ən böyük imkanlar elmi"

Saratov vilayətinin Petrovsk şəhərində "7 nömrəli mütəşəkkil məktəb" bələdiyyə büdcə təhsil müəssisəsi

Liderlər:

Filyanina Olqa Aleksandrovna,

Kimya və biologiya müəllimi

Gerasimova Natalya Anatolevna,

riyaziyyat və fizika müəllimi,

Petrovsk

Aprel 2014

1. Giriş s. 3-4
2. Qədimlikdən müasirliyə. səh. 5-6
3. Bionik bölmələri:

3.1. memarlıq və tikinti bionikası; səh. 6-8

3.2. biomexanika; səh.8-12

3.3. neyrobionics. səh.13-14

4. “Təbiətdən görünən” böyük kiçik şeylər. səh. 14-15

5. Nəticə səhifə 16

6. Ədəbiyyat və istifadə olunan internet resursları. səhifə 16

Quş -

Aktiv

Riyazi qanuna görə

alət,

Bunu etmək üçün,

insan gücündə...

Leonardo da Vinci.

Bir sıçrayışla avtomobillərin üzərindən uçmaq, Hörümçək adam kimi hərəkət etmək, bir neçə kilometr uzaqlıqda düşmənləri görmək və əllərinizlə polad tirləri əymək istərdinizmi? Güman etməliyik ki, bəli, amma təəssüf ki, bu qeyri-realdır. Hələlik bu qeyri-realdır...

Dünya yaranandan bəri insanı çox şey maraqlandırır: su niyə yaşlanır, niyə gündüz gecənin ardınca gəlir, niyə gül qoxusunu hiss edirik və s... Təbii ki, insan bunun izahını tapmağa çalışıb. Ancaq nə qədər çox öyrəndisə, beynində bir o qədər çox suallar yaranırdı: insan quş kimi uça bilərmi, balıq kimi üzə bilərmi, heyvanlar fırtınanın yaxınlaşmasını, gözlənilən zəlzələni, yaxınlaşan vulkan püskürməsini haradan “bilir” , süni intellekt yaratmaq mümkündürmü?

“Niyə” sualları çox olur, çox vaxt bu suallar elmi şəkildə şərh olunmur, uydurma və mövhumat doğurur. Bunun üçün bir çox sahələrdə yaxşı biliyə sahib olmaq lazımdır: fizika və kimya, astronomiya və biologiya, coğrafiya və ekologiya, riyaziyyat və texnologiya, tibb və kosmos.

Hər şeyi birləşdirəcək və uyğun olmayanı birləşdirə biləcək bir elm varmı? Məlum oldu ki, o, mövcuddur!

Maddə mənim tədqiqatım - bionika elmi - " BIO Logia” və “Tech NIKA”.

Tədqiqat işinin məqsədi:bionika elminin yaranması zərurəti, onun imkanları və tətbiqi hədləri.

Bunu etmək üçün bir sıra qoya bilərsiniz tapşırıqlar:

1. “Bionika”nın nə olduğunu öyrənin.

2. “Bionika” elminin inkişaf tarixini izləyin: antik dövrdən müasirliyə və onun digər elmlərlə əlaqəsini.

3. Bionikanın əsas bölmələrini müəyyənləşdirin.

4. Təbiətə nə üçün təşəkkür etməliyik: bionikanın açıq imkanları və sirləri.

Tədqiqat üsulları:

Nəzəri:

- mövzu ilə bağlı elmi məqalələrin, ədəbiyyatın öyrənilməsi.

Praktik:

Müşahidə;

Ümumiləşdirmə.

Praktik əhəmiyyəti.

Düşünürəm ki, mənim işim geniş tələbələr və müəllimlər üçün faydalı və maraqlı olacaq, çünki hamımız təbiətdə onun yaratdığı qanunlara uyğun yaşayırıq. İnsan təbiətin bütün eyhamlarını texnologiyaya çevirmək və onun sirlərini açmaq üçün yalnız biliyə məharətlə yiyələnməlidir.

Qədim dövrlərdən müasir dövrlərə qədər

Canlı orqanizmlərin və texniki cihazların birləşməsinin mümkünlüyünü öyrənən tətbiqi elm olan bionika bu gün çox sürətlə inkişaf edir.

Təbiətin bizə bəxş etdiyi qabiliyyətləri üstələmək istəyi hər bir insanın ürəyində oturur - hər hansı bir fitness məşqçisi və ya plastik cərrah bunu təsdiq edəcəkdir. Bədənimiz inanılmaz uyğunlaşma qabiliyyətinə malikdir, lakin bəzi şeylər var ki, onlar edə bilmirlər. Məsələn, qulağımızdan kənarda olanlarla necə danışacağımızı bilmirik, uça bilmirik. Ona görə də telefonlara və təyyarələrə ehtiyacımız var. Qüsurlarını kompensasiya etmək üçün insanlar çoxdan müxtəlif “xarici” cihazlardan istifadə edirdilər, lakin elmin inkişafı ilə alətlər getdikcə kiçildi və bizə yaxınlaşdı.

Bundan əlavə, hər kəs bilir ki, onun bədəninə bir şey olarsa, həkimlər ən müasir tibbi texnologiyalardan istifadə edərək "təmir" edəcəklər.

Bu iki sadə anlayışı bir araya gətirsək, insan təkamülünün növbəti addımı haqqında fikir əldə edə bilərik. Gələcəkdə həkimlər nəinki "zədələnmiş" və ya "nasiləsiz" orqanizmləri bərpa edə bilməyəcəklər, həm də insanları aktiv şəkildə təkmilləşdirməyə başlayacaqlar, onları təbiətin idarə etdiyindən daha güclü və daha sürətli edəcəklər. Bionikanın mahiyyəti məhz budur və bu gün biz yeni tip insanın yaranması astanasındayıq. Bəlkə birimiz ona çevriləcəyik...

Leonardo da Vinçi bionikanın banisi hesab olunur. Onun rəsmləri və təyyarə sxemləri quş qanadının quruluşuna əsaslanırdı. Bizim dövrümüzdə Leonardo da Vinçinin rəsmlərinə görə modelləşdirmə dəfələrlə həyata keçirilirdi ornitoptera (yunan dilindən órnis, gender órnithos - quş və pterón - qanad), volan , qanadları çırpılan havadan daha ağır təyyarə). Canlılar arasında, məsələn, quşlar uçmaq üçün qanadlarının çırpılmasından istifadə edirlər.

Müasir alimlər arasında Osip M.R.Delqadonun adını çəkmək olar.

O, öz radioelektron qurğularının köməyi ilə heyvanların nevroloji və fiziki xüsusiyyətlərini öyrənmişdir. Və onların əsasında canlı orqanizmləri idarə etmək üçün alqoritmlər hazırlamağa çalışdım.

Bionika (yunanca Biōn - həyat elementi, hərfi mənada - canlı), biologiya və texnologiya ilə həmsərhəd olan, orqanizmlərin quruluşunu və həyati funksiyalarını modelləşdirməyə əsaslanan mühəndislik problemlərini həll edən elm. Bionika biologiya, fizika, kimya, kibernetika və mühəndislik elmləri - elektronika, naviqasiya, rabitə, dənizçilik və s. ilə sıx bağlıdır. /BSE.1978/

Bionikanın rəsmi doğulduğu il hesab olunur 1960 Bionik alimlər öz emblemləri kimi inteqral işarə ilə bağlanmış neştər və lehimləmə dəmirini seçmişlər və şüarı “Canlı prototiplər yeni texnologiyanın açarıdır».

Bir çox bionik modellər, texniki tətbiq etməzdən əvvəl, kompüter proqramının - bionik modelin tərtib edildiyi kompüterdə həyatlarına başlayırlar.

Bu gün bionikanın bir neçə istiqaməti var.

Bionika bölmələri

1. Memarlıq və tikinti bionikası.

Memarlıq və tikinti bionikasının parlaq nümunəsi - tamtaxıl gövdələrinin quruluşunun analogiyasıvə müasir hündürmərtəbəli binalar. Taxıl bitkilərinin gövdələri çiçəklənmənin ağırlığı altında qırılmadan ağır yüklərə tab gətirə bilir. Külək onları yerə əyirsə, onlar tez şaquli mövqelərini bərpa edirlər. Bunun sirri nədir? Məlum olub ki, onların strukturu müasir hündürmərtəbəli binaların dizaynına bənzəyir. zavod boruları - mühəndis düşüncəsinin ən son nailiyyətlərindən biridir.

Məşhur ispan memarları M.R. Bionikanın fəal tərəfdarları olan Cervera və H. Ploz 1985-ci ildə “dinamik strukturlar”ın tədqiqinə başladılar və 1991-ci ildə “Memarlıqda İnnovasiyalara Dəstək Cəmiyyəti”ni təşkil etdilər. Layihəni onların rəhbərliyi altında memarlar, mühəndislər, dizaynerlər, bioloqlar və psixoloqlardan ibarət qrup hazırlayıb.Şaquli bionik qala şəhəri" 15 ildən sonra Şanxayda qülləli şəhər yaranmalıdır (alimlərin fikrincə, 20 ildən sonra Şanxayın əhalisi 30 milyon nəfərə çata bilər). Qüllə şəhəri 100 min nəfər üçün nəzərdə tutulub, layihə “taxta konstruksiya prinsipi”nə əsaslanır.

Qüllə şəhər formasına sahib olacaq sərv Hündürlüyü 1128 m, eni 133 ilə 100 m, ən geniş nöqtəsində isə 166 ilə 133 m olan qüllə 300 mərtəbədən ibarət olacaq və onlar 80 mərtəbəli 12 şaquli blokda yerləşəcək.

Fransa İnqilabının 100 illiyi üçün Parisdə dünya sərgisi təşkil olunub. Bu sərginin ərazisində həm Fransa İnqilabının əzəmətini, həm də ən son texnoloji nailiyyətləri simvolizə edən bir qüllənin ucaldılması planlaşdırılırdı. Müsabiqəyə 700-dən çox layihə təqdim olunub, ən yaxşısı körpü mühəndisi Aleksandr Qustav Eyfelin layihəsi kimi tanınıb. 19-cu əsrin sonlarında yaradıcısının adını daşıyan qüllə açıq işi və gözəlliyi ilə bütün dünyanı heyran etdi. 300 metrlik qüllə Parisin bir növ simvoluna çevrilib. Qüllənin naməlum ərəb alimin cizgiləri əsasında tikildiyi barədə söz-söhbətlər var idi. Və yalnız yarım əsrdən çox keçəndən sonra bioloqlar və mühəndislər gözlənilməz bir kəşf etdilər: dizayn Eyfel qülləsi böyük olanın quruluşunu tam olaraq təkrarlayır tibia , insan bədəninin ağırlığına asanlıqla dözür. Hətta yük daşıyan səthlər arasındakı bucaqlar üst-üstə düşür. Bu, fəaliyyətdə olan bionikanın başqa bir nümunəsidir.

Memarlıq və tikinti bionikasında yeni tikinti texnologiyalarına çox diqqət yetirilir. Məsələn, səmərəli və tullantısız tikinti texnologiyalarının inkişafı sahəsində perspektivli istiqamət yaradılmasıdırlaylı strukturlar. İdeya ondan götürülmüşdürdərin dəniz mollyuskaları. Onların davamlı qabıqları, məsələn, geniş yayılmış abalonun qabıqları, bir-birini əvəz edən sərt və yumşaq lövhələrdən ibarətdir. Sərt lövhə çatladıqda, deformasiya yumşaq təbəqə tərəfindən udulur və çat daha irəli getmir. Bu texnologiya avtomobilləri örtmək üçün də istifadə edilə bilər.

2. Biomexanika

Təbiət lokatorları. Canlı barometrlər və seysmoqraflar.

Bionikada ən qabaqcıl tədqiqat bioloji aşkarlama, naviqasiya və oriyentasiya vasitələrinin inkişafıdır; ali heyvanların və insanların beyninin funksiya və strukturlarının modelləşdirilməsi ilə bağlı tədqiqatlar toplusu; bioelektrik idarəetmə sistemlərinin yaradılması və “insan-maşın” probleminin tədqiqi. Bu sahələr bir-biri ilə sıx bağlıdır. Niyə indiki texnoloji inkişaf səviyyəsində təbiət insanı bu qədər qabaqlayır?

Quşların, balıqların və həşəratların hava dəyişikliklərinə çox həssas və dəqiq reaksiya verdiyi çoxdan məlumdur. Qaranquşların aşağı uçuşu tufandan xəbər verir. Meduzaların sahilə yaxın toplanması ilə balıqçılar biləcəklər ki, balıq ovuna gedə bilərlər, dəniz sakitləşəcək.

Heyvanlar - "biosinoptika"təbiətcə unikal ultra həssas “cihazlar”la təchiz edilmişdir. Bionikanın vəzifəsi təkcə bu mexanizmləri tapmaq deyil, həm də onların hərəkətini başa düşmək və onu elektron sxemlərdə, cihazlarda və strukturlarda yenidən yaratmaqdır.

Miqrasiya zamanı minlərlə kilometr yol qət edən və kürü tökmək, qışlamaq və balalarını böyütmək üçün öz yerlərinə səhvsiz qayıdan balıq və quşların mürəkkəb naviqasiya sisteminin tədqiqi yüksək həssas izləmə, istiqamətləndirmə və obyekt tanıma sistemlərinin inkişafına kömək edir.

Bir çox canlı orqanizmlərdə insanlarda olmayan analitik sistemlər var. Məsələn, çəyirtkələrin 12-ci antenna seqmentində infraqırmızı şüaları hiss edən vərəm var. Köpəkbalığı və şüaların başında və bədənin ön hissəsində 0,10 C temperatur dəyişikliklərini qəbul edən kanallar var. İlbizlərin, qarışqaların və termitlərin radioaktiv şüalanmanı qəbul edən cihazları var. Çoxları maqnit sahəsindəki dəyişikliklərə reaksiya verir (əsasən uzun məsafələrə köç edən quşlar və həşəratlar). Bayquşlar, yarasalar, delfinlər, balinalar və əksər həşəratlar infra- və ultrasəs titrəyişlərini qəbul edirlər. Arının gözləri ultrabənövşəyi, tarakanlarınki isə infraqırmızı şüalara reaksiya verir.

Çınqıllı ilanın istiliyə həssas orqanı 0,0010 C temperatur dəyişikliklərini aşkar edir; balığın elektrik orqanı (şüalar, elektrik ilanbalığı) 0,01 mikrovolt potensialı qəbul edir, bir çox gecə heyvanlarının gözləri bir kvant işığa reaksiya verir, balıqlar suda maddənin konsentrasiyasının 1 mq/m3 (=1) dəyişməsini hiss edir. µg/l).

Strukturu hələ öyrənilməmiş daha çox məkan oriyentasiya sistemləri var: arılar və arılar günəş tərəfindən yaxşı oriyentasiya olunur, erkək kəpənəklər (məsələn, gecə tovuz quşu gözü, ölüm baş şahin güvəsi və s.) məsafə 10 km. Dəniz tısbağaları və bir çox balıqlar (ilanbalığı, nərə, qızılbalıq) doğma sahillərindən bir neçə min kilometr məsafədə üzür və şübhəsiz ki, yumurta qoymaq və həyat səyahətinə başladıqları yerə kürü tökmək üçün qayıdırlar. Güman edilir ki, onların iki oriyentasiya sistemi var - uzaq, ulduzlar və günəş tərəfindən və yaxın, qoxu (sahil sularının kimyası).

Yarasalar, bir qayda olaraq, kiçikdir və düzünü desək, bir çoxumuz üçün xoşagəlməz və hətta iyrənc varlıqlardır. Ancaq onlara qərəzlə yanaşmaq belə oldu, bunun əsasını, bir qayda olaraq, insanların ruhlara və pis ruhlara inandıqları zaman yaranan müxtəlif növ əfsanələr və inanclar təşkil edir.

Yarasa bioakustika alimləri üçün unikal obyektdir. O, maneələrə dəymədən tam qaranlıqda tam sərbəst hərəkət edə bilir. Üstəlik, zəif görmə qabiliyyətinə malik yarasa, milçəkdə kiçik həşəratları aşkar edir və tutur, uçan ağcaqanadları küləkdə tələsik bir ləkədən, yeməli böcəyi dadsız bir ladybugdan fərqləndirir.

İtalyan alimi Lazzaro Spallanzani yarasaların bu qeyri-adi qabiliyyəti ilə ilk dəfə 1793-cü ildə maraqlanıb. Əvvəlcə qaranlıqda müxtəlif heyvanların hansı yollarla yol tapdığını öyrənməyə çalışdı. O, qurmağı bacardı: bayquşlar və digər gecə canlıları qaranlıqda yaxşı görürlər. Düzdür, tam qaranlıqda onlar da, göründüyü kimi, köməksiz olurlar. Lakin o, yarasalarla təcrübə aparmağa başlayanda, belə tam qaranlığın onlara heç bir maneə olmadığını kəşf etdi. Sonra Spallanzani daha da irəli getdi: o, sadəcə bir neçə yarasanı görmə qabiliyyətindən məhrum etdi. Və nə? Bu, onların davranışlarında heç nəyi dəyişmədi, onlar da görmə qabiliyyəti olan insanlar kimi həşərat ovlamaqda mükəmməl idilər. Spallanzani buna eksperimental siçanların mədələrini açanda əmin olub.

Sirrə maraq artdı. Xüsusilə Spallanzani isveçrəli bioloq Çarlz Jurinin təcrübələri ilə tanış olduqdan sonra, o, 1799-cu ildə yarasaların görmə qabiliyyəti olmadan edə biləcəyi qənaətinə gəldi, lakin hər hansı ciddi eşitmə zədəsi onlar üçün ölümcüldür. Qulaqlarını xüsusi mis borularla bağlayan kimi, kor-koranə və təsadüfən yollarında yaranan bütün maneələrə çarpmağa başladılar. Bununla yanaşı, bir sıra müxtəlif təcrübələr göstərmişdir ki, görmə, toxunma, qoxu və dad orqanlarının fəaliyyətindəki pozğunluqlar yarasaların uçuşuna heç bir təsir göstərmir.

Spallanzaninin təcrübələri, şübhəsiz ki, təsir edici idi, lakin onlar öz zamanlarını açıq şəkildə qabaqlayırdılar. Spallanzani əsas və kifayət qədər elmi cəhətdən düzgün suala cavab verə bilmədi: eşitmə və ya görmə qabiliyyəti deyilsə, bu halda yarasaların kosmosda bu qədər yaxşı naviqasiyasına nə kömək edir?

O zamanlar ultrasəs haqqında heç nə bilmirdilər və ya heyvanlarda təkcə qulaqlar və gözlər deyil, digər qavrayış orqanları (sistemləri) ola bilər. Yeri gəlmişkən, bəzi elm adamları Spallanzaninin təcrübələrini məhz bu ruhda izah etməyə çalışdılar: deyirlər ki, yarasaların incə toxunma hissi var, orqanları, çox güman ki, qanadlarının membranlarında yerləşir...

Nəticədə Spallanzani-nin təcrübələri uzun müddət unudulmuşdu. Yalnız bizim dövrümüzdə, yüz ildən çox müddət sonra, alimlərin özləri adlandırdıqları kimi, "yarasaların spallanzan problemi" həll edildi. Bu, elektronikaya əsaslanan yeni tədqiqat vasitələrinin yaranması sayəsində mümkün oldu.

Harvard Universitetinin fiziki G. Pirs yarasaların insan qulağının eşidilmə həddini aşan səslər çıxardığını kəşf edə bildi.

Aerodinamik elementlər.

Müasir aerodinamikanın banisi N. E. Jukovski quşların uçuş mexanizmini və onların havada uçmasına imkan verən şəraiti diqqətlə öyrənmişdir. Quşların uçuşunun tədqiqi əsasında aviasiya yarandı.

Böcəklərin təbiətdə daha təkmil uçan aparatları var. Uçuş səmərəliliyi, nisbi sürət və manevr qabiliyyəti baxımından onların təbiətdə tayı-bərabəri yoxdur. Həşəratların uçuşu prinsipinə əsaslanan təyyarənin yaradılması ideyası təsdiqini gözləyir. Uçuş zamanı zərərli titrəyişlərin yaranmasının qarşısını almaq üçün sürətli uçan həşəratların qanadlarının uclarında xitinvari qalınlaşmalar olur. Təyyarə konstruktorları indi təyyarənin qanadları üçün oxşar cihazlardan istifadə edir və bununla da vibrasiya təhlükəsini aradan qaldırırlar.

Reaktiv hərəkət.

Təyyarələrdə, raketlərdə və kosmik gəmilərdə istifadə edilən reaktiv hərəkət sefalopodlar - ahtapotlar, kalamarlar, mürekkepbalığı üçün də xarakterikdir. Kalamarın reaktiv hərəkəti texnologiya üçün ən çox maraq doğurur. Əslində, kalamar iki əsas fərqli hərəkət mexanizminə malikdir. Yavaş hərəkət edərkən vaxtaşırı əyilən böyük almaz formalı üzgəcdən istifadə edir. Sürətli bir atış üçün heyvan reaktiv mühərrikdən istifadə edir. Əzələ toxuması - mantiya mollyuskun bədənini hər tərəfdən əhatə edir, həcmi bədəninin həcminin demək olar ki, yarısıdır. Reaktiv üzgüçülük üsulu ilə heyvan mantiya boşluğundan mantiya boşluğuna su çəkir. Kalamarın hərəkəti dar bir burun (huni) vasitəsilə su axını atmaqla yaradılır. Bu nozzle xüsusi klapanla təchiz olunub və əzələlər onu döndərə bilir, bununla da hərəkət istiqamətini dəyişir. Kalamarın hərəkət sistemi çox qənaətcildir, bunun sayəsində 70 km/saat sürətə çata bilir, bəzi tədqiqatçılar hətta 150 km/saat sürətə çata bilirlər.

Hidroplan Bədən forması delfinə bənzəyir. Planör gözəldir və sürətlə sürür, təbii olaraq delfin kimi dalğalarda oynamaq, üzgəcini yelləmək qabiliyyətinə malikdir. Korpus polikarbonatdan hazırlanıb. Motor çox güclüdür. İlk belə delfin 2001-ci ildə Innespace tərəfindən yaradılmışdır.

Birinci Dünya Müharibəsi zamanı İngilis donanması alman sualtı qayıqları səbəbindən böyük itkilər verdi. Onları aşkarlayıb izləməyi öyrənmək lazım idi. Bunun üçün xüsusi qurğular yaradılmışdır. hidrofonlar. Bu qurğular pərvanələrin səsi ilə düşmən sualtı qayıqlarını aşkar etməli idi. Onlar gəmilərə quraşdırılmışdı, lakin gəmi hərəkət edərkən, hidrofon qəbul edən dəlikdə suyun hərəkəti sualtı qayığın səs-küyünü boğan səs-küy yaratdı. Fizik Robert Vud mühəndislərə suda hərəkət edərkən yaxşı eşidən suitilərdən öyrənməyi təklif etdi. Nəticədə, hidrofonun qəbuledici dəliyi suiti qulağına bənzəyirdi və hidrofonlar hətta gəminin tam sürətində belə “eşitməyə” başladılar.

3. Neyrobionika.

Hansı oğlan robotlarda oynamaq və ya Terminator və ya Wolverine haqqında film izləməkdə maraqlı olmaz? Ən fədakar bionikistlər robotları dizayn edən mühəndislərdir. Belə bir fikir var ki, gələcəkdə robotlar yalnız insanlara mümkün qədər oxşar olduqda səmərəli fəaliyyət göstərə biləcəklər. Bionikanın yaradıcıları robotların şəhər və məişət şəraitində, yəni pilləkənləri, qapıları və müəyyən ölçülü digər maneələri olan "insan" mühitində işləməli olacağından irəli gəlir. Buna görə də, ən azı, ölçü və hərəkət prinsipləri baxımından bir insana uyğun olmalıdırlar. Yəni robotun ayaqları olmalıdır, təkərlər, izlər və s. şəhər üçün heç də uyğun deyil. Heyvanlardan deyilsə, ayaqların dizaynını kimdən köçürməliyik? Stenford Universitetinin miniatür, təxminən 17 sm uzunluğunda, altı ayaqlı robotu (hexapod) artıq 55 sm/san sürətlə işləyir.

Bioloji materiallardan süni ürək yaradılıb. Yeni elmi kəşf orqan donor çatışmazlığına son verə bilər.

Minnesota Universitetindən bir qrup tədqiqatçı 22 milyon insanın müalicəsi üçün prinsipcə yeni üsul yaratmağa çalışır - dünyada bu qədər insan ürək xəstəliyi ilə yaşayır. Alimlər yalnız ürək qapaqlarının və qan damarlarının çərçivəsini qoruyaraq ürəkdən əzələ hüceyrələrini çıxara bildilər. Bu çərçivəyə yeni hüceyrələr köçürüldü.

Bionikanın zəfəri - süni əl. Çikaqo Reabilitasiya İnstitutunun alimləri xəstəyə təkcə düşüncələrlə əlini idarə etməyə deyil, həm də müəyyən hissləri tanımağa imkan verən bionik protez yaratmağa nail olublar. Bionik əlin sahibi əvvəllər ABŞ Hərbi Dəniz Qüvvələrində xidmət etmiş Klaudiya Mitçel olub. 2005-ci ildə Mitçel qəza nəticəsində yaralanıb. Cərrahlar Miçelin sol qolunu çiyninə qədər amputasiya etməli olublar. Nəticədə protezi idarə etmək üçün istifadə oluna biləcək sinirlər istifadəsiz qalıb.

"Təbiətdən görünən" böyük kiçik şeylər

Məşhur borc isveçrəli mühəndis George de tərəfindən edilmişdir
1955-ci ildə Mestral. O, tez-tez iti ilə gəzir və bəzi qəribə bitkilərin daim onun tükünə yapışdığını görürdü. Bu fenomeni tədqiq edən de Mestral müəyyən etdi ki, bu, kokleburun (burdock) meyvələrindəki kiçik qarmaqlar sayəsində mümkün olub. Nəticədə mühəndis kəşfinin əhəmiyyətini dərk etdi və səkkiz ildən sonra rahat “Velcro” patentini aldı.

Soğanlar ahtapotları öyrənərkən icad edilmişdir.

Alkoqolsuz içki istehsalçıları daim öz məhsullarını qablaşdırmağın yeni yollarını axtarırlar. Eyni zamanda, adi bir alma ağacı bu problemi çoxdan həll etdi. Alma 97% sudan ibarətdir, taxta kartonda deyil, heyvanları meyvələri yeməyə və taxılları yaymağa cəlb etmək üçün kifayət qədər iştahaaçan yeməli qabıqda qablaşdırılır.

Təbiətin heyrətamiz yaradılması olan hörümçək sapları mühəndislərin diqqətini cəlb edib. Şəbəkə uzun çevik kabellər üzərində körpünün tikintisi üçün prototip idi və bununla da güclü, gözəl asma körpülərin tikintisinin başlanğıcını qeyd etdi.

İndi ultrasəsdən istifadə edərək düşmən qoşunlarını şoka sala bilən yeni silah növü hazırlanıb. Bu təsir prinsipi pələnglərdən götürülmüşdür. Yırtıcının nəriltisi, insanlar tərəfindən səs kimi qəbul edilməsə də, onlara iflic təsir göstərən ultra aşağı tezlikləri ehtiva edir.

Qan çəkmək üçün istifadə edilən skarifikator iynə yarasanın dişləməsi ağrısız və şiddətli qanaxma ilə müşayiət olunan kəsici dişinin strukturunu tamamilə təkrarlayan prinsipə uyğun olaraq hazırlanmışdır.

Bizə tanış olan pistonlu şpris qan əmmə aparatını - ağcaqanad və birələri təqlid edir, dişləməsi hər kəsə tanışdır.

Tüklü "paraşütlər" zəncirotu toxumlarının yerə düşməsini ləngidir, necə ki, paraşüt insanın yıxılmasını ləngidir.

Nəticə.

Bionikanın potensialı həqiqətən sonsuzdur...

Bəşəriyyət təbiətin metodlarına daha yaxından nəzər salmağa çalışır ki, daha sonra onlardan texnologiyada ağıllı şəkildə istifadə etsin. Təbiət nəhəng mühəndislik bürosuna bənzəyir, hər zaman istənilən vəziyyətdən çıxış yolu var. Müasir insan təbiəti məhv etməməli, onu nümunə götürməlidir. Təbiət flora və faunanın müxtəlifliyi ilə insana mürəkkəb məsələlərin düzgün texniki həllini və istənilən vəziyyətdən çıxış yolunu tapmağa kömək edə bilər.

Bu mövzu üzərində işləmək mənim üçün çox maraqlı idi. Gələcəkdə bionikanın nailiyyətlərinin öyrənilməsi üzərində işləməyə davam edəcəyəm.

STANDART KİMİ TƏBİƏT – VƏ BİONİKA VAR!

Ədəbiyyat:

1. Bionika. V.Martek, red.: Mir, 1967

2. Bionika nədir. "Populyar Elm Kitabxanası" seriyası. Astashenkov P.T. M., Voenizdat, 1963

3. Memarlıq bionikası Yu.S. Lebedev, V.İ.Rabinoviç və başqaları.Moskva, Stroyizdat, 1990. 4.

İstifadə olunan internet resursları

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/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://novostey.com

Http://images.yandex.ru/yandsearch

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

Bir model yaratmaq bionik- bu döyüşün yarısıdır. Müəyyən bir praktiki problemi həll etmək üçün təkcə təcrübə üçün maraqlı olan model xassələrinin mövcudluğunu yoxlamaq deyil, həm də cihazın əvvəlcədən müəyyən edilmiş texniki xüsusiyyətlərini hesablamaq üçün metodlar hazırlamaq və nailiyyəti təmin edən sintez üsullarını hazırlamaq lazımdır. problemdə tələb olunan göstəricilərdən.

Və buna görə çoxları bionik modellər, texniki tətbiq almadan əvvəl kompüterdə həyatlarına başlayırlar. Modelin riyazi təsviri qurulur. Ondan bir kompüter proqramı tərtib edilir - bionik model. Belə bir kompüter modelindən istifadə etməklə müxtəlif parametrləri qısa müddətdə emal etmək və dizayn qüsurlarını aradan qaldırmaq olar.

Düzdür, proqram təminatı əsasında modelləşdirmə, bir qayda olaraq, modelin işləmə dinamikasını təhlil etmək; Modelin xüsusi texniki konstruksiyasına gəldikdə, bu cür işlər şübhəsiz vacibdir, lakin onların hədəf yükü fərqlidir. Onlarda əsas şey, modelin zəruri xüsusiyyətlərinin daha səmərəli və dəqiq şəkildə yenidən qurulması üçün ən yaxşı əsası tapmaqdır. -də yığılmışdır bionik praktiki təcrübə modelləşdirmə son dərəcə mürəkkəb sistemlərin ümumi elmi əhəmiyyəti vardır. Bu tip işlərdə mütləq zəruri olan çoxlu sayda onun evristik üsulları artıq eksperimental və texniki fizikanın mühüm problemlərinin, iqtisadi problemlərin, çoxpilləli şaxələnmiş rabitə sistemlərinin layihələndirilməsi problemlərinin həlli üçün geniş yayılmışdır.

Bu gün bionikanın bir neçə istiqaməti var.

Memarlıq və tikinti bionikası canlı toxumaların əmələ gəlməsi və struktur əmələ gəlməsi qanunlarını öyrənir, canlı orqanizmlərin struktur sistemlərini materiala, enerjiyə qənaət və etibarlılığın təmin edilməsi prinsipi əsasında təhlil edir. Neyrobionika beynin fəaliyyətini öyrənir və yaddaş mexanizmlərini araşdırır. Həm heyvanlarda, həm də bitkilərdə heyvanların hiss orqanları və ətraf mühitə reaksiyasının daxili mexanizmləri intensiv şəkildə öyrənilir.

Memarlıq və tikinti bionikasının parlaq nümunəsi taxıl gövdələrinin və müasir hündürmərtəbəli binaların quruluşunun tam analogiyasıdır. Taxıl bitkilərinin gövdələri çiçəklənmənin ağırlığı altında qırılmadan ağır yüklərə tab gətirə bilir. Külək onları yerə əyirsə, onlar tez şaquli mövqelərini bərpa edirlər. Bunun sirri nədir? Belə çıxır ki, onların strukturu müasir hündürmərtəbəli zavod borularının dizaynına bənzəyir - mühəndisliyin ən son nailiyyətlərindən biridir. Hər iki struktur boşdur. Bitki gövdəsinin sklerenxima telləri uzununa möhkəmləndirici rolunu oynayır. Gövdələrin internodları sərtlik halqalarıdır. Gövdənin divarları boyunca oval şaquli boşluqlar var. Boru divarları eyni dizayn həllinə malikdir. Taxıl bitkilərinin gövdəsində borunun kənarında yerləşdirilən spiral möhkəmləndirmə rolunu nazik qabıq oynayır. Bununla belə, mühəndislər öz konstruktiv həllinə təbiətə “baxmadan” özləri gəldilər. Quruluşun kimliyi sonradan məlum olub.

Son illərdə bionika insan ixtiralarının çoxunun təbiət tərəfindən artıq “patent” aldığını təsdiqlədi. Fermuarlar və Velcro kimi 20-ci əsrin ixtirası quş tükünün quruluşu əsasında hazırlanmışdır. Qarmaqlarla təchiz edilmiş müxtəlif sifarişlərin lələk saqqalları etibarlı tutuş təmin edir.

Bionikanın fəal tərəfdarları olan məşhur ispan memarları M. R. Cervera və J. Ploz 1985-ci ildə “dinamik strukturlar” üzrə tədqiqatlara başladılar və 1991-ci ildə “Memarlıqda İnnovasiyalara Dəstək Cəmiyyəti”ni təşkil etdilər. Onların rəhbərliyi altında memarlar, mühəndislər, dizaynerlər, bioloqlar və psixoloqlardan ibarət qrup “Vertical Bionic Tower City” layihəsini hazırlayıb. 15 ildən sonra Şanxayda qülləli şəhər yaranmalıdır (alimlərin fikrincə, 20 ildən sonra Şanxayın əhalisi 30 milyon nəfərə çata bilər). Qüllə şəhəri 100 min nəfər üçün nəzərdə tutulub, layihə “taxta konstruksiya prinsipi”nə əsaslanır.

Şəhər qülləsinin hündürlüyü 1128 m, ətrafı 133 ilə 100 m, ən geniş nöqtəsində isə 166 ilə 133 m olan sərv ağacı forması olacaq.Qüllə 300 mərtəbədən ibarət olacaq və onlar 80 mərtəbəli 12 şaquli blokda yerləşir. Bloklar arasında hər bir blok səviyyəsi üçün dəstəkləyici quruluş rolunu oynayan döşəmə döşəmələri var. Blokların içərisində şaquli bağları olan müxtəlif hündürlükdə evlər var. Bu mükəmməl dizayn sərv ağacının budaqlarının və bütün tacının quruluşuna bənzəyir. Qüllə basdırılmayan, lakin hündürlük qazandıqca bütün istiqamətlərdə inkişaf edən akkordeon prinsipinə əsasən qalaqlı bünövrə üzərində dayanacaq - ağacın kök sisteminin necə inkişaf etdiyi kimi. Üst mərtəbələrdə küləyin dalğalanması minimuma endirilir: hava qüllə strukturundan asanlıqla keçir. Qülləni örtmək üçün dərinin məsaməli səthini təqlid edən xüsusi plastik materialdan istifadə olunacaq. Tikinti uğurlu olarsa, daha bir neçə belə tikinti şəhərinin salınması nəzərdə tutulur.

Memarlıq və tikinti bionikasında yeni tikinti texnologiyalarına çox diqqət yetirilir. Məsələn, səmərəli və tullantısız tikinti texnologiyalarının inkişafı sahəsində perspektivli istiqamət laylı strukturların yaradılmasıdır. İdeya dərin dəniz mollyuskalarından götürülmüşdür. Onların davamlı qabıqları, məsələn, geniş yayılmış abalonun qabıqları, bir-birini əvəz edən sərt və yumşaq lövhələrdən ibarətdir. Sərt lövhə çatladıqda, deformasiya yumşaq təbəqə tərəfindən udulur və çat daha irəli getmir. Bu texnologiya avtomobilləri örtmək üçün də istifadə edilə bilər.

Neyrobionikanın əsas sahələri insan və heyvanların sinir sisteminin öyrənilməsi və sinir hüceyrələrinin-neyronların və neyron şəbəkələrinin modelləşdirilməsidir. Bu, elektron və kompüter texnologiyasını təkmilləşdirməyə və inkişaf etdirməyə imkan verir.

Canlı orqanizmlərin sinir sistemi insan tərəfindən icad edilən ən müasir analoqlarla müqayisədə bir sıra üstünlüklərə malikdir:

Xarici informasiyanın hansı formada olmasından asılı olmayaraq (əl yazısı, şrift, rəng, tembr və s.) çevik qavranılması.

Yüksək etibarlılıq: texniki sistemlər bir və ya bir neçə hissə sıradan çıxdıqda sıradan çıxır və beyin bir neçə yüz min hüceyrə ölsə belə işlək qalır.

Miniatür. Məsələn, insan beyni ilə eyni sayda elementə malik bir tranzistor cihazı təxminən 1000 m3, beynimiz isə 1,5 dm3 həcmdə yer tutur.

Enerji səmərəliliyi - fərq sadəcə aydındır.

Yüksək dərəcədə özünütəşkilat - yeni vəziyyətlərə və fəaliyyət proqramlarında dəyişikliklərə tez uyğunlaşma.

Eyfel qülləsi və tibia

Fransa İnqilabının 100 illiyi üçün Parisdə dünya sərgisi təşkil olunub. Bu sərginin ərazisində həm Fransa İnqilabının əzəmətini, həm də ən son texnoloji nailiyyətləri simvolizə edən bir qüllənin ucaldılması planlaşdırılırdı. Müsabiqəyə 700-dən çox layihə təqdim olunub, ən yaxşısı körpü mühəndisi Aleksandr Qustav Eyfelin layihəsi kimi tanınıb. 19-cu əsrin sonlarında yaradıcısının adını daşıyan qüllə açıq işi və gözəlliyi ilə bütün dünyanı heyran etdi. 300 metrlik qüllə Parisin bir növ simvoluna çevrilib. Qüllənin naməlum ərəb alimin cizgiləri əsasında tikildiyi barədə söz-söhbətlər var idi. Və yalnız yarım əsrdən çox vaxt keçdikdən sonra bioloqlar və mühəndislər gözlənilməz bir kəşf etdilər: Eyfel qülləsinin dizaynı insan bədəninin ağırlığına asanlıqla tab gətirə bilən tibia quruluşunu tam olaraq təkrarlayır. Hətta yük daşıyan səthlər arasındakı bucaqlar üst-üstə düşür. Bu başqa bir yaxşı nümunədir bionik Fəaliyyətdə.

Təbiət və insanlar eyni qanunlara uyğun olaraq, materiala qənaət prinsipinə riayət edərək və yaradılan sistemlər üçün optimal dizayn həllərini seçərək (yükün yenidən bölüşdürülməsi, sabitlik, materiala, enerjiyə qənaət) qururlar.

Mühəndislik problemlərini həll etmək və yeni cihazlar və mexanizmlər yaratmaq üçün canlı orqanizmlərin quruluşunu və fəaliyyətini öyrənən elmə bionik (yunan bios “həyat” sözündən) deyilir. Bu termin ilk dəfə 1960-cı il sentyabrın 13-də Daytonada Amerika milli simpoziumunda "Canlı Prototiplər - Yeni Texnologiyanın Açarı" mövzusunda istifadə edilmiş və biologiya ilə mühəndisliyin kəsişməsində yaranan yeni elmi istiqamət təyin etmişdir. Leonardo da Vinçi bionikanın sələfi hesab olunur. Onun təsvirləri və təyyarə sxemləri quş qanadının quruluşuna əsaslanır.

Uzun müddət bionika sıçrayış və həddə inkişaf etdi. Əvvəlcə mühəndislər və konstruktorlar problemin uğurlu həllini tapdılar və bir müddət sonra canlı orqanizmlərin oxşar dizayn həlləri və bir qayda olaraq optimal həll yolları olduğu aşkar edildi.

Bu gün bionikanın bir neçə istiqaməti var. Memarlıq və tikinti bionikası canlı toxumaların əmələ gəlməsi və struktur əmələ gəlməsi qanunlarını öyrənir, canlı orqanizmlərin struktur sistemlərini materiala, enerjiyə qənaət və etibarlılığın təmin edilməsi prinsipi əsasında təhlil edir. Neyrobionika beynin fəaliyyətini öyrənir və yaddaş mexanizmlərini araşdırır. Həm heyvanlarda, həm də bitkilərdə heyvanların hiss orqanları və ətraf mühitə reaksiyasının daxili mexanizmləri intensiv şəkildə öyrənilir.

Memarlıq və tikinti bionikasının parlaq nümunəsi taxıl gövdələrinin və müasir hündürmərtəbəli binaların quruluşunun tam analogiyasıdır. Taxıl bitkilərinin gövdələri çiçəklənmənin ağırlığı altında qırılmadan ağır yüklərə tab gətirə bilir. Külək onları yerə əyirsə, onlar tez şaquli mövqelərini bərpa edirlər. Bunun sirri nədir? Belə çıxır ki, onların strukturu müasir hündürmərtəbəli zavod borularının dizaynına bənzəyir - mühəndisliyin ən son nailiyyətlərindən biridir. Hər iki struktur boşdur. Bitki gövdəsinin sklerenxima telləri uzununa möhkəmləndirici rolunu oynayır. Gövdələrin internodları sərtlik halqalarıdır. Gövdənin divarları boyunca oval şaquli boşluqlar var. Boru divarları eyni dizayn həllinə malikdir. Taxıl bitkilərinin gövdəsində borunun kənarında yerləşdirilən spiral möhkəmləndirici rolunu nazik qabıq oynayır. Bununla belə, mühəndislər öz konstruktiv həllinə təbiətə “baxmadan” özləri gəldilər. Quruluşun kimliyi sonradan məlum olub.

Son illərdə bionika insan ixtiralarının çoxunun təbiət tərəfindən artıq “patent” aldığını təsdiqlədi. Fermuarlar və Velcro kimi 20-ci əsrin ixtirası quş tükünün quruluşu əsasında hazırlanmışdır. Qarmaqlarla təchiz edilmiş müxtəlif sifarişlərin lələk saqqalları etibarlı tutuş təmin edir.

Məşhur ispan memarları M.R. Bionikanın fəal tərəfdarları olan Cervera və H. Ploz 1985-ci ildə “dinamik strukturlar”ın tədqiqinə başladılar və 1991-ci ildə “Memarlıqda İnnovasiyalara Dəstək Cəmiyyəti”ni təşkil etdilər. Onların rəhbərliyi altında memarlar, mühəndislər, dizaynerlər, bioloqlar və psixoloqlardan ibarət qrup “Vertical Bionic Tower City” layihəsini hazırlayıb. 15 ildən sonra Şanxayda qülləli şəhər yaranmalıdır (alimlərin fikrincə, 20 ildən sonra Şanxayın əhalisi 30 milyon nəfərə çata bilər). Qüllə şəhəri 100 min nəfər üçün nəzərdə tutulub, layihə “taxta konstruksiya prinsipi”nə əsaslanır.

Şəhər qülləsinin hündürlüyü 1128 m, ətrafı 133 ilə 100 m, ən geniş nöqtəsində isə 166 ilə 133 m olan sərv ağacı forması olacaq.Qüllə 300 mərtəbədən ibarət olacaq və onlar 80 mərtəbəli 12 şaquli blokda yerləşir. Bloklar arasında hər bir blok səviyyəsi üçün dəstəkləyici quruluş rolunu oynayan döşəmə döşəmələri var. Blokların içərisində şaquli bağları olan müxtəlif hündürlükdə evlər var. Bu mükəmməl dizayn sərv ağacının budaqlarının və bütün tacının quruluşuna bənzəyir. Qüllə basdırılmayan, lakin hündürlük qazandıqca bütün istiqamətlərdə inkişaf edən akkordeon prinsipinə əsasən qalaqlı bünövrə üzərində dayanacaq - ağacın kök sisteminin necə inkişaf etdiyi kimi. Üst mərtəbələrdə küləyin dalğalanması minimuma endirilir: hava qüllə strukturundan asanlıqla keçir. Qülləni örtmək üçün dərinin məsaməli səthini təqlid edən xüsusi plastik materialdan istifadə olunacaq. Tikinti uğurlu olarsa, daha bir neçə belə tikinti şəhərinin salınması nəzərdə tutulur.

Memarlıq və tikinti bionikasında yeni tikinti texnologiyalarına çox diqqət yetirilir. Məsələn, səmərəli və tullantısız tikinti texnologiyalarının inkişafı sahəsində perspektivli istiqamət laylı strukturların yaradılmasıdır. İdeya dərin dəniz mollyuskalarından götürülmüşdür. Onların davamlı qabıqları, məsələn, geniş yayılmış abalonun qabıqları, bir-birini əvəz edən sərt və yumşaq lövhələrdən ibarətdir. Sərt lövhə çatladıqda, deformasiya yumşaq təbəqə tərəfindən udulur və çat daha irəli getmir. Bu texnologiya avtomobilləri örtmək üçün də istifadə edilə bilər.

Neyrobionikanın əsas sahələri insan və heyvanların sinir sisteminin öyrənilməsi və sinir hüceyrələrinin-neyronların və neyron şəbəkələrinin modelləşdirilməsidir. Bu, elektron və kompüter texnologiyasını təkmilləşdirməyə və inkişaf etdirməyə imkan verir.

Canlı orqanizmlərin sinir sistemi insan tərəfindən icad edilən ən müasir analoqlarla müqayisədə bir sıra üstünlüklərə malikdir:
1. Xarici informasiyanın hansı formada olmasından asılı olmayaraq (əl yazısı, şrift, rəng, tembr və s.) çevik qavranılması.
2. Yüksək etibarlılıq: texniki sistemlər bir və ya bir neçə hissə sıradan çıxdıqda sıradan çıxır və beyin bir neçə yüz min hüceyrə ölsə belə işlək qalır.
3. Miniatür. Məsələn, insan beyni ilə eyni sayda elementə malik bir tranzistor cihazı təxminən 1000 m 3, beynimiz isə 1,5 dm 3 həcmdə yer tutur.
4. İqtisadi enerji istehlakı - fərq sadəcə göz qabağındadır.
5. Özünütəşkilatın yüksək dərəcəsi - yeni vəziyyətlərə və fəaliyyət proqramlarında dəyişikliklərə tez uyğunlaşma.

Yaddaş mexanizmlərinin öyrənilməsi mürəkkəb istehsal və idarəetmə proseslərinin avtomatlaşdırılması üçün “düşüncə” maşınların yaradılmasına gətirib çıxarır.

Quşların, balıqların və həşəratların hava dəyişikliklərinə çox həssas və dəqiq reaksiya verdiyi çoxdan məlumdur. Qaranquşların aşağı uçuşu tufandan xəbər verir. Meduzaların sahilə yaxın toplanması ilə balıqçılar biləcəklər ki, balıq ovuna gedə bilərlər, dəniz sakitləşəcək. "Biosinoptik" heyvanlar təbii olaraq unikal ultra həssas "cihazlar"la təchiz edilmişdir. Bionikanın vəzifəsi təkcə bu mexanizmləri tapmaq deyil, həm də onların hərəkətini başa düşmək və onu elektron sxemlərdə, cihazlarda və strukturlarda yenidən yaratmaqdır.

Miqrasiya zamanı minlərlə kilometr yol qət edən və kürü tökmək, qışlamaq və balalarını böyütmək üçün öz yerlərinə səhvsiz qayıdan balıq və quşların mürəkkəb naviqasiya sisteminin tədqiqi yüksək həssas izləmə, istiqamətləndirmə və obyekt tanıma sistemlərinin inkişafına kömək edir.

Hal-hazırda heyvanların və insanların analitik sistemlərinin tədqiqi elmi-texniki tərəqqinin gedişinə böyük töhfə verir. Bu sistemlər o qədər mürəkkəb və həssasdır ki, texniki cihazlar arasında onların tayı-bərabəri hələ yoxdur. Məsələn, ilanın istiliyə həssas orqanı 0,0010C temperatur dəyişikliklərini aşkar edir; balığın elektrik orqanı (şüalar, elektrik ilanbalığı) 0,01 mikrovolt potensialı qəbul edir, bir çox gecə heyvanlarının gözləri bir kvant işığa reaksiya verir, balıqlar suda maddənin konsentrasiyasının 1 mq/m3 (=1) dəyişməsini hiss edir. µg/l).

Bir çox canlı orqanizmlərdə insanlarda olmayan analitik sistemlər var. Məsələn, çəyirtkələrin 12-ci antenna seqmentində infraqırmızı şüaları hiss edən vərəm var. Köpəkbalığı və şüaların başlarında və bədənlərinin ön hissəsində 0,10C temperatur dəyişikliklərini hiss edən kanallar var. İlbizlərin, qarışqaların və termitlərin radioaktiv şüalanma hiss edən cihazları var. Çoxları maqnit sahəsindəki dəyişikliklərə reaksiya verir (əsasən uzun məsafələrə köç edən quşlar və həşəratlar). İnfra- və ultrasəs titrəyişlərini qəbul edənlər var: bayquşlar, yarasalar, delfinlər, balinalar, həşəratların əksəriyyəti və s. Arının gözləri ultrabənövşəyi işığa, tarakan - infraqırmızıya və s.

Strukturu hələ öyrənilməmiş daha çox məkan oriyentasiya sistemləri var: arılar və arılar günəş tərəfindən yaxşı oriyentasiya olunur, erkək kəpənəklər (məsələn, gecə tovuz quşu gözü, ölüm baş şahin güvəsi və s.) məsafə 10 km. Dəniz tısbağaları və bir çox balıqlar (ilanbalığı, nərə, qızılbalıq) doğma sahillərindən bir neçə min kilometr məsafədə üzür və şübhəsiz ki, yumurta qoymaq və həyat səyahətinə başladıqları yerə kürü tökmək üçün qayıdırlar. Güman edilir ki, onların iki oriyentasiya sistemi var - uzaq, ulduzlar və günəş tərəfindən və yaxın, qoxu (sahil sularının kimyası).

Niyə indiki texnoloji inkişaf səviyyəsində təbiət insanı bu qədər qabaqlayır? Birincisi, canlı sistemin quruluşunu və iş prinsipini başa düşmək, onu modelləşdirmək və xüsusi strukturlarda və cihazlarda tətbiq etmək üçün universal bilik lazımdır. Və bu gün elmi fənlərin uzun sürən parçalanma prosesindən sonra ümumi ümumbəşəri prinsiplər əsasında onları əhatə etməyə və birləşdirməyə imkan verəcək biliklərin belə təşkilinə ehtiyac yenicə ortaya çıxmağa başlayır.

İkincisi, canlı təbiətdə bioloji sistemlərin forma və strukturlarının sabitliyi onların davamlı bərpası ilə qorunur, çünki biz davamlı olaraq məhv edilən və bərpa olunan strukturlarla məşğul oluruq. Hər hüceyrənin öz bölünmə dövrü, öz həyat dövrü var. Bütün canlı orqanizmlərdə çürümə və bərpa prosesləri bir-birini kompensasiya edir və bütün sistem dinamik tarazlıqdadır ki, bu da dəyişən şərtlərə uyğun olaraq strukturlarını yenidən qurmağa imkan verir. Bioloji sistemlərin mövcudluğunun əsas şərti onların fasiləsiz işləməsidir. İnsan tərəfindən yaradılmış texniki sistemlər çürümə və bərpa proseslərinin daxili dinamik tarazlığına malik deyil və bu mənada statikdir. Onların fəaliyyəti adətən dövri olur. Təbii və texniki sistemlər arasındakı bu fərq mühəndislik baxımından çox əhəmiyyətlidir.

Canlı sistemlər texniki strukturlardan daha müxtəlif və mürəkkəbdir. Bioloji formalar çox vaxt qeyri-adi mürəkkəbliyinə görə hesablana bilmir. Sadəcə olaraq, biz hələ onların formalaşma qanunlarını bilmirik. Canlı orqanizmlərin quruluşunun əmələ gəlməsinin sirlərini, onlarda baş verən həyati proseslərin təfərrüatlarını, quruluşunu və fəaliyyət prinsiplərini yalnız heç də həmişə mövcud olmayan ən müasir avadanlıqların köməyi ilə öyrənmək olar. Ancaq ən son texnologiya ilə belə, çox şey pərdə arxasında qalır.

Bionika (yunan biōn - həyat elementi, hərfi mənada - canlı), biologiya və texnologiya ilə həmsərhəd olan, orqanizmlərin quruluşunun və həyati fəaliyyətinin təhlili əsasında mühəndislik problemlərini həll edən bir elmdir. Biologiya biologiya, fizika, kimya, kibernetika və mühəndislik elmləri ilə - elektronika, naviqasiya, rabitə, dənizçilik və s. ilə sıx bağlıdır.

Mühəndislik problemlərini həll etmək üçün canlı təbiət haqqında biliklərdən istifadə etmək ideyası, quşlar kimi qanadları çırpılan bir təyyarə - ornitopter yaratmağa çalışan Leonardo da Vinçiyə məxsusdur. Canlı orqanizmlərdə və maşınlarda idarəetmə və ünsiyyətin ümumi prinsiplərini nəzərdən keçirən kibernetikanın yaranması canlı sistemlərin texniki sistemlərlə ümumiliyini aydınlaşdırmaq üçün onların strukturunun və funksiyalarının daha geniş şəkildə öyrənilməsi üçün stimul oldu, həmçinin canlı orqanizmlər haqqında alınan məlumatlardan yeni qurğular, mexanizmlər, materiallar və s. 1960-cı ildə Daytonada (ABŞ) biokimya üzrə ilk simpozium keçirildi və bu simpozium yeni elmin doğulmasını rəsmiləşdirdi.

Biologiya üzrə işin əsas istiqamətləri aşağıdakı problemləri əhatə edir: insanların və heyvanların sinir sisteminin öyrənilməsi və kompüter texnologiyasının daha da təkmilləşdirilməsi və avtomatlaşdırmanın yeni elementlərinin və cihazlarının inkişafı üçün sinir hüceyrələrinin - neyronların və neyron şəbəkələrinin modelləşdirilməsi. və telemexanika (neyrobionica); yeni sensorlar və aşkarlama sistemlərinin yaradılması məqsədilə canlı orqanizmlərin hiss orqanlarının və digər qavrayış sistemlərinin tədqiqi; bu prinsiplərin texnologiyada istifadəsi üçün müxtəlif heyvanlarda oriyentasiya, yerləşmə və naviqasiya prinsiplərinin öyrənilməsi; yeni texniki və elmi fikirlər irəli sürmək üçün canlı orqanizmlərin morfoloji, fizioloji, biokimyəvi xüsusiyyətlərinin öyrənilməsi.

Sinir sisteminin tədqiqatları göstərdi ki, o, bütün ən müasir hesablama qurğuları ilə müqayisədə bir sıra mühüm və qiymətli xüsusiyyətlərə və üstünlüklərə malikdir. Tədqiqi elektron hesablama sistemlərinin daha da təkmilləşdirilməsi üçün çox vacib olan bu xüsusiyyətlər aşağıdakılardır: 1) Xarici informasiyanın hansı formada gəlməsindən (məsələn, əl yazısı, şrift, s.) çox mükəmməl və çevik qavranılması. mətn rəngi, çertyojlar, tembr və digər səs xüsusiyyətləri və s.). 2) Texniki sistemlərin etibarlılığını əhəmiyyətli dərəcədə üstələyən yüksək etibarlılıq (ikincisi dövrədə bir və ya bir neçə hissə pozulduqda uğursuz olur; beyni təşkil edən milyardlarla sinir hüceyrələrindən milyonlarla sinir hüceyrəsi ölürsə, sistemin funksionallığı qorunur). 3) Sinir sisteminin elementlərinin miniatürü: elementlərin sayı 1010-1011 ilə insan beyninin həcmi 1,5 dm3-dür. Eyni sayda elementə malik tranzistor qurğusu bir neçə yüz, hətta minlərlə m3 həcmə malik olacaq. 4) İqtisadi əməliyyat: insan beyni tərəfindən enerji istehlakı bir neçə on vattdan çox deyil. 5) Sinir sisteminin yüksək səviyyədə özünü təşkili, yeni vəziyyətlərə, fəaliyyət proqramlarında dəyişikliklərə sürətli uyğunlaşma.

İnsanların və heyvanların sinir sisteminin modelləşdirilməsi cəhdləri neyronların və onların şəbəkələrinin analoqlarının qurulması ilə başladı. Müxtəlif növ süni neyronlar hazırlanmışdır (şək. 1). Özünü təşkil edə bilən, yəni tarazlıqdan çıxarıldıqda sabit vəziyyətə qayıda bilən süni “sinir şəbəkələri” yaradılmışdır. Yaddaşın və sinir sisteminin digər xüsusiyyətlərinin öyrənilməsi mürəkkəb istehsal və idarəetmə proseslərinin avtomatlaşdırılması üçün "düşüncə" maşınların yaradılmasının əsas yoludur. Sinir sisteminin etibarlılığını təmin edən mexanizmlərin öyrənilməsi texnologiya üçün çox vacibdir, çünki bu ilkin texniki problemin həlli bir sıra texniki sistemlərin (məsələn, 105 elektron elementi olan təyyarə avadanlığının) etibarlılığını təmin etmək üçün açarı təmin edəcəkdir.

Analizator sistemlərinin tədqiqi. Müxtəlif qıcıqlandırıcıları (işıq, səs və s.) qəbul edən heyvanların və insanların hər bir analizatoru reseptordan (yaxud duyğu orqanından), yollardan və beyin mərkəzindən ibarətdir. Bunlar texniki qurğular arasında tayı-bərabəri olmayan çox mürəkkəb və həssas birləşmələrdir. Miniatür və etibarlı sensorlar, məsələn, bir kvant işığa reaksiya verən gözə, 0,001 ° C temperaturun dəyişməsini fərqləndirən çıngırtılı ilanın istiliyə həssas orqanına və ya balığın elektrik orqanına həssaslıq baxımından geri qalmır. potensialları mikrovoltun fraksiyalarında qəbul edən, prosesi əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirə bilərdi.texnoloji tərəqqi və elmi tədqiqatlar.

Ən vacib analizator - vizual - informasiyanın əksəriyyəti insan beyninə daxil olur. Mühəndislik baxımından vizual analizatorun aşağıdakı xüsusiyyətləri maraqlıdır: həssaslığın geniş diapazonu - tək kvantlardan intensiv işıq axınlarına qədər; görmə aydınlığının mərkəzdən periferiyaya dəyişməsi; hərəkət edən obyektlərin davamlı izlənilməsi; statik bir görüntüyə uyğunlaşma (stasionar bir obyekti görmək üçün göz 1-150 Hz tezliyi ilə kiçik salınım hərəkətləri edir). Texniki məqsədlər üçün süni tor qişanın yaradılması maraq doğurur. (Tor qişa çox mürəkkəb formalaşmadır; məsələn, insan gözünün 108 fotoreseptoru var ki, bunlar beyinə 106 qanqlion hüceyrəsi vasitəsilə bağlanır.) Süni tor qişanın bir versiyası (qurbağa gözünün tor qişasına bənzəyir) 3-dən ibarətdir. təbəqələr: birinciyə 1800 fotoreseptor hüceyrə daxildir, ikincisi - fotoreseptorlardan müsbət və inhibitor siqnalları qəbul edən və görüntü kontrastını təyin edən "neyronlar"; üçüncü təbəqədə beş müxtəlif tipli 650 "hüceyrə" var. Bu tədqiqatlar avtomatik tanınma izləmə cihazlarını yaratmağa imkan verir. Bir gözlə baxarkən fəza dərinliyi hissini öyrənmək (monokulyar görmə) aerofotoşəkilləri təhlil etmək üçün fəza dərinliyi ölçən cihaz yaratmağa imkan verdi.

İnsan və heyvanların eşitmə analizatorunu təqlid etmək üçün işlər aparılır. Bu analizator həm də çox həssasdır - kəskin eşitmə qabiliyyəti olan insanlar qulaq kanalında təzyiq təxminən 10 µn/m2 (0,0001 din/sm2) dəyişdikdə səsi qəbul edirlər. Qulaqdan beynin eşitmə sahəsinə məlumat ötürülməsi mexanizmini öyrənmək texniki cəhətdən də maraqlıdır. “Süni burun” yaratmaq üçün heyvanların iybilmə orqanları tədqiq edilir - havada və ya suda qoxulu maddələrin kiçik konsentrasiyalarını analiz etmək üçün elektron cihaz [bəzi balıqlar bir neçə mq/m3 (µg/l) maddənin konsentrasiyasını hiss edirlər. )]. Bir çox orqanizmlərdə insanlarda olmayan analitik sistemlər var. Məsələn, bir çəyirtkənin 12-ci antenna seqmentində infraqırmızı radiasiyanı qəbul edən vərəm var; köpəkbalığı və şüaların başında və bədənin ön hissəsində 0,1 ° C temperatur dəyişikliklərini qəbul edən kanallar var. İlbizlər və qarışqalar radioaktiv radiasiyaya həssasdırlar. Görünür, balıqlar havanın elektrikləşməsi nəticəsində yaranan başıboş cərəyanları qəbul edirlər (bunu balığın tufandan əvvəl dərinliklərə keçməsi sübut edir). Ağcaqanadlar süni maqnit sahəsi daxilində qapalı yollarla hərəkət edirlər. Bəzi heyvanlar infra- və ultrasəs titrəyişlərini yaxşı hiss edirlər. Bəzi meduzalar fırtınadan əvvəl baş verən infrasəs titrəyişlərinə cavab verir. Yarasalar 45-90 kHz diapazonunda ultrasəs titrəyişləri yayırlar və qidalandıqları güvələrin bu dalğalara həssas orqanları var. Bayquşlarda yarasaları aşkar etmək üçün "ultrasəs qəbuledicisi" də var.

Çox güman ki, təkcə heyvanların hiss orqanlarının texniki analoqlarını deyil, həm də bioloji həssas elementləri olan texniki sistemləri (məsələn, ultrabənövşəyi şüaları aşkar etmək üçün arının gözləri və infraqırmızı şüaları aşkar etmək üçün tarakan gözləri) layihələndirmək perspektivlidir.

Texniki dizaynda böyük əhəmiyyət kəsb edənlər sözdə olur. Perseptronlar tanınma və təsnifatın məntiqi funksiyalarını yerinə yetirən “özünü öyrənən” sistemlərdir. Onlar qəbul edilən məlumatın işləndiyi beyin mərkəzlərinə uyğundur. Əksər tədqiqatlar vizual, səs və ya digər təsvirlərin tanınmasına, yəni obyektə unikal şəkildə uyğun gələn siqnalın və ya kodun formalaşmasına həsr edilmişdir. Tanınma təsvirin dəyişməsindən (məsələn, onun parlaqlığı, rəngi və s.) əsas mənasını saxlayaraq həyata keçirilməlidir. Özünü təşkil edən bu cür idrak cihazları insan operatoru tərəfindən həyata keçirilən mərhələli təlimlə əvvəlcədən proqramlaşdırmadan işləyir; o, şəkilləri təqdim edir, səhvlərə işarə edir və düzgün cavabları gücləndirir. Perseptronun daxiletmə qurğusu onun qəbuledici, reseptor sahəsidir; vizual obyektləri tanıyarkən, bu, fotosellər toplusudur.

Bir müddət "təlim" keçdikdən sonra perseptron müstəqil qərarlar qəbul edə bilər. Perseptronlar əsasında mətni, çertyojları oxumaq və tanımaq, oscilloqramları, rentgenoqrafiyaları və s. təhlil etmək üçün qurğular yaradılır.

Quşlarda, balıqlarda və digər heyvanlarda aşkarlama, naviqasiya və oriyentasiya sistemlərinin öyrənilməsi də biologiyanın mühüm vəzifələrindən biridir, çünki Heyvanların minlərlə kilometr məsafəni qət etməsinə, ov tapmasına və miqrasiya etməsinə kömək edən miniatür və dəqiq qavrayış və analiz sistemləri (bax: Heyvanların miqrasiyaları) aviasiya, dənizçilik və s. sahələrdə istifadə olunan alətləri təkmilləşdirməyə kömək edə bilər. Yarasalarda, bir sıra dəniz canlılarında ultrasəs yeri aşkar edilmişdir. heyvanlar (balıqlar, delfinlər). Məlumdur ki, dəniz tısbağaları dənizə bir neçə min kilometr üzür və həmişə yumurta qoymaq üçün sahildəki eyni yerə qayıdırlar. Güman edilir ki, onların iki sistemi var: ulduzlar üzrə uzun məsafəli oriyentasiya və qoxuya görə qısa mənzilli oriyentasiya (sahil sularının kimyası). Erkək gecə tovuz quşu kəpənəyi 10 km-ə qədər məsafədə dişi axtarır. Arılar və arılar günəşdə yaxşı gəzirlər. Bu çoxlu və müxtəlif aşkarlama sistemləri ilə bağlı araşdırmalar texnologiya təklif edəcək çox şeyə malikdir.

Canlı orqanizmlərin morfoloji xüsusiyyətlərinin öyrənilməsi texniki dizayn üçün də yeni fikirlər verir. Belə ki, yüksək sürətli su heyvanlarının dəri quruluşunun öyrənilməsi (məsələn, delfinin dərisi islanmır və elastik-elastik quruluşa malikdir, bu, turbulent turbulentliyin və minimum müqavimətlə sürüşmənin aradan qaldırılmasını təmin edir) buna səbəb olmuşdur. gəmilərin sürətini artırmaq mümkündür. Xüsusi örtük yaradıldı - süni dəri "laminflo" (şəkil 2), dəniz gəmilərinin sürətini 15-20% artırmağa imkan verdi. Diptera həşəratlarının əlavələri var - qanadları ilə birlikdə davamlı olaraq titrəyir. Uçuş istiqaməti dəyişdikdə, yedəklərin hərəkət istiqaməti dəyişmir, onları bədənlə birləşdirən petiole uzanır və həşərat uçuş istiqamətini dəyişdirmək üçün bir siqnal alır. Gyrotron (şəkil 3) bu prinsip əsasında qurulmuşdur - yüksək sürətlə təyyarənin uçuş istiqamətinin yüksək sabitləşməsini təmin edən çəngəl vibratoru. Girotronlu bir təyyarə fırlanmadan avtomatik olaraq bərpa edilə bilər. Həşəratların uçuşu aşağı enerji istehlakı ilə müşayiət olunur. Bunun səbəblərindən biri səkkiz rəqəminə bənzəyən qanad hərəkətinin xüsusi formasıdır.

Bu prinsip əsasında hazırlanmış hərəkətli bıçaqlı yel dəyirmanları çox qənaətcildir və aşağı külək sürətində işləyə bilir. Uçuşun yeni prinsipləri, təkərsiz hərəkət, podşipniklərin qurulması, müxtəlif manipulyatorlar və s. quşların və həşəratların uçuşunun, tullanan heyvanların hərəkətinin, oynaqların quruluşunun və s. Sümük strukturunun təhlili onun daha yüngüllüyünü və eyni zamanda möhkəmliyini təmin edir, tikintidə yeni imkanlar aça bilər və s.

Orqanizmlərdə baş verən biokimyəvi proseslərə əsaslanan yeni texnologiya da mahiyyətcə B problemidir. Bu baxımdan biosintez proseslərinin və bioenerjinin öyrənilməsi böyük əhəmiyyət kəsb edir, çünki enerjili bioloji proseslər (məsələn, əzələ daralması) son dərəcə qənaətlidir. Biologiyanın uğurları ilə təmin edilən texnologiyanın tərəqqisi ilə eyni zamanda biologiyanın özünə də fayda verir, çünki müəyyən bioloji hadisələri və ya strukturları aktiv şəkildə anlamağa və modelləşdirməyə kömək edir.

Bionikanın şüarı: “Ən yaxşısını təbiət bilir”. Bu hansı elmdir? Adın özü və bu şüar bizə bionikanın təbiətlə bağlı olduğunu başa düşür. Bir çoxumuz bionika elminin elementləri və nəticələri ilə hər gün bilmədən qarşılaşırıq.

Bionika kimi bir elm haqqında eşitmisiniz?

Biologiya məktəbdə tanış olduğumuz məşhur bir bilikdir. Nədənsə, bir çox insanlar bionikanın biologiyanın alt sahələrindən biri olduğuna inanırlar. Əslində, bu ifadə tamamilə doğru deyil. Həqiqətən də sözün dar mənasında bionika canlı orqanizmləri öyrənən bir elmdir. Ancaq çox vaxt biz bu təlimlə başqa bir şeyi əlaqələndirməyə adət etmişik. Tətbiqi bionika biologiya və texnologiyanı birləşdirən bir elmdir.

Bionik tədqiqatın predmeti və obyekti

Bionika nəyi öyrənir? Bu suala cavab vermək üçün biz tədrisin özünün struktur bölməsini nəzərdən keçirməliyik.

Bioloji bionika müdaxilə etməyə cəhd etmədən təbiəti olduğu kimi araşdırır. Onun tədqiqat obyekti daxildə baş verən proseslərdir

Nəzəri bionika təbiətdə müşahidə olunan prinsiplərin öyrənilməsi ilə məşğul olur və onların əsasında sonradan texnologiyada istifadə olunan nəzəri model yaradır.

Praktik (texniki) bionika nəzəri modellərin praktikada tətbiqidir. Belə desək, təbiətin texniki aləmə praktiki girişi.

Hamısı harada başladı?

Böyük Leonardo da Vinçi bionikanın atası adlanır. Bu dahinin qeydlərində təbii mexanizmlərin texniki həyata keçirilməsində ilk cəhdlərə rast gəlmək olar. Da Vinçinin rəsmləri onun uçan quş kimi qanadlarını hərəkət etdirə bilən bir təyyarə yaratmaq istəyini təsvir edir. Bir vaxtlar belə fikirlər məşhur olmaq üçün çox cəsarətli idi. Çox sonralar diqqəti cəlb etdilər.

Memarlıqda bionika prinsiplərini tətbiq edən ilk şəxs Antoni Qaudi i Kurnet olmuşdur. Onun adı bu elmin tarixində möhkəm həkk olunub. Böyük Qaudi tərəfindən tərtib edilmiş memarlıq strukturları tikildiyi zaman heyranedici idi və onlar uzun illər sonra müasir müşahidəçilər arasında eyni zövqü oyadır.

Təbiət və texnologiyanın simbiozu ideyasını dəstəkləyən növbəti şəxs onun rəhbərliyi altında bina dizaynında bionik prinsiplərdən geniş istifadə etməyə başladı.

Bionikanın müstəqil bir elm kimi qurulması yalnız 1960-cı ildə Daytonada keçirilən elmi simpoziumda baş verdi.

Kompüter texnologiyasının və riyazi modelləşdirmənin inkişafı müasir memarlara təbiətin göstərişlərini memarlıq və digər sənaye sahələrində daha sürətli və daha dəqiqliklə həyata keçirməyə imkan verir.

Texniki ixtiraların təbii prototipləri

Bionika elminin ən sadə nümunəsi menteşələrin ixtirasıdır. Quruluşun bir hissəsinin digəri ətrafında fırlanma prinsipinə əsaslanan bərkitmə hər kəsə tanışdır. Bu prinsip dəniz qabıqları tərəfindən iki klapanlarını idarə etmək və lazım olduqda onları açmaq və ya bağlamaq üçün istifadə olunur. Sakit okean nəhəng ürək balıqlarının ölçüləri 15-20 sm-ə çatır.Onların qabıqlarını birləşdirən menteşəli prinsip çılpaq gözlə aydın görünür. Bu növün kiçik nümayəndələri klapanları düzəltmək üçün eyni üsuldan istifadə edirlər.

Gündəlik həyatda biz tez-tez müxtəlif cımbızlardan istifadə edirik. Tanrıçanın iti və qısqac formalı gagası belə bir cihazın təbii analoquna çevrilir. Bu quşlar nazik dimdiklə yumşaq torpağa yapışdıraraq kiçik böcəkləri, qurdları və s.

Bir çox müasir cihaz və qurğular vantuzlarla təchiz edilmişdir. Məsələn, müxtəlif mətbəx cihazlarının iş zamanı sürüşməməsi üçün ayaqlarının dizaynını yaxşılaşdırmaq üçün istifadə olunur. Vantuzlar hündürmərtəbəli binalarda pəncərə təmizləyicilərinin xüsusi ayaqqabılarını təchiz etmək üçün onların təhlükəsiz bərkidilməsini təmin etmək üçün də istifadə olunur. Bu sadə cihaz da təbiətdən götürülmüşdür. Ayaqlarında əmzikləri olan ağac qurbağası bitkilərin hamar və sürüşkən yarpaqlarında qeyri-adi dərəcədə bacarıqla qalır və ahtapotun qurbanları ilə yaxın təmasda olması üçün onlara ehtiyacı var.

Belə nümunələrə çox rast gəlmək olar. Bionika məhz insanlara öz ixtiraları üçün təbiətdən texniki həllər götürməyə kömək edən elmdir.

Kim birinci gəlir - təbiət, yoxsa insanlar?

Bəzən elə olur ki, bəşəriyyətin bu və ya digər ixtirası təbiət tərəfindən çoxdan “patentlənmişdir”. Yəni ixtiraçılar nəyisə yaradarkən kopyalamırlar, özləri texnologiya və ya iş prinsipini ortaya qoyurlar və sonradan məlum olur ki, o, təbiətdə çoxdan mövcuddur və sadəcə olaraq, ona casusluq edib, mənimsəmək olar. .

Bu, bir insanın paltarları bağlamaq üçün istifadə etdiyi adi Velcro bərkidici ilə baş verdi. Sübut edilmişdir ki, Velcro-da tapılanlara bənzər qarmaqlar da nazik tikanları birləşdirmək üçün istifadə olunur.

Zavod bacalarının quruluşu dənli bitkilərin içi boş gövdələrinə bənzəyir. Borularda istifadə olunan uzununa möhkəmləndirmə gövdədəki sklerenxima iplərinə bənzəyir. Polad bərkidici üzüklər - aralıqlar. Gövdənin kənarındakı nazik dəri boruların strukturunda spiral möhkəmləndirmənin analoqudur. Quruluşun böyük oxşarlığına baxmayaraq, elm adamları müstəqil olaraq zavod borularının tikintisi üçün belə bir üsul icad etdilər və yalnız sonradan belə bir quruluşun təbii elementlərlə eyniliyini gördülər.

Bionika və tibb

Bionikanın tibbdə istifadəsi bir çox xəstələrin həyatını xilas etməyə imkan verir. Dayanmadan insan orqanizmi ilə simbiozda fəaliyyət göstərə bilən süni orqanların yaradılması istiqamətində işlər davam etdirilir.

Dane Dennis Aabo bunu ilk sınaqdan keçirdi. O, qolunun yarısını itirib, lakin indi tibbi ixtiranın köməyi ilə cisimləri toxunaraq qavramaq qabiliyyətinə malikdir. Onun protezi zədələnmiş əzanın sinir uclarına bağlıdır. Süni barmaq sensorları obyektlərə toxunmaq haqqında məlumat toplamaq və onu beyinə ötürmək qabiliyyətinə malikdir. Dizayn hələ tamamlanmayıb, o, çox böyükdür, bu da gündəlik həyatda istifadəni çətinləşdirir, lakin indi bu texnologiyanı əsl kəşf adlandıra bilərik.

Bu istiqamətdə bütün tədqiqatlar tamamilə təbii proseslərin və mexanizmlərin surətinin çıxarılmasına və onların texniki həyata keçirilməsinə əsaslanır. Bu tibbi bionikdir. Alimlərin rəyləri deyir ki, onların işi tezliklə köhnəlmiş canlı insan orqanlarını əvəz etməyə və bunun əvəzinə mexaniki prototiplərdən istifadə etməyə imkan verəcək. Bu, həqiqətən də tibbdə ən böyük sıçrayış olacaq.

Memarlıqda bionika

Memarlıq və tikinti bionikası bionik elmin xüsusi bir sahəsidir, vəzifəsi memarlıq və təbiətin üzvi birləşməsidir. Son zamanlar daha tez-tez müasir strukturları layihələndirərkən canlı orqanizmlərdən götürülmüş bionik prinsiplərə müraciət edirlər.

Bu gün memarlıq bionikası ayrıca bir memarlıq üslubuna çevrilmişdir. O, formaların sadə surətinin çıxarılmasından yaranıb və indi bu elmin vəzifəsi prinsipləri, təşkilati xüsusiyyətləri qəbul etmək və onları texniki cəhətdən həyata keçirmək olub.

Bəzən bu memarlıq üslubuna eko-üslub da deyilir. Bunun səbəbi bionikanın əsas qaydalarıdır:

• optimal həllərin axtarışı;
• materiallara qənaət prinsipi;
• maksimum ətraf mühitə uyğunluq prinsipi;
• enerjiyə qənaət prinsipi.

Gördüyünüz kimi, memarlıqda bionika təkcə təsirli formalar deyil, həm də müasir tələblərə cavab verən struktur yaratmağa imkan verən mütərəqqi texnologiyalardır.

Memarlıq bionik binaların xüsusiyyətləri

Keçmiş memarlıq və tikinti təcrübəsinə əsaslanaraq deyə bilərik ki, bütün insan strukturları təbiət qanunlarından istifadə etmədikdə kövrək və qısa ömürlüdür. Bionik binalar heyrətamiz formalara və cəsarətli memarlıq həllərinə əlavə olaraq, davamlıdır və mənfi təbii hadisələrə və fəlakətlərə tab gətirə bilir.

Bu üslubda tikilmiş binaların eksteryerində mühəndis-dizaynerlər tərəfindən canlı, təbii obyektlərdən məharətlə köçürülmüş və tikinti memarları tərəfindən ustalıqla təcəssüm etdirilən relyef, forma və kontur elementlərini görmək olar.

Əgər birdən memarlıq obyektinə nəzər saldıqda sanki sənət əsərinə baxırsınızsa, qarşınızda bionik üslubda tikilinin olması ehtimalı yüksəkdir. Belə strukturların nümunələrinə dünyanın demək olar ki, bütün ölkələrin paytaxtlarında və texnoloji cəhətdən inkişaf etmiş iri şəhərlərində rast gəlmək olar.

Yeni minillik üçün dizayn

Hələ 90-cı illərdə İspaniyalı memarlar qrupu tamamilə yeni konsepsiya əsasında bina layihəsi yaratmışdı. Bu, hündürlüyü 1200 m-dən çox olan 300 mərtəbəli binadır.Bu qüllə boyunca hərəkətin sürəti 15 m/s olan dörd yüz şaquli və üfüqi liftdən istifadə edilməklə həyata keçirilməsi planlaşdırılır. Bu layihəyə sponsorluq etməyə razılıq verən ölkə Çin olub. Tikinti üçün ən çox əhalisi olan Şanxay şəhəri seçildi. Layihənin həyata keçirilməsi regionun demoqrafik problemini həll edəcək.

Qüllə tamamilə bionik quruluşa sahib olacaq. Memarlar hesab edirlər ki, yalnız bu strukturun möhkəmliyini və davamlılığını təmin edə bilər. Quruluşun prototipi sərv ağacıdır. Memarlıq kompozisiyasında təkcə ağac gövdəsinə bənzər silindrik forma deyil, həm də "köklər" - yeni bionik təməl növü olacaqdır.

Binanın xarici örtüyü ağac qabığını təqlid edən plastik və nəfəs ala bilən materialdır. Bu şaquli şəhərin kondisioner sistemi dərinin istilik tənzimləmə funksiyasının analoqu olacaq.

Alim və memarların fikrincə, belə bir bina öz növbəsində yeganə olaraq qalmayacaq. Uğurlu həyata keçirildikdən sonra planetin memarlığında bionik binaların sayı yalnız artacaq.

Ətrafımızdakı bionik binalar

Hansı məşhur yaradıcılıq bionika elmindən istifadə etmişdir? Belə strukturların nümunələrini tapmaq asandır. Məsələn, Eyfel qülləsinin yaradılması prosesini götürək. Uzun müddətdir ki, Fransanın bu 300 metrlik simvolunun naməlum ərəb mühəndisinin rəsmləri əsasında inşa edildiyi barədə şayiələr var idi. Daha sonra onun insan tibiasının quruluşu ilə tam analogiyası aşkar edilmişdir.

Eyfel qülləsinə əlavə olaraq, bütün dünyada bionik strukturların bir çox nümunəsini tapa bilərsiniz:

• lotus çiçəyinə bənzətmə yolu ilə ucaldılıb.
• Pekin Milli Opera Evi - imitasiya su damcısı.
• Pekində üzgüçülük kompleksi. Xarici olaraq su şəbəkəsinin kristal quruluşunu təkrarlayır. Möhtəşəm dizayn həlli həm də strukturun günəş enerjisini toplamaq və sonradan binada işləyən bütün elektrik cihazlarını gücləndirmək üçün istifadə etmək faydalı qabiliyyətini birləşdirir.
• Aqua göydələni axan su axınına bənzəyir. Çikaqoda yerləşir.
• Memarlıq bionikasının banisi Antonio Qaudinin evi ilk bionik strukturlardan biridir. Bu günə qədər estetik dəyərini qoruyub saxlayır və Barselonanın ən məşhur turistik yerlərindən biri olaraq qalır.

Hər kəsə lazım olan bilik

Xülasə edərək, əminliklə deyə bilərik: bionikanın öyrəndiyi hər şey müasir cəmiyyətin inkişafı üçün aktual və zəruridir. Hər kəs bionikanın elmi prinsipləri ilə tanış olmalıdır. Bu elm olmadan insan fəaliyyətinin bir çox sahələrində texniki tərəqqi təsəvvür etmək mümkün deyil. Bionika bizim gələcəyimizdir, təbiətlə tam harmoniya.