स्टूलनिकोव मैक्सिम

"बायोनिक्स - सबसे बड़ी संभावनाओं का विज्ञान" विषय पर शोध कार्य

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पूर्व दर्शन:

क्षेत्रीय वैज्ञानिक एवं व्यावहारिक सम्मेलन

क्षेत्रीय युवा मंच के ढांचे के भीतर

"भविष्य हम हैं!"

प्राकृतिक विज्ञान दिशा (भौतिकी, जीव विज्ञान)

विषय पर शोध कार्य

"बायोनिक्स - सबसे बड़ी संभावनाओं का विज्ञान"

पेट्रोव्स्क, सेराटोव क्षेत्र में नगरपालिका बजटीय शैक्षिक संस्थान "संगठित स्कूल नंबर 7"।

नेता:

फिल्यानिना ओल्गा अलेक्जेंड्रोवना,

रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान शिक्षक

गेरासिमोवा नताल्या अनातोलेवना,

गणित और भौतिकी के शिक्षक,

पेट्रोवस्क

अप्रैल 2014

1. परिचय पृ. 3-4
2. प्राचीनता से आधुनिकता तक. पृ. 5-6
3. बायोनिक्स अनुभाग:

3.1. वास्तुशिल्प और निर्माण बायोनिक्स; पृ. 6-8

3.2. बायोमैकेनिक्स; पृ.8-12

3.3. न्यूरोबायोनिक्स. पृ.13-14

4. महान छोटी चीजें, "प्रकृति से देखी गईं।" पृ. 14-15

5. निष्कर्ष पृष्ठ 16

6. साहित्य और प्रयुक्त इंटरनेट संसाधन। पृष्ठ 16

चिड़िया -

सक्रिय

गणितीय नियम के अनुसार

औजार,

जो करना है,

मानव शक्ति में...

लियोनार्डो दा विंसी.

क्या आप एक छलांग में कारों के ऊपर से उड़ना, स्पाइडर-मैन की तरह चलना, कई किलोमीटर दूर दुश्मनों को पहचानना और स्टील बीम को अपने हाथों से मोड़ना चाहेंगे? हमें यह मान लेना चाहिए कि हां, लेकिन, अफसोस, यह अवास्तविक है। यह अभी के लिए अवास्तविक है...

दुनिया के निर्माण के बाद से, मनुष्य को कई चीजों में दिलचस्पी रही है: पानी गीला क्यों है, रात के बाद दिन क्यों होता है, हम फूलों की खुशबू क्यों सूंघते हैं, आदि। स्वाभाविक रूप से, मनुष्य ने इसके लिए स्पष्टीकरण खोजने की कोशिश की। लेकिन जितना अधिक उसने सीखा, उसके मन में उतने ही अधिक प्रश्न उठे: क्या कोई व्यक्ति पक्षी की तरह उड़ सकता है, मछली की तरह तैर सकता है, जानवर तूफान के आने के बारे में, आने वाले भूकंप के बारे में, आगामी ज्वालामुखी विस्फोट के बारे में कैसे "जानते" हैं , क्या कृत्रिम बुद्धिमत्ता बनाना संभव है?

बहुत सारे "क्यों" प्रश्न हैं; अक्सर इन प्रश्नों की वैज्ञानिक रूप से व्याख्या नहीं की जाती है, जो कल्पना और अंधविश्वास को जन्म देते हैं। ऐसा करने के लिए, आपको कई क्षेत्रों में अच्छा ज्ञान होना चाहिए: भौतिकी और रसायन विज्ञान, खगोल विज्ञान और जीव विज्ञान, भूगोल और पारिस्थितिकी, गणित और प्रौद्योगिकी, चिकित्सा और अंतरिक्ष।

क्या कोई ऐसा विज्ञान है जो सब कुछ जोड़ देगा और असंगत को भी जोड़ सकेगा? यह पता चला कि यह मौजूद है!

वस्तु मेरा शोध - बायोनिक्स का विज्ञान - "बीआईओ लोगिया" और "टेक नीका"।

शोध कार्य का उद्देश्य:बायोनिक्स विज्ञान के उद्भव की आवश्यकता, इसकी क्षमताएं और प्रयोज्यता की सीमाएं।

ऐसा करने के लिए, आप एक पंक्ति लगा सकते हैंकार्य:

1. पता लगाएं कि "बायोनिक्स" क्या है।

2. "बायोनिक्स" विज्ञान के विकास के इतिहास का पता लगाएं: प्राचीनता से आधुनिकता तक और अन्य विज्ञानों के साथ इसका संबंध।

3. बायोनिक्स के मुख्य अनुभागों को पहचानें।

4. हमें प्रकृति को किसके लिए धन्यवाद देना चाहिए: बायोनिक्स की खुली संभावनाएं और रहस्य।

तलाश पद्दतियाँ:

सैद्धांतिक:

- विषय पर वैज्ञानिक लेखों, साहित्य का अध्ययन।

व्यावहारिक:

अवलोकन;

सामान्यीकरण.

व्यवहारिक महत्व।

मुझे लगता है कि मेरा काम छात्रों और शिक्षकों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयोगी और दिलचस्प होगा, क्योंकि हम सभी प्रकृति में उसके द्वारा बनाए गए कानूनों के अनुसार रहते हैं। प्रकृति के सभी संकेतों को प्रौद्योगिकी में अनुवाद करने और उसके रहस्यों को प्रकट करने के लिए एक व्यक्ति को केवल कुशलतापूर्वक ज्ञान में महारत हासिल करनी चाहिए।

प्राचीन काल से आधुनिक काल तक

बायोनिक्स, एक व्यावहारिक विज्ञान जो जीवित जीवों और तकनीकी उपकरणों के संयोजन की संभावना का अध्ययन करता है, आज बहुत तेजी से विकसित हो रहा है।

प्रकृति ने हमें जो क्षमताएं दी हैं, उनसे भी बेहतर क्षमताएं पाने की चाहत हर व्यक्ति के अंदर गहरी होती है - कोई भी फिटनेस ट्रेनर या प्लास्टिक सर्जन इसकी पुष्टि करेगा। हमारे शरीर में अविश्वसनीय अनुकूलन क्षमता है, लेकिन कुछ चीजें हैं जो वे नहीं कर सकते। उदाहरण के लिए, हम नहीं जानते कि उन लोगों से कैसे बात की जाए जिनके कान बंद हैं, हम उड़ने में सक्षम नहीं हैं। इसीलिए हमें टेलीफोन और हवाई जहाज़ की आवश्यकता है। अपनी खामियों की भरपाई के लिए, लोग लंबे समय से विभिन्न "बाहरी" उपकरणों का उपयोग करते रहे हैं, लेकिन विज्ञान के विकास के साथ, उपकरण धीरे-धीरे छोटे होते गए और हमारे करीब होते गए।

इसके अलावा, हर कोई जानता है कि अगर उसके शरीर को कुछ होता है, तो डॉक्टर सबसे आधुनिक चिकित्सा प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके "मरम्मत" करेंगे।

यदि हम इन दो सरल अवधारणाओं को एक साथ रखें, तो हम मानव विकास के अगले चरण का अंदाजा लगा सकते हैं। भविष्य में, डॉक्टर न केवल "क्षतिग्रस्त" या "अव्यवस्थित" जीवों को बहाल करने में सक्षम होंगे, वे लोगों को सक्रिय रूप से सुधारना शुरू कर देंगे, जिससे वे प्रकृति द्वारा प्रबंधित की तुलना में अधिक मजबूत और तेज हो जाएंगे। यह बिल्कुल बायोनिक्स का सार है, और आज हम एक नए प्रकार के व्यक्ति के उद्भव की दहलीज पर खड़े हैं। शायद हममें से कोई यह बन जाएगा...

लियोनार्डो दा विंची को बायोनिक्स का जनक माना जाता है। उनके विमान के चित्र और रेखाचित्र एक पक्षी के पंख की संरचना पर आधारित थे। हमारे समय में लियोनार्डो दा विंची के चित्रों के अनुसार मॉडलिंग बार-बार की जाती थीऑर्निथोप्टेरा (ग्रीक ऑर्निस से, लिंग ऑर्निथोस - पक्षी और टेरोन - पंख),चक्का , पंख फड़फड़ाने वाला हवा से भी भारी विमान)। जीवित प्राणियों में, उदाहरण के लिए, पक्षी उड़ने के लिए अपने पंखों को फड़फड़ाने की गतिविधियों का उपयोग करते हैं।

आधुनिक वैज्ञानिकों में ओसिप एम.आर. डेलगाडो का नाम लिया जा सकता है।

अपने रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की मदद से उन्होंने जानवरों की न्यूरोलॉजिकल और शारीरिक विशेषताओं का अध्ययन किया। और उनके आधार पर मैंने जीवित जीवों को नियंत्रित करने के लिए एल्गोरिदम विकसित करने का प्रयास किया।

बायोनिक्स (ग्रीक बिओन से - जीवन का तत्व, शाब्दिक रूप से - जीवित), जीव विज्ञान और प्रौद्योगिकी की सीमा पर स्थित एक विज्ञान, जो जीवों की संरचना और महत्वपूर्ण कार्यों के मॉडलिंग के आधार पर इंजीनियरिंग समस्याओं को हल करता है। बायोनिक्स जीव विज्ञान, भौतिकी, रसायन विज्ञान, साइबरनेटिक्स और इंजीनियरिंग विज्ञान - इलेक्ट्रॉनिक्स, नेविगेशन, संचार, समुद्री मामलों आदि से निकटता से संबंधित है। /बीएसई.1978/

बायोनिक्स के जन्म का औपचारिक वर्ष माना जाता है 1960 बायोनिक वैज्ञानिकों ने अपने प्रतीक के रूप में एक स्केलपेल और एक सोल्डरिंग आयरन को चुना, जो एक अभिन्न चिन्ह से जुड़ा हुआ है, और उनका आदर्श वाक्य है "जीवित प्रोटोटाइप नई तकनीक की कुंजी हैं».

कई बायोनिक मॉडल, तकनीकी कार्यान्वयन प्राप्त करने से पहले, कंप्यूटर पर अपना जीवन शुरू करते हैं, जहां एक कंप्यूटर प्रोग्राम संकलित किया जाता है - एक बायोनिक मॉडल।

आज बायोनिक्स की कई दिशाएँ हैं।

बायोनिक्स अनुभाग

1. वास्तुकला और निर्माण बायोनिक्स।

वास्तुशिल्प और निर्माण बायोनिक्स का एक शानदार उदाहरण - संपूर्णअनाज के तनों की संरचना का सादृश्यऔर आधुनिक ऊंची इमारतें। अनाज के पौधों के तने पुष्पक्रम के भार से टूटे बिना भारी भार का सामना करने में सक्षम होते हैं। यदि हवा उन्हें जमीन पर झुका देती है, तो वे तुरंत अपनी ऊर्ध्वाधर स्थिति बहाल कर लेते हैं। क्या राज हे? यह पता चला है कि उनकी संरचना आधुनिक ऊंची इमारतों के डिजाइन के समान है।फ़ैक्टरी पाइप - इंजीनियरिंग विचार की नवीनतम उपलब्धियों में से एक।

प्रसिद्ध स्पेनिश आर्किटेक्ट एम.आर. सेरवेरा और एच. प्लोज़, बायोनिक्स के सक्रिय अनुयायी, ने 1985 में "गतिशील संरचनाओं" पर शोध करना शुरू किया और 1991 में उन्होंने "आर्किटेक्चर में नवाचार का समर्थन करने के लिए सोसायटी" का आयोजन किया। उनके नेतृत्व में एक समूह, जिसमें आर्किटेक्ट, इंजीनियर, डिजाइनर, जीवविज्ञानी और मनोवैज्ञानिक शामिल थे, ने इस परियोजना को विकसित किया।वर्टिकल बायोनिक टावर सिटी" 15 वर्षों में, शंघाई में एक टावर शहर दिखाई देना चाहिए (वैज्ञानिकों के अनुसार, 20 वर्षों में शंघाई की जनसंख्या 30 मिलियन लोगों तक पहुँच सकती है)। टावर सिटी को 100 हजार लोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, यह परियोजना "लकड़ी के निर्माण के सिद्धांत" पर आधारित है।

टावर सिटी का आकार होगासरो 1128 मीटर ऊंचा, आधार पर घेरा 133 गुणा 100 मीटर और सबसे चौड़ा बिंदु 166 गुणा 133 मीटर। टावर में 300 मंजिलें होंगी, और वे 80 मंजिलों के 12 ऊर्ध्वाधर ब्लॉकों में स्थित होंगी।

फ्रांसीसी क्रांति की 100वीं वर्षगाँठ के उपलक्ष्य में पेरिस में एक विश्व प्रदर्शनी का आयोजन किया गया। इस प्रदर्शनी के क्षेत्र में एक टावर बनाने की योजना बनाई गई थी जो फ्रांसीसी क्रांति की महानता और नवीनतम तकनीकी उपलब्धियों दोनों का प्रतीक होगा। प्रतियोगिता में 700 से अधिक परियोजनाएं प्रस्तुत की गईं; सर्वश्रेष्ठ को पुल इंजीनियर एलेक्जेंडर गुस्ताव एफिल की परियोजना के रूप में मान्यता दी गई थी। 19वीं सदी के अंत में, इसके निर्माता के नाम पर बने इस टावर ने अपने खुलेपन और सुंदरता से पूरी दुनिया को चकित कर दिया। 300 मीटर का टावर एक तरह से पेरिस का प्रतीक बन गया है। ऐसी अफवाहें थीं कि टावर एक अज्ञात अरब वैज्ञानिक के चित्र के अनुसार बनाया गया था। और आधी सदी से भी अधिक समय के बाद, जीवविज्ञानियों और इंजीनियरों ने एक अप्रत्याशित खोज की: डिज़ाइनएफिल टॉवर बिल्कुल बड़े की संरचना को दोहराता हैटिबिअ , मानव शरीर के वजन को आसानी से सहन कर सकता है। यहां तक ​​कि भार वहन करने वाली सतहों के बीच के कोण भी मेल खाते हैं। यह क्रियाशील बायोनिक्स का एक और उदाहरण है।

वास्तुशिल्प और निर्माण बायोनिक्स में, नई निर्माण प्रौद्योगिकियों पर अधिक ध्यान दिया जाता है। उदाहरण के लिए, कुशल और अपशिष्ट-मुक्त निर्माण प्रौद्योगिकियों के विकास के क्षेत्र में, एक आशाजनक दिशा का निर्माण किया जा रहा हैस्तरित संरचनाएँ. यह विचार उधार लिया गया थागहरे समुद्र में रहने वाले मोलस्क. उनके टिकाऊ गोले, जैसे कि व्यापक अबालोन, बारी-बारी से कठोर और नरम प्लेटों से बने होते हैं। जब कोई कठोर प्लेट टूटती है, तो विरूपण नरम परत द्वारा अवशोषित हो जाता है और दरार आगे नहीं बढ़ती है। इस तकनीक का इस्तेमाल कारों को कवर करने के लिए भी किया जा सकता है।

2. बायोमैकेनिक्स

प्रकृति लोकेटर. लाइव बैरोमीटर और सिस्मोग्राफ।

बायोनिक्स में सबसे उन्नत अनुसंधान पता लगाने, नेविगेशन और अभिविन्यास के जैविक साधनों का विकास है; उच्चतर जानवरों और मनुष्यों के मस्तिष्क के कार्यों और संरचनाओं के मॉडलिंग से संबंधित अध्ययनों का एक सेट; बायोइलेक्ट्रिक नियंत्रण प्रणालियों का निर्माण और "मानव-मशीन" समस्या पर अनुसंधान। ये क्षेत्र एक-दूसरे से निकटता से जुड़े हुए हैं। तकनीकी विकास के वर्तमान स्तर पर प्रकृति मनुष्य से इतना आगे क्यों है?

यह लंबे समय से ज्ञात है कि पक्षी, मछलियाँ और कीड़े मौसम परिवर्तन के प्रति बहुत संवेदनशील और सटीक प्रतिक्रिया करते हैं। निगल की निचली उड़ान एक तूफान का पूर्वाभास देती है। किनारे के पास जेलीफ़िश के जमा होने से मछुआरों को पता चल जाएगा कि वे मछली पकड़ने जा सकते हैं, समुद्र शांत रहेगा।

पशु - "बायोसिनॉप्टिक्स"प्रकृति द्वारा अद्वितीय अति-संवेदनशील "उपकरणों" से संपन्न हैं। बायोनिक्स का कार्य न केवल इन तंत्रों को खोजना है, बल्कि उनकी क्रिया को समझना और इसे इलेक्ट्रॉनिक सर्किट, उपकरणों और संरचनाओं में फिर से बनाना भी है।

मछलियों और पक्षियों की जटिल नेविगेशन प्रणाली का अध्ययन, प्रवास के दौरान हजारों किलोमीटर की दूरी तय करना और अंडे देने, सर्दियों में रहने और चूजों को पालने के लिए बिना किसी त्रुटि के अपने स्थानों पर लौटना, अत्यधिक संवेदनशील ट्रैकिंग, मार्गदर्शन और वस्तु पहचान प्रणालियों के विकास में योगदान देता है।

कई जीवित जीवों के पास विश्लेषणात्मक प्रणालियाँ होती हैं जो मनुष्यों के पास नहीं होती हैं। उदाहरण के लिए, टिड्डों के 12वें एंटेना खंड पर एक ट्यूबरकल होता है जो अवरक्त विकिरण को महसूस करता है। शार्क और किरणों के सिर पर और शरीर के सामने चैनल होते हैं जो 0.10 C के तापमान परिवर्तन को समझते हैं। घोंघे, चींटियों और दीमकों के पास ऐसे उपकरण होते हैं जो रेडियोधर्मी विकिरण को समझते हैं। कई लोग चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करते हैं (मुख्य रूप से लंबी दूरी तक प्रवास करने वाले पक्षी और कीड़े)। उल्लू, चमगादड़, डॉल्फ़िन, व्हेल और अधिकांश कीड़े इन्फ़्रा- और अल्ट्रासोनिक कंपन महसूस करते हैं। मधुमक्खी की आंखें पराबैंगनी प्रकाश पर प्रतिक्रिया करती हैं, कॉकरोच की आंखें अवरक्त पर।

रैटलस्नेक का ताप-संवेदनशील अंग 0.0010 C के तापमान परिवर्तन का पता लगाता है; मछली का विद्युत अंग (किरणें, इलेक्ट्रिक ईल) 0.01 माइक्रोवोल्ट की क्षमता को समझता है, कई रात्रिचर जानवरों की आंखें प्रकाश की एकल क्वांटा पर प्रतिक्रिया करती हैं, मछली पानी में किसी पदार्थ की सांद्रता में 1 mg/m3 (=1) में बदलाव को महसूस करती है μg/l).

कई और स्थानिक अभिविन्यास प्रणालियां हैं, जिनकी संरचना का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है: मधुमक्खियां और ततैया सूर्य द्वारा अच्छी तरह से उन्मुख होते हैं, नर तितलियाँ (उदाहरण के लिए, रात की मोर की आंख, मौत का सिर वाला बाज़ कीट, आदि) एक मादा को ढूंढती हैं। 10 किमी की दूरी. समुद्री कछुए और कई मछलियाँ (ईल, स्टर्जन, सैल्मन) अपने मूल तटों से कई हजार किलोमीटर दूर तैरती हैं और अंडे देने और अंडे देने के लिए उसी स्थान पर लौट आती हैं जहाँ से उन्होंने अपनी जीवन यात्रा शुरू की थी। यह माना जाता है कि उनके पास दो अभिविन्यास प्रणालियाँ हैं - दूर, सितारों और सूर्य द्वारा, और निकट, गंध द्वारा (तटीय जल का रसायन)।

चमगादड़, एक नियम के रूप में, छोटे होते हैं और, ईमानदारी से कहें तो, हममें से कई लोगों के लिए अप्रिय और यहां तक ​​कि प्रतिकारक जीव भी होते हैं। लेकिन ऐसा हुआ कि उनके साथ पक्षपातपूर्ण व्यवहार किया गया, जिसका आधार, एक नियम के रूप में, विभिन्न प्रकार की किंवदंतियाँ और मान्यताएँ हैं जो तब विकसित हुईं जब लोग आत्माओं और बुरी आत्माओं में विश्वास करते थे।

जैवध्वनिक वैज्ञानिकों के लिए चमगादड़ एक अनोखी वस्तु है। वह बाधाओं से टकराए बिना, पूर्ण अंधकार में पूरी तरह से स्वतंत्र रूप से नेविगेट कर सकती है। इसके अलावा, खराब दृष्टि के कारण, चमगादड़ मक्खी पर छोटे कीड़ों का पता लगाता है और उन्हें पकड़ता है, उड़ने वाले मच्छर को हवा में उड़ते हुए कण से, खाने योग्य कीट को बेस्वाद लेडीबग से अलग करता है।

1793 में चमगादड़ों की इस असामान्य क्षमता में पहली बार इतालवी वैज्ञानिक लाज़ारो स्पैलानज़ानी की दिलचस्पी बढ़ी। सबसे पहले उन्होंने यह पता लगाने की कोशिश की कि विभिन्न जानवर किस तरह से अंधेरे में अपना रास्ता ढूंढते हैं। वह यह स्थापित करने में कामयाब रहे: उल्लू और अन्य रात्रिचर जीव अंधेरे में अच्छी तरह देखते हैं। सच है, पूर्ण अंधकार में वे भी, जैसा कि यह पता चला है, असहाय हो जाते हैं। लेकिन जब उन्होंने चमगादड़ों पर प्रयोग करना शुरू किया, तो उन्हें पता चला कि ऐसा पूर्ण अंधकार उनके लिए कोई बाधा नहीं था। फिर स्पल्लानज़ानी आगे बढ़े: उन्होंने कई चमगादड़ों को उनकी दृष्टि से वंचित कर दिया। और क्या? इससे उनके व्यवहार में कोई बदलाव नहीं आया; वे कीड़ों का शिकार करने में दृष्टिहीन लोगों की तरह ही उत्कृष्ट थे। स्पैलनज़ानी को इस बात का यकीन तब हुआ जब उन्होंने प्रायोगिक चूहों का पेट खोला।

रहस्य में रुचि बढ़ी। विशेष रूप से स्पैलनज़ानी स्विस जीवविज्ञानी चार्ल्स ज्यूरिन के प्रयोगों से परिचित होने के बाद, जो 1799 में इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि चमगादड़ दृष्टि के बिना काम कर सकते हैं, लेकिन श्रवण संबंधी कोई भी गंभीर क्षति उनके लिए घातक है। जैसे ही उन्होंने अपने कानों को विशेष तांबे की ट्यूबों से बंद किया, वे अपने रास्ते में आने वाली सभी बाधाओं से आँख मूँदकर और बेतरतीब ढंग से टकराने लगे। इसके साथ ही कई अलग-अलग प्रयोगों से पता चला है कि दृष्टि, स्पर्श, गंध और स्वाद के अंगों की कार्यप्रणाली में गड़बड़ी का चमगादड़ों की उड़ान पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

स्पल्लानज़ानी के प्रयोग निस्संदेह प्रभावशाली थे, लेकिन वे स्पष्ट रूप से अपने समय से आगे थे। स्पल्लानज़ानी मुख्य और बिल्कुल वैज्ञानिक रूप से सही प्रश्न का उत्तर नहीं दे सके: यदि श्रवण या दृष्टि नहीं है, तो इस मामले में, चमगादड़ को अंतरिक्ष में इतनी अच्छी तरह से नेविगेट करने में क्या मदद मिलती है?

उस समय, वे अल्ट्रासाउंड के बारे में कुछ भी नहीं जानते थे, या कि जानवरों के पास केवल कान और आंखें ही नहीं, बल्कि धारणा के कुछ अन्य अंग (सिस्टम) भी हो सकते हैं। वैसे, इसी भावना से कुछ वैज्ञानिकों ने स्पैलनजानी के प्रयोगों को समझाने की कोशिश की: वे कहते हैं, चमगादड़ों में स्पर्श की सूक्ष्म अनुभूति होती है, जिसके अंग, सबसे अधिक संभावना है, उनके पंखों की झिल्लियों में स्थित होते हैं...

अंतिम परिणाम यह हुआ कि स्पैलनज़ानी के प्रयोगों को लंबे समय तक भुला दिया गया। केवल हमारे समय में, सौ से अधिक वर्षों के बाद, तथाकथित "चमगादड़ की स्पैलनज़ेनियन समस्या", जैसा कि वैज्ञानिकों ने स्वयं इसे करार दिया था, हल हो गई थी। यह नए इलेक्ट्रॉनिक्स-आधारित अनुसंधान उपकरणों के उद्भव के कारण संभव हुआ।

हार्वर्ड विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी जी. पियर्स यह पता लगाने में सक्षम थे कि चमगादड़ ऐसी ध्वनियाँ उत्पन्न करते हैं जो मानव कान की श्रव्यता की सीमा से परे होती हैं।

वायुगतिकीय तत्व.

आधुनिक वायुगतिकी के संस्थापक एन. ई. ज़ुकोवस्की ने पक्षियों की उड़ान तंत्र और उन स्थितियों का सावधानीपूर्वक अध्ययन किया जो उन्हें हवा में उड़ने की अनुमति देती हैं। पक्षियों की उड़ान के अध्ययन के आधार पर विमानन का उदय हुआ।

प्रकृति में कीड़ों के पास और भी उन्नत उड़ान मशीनें हैं। उड़ान दक्षता, सापेक्ष गति और गतिशीलता के मामले में, उनकी प्रकृति में कोई समानता नहीं है। कीट उड़ान के सिद्धांत पर आधारित विमान बनाने का विचार इसकी मंजूरी का इंतजार कर रहा है। उड़ान के दौरान होने वाले हानिकारक कंपन को रोकने के लिए, तेजी से उड़ने वाले कीड़ों के पंखों के सिरों पर चिटिनस गाढ़ापन होता है। विमान डिजाइनर अब विमान के पंखों के लिए इसी तरह के उपकरणों का उपयोग करते हैं, जिससे कंपन का खतरा खत्म हो जाता है।

जेट इंजन.

जेट प्रोपल्शन, जिसका उपयोग हवाई जहाज, रॉकेट और अंतरिक्ष यान में किया जाता है, सेफलोपोड्स - ऑक्टोपस, स्क्विड, कटलफिश की भी विशेषता है। स्क्विड का जेट प्रणोदन प्रौद्योगिकी के लिए सबसे बड़ी रुचि है। संक्षेप में, स्क्विड में दो मौलिक रूप से भिन्न प्रणोदन तंत्र होते हैं। धीरे-धीरे चलते समय, यह एक बड़े हीरे के आकार के पंख का उपयोग करता है जो समय-समय पर झुकता है। त्वरित फेंक के लिए, जानवर जेट प्रणोदन का उपयोग करता है। मांसपेशी ऊतक - मेंटल मोलस्क के शरीर को चारों तरफ से घेरता है, इसका आयतन उसके शरीर के आयतन का लगभग आधा होता है। जेट तैराकी विधि के साथ, जानवर मेंटल गैप के माध्यम से मेंटल कैविटी में पानी खींचता है। स्क्विड की गति एक संकीर्ण नोजल (फ़नल) के माध्यम से पानी की एक धारा को बाहर फेंकने से बनाई जाती है। यह नोजल एक विशेष वाल्व से सुसज्जित है, और मांसपेशियां इसे घुमा सकती हैं, जिससे गति की दिशा बदल जाती है। स्क्विड की प्रणोदन प्रणाली बहुत किफायती है, जिसकी बदौलत यह 70 किमी/घंटा की गति तक पहुँच सकती है, कुछ शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि 150 किमी/घंटा तक भी।

हीड्रोप्लैन शरीर का आकार डॉल्फिन जैसा होता है। ग्लाइडर सुंदर है और तेज़ी से चलता है, इसमें डॉल्फ़िन की तरह अपने पंख लहराते हुए लहरों में स्वाभाविक रूप से खेलने की क्षमता है। बॉडी पॉलीकार्बोनेट से बनी है। मोटर बहुत शक्तिशाली है. इस तरह की पहली डॉल्फ़िन 2001 में इनस्पेस द्वारा बनाई गई थी।

प्रथम विश्व युद्ध के दौरान जर्मन पनडुब्बियों के कारण ब्रिटिश बेड़े को भारी नुकसान हुआ। यह सीखना ज़रूरी था कि उनका पता कैसे लगाया जाए और उन्हें कैसे ट्रैक किया जाए। इस उद्देश्य के लिए विशेष उपकरण बनाए गए हैं।हाइड्रोफ़ोन। इन उपकरणों को प्रोपेलर के शोर से दुश्मन की पनडुब्बियों का पता लगाना था। उन्हें जहाजों पर स्थापित किया गया था, लेकिन जब जहाज चल रहा था, तो हाइड्रोफोन प्राप्त करने वाले छेद में पानी की हलचल ने शोर पैदा कर दिया जिससे पनडुब्बी का शोर कम हो गया। भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट वुड ने सुझाव दिया कि इंजीनियर सील से सीखते हैं, जो पानी में चलते समय अच्छी तरह सुनते हैं। परिणामस्वरूप, हाइड्रोफोन का प्राप्त करने वाला छेद सील के कान के आकार का हो गया, और हाइड्रोफोन जहाज की पूरी गति पर भी "सुनने" लगे।

3. न्यूरोबायोनिक्स।

किस लड़के को रोबोट से खेलने या टर्मिनेटर या वूल्वरिन के बारे में फिल्म देखने में दिलचस्पी नहीं होगी? सबसे समर्पित बायोनिकिस्ट वे इंजीनियर हैं जो रोबोट डिज़ाइन करते हैं। एक दृष्टिकोण यह है कि भविष्य में रोबोट तभी प्रभावी ढंग से कार्य कर पाएंगे जब वे यथासंभव मनुष्यों के समान होंगे। बायोनिक्स के डेवलपर्स इस तथ्य से आगे बढ़ते हैं कि रोबोटों को शहरी और घरेलू परिस्थितियों में, यानी "मानव" वातावरण में सीढ़ियों, दरवाजों और एक विशिष्ट आकार की अन्य बाधाओं के साथ काम करना होगा। इसलिए, कम से कम, उन्हें आकार और आंदोलन सिद्धांतों के संदर्भ में एक व्यक्ति के अनुरूप होना चाहिए। दूसरे शब्दों में, रोबोट के पैर होने चाहिए, और पहिए, ट्रैक आदि शहर के लिए बिल्कुल उपयुक्त नहीं हैं। और अगर जानवर नहीं तो हमें पैरों के डिज़ाइन की नकल किससे करनी चाहिए? स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी का एक छोटा, लगभग 17 सेमी लंबा, छह पैरों वाला रोबोट (हेक्सापॉड) पहले से ही 55 सेमी/सेकंड की गति से चलता है।

जैविक सामग्रियों से एक कृत्रिम हृदय बनाया गया है। एक नई वैज्ञानिक खोज से अंग दाताओं की कमी दूर हो सकती है।

मिनेसोटा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं का एक समूह 22 मिलियन लोगों के इलाज की एक मौलिक नई विधि बनाने की कोशिश कर रहा है - यानी दुनिया में कितने लोग हृदय रोग से पीड़ित हैं। वैज्ञानिक हृदय से मांसपेशियों की कोशिकाओं को हटाने में सक्षम थे, केवल हृदय वाल्व और रक्त वाहिकाओं के ढांचे को संरक्षित किया। इस फ्रेम में नई कोशिकाओं को प्रत्यारोपित किया गया।

बायोनिक्स की विजय - एक कृत्रिम हाथ। शिकागो के पुनर्वास संस्थान के वैज्ञानिक एक बायोनिक कृत्रिम अंग बनाने में कामयाब रहे जो रोगी को न केवल विचारों से हाथ को नियंत्रित करने की अनुमति देता है, बल्कि कुछ संवेदनाओं को पहचानने की भी अनुमति देता है। बायोनिक हाथ की मालिक क्लाउडिया मिशेल थीं, जो पहले अमेरिकी नौसेना में कार्यरत थीं। 2005 में मिशेल एक दुर्घटना में घायल हो गए थे. सर्जनों को मिशेल का बायां हाथ कंधे तक काटना पड़ा। परिणामस्वरूप, वे नसें जिनका उपयोग कृत्रिम अंग को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता था, अप्रयुक्त छोड़ दी गईं।

महान छोटी चीजें "प्रकृति से देखी गईं"

प्रसिद्ध उधार स्विस इंजीनियर जॉर्ज डे द्वारा किया गया था
1955 में मेस्ट्रल। वह अक्सर अपने कुत्ते के साथ घूमता था और देखता था कि कुछ अजीब पौधे लगातार उसके फर से चिपके हुए थे। घटना का अध्ययन करने के बाद, डी मेस्ट्रल ने निर्धारित किया कि कॉकलेबर (बर्डॉक) के फलों पर छोटे हुक के कारण यह संभव था। परिणामस्वरूप, इंजीनियर को अपनी खोज के महत्व का एहसास हुआ और आठ साल बाद उसने एक सुविधाजनक "वेल्क्रो" का पेटेंट कराया।

ऑक्टोपस का अध्ययन करते समय सकर का आविष्कार किया गया था।

शीतल पेय निर्माता अपने उत्पादों की पैकेजिंग के लिए लगातार नए तरीके खोज रहे हैं। वहीं, एक साधारण सेब के पेड़ ने इस समस्या को बहुत पहले ही हल कर दिया था। एक सेब में 97% पानी होता है, जो लकड़ी के गत्ते में नहीं, बल्कि खाने योग्य छिलके में पैक किया जाता है, जो इतना स्वादिष्ट होता है कि जानवरों को फल खाने और अनाज वितरित करने के लिए आकर्षित करता है।

मकड़ी के धागे, प्रकृति की एक अद्भुत रचना, ने इंजीनियरों का ध्यान आकर्षित किया है। वेब लंबी लचीली केबलों पर एक पुल के निर्माण का प्रोटोटाइप था, जिससे मजबूत, सुंदर निलंबन पुलों के निर्माण की शुरुआत हुई।

अब एक नए प्रकार का हथियार विकसित किया गया है जो अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके दुश्मन सैनिकों को झटका दे सकता है। प्रभाव का यह सिद्धांत बाघों से उधार लिया गया था। शिकारी की दहाड़ में अति-निम्न आवृत्तियाँ होती हैं, जो यद्यपि मनुष्यों द्वारा ध्वनि के रूप में नहीं मानी जाती हैं, फिर भी उन पर लकवाग्रस्त प्रभाव पड़ता है।

रक्त खींचने के लिए उपयोग की जाने वाली स्कारिफायर सुई को उस सिद्धांत के अनुसार डिज़ाइन किया गया है जो पूरी तरह से चमगादड़ के काटने वाले दांत की संरचना को दोहराता है, जिसके काटने पर दर्द नहीं होता है और गंभीर रक्तस्राव होता है।

हमारे लिए परिचित पिस्टन सिरिंज रक्त-चूसने वाले उपकरण - मच्छर और पिस्सू की नकल करती है, जिसके काटने से हर व्यक्ति परिचित है।

रोएँदार "पैराशूट" सिंहपर्णी के बीजों के जमीन पर गिरने को धीमा कर देते हैं, ठीक उसी तरह जैसे एक पैराशूट किसी व्यक्ति के गिरने को धीमा कर देता है।

निष्कर्ष।

बायोनिक्स की क्षमता वास्तव में असीमित है...

मानवता प्रकृति के तरीकों पर करीब से नज़र डालने की कोशिश कर रही है ताकि बाद में उन्हें प्रौद्योगिकी में बुद्धिमानी से उपयोग किया जा सके। प्रकृति एक विशाल इंजीनियरिंग ब्यूरो की तरह है, जिसके पास हमेशा किसी भी स्थिति से बाहर निकलने का सही रास्ता होता है। आधुनिक मनुष्य को प्रकृति को नष्ट नहीं करना चाहिए, बल्कि उसे एक आदर्श के रूप में लेना चाहिए। वनस्पतियों और जीवों की अपनी विविधता के साथ, प्रकृति किसी व्यक्ति को जटिल मुद्दों का सही तकनीकी समाधान और किसी भी स्थिति से बाहर निकलने का रास्ता खोजने में मदद कर सकती है।

इस विषय पर काम करना मेरे लिए बहुत दिलचस्प था। भविष्य में, मैं बायोनिक्स की उपलब्धियों के अध्ययन पर काम करना जारी रखूंगा।

एक मानक के रूप में प्रकृति - और बायोनिक्स है!

साहित्य:

1. बायोनिक्स। वी. मार्टेक, एड.: मीर, 1967

2. बायोनिक्स क्या है? श्रृंखला "लोकप्रिय विज्ञान पुस्तकालय"। एस्टाशेनकोव पी.टी. एम., वोएनिज़दैट, 1963

3. आर्किटेक्चरल बायोनिक्स यू.एस. लेबेडेव, वी.आई. राबिनोविच और अन्य। मॉस्को, स्ट्रॉइज़दैट, 1990. 4.

इंटरनेट संसाधनों का उपयोग किया गया

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- http://ru.wikipedia.org/ विकि/बायोनिक्स

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Http://roboting.ru/uploads/posts/2011-07/1311632917_bionichesky-perchatka2.jpg

http://novostey.com

Http://images.yandex.ru/yandsearch

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

में एक मॉडल बनाना बायोनिक्स- यह आधी लड़ाई है। एक विशिष्ट व्यावहारिक समस्या को हल करने के लिए, न केवल उन मॉडल गुणों की उपस्थिति की जांच करना आवश्यक है जो अभ्यास में रुचि रखते हैं, बल्कि डिवाइस की पूर्व निर्धारित तकनीकी विशेषताओं की गणना के लिए तरीकों को विकसित करना और उपलब्धि सुनिश्चित करने वाले संश्लेषण तरीकों को विकसित करना भी आवश्यक है। समस्या में आवश्यक संकेतकों की.

और इसीलिए बहुत सारे बीओनिकमॉडल, तकनीकी कार्यान्वयन प्राप्त करने से पहले, कंप्यूटर पर अपना जीवन शुरू करते हैं। मॉडल का गणितीय विवरण तैयार किया गया है। इससे एक कंप्यूटर प्रोग्राम संकलित किया जाता है - बायोनिक मॉडल. ऐसे कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करके, विभिन्न मापदंडों को कम समय में संसाधित किया जा सकता है और डिज़ाइन की खामियों को दूर किया जा सकता है।

यह सही है, सॉफ्टवेयर पर आधारित मॉडलिंग, एक नियम के रूप में, मॉडल के कामकाज की गतिशीलता का विश्लेषण करें; मॉडल के विशेष तकनीकी निर्माण के लिए, ऐसे कार्य निस्संदेह महत्वपूर्ण हैं, लेकिन उनका लक्ष्य भार अलग है। उनमें मुख्य बात सबसे अच्छा आधार ढूंढना है जिस पर मॉडल के आवश्यक गुणों को अधिक कुशलतापूर्वक और सटीक रूप से फिर से बनाया जा सके। में जमा हो गया बायोनिक्सव्यावहारिक अनुभव मॉडलिंगअत्यंत जटिल प्रणालियों का सामान्य वैज्ञानिक महत्व है। प्रायोगिक और तकनीकी भौतिकी, आर्थिक समस्याओं, मल्टी-स्टेज ब्रांच्ड संचार प्रणालियों को डिजाइन करने की समस्याओं आदि की महत्वपूर्ण समस्याओं को हल करने के लिए इस तरह के कार्यों में नितांत आवश्यक इसकी अनुमानी विधियों की एक बड़ी संख्या पहले से ही व्यापक हो गई है।

आज बायोनिक्स की कई दिशाएँ हैं।

वास्तुकला और निर्माण बायोनिक्स जीवित ऊतकों के निर्माण और संरचना के नियमों का अध्ययन करता है, सामग्री, ऊर्जा को बचाने और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के सिद्धांत पर जीवित जीवों की संरचनात्मक प्रणालियों का विश्लेषण करता है। न्यूरोबायोनिक्स मस्तिष्क की कार्यप्रणाली का अध्ययन करता है और स्मृति के तंत्र का पता लगाता है। जानवरों के संवेदी अंगों और जानवरों और पौधों दोनों में पर्यावरण पर प्रतिक्रिया के आंतरिक तंत्र का गहन अध्ययन किया जा रहा है।

वास्तुशिल्प और निर्माण बायोनिक्स का एक उल्लेखनीय उदाहरण अनाज के तनों और आधुनिक ऊंची इमारतों की संरचना का पूर्ण सादृश्य है। अनाज के पौधों के तने पुष्पक्रम के भार से टूटे बिना भारी भार का सामना करने में सक्षम होते हैं। यदि हवा उन्हें जमीन पर झुका देती है, तो वे तुरंत अपनी ऊर्ध्वाधर स्थिति बहाल कर लेते हैं। क्या राज हे? यह पता चला है कि उनकी संरचना आधुनिक उच्च-वृद्धि वाले कारखाने के पाइपों के डिजाइन के समान है - इंजीनियरिंग की नवीनतम उपलब्धियों में से एक। दोनों संरचनाएं खोखली हैं। पौधे के तने की स्क्लेरेन्काइमा किस्में अनुदैर्ध्य सुदृढीकरण के रूप में कार्य करती हैं। तनों के आंतरिक नोड कठोरता के छल्ले हैं। तने की दीवारों के साथ अंडाकार ऊर्ध्वाधर रिक्तियाँ होती हैं। पाइप की दीवारों का डिज़ाइन समाधान समान है। अनाज के पौधों के तने में पाइप के बाहर लगाए गए सर्पिल सुदृढीकरण की भूमिका एक पतली त्वचा द्वारा निभाई जाती है। हालाँकि, इंजीनियरों ने प्रकृति को "देखे" बिना, अपने आप ही रचनात्मक समाधान निकाला। संरचना की पहचान बाद में सामने आई।

हाल के वर्षों में, बायोनिक्स ने पुष्टि की है कि अधिकांश मानव आविष्कारों को प्रकृति द्वारा पहले ही "पेटेंट" किया जा चुका है। 20वीं सदी का आविष्कार, जैसे ज़िपर और वेल्क्रो, पक्षी के पंख की संरचना के आधार पर किया गया था। विभिन्न ऑर्डरों की पंखदार दाढ़ी, हुक से सुसज्जित, विश्वसनीय पकड़ प्रदान करती है।

बायोनिक्स के सक्रिय अनुयायी, प्रसिद्ध स्पेनिश आर्किटेक्ट एम. आर. सेरवेरा और जे. प्लोज़ ने 1985 में "गतिशील संरचनाओं" पर शोध शुरू किया और 1991 में उन्होंने "आर्किटेक्चर में सहायक नवाचार के लिए सोसायटी" का आयोजन किया। उनके नेतृत्व में एक समूह, जिसमें आर्किटेक्ट, इंजीनियर, डिजाइनर, जीवविज्ञानी और मनोवैज्ञानिक शामिल थे, ने "वर्टिकल बायोनिक टॉवर सिटी" परियोजना विकसित की। 15 वर्षों में, शंघाई में एक टावर शहर दिखाई देना चाहिए (वैज्ञानिकों के अनुसार, 20 वर्षों में शंघाई की जनसंख्या 30 मिलियन लोगों तक पहुँच सकती है)। टावर सिटी को 100 हजार लोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, यह परियोजना "लकड़ी के निर्माण के सिद्धांत" पर आधारित है।

शहर का टॉवर एक सरू के पेड़ के आकार का होगा, जिसकी ऊंचाई 1128 मीटर होगी, जिसके आधार पर घेरा 133 गुणा 100 मीटर होगा और सबसे चौड़ा बिंदु 166 गुणा 133 मीटर होगा। टॉवर में 300 मंजिलें होंगी, और वे होंगी 80 मंजिलों के 12 ऊर्ध्वाधर ब्लॉकों में स्थित है। ब्लॉकों के बीच पेंचदार फर्श हैं, जो प्रत्येक ब्लॉक स्तर के लिए सहायक संरचना के रूप में कार्य करते हैं। ब्लॉकों के अंदर ऊर्ध्वाधर उद्यानों के साथ विभिन्न ऊंचाइयों के घर हैं। यह विस्तृत डिज़ाइन सरू के पेड़ की शाखाओं और पूरे मुकुट की संरचना के समान है। टावर अकॉर्डियन सिद्धांत के अनुसार ढेर नींव पर खड़ा होगा, जो दफन नहीं होता है, लेकिन ऊंचाई बढ़ने के साथ-साथ सभी दिशाओं में विकसित होता है - ठीक उसी तरह जैसे किसी पेड़ की जड़ प्रणाली विकसित होती है। ऊपरी मंजिलों पर हवा का उतार-चढ़ाव न्यूनतम हो जाता है: हवा आसानी से टॉवर संरचना से होकर गुजरती है। टावर को ढकने के लिए एक विशेष प्लास्टिक सामग्री का उपयोग किया जाएगा जो चमड़े की छिद्रपूर्ण सतह की नकल करती है। यदि निर्माण सफल रहा, तो ऐसे कई और भवन-शहर बनाने की योजना है।

वास्तुशिल्प और निर्माण बायोनिक्स में, नई निर्माण प्रौद्योगिकियों पर अधिक ध्यान दिया जाता है। उदाहरण के लिए, कुशल और अपशिष्ट-मुक्त निर्माण प्रौद्योगिकियों के विकास के क्षेत्र में, एक आशाजनक दिशा स्तरित संरचनाओं का निर्माण है। यह विचार गहरे समुद्र के मोलस्क से उधार लिया गया है। उनके टिकाऊ गोले, जैसे कि व्यापक अबालोन, बारी-बारी से कठोर और नरम प्लेटों से बने होते हैं। जब कोई कठोर प्लेट टूटती है, तो विरूपण नरम परत द्वारा अवशोषित हो जाता है और दरार आगे नहीं बढ़ती है। इस तकनीक का इस्तेमाल कारों को कवर करने के लिए भी किया जा सकता है।

न्यूरोबायोनिक्स के मुख्य क्षेत्र मनुष्यों और जानवरों के तंत्रिका तंत्र का अध्ययन और तंत्रिका कोशिकाओं-न्यूरॉन्स और तंत्रिका नेटवर्क का मॉडलिंग हैं। इससे इलेक्ट्रॉनिक और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी में सुधार और विकास संभव हो जाता है।

मनुष्य द्वारा आविष्कार किए गए सबसे आधुनिक एनालॉग्स की तुलना में जीवित जीवों के तंत्रिका तंत्र के कई फायदे हैं:

बाहरी जानकारी की लचीली धारणा, चाहे वह किसी भी रूप में आती हो (लिखावट, फ़ॉन्ट, रंग, समय, आदि)।

उच्च विश्वसनीयता: जब एक या अधिक हिस्से टूट जाते हैं तो तकनीकी प्रणालियाँ विफल हो जाती हैं, और कई लाख कोशिकाएँ मर जाने पर भी मस्तिष्क चालू रहता है।

लघु. उदाहरण के लिए, मानव मस्तिष्क के समान तत्वों वाला एक ट्रांजिस्टर उपकरण लगभग 1000 m3 का आयतन घेरता है, जबकि हमारा मस्तिष्क 1.5 dm3 का आयतन घेरता है।

ऊर्जा दक्षता - अंतर बिल्कुल स्पष्ट है।

स्व-संगठन की एक उच्च डिग्री - नई स्थितियों और गतिविधि कार्यक्रमों में बदलाव के लिए त्वरित अनुकूलन।

एफिल टॉवर और टिबिया

फ्रांसीसी क्रांति की 100वीं वर्षगाँठ के उपलक्ष्य में पेरिस में एक विश्व प्रदर्शनी का आयोजन किया गया। इस प्रदर्शनी के क्षेत्र में एक टावर बनाने की योजना बनाई गई थी जो फ्रांसीसी क्रांति की महानता और नवीनतम तकनीकी उपलब्धियों दोनों का प्रतीक होगा। प्रतियोगिता में 700 से अधिक परियोजनाएं प्रस्तुत की गईं; सर्वश्रेष्ठ को पुल इंजीनियर एलेक्जेंडर गुस्ताव एफिल की परियोजना के रूप में मान्यता दी गई थी। 19वीं सदी के अंत में, इसके निर्माता के नाम पर बने इस टावर ने अपने खुलेपन और सुंदरता से पूरी दुनिया को चकित कर दिया। 300 मीटर का टावर एक तरह से पेरिस का प्रतीक बन गया है। ऐसी अफवाहें थीं कि टावर एक अज्ञात अरब वैज्ञानिक के चित्र के अनुसार बनाया गया था। और केवल आधी सदी से भी अधिक समय के बाद, जीवविज्ञानियों और इंजीनियरों ने एक अप्रत्याशित खोज की: एफिल टॉवर का डिज़ाइन बिल्कुल टिबिया की संरचना की नकल करता है, जो आसानी से मानव शरीर के वजन का सामना कर सकता है। यहां तक ​​कि भार वहन करने वाली सतहों के बीच के कोण भी मेल खाते हैं। यह एक और अच्छा उदाहरण है बायोनिक्सकार्रवाई में.

प्रकृति और लोग समान कानूनों के अनुसार निर्माण करते हैं, सामग्री को बचाने के सिद्धांत का पालन करते हैं और बनाई जा रही प्रणालियों के लिए इष्टतम डिजाइन समाधान चुनते हैं (भार पुनर्वितरण, स्थिरता, सामग्री, ऊर्जा की बचत)।

वह विज्ञान जो इंजीनियरिंग समस्याओं को हल करने और नए उपकरणों और तंत्रों को बनाने के लिए जीवित जीवों की संरचना और कार्यप्रणाली का अध्ययन करता है, उसे बायोनिक्स (ग्रीक बायोस "जीवन" से) कहा जाता है। इस शब्द का प्रयोग पहली बार 13 सितंबर, 1960 को डेटोना में अमेरिकी राष्ट्रीय संगोष्ठी "लिविंग प्रोटोटाइप - नई तकनीक की कुंजी" में किया गया था और एक नई वैज्ञानिक दिशा को नामित किया गया था जो जीव विज्ञान और इंजीनियरिंग के चौराहे पर उत्पन्न हुई थी। लियोनार्डो दा विंची को बायोनिक्स का जनक माना जाता है। उनके विमान के चित्र और रेखाचित्र पक्षी के पंख की संरचना पर आधारित हैं।

लंबे समय तक, बायोनिक्स तेजी से विकसित हुआ। सबसे पहले, इंजीनियरों और डिजाइनरों ने समस्या का एक सफल समाधान खोजा, और कुछ समय बाद यह पता चला कि जीवित जीवों के पास समान डिजाइन समाधान हैं और, एक नियम के रूप में, इष्टतम हैं।

आज बायोनिक्स की कई दिशाएँ हैं। वास्तुकला और निर्माण बायोनिक्स जीवित ऊतकों के निर्माण और संरचना के नियमों का अध्ययन करता है, सामग्री, ऊर्जा को बचाने और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के सिद्धांत पर जीवित जीवों की संरचनात्मक प्रणालियों का विश्लेषण करता है। न्यूरोबायोनिक्स मस्तिष्क की कार्यप्रणाली का अध्ययन करता है और स्मृति के तंत्र का पता लगाता है। जानवरों के संवेदी अंगों और जानवरों और पौधों दोनों में पर्यावरण पर प्रतिक्रिया के आंतरिक तंत्र का गहन अध्ययन किया जा रहा है।

वास्तुशिल्प और निर्माण बायोनिक्स का एक उल्लेखनीय उदाहरण अनाज के तनों और आधुनिक ऊंची इमारतों की संरचना का पूर्ण सादृश्य है। अनाज के पौधों के तने पुष्पक्रम के भार से टूटे बिना भारी भार का सामना करने में सक्षम होते हैं। यदि हवा उन्हें जमीन पर झुका देती है, तो वे तुरंत अपनी ऊर्ध्वाधर स्थिति बहाल कर लेते हैं। क्या राज हे? यह पता चला है कि उनकी संरचना आधुनिक उच्च-वृद्धि वाले कारखाने के पाइपों के डिजाइन के समान है - इंजीनियरिंग की नवीनतम उपलब्धियों में से एक। दोनों संरचनाएं खोखली हैं। पौधे के तने की स्क्लेरेन्काइमा किस्में अनुदैर्ध्य सुदृढीकरण के रूप में कार्य करती हैं। तनों के आंतरिक नोड कठोरता के छल्ले हैं। तने की दीवारों के साथ अंडाकार ऊर्ध्वाधर रिक्तियाँ होती हैं। पाइप की दीवारों का डिज़ाइन समाधान समान है। अनाज के पौधों के तने में पाइप के बाहर लगाए गए सर्पिल सुदृढीकरण की भूमिका एक पतली त्वचा द्वारा निभाई जाती है। हालाँकि, इंजीनियरों ने प्रकृति को "देखे" बिना, अपने आप ही रचनात्मक समाधान निकाला। संरचना की पहचान बाद में सामने आई।

हाल के वर्षों में, बायोनिक्स ने पुष्टि की है कि अधिकांश मानव आविष्कारों को प्रकृति द्वारा पहले ही "पेटेंट" किया जा चुका है। 20वीं सदी का आविष्कार, जैसे ज़िपर और वेल्क्रो, पक्षी के पंख की संरचना के आधार पर किया गया था। विभिन्न ऑर्डरों की पंखदार दाढ़ी, हुक से सुसज्जित, विश्वसनीय पकड़ प्रदान करती है।

प्रसिद्ध स्पेनिश आर्किटेक्ट एम.आर. सेरवेरा और एच. प्लोज़, बायोनिक्स के सक्रिय अनुयायी, ने 1985 में "गतिशील संरचनाओं" पर शोध करना शुरू किया और 1991 में उन्होंने "आर्किटेक्चर में नवाचार का समर्थन करने के लिए सोसायटी" का आयोजन किया। उनके नेतृत्व में एक समूह, जिसमें आर्किटेक्ट, इंजीनियर, डिजाइनर, जीवविज्ञानी और मनोवैज्ञानिक शामिल थे, ने "वर्टिकल बायोनिक टॉवर सिटी" परियोजना विकसित की। 15 वर्षों में, शंघाई में एक टावर शहर दिखाई देना चाहिए (वैज्ञानिकों के अनुसार, 20 वर्षों में शंघाई की जनसंख्या 30 मिलियन लोगों तक पहुँच सकती है)। टावर सिटी को 100 हजार लोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, यह परियोजना "लकड़ी के निर्माण के सिद्धांत" पर आधारित है।

शहर का टॉवर एक सरू के पेड़ के आकार का होगा, जिसकी ऊंचाई 1128 मीटर होगी, जिसके आधार पर घेरा 133 गुणा 100 मीटर होगा और सबसे चौड़ा बिंदु 166 गुणा 133 मीटर होगा। टॉवर में 300 मंजिलें होंगी, और वे होंगी 80 मंजिलों के 12 ऊर्ध्वाधर ब्लॉकों में स्थित है। ब्लॉकों के बीच पेंचदार फर्श हैं, जो प्रत्येक ब्लॉक स्तर के लिए सहायक संरचना के रूप में कार्य करते हैं। ब्लॉकों के अंदर ऊर्ध्वाधर उद्यानों के साथ विभिन्न ऊंचाइयों के घर हैं। यह विस्तृत डिज़ाइन सरू के पेड़ की शाखाओं और पूरे मुकुट की संरचना के समान है। टावर अकॉर्डियन सिद्धांत के अनुसार ढेर नींव पर खड़ा होगा, जो दफन नहीं होता है, लेकिन ऊंचाई बढ़ने के साथ-साथ सभी दिशाओं में विकसित होता है - ठीक उसी तरह जैसे किसी पेड़ की जड़ प्रणाली विकसित होती है। ऊपरी मंजिलों पर हवा का उतार-चढ़ाव न्यूनतम हो जाता है: हवा आसानी से टॉवर संरचना से होकर गुजरती है। टावर को ढकने के लिए एक विशेष प्लास्टिक सामग्री का उपयोग किया जाएगा जो चमड़े की छिद्रपूर्ण सतह की नकल करती है। यदि निर्माण सफल रहा, तो ऐसे कई और भवन-शहर बनाने की योजना है।

वास्तुशिल्प और निर्माण बायोनिक्स में, नई निर्माण प्रौद्योगिकियों पर अधिक ध्यान दिया जाता है। उदाहरण के लिए, कुशल और अपशिष्ट-मुक्त निर्माण प्रौद्योगिकियों के विकास के क्षेत्र में, एक आशाजनक दिशा स्तरित संरचनाओं का निर्माण है। यह विचार गहरे समुद्र के मोलस्क से उधार लिया गया है। उनके टिकाऊ गोले, जैसे कि व्यापक अबालोन, बारी-बारी से कठोर और नरम प्लेटों से बने होते हैं। जब कोई कठोर प्लेट टूटती है, तो विरूपण नरम परत द्वारा अवशोषित हो जाता है और दरार आगे नहीं बढ़ती है। इस तकनीक का इस्तेमाल कारों को कवर करने के लिए भी किया जा सकता है।

न्यूरोबायोनिक्स के मुख्य क्षेत्र मनुष्यों और जानवरों के तंत्रिका तंत्र का अध्ययन और तंत्रिका कोशिकाओं-न्यूरॉन्स और तंत्रिका नेटवर्क का मॉडलिंग हैं। इससे इलेक्ट्रॉनिक और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी में सुधार और विकास संभव हो जाता है।

मनुष्य द्वारा आविष्कार किए गए सबसे आधुनिक एनालॉग्स की तुलना में जीवित जीवों के तंत्रिका तंत्र के कई फायदे हैं:
1. बाहरी जानकारी की लचीली धारणा, चाहे वह किसी भी रूप में आती हो (लिखावट, फ़ॉन्ट, रंग, समय, आदि)।
2. उच्च विश्वसनीयता: जब एक या अधिक हिस्से टूट जाते हैं तो तकनीकी प्रणालियाँ विफल हो जाती हैं, और कई लाख कोशिकाएँ मर जाने पर भी मस्तिष्क चालू रहता है।
3. लघु. उदाहरण के लिए, मानव मस्तिष्क के समान तत्वों वाला एक ट्रांजिस्टर उपकरण लगभग 1000 मीटर 3 का आयतन घेरता है, जबकि हमारा मस्तिष्क 1.5 डीएम 3 का आयतन घेरता है।
4. किफायती ऊर्जा खपत - अंतर बिल्कुल स्पष्ट है।
5. स्व-संगठन की उच्च डिग्री - नई स्थितियों और गतिविधि कार्यक्रमों में बदलाव के लिए त्वरित अनुकूलन।

स्मृति तंत्र के अध्ययन से जटिल उत्पादन और प्रबंधन प्रक्रियाओं को स्वचालित करने के लिए "सोच" मशीनों का निर्माण होता है।

यह लंबे समय से ज्ञात है कि पक्षी, मछलियाँ और कीड़े मौसम परिवर्तन के प्रति बहुत संवेदनशील और सटीक प्रतिक्रिया करते हैं। निगल की निचली उड़ान एक तूफान का पूर्वाभास देती है। किनारे के पास जेलीफ़िश के जमा होने से मछुआरों को पता चल जाएगा कि वे मछली पकड़ने जा सकते हैं, समुद्र शांत रहेगा। "बायोसिनॉप्टिक" जानवर स्वाभाविक रूप से अद्वितीय अति-संवेदनशील "उपकरणों" से संपन्न होते हैं। बायोनिक्स का कार्य न केवल इन तंत्रों को खोजना है, बल्कि उनकी क्रिया को समझना और इसे इलेक्ट्रॉनिक सर्किट, उपकरणों और संरचनाओं में फिर से बनाना भी है।

मछलियों और पक्षियों की जटिल नेविगेशन प्रणाली का अध्ययन, प्रवास के दौरान हजारों किलोमीटर की दूरी तय करना और अंडे देने, सर्दियों में रहने और चूजों को पालने के लिए बिना किसी त्रुटि के अपने स्थानों पर लौटना, अत्यधिक संवेदनशील ट्रैकिंग, मार्गदर्शन और वस्तु पहचान प्रणालियों के विकास में योगदान देता है।

वर्तमान में, जानवरों और मनुष्यों की विश्लेषणात्मक प्रणालियों पर शोध वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति में एक महान योगदान देता है। ये प्रणालियाँ इतनी जटिल और संवेदनशील हैं कि तकनीकी उपकरणों में अभी तक इनकी कोई बराबरी नहीं है। उदाहरण के लिए, रैटलस्नेक का ताप-संवेदनशील अंग 0.0010C के तापमान परिवर्तन का पता लगाता है; मछली का विद्युत अंग (किरणें, इलेक्ट्रिक ईल) 0.01 माइक्रोवोल्ट की क्षमता को समझता है, कई रात्रिचर जानवरों की आंखें प्रकाश की एकल क्वांटा पर प्रतिक्रिया करती हैं, मछली पानी में किसी पदार्थ की सांद्रता में 1 mg/m3 (=1) में बदलाव को महसूस करती है μg/l).

कई जीवित जीवों के पास विश्लेषणात्मक प्रणालियाँ होती हैं जो मनुष्यों के पास नहीं होती हैं। उदाहरण के लिए, टिड्डों के 12वें एंटेना खंड पर एक ट्यूबरकल होता है जो अवरक्त विकिरण को महसूस करता है। शार्क और किरणों के सिर पर और उनके शरीर के सामने चैनल होते हैं जो 0.10C के तापमान में परिवर्तन को महसूस करते हैं। घोंघे, चींटियों और दीमकों के पास ऐसे उपकरण होते हैं जो रेडियोधर्मी विकिरण को महसूस करते हैं। कई लोग चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करते हैं (मुख्य रूप से लंबी दूरी तक प्रवास करने वाले पक्षी और कीड़े)। ऐसे लोग हैं जो इन्फ्रा- और अल्ट्रासोनिक कंपन का अनुभव करते हैं: उल्लू, चमगादड़, डॉल्फ़िन, व्हेल, अधिकांश कीड़े, आदि। मधुमक्खी की आंखें पराबैंगनी प्रकाश, कॉकरोच - इन्फ्रारेड आदि पर प्रतिक्रिया करती हैं।

कई और स्थानिक अभिविन्यास प्रणालियां हैं, जिनकी संरचना का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है: मधुमक्खियां और ततैया सूर्य द्वारा अच्छी तरह से उन्मुख होते हैं, नर तितलियाँ (उदाहरण के लिए, रात की मोर की आंख, मौत का सिर वाला बाज़ कीट, आदि) एक मादा को ढूंढती हैं। 10 किमी की दूरी. समुद्री कछुए और कई मछलियाँ (ईल, स्टर्जन, सैल्मन) अपने मूल तटों से कई हजार किलोमीटर दूर तैरती हैं और अंडे देने और अंडे देने के लिए उसी स्थान पर लौट आती हैं जहाँ से उन्होंने अपनी जीवन यात्रा शुरू की थी। यह माना जाता है कि उनके पास दो अभिविन्यास प्रणालियाँ हैं - दूर, सितारों और सूर्य द्वारा, और निकट, गंध द्वारा (तटीय जल का रसायन)।

तकनीकी विकास के वर्तमान स्तर पर प्रकृति मनुष्य से इतना आगे क्यों है? सबसे पहले, किसी जीवित प्रणाली की संरचना और संचालन सिद्धांत को समझने, उसका मॉडल तैयार करने और उसे विशिष्ट संरचनाओं और उपकरणों में लागू करने के लिए सार्वभौमिक ज्ञान की आवश्यकता होती है। और आज, वैज्ञानिक विषयों के विखंडन की एक लंबी प्रक्रिया के बाद, ज्ञान के ऐसे संगठन की आवश्यकता उभरने लगी है जो उन्हें सामान्य सार्वभौमिक सिद्धांतों के आधार पर गले लगाने और एकजुट करने की अनुमति देगा।

और दूसरी बात, जीवित प्रकृति में, जैविक प्रणालियों के रूपों और संरचनाओं की स्थिरता उनकी निरंतर बहाली के माध्यम से बनी रहती है, क्योंकि हम उन संरचनाओं से निपट रहे हैं जो लगातार नष्ट और बहाल होती हैं। प्रत्येक कोशिका का अपना विभाजन काल, अपना जीवन चक्र होता है। सभी जीवित जीवों में, क्षय और पुनर्स्थापना की प्रक्रियाएं एक-दूसरे की भरपाई करती हैं, और पूरी प्रणाली गतिशील संतुलन में होती है, जो बदलती परिस्थितियों के अनुसार इसकी संरचनाओं को अनुकूलित करना, पुनर्निर्माण करना संभव बनाती है। जैविक प्रणालियों के अस्तित्व के लिए मुख्य शर्त उनका निरंतर कार्य करना है। मनुष्य द्वारा बनाई गई तकनीकी प्रणालियों में क्षय और पुनर्स्थापन की प्रक्रियाओं का आंतरिक गतिशील संतुलन नहीं होता है, और इस अर्थ में वे स्थिर होते हैं। इनका संचालन सामान्यतः आवधिक होता है। प्राकृतिक और तकनीकी प्रणालियों के बीच यह अंतर इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से बहुत महत्वपूर्ण है।

जीवित प्रणालियाँ तकनीकी संरचनाओं की तुलना में कहीं अधिक विविध और जटिल हैं। जैविक रूपों की गणना अक्सर उनकी असाधारण जटिलता के कारण नहीं की जा सकती। हम अभी तक उनके गठन के नियमों को नहीं जानते हैं। जीवित जीवों की संरचना के निर्माण के रहस्य, उनमें होने वाली जीवन प्रक्रियाओं का विवरण, संरचना और कामकाज के सिद्धांतों को केवल सबसे आधुनिक उपकरणों की मदद से सीखा जा सकता है, जो हमेशा उपलब्ध नहीं होते हैं। लेकिन नवीनतम तकनीक के साथ भी, बहुत कुछ पर्दे के पीछे ही रहता है।

बायोनिक्स (ग्रीक बायोन से - जीवन का तत्व, शाब्दिक रूप से - जीवित), जीव विज्ञान और प्रौद्योगिकी की सीमा पर स्थित एक विज्ञान, जो जीवों की संरचना और महत्वपूर्ण गतिविधि के विश्लेषण के आधार पर इंजीनियरिंग समस्याओं को हल करता है। जीव विज्ञान का जीव विज्ञान, भौतिकी, रसायन विज्ञान, साइबरनेटिक्स और इंजीनियरिंग विज्ञान-इलेक्ट्रॉनिक्स, नेविगेशन, संचार, समुद्री मामलों आदि से गहरा संबंध है।

इंजीनियरिंग समस्याओं को हल करने के लिए जीवित प्रकृति के बारे में ज्ञान का उपयोग करने का विचार लियोनार्डो दा विंची का है, जिन्होंने पक्षियों की तरह फड़फड़ाते पंखों वाला एक विमान बनाने की कोशिश की - एक ऑर्निथॉप्टर। साइबरनेटिक्स का उद्भव, जो जीवित जीवों और मशीनों में नियंत्रण और संचार के सामान्य सिद्धांतों पर विचार करता है, तकनीकी प्रणालियों के साथ-साथ उपयोग के साथ उनकी समानता को स्पष्ट करने के लिए जीवित प्रणालियों की संरचना और कार्यों के व्यापक अध्ययन के लिए एक प्रोत्साहन बन गया है। नए उपकरण, तंत्र, सामग्री आदि बनाने के लिए जीवित जीवों के बारे में प्राप्त जानकारी। 1960 में, बायोकेमिस्ट्री पर पहली संगोष्ठी डेटोना (यूएसए) में आयोजित की गई, जिसने एक नए विज्ञान के जन्म को औपचारिक रूप दिया।

जीव विज्ञान पर काम के मुख्य क्षेत्र निम्नलिखित समस्याओं को कवर करते हैं: मनुष्यों और जानवरों के तंत्रिका तंत्र का अध्ययन और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के और सुधार और स्वचालन के नए तत्वों और उपकरणों के विकास के लिए तंत्रिका कोशिकाओं - न्यूरॉन्स - और तंत्रिका नेटवर्क का मॉडलिंग। और टेलीमैकेनिक्स (न्यूरोबायोनिक्स); नए सेंसर और पहचान प्रणाली विकसित करने के लिए जीवित जीवों के इंद्रियों और अन्य अवधारणात्मक प्रणालियों में अनुसंधान; प्रौद्योगिकी में इन सिद्धांतों के उपयोग के लिए विभिन्न जानवरों में अभिविन्यास, स्थान और नेविगेशन के सिद्धांतों का अध्ययन करना; नए तकनीकी और वैज्ञानिक विचारों को सामने रखने के लिए जीवित जीवों की रूपात्मक, शारीरिक, जैव रासायनिक विशेषताओं का अध्ययन।

तंत्रिका तंत्र के अध्ययन से पता चला है कि इसमें सभी आधुनिक कंप्यूटिंग उपकरणों की तुलना में कई महत्वपूर्ण और मूल्यवान विशेषताएं और फायदे हैं। ये विशेषताएँ, जिनका अध्ययन इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग प्रणालियों के और सुधार के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, निम्नलिखित हैं: 1) बाहरी जानकारी की बहुत सही और लचीली धारणा, चाहे वह किसी भी रूप में आती हो (उदाहरण के लिए, लिखावट, फ़ॉन्ट, पाठ का रंग, चित्र, समय और अन्य ध्वनि विशेषताएँ, आदि)। 2) उच्च विश्वसनीयता, तकनीकी प्रणालियों की विश्वसनीयता से काफी अधिक (जब सर्किट में एक या अधिक हिस्से टूट जाते हैं तो सिस्टम विफल हो जाता है; यदि मस्तिष्क को बनाने वाली अरबों तंत्रिका कोशिकाओं में से लाखों तंत्रिका कोशिकाएं मर जाती हैं, तो सिस्टम की कार्यक्षमता बनी रहती है)। 3) तंत्रिका तंत्र के तत्वों की लघुता: तत्वों की संख्या 1010-1011 के साथ, मानव मस्तिष्क का आयतन 1.5 डीएम3 है। समान संख्या में तत्वों वाला एक ट्रांजिस्टर उपकरण कई सौ, या हजारों, m3 की मात्रा पर कब्जा कर लेगा। 4) किफायती संचालन: मानव मस्तिष्क द्वारा ऊर्जा की खपत कई दसियों वाट से अधिक नहीं होती है। 5) तंत्रिका तंत्र का उच्च स्तर का आत्म-संगठन, नई स्थितियों के लिए तेजी से अनुकूलन, गतिविधि कार्यक्रमों में बदलाव।

मनुष्यों और जानवरों के तंत्रिका तंत्र का मॉडल बनाने का प्रयास न्यूरॉन्स और उनके नेटवर्क के एनालॉग्स के निर्माण के साथ शुरू हुआ। विभिन्न प्रकार के कृत्रिम न्यूरॉन्स विकसित किए गए हैं (चित्र 1)। कृत्रिम "तंत्रिका नेटवर्क" बनाए गए हैं जो स्वयं-संगठित होने में सक्षम हैं, यानी संतुलन से बाहर होने पर स्थिर स्थिति में लौट आते हैं। स्मृति और तंत्रिका तंत्र के अन्य गुणों का अध्ययन जटिल उत्पादन और प्रबंधन प्रक्रियाओं को स्वचालित करने के लिए "सोच" मशीनें बनाने का मुख्य तरीका है। तंत्रिका तंत्र की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने वाले तंत्रों का अध्ययन प्रौद्योगिकी के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि इस प्राथमिक तकनीकी समस्या का समाधान कई तकनीकी प्रणालियों (उदाहरण के लिए, 105 इलेक्ट्रॉनिक तत्वों वाले विमान उपकरण) की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने की कुंजी प्रदान करेगा।

विश्लेषक प्रणालियों का अनुसंधान। जानवरों और मनुष्यों का प्रत्येक विश्लेषक, जो विभिन्न उत्तेजनाओं (प्रकाश, ध्वनि, आदि) को समझता है, में एक रिसेप्टर (या संवेदी अंग), मार्ग और एक मस्तिष्क केंद्र होता है। ये बहुत जटिल और संवेदनशील संरचनाएँ हैं जिनकी तकनीकी उपकरणों में कोई बराबरी नहीं है। लघु और विश्वसनीय सेंसर, संवेदनशीलता में कम नहीं, उदाहरण के लिए, आंख, जो प्रकाश की एकल क्वांटा पर प्रतिक्रिया करती है, रैटलस्नेक का गर्मी-संवेदनशील अंग, जो 0.001 डिग्री सेल्सियस के तापमान परिवर्तन या मछली के विद्युत अंग को अलग करता है, जो एक माइक्रोवोल्ट के अंशों में संभावनाओं को समझता है, तकनीकी प्रगति और वैज्ञानिक अनुसंधान की प्रक्रिया को काफी तेज कर सकता है।

सबसे महत्वपूर्ण विश्लेषक - दृश्य - के माध्यम से अधिकांश जानकारी मानव मस्तिष्क में प्रवेश करती है। इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से, दृश्य विश्लेषक की निम्नलिखित विशेषताएं दिलचस्प हैं: संवेदनशीलता की एक विस्तृत श्रृंखला - एकल क्वांटा से तीव्र प्रकाश प्रवाह तक; केंद्र से परिधि तक दृष्टि की स्पष्टता में परिवर्तन; चलती वस्तुओं की निरंतर ट्रैकिंग; एक स्थिर छवि के लिए अनुकूलन (एक स्थिर वस्तु को देखने के लिए, आंख 1-150 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ छोटी दोलन गति करती है)। तकनीकी उद्देश्यों के लिए, कृत्रिम रेटिना का विकास रुचिकर है। (रेटिना एक बहुत ही जटिल संरचना है; उदाहरण के लिए, मानव आंख में 108 फोटोरिसेप्टर होते हैं, जो 106 गैंग्लियन कोशिकाओं का उपयोग करके मस्तिष्क से जुड़े होते हैं।) कृत्रिम रेटिना के एक संस्करण (मेंढक की आंख के रेटिना के समान) में 3 होते हैं परतें: पहले में 1800 फोटोरिसेप्टर कोशिकाएं शामिल हैं, दूसरे में - "न्यूरॉन्स" जो फोटोरिसेप्टर से सकारात्मक और निरोधात्मक संकेतों को समझते हैं और छवि कंट्रास्ट निर्धारित करते हैं; तीसरी परत में पाँच अलग-अलग प्रकार की 650 "कोशिकाएँ" हैं। ये अध्ययन स्वचालित पहचान ट्रैकिंग डिवाइस बनाना संभव बनाते हैं। एक आँख (एककोशिकीय दृष्टि) से देखने पर स्थानिक गहराई की अनुभूति का अध्ययन करने से हवाई तस्वीरों के विश्लेषण के लिए एक स्थानिक गहराई मीटर बनाना संभव हो गया।

मनुष्यों और जानवरों के श्रवण विश्लेषक की नकल करने पर काम चल रहा है। यह विश्लेषक भी बहुत संवेदनशील है - तीव्र श्रवण वाले लोग ध्वनि का अनुभव करते हैं जब कान नहर में दबाव लगभग 10 µn/m2 (0.0001 dyne/cm2) में उतार-चढ़ाव होता है। कान से मस्तिष्क के श्रवण क्षेत्र तक सूचना संचरण के तंत्र का अध्ययन करना तकनीकी रूप से भी दिलचस्प है। "कृत्रिम नाक" बनाने के लिए जानवरों के घ्राण अंगों का अध्ययन किया जा रहा है - हवा या पानी में गंधयुक्त पदार्थों की छोटी सांद्रता का विश्लेषण करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण [कुछ मछलियाँ कई mg/m3 (µg/l) के पदार्थ की सांद्रता को महसूस करती हैं )]. कई जीवों में विश्लेषणात्मक प्रणालियाँ होती हैं जो मनुष्यों के पास नहीं होती हैं। उदाहरण के लिए, एक टिड्डे के 12वें एंटेना खंड पर एक ट्यूबरकल होता है जो अवरक्त विकिरण को ग्रहण करता है; शार्क और किरणों के सिर पर और शरीर के सामने के हिस्से में चैनल होते हैं जो 0.1 डिग्री सेल्सियस के तापमान परिवर्तन को समझते हैं। घोंघे और चींटियाँ रेडियोधर्मी विकिरण के प्रति संवेदनशील होते हैं। मछलियाँ, जाहिरा तौर पर, हवा के विद्युतीकरण के कारण होने वाली भटकती धाराओं को समझती हैं (इसका प्रमाण तूफान से पहले मछली के गहराई में जाने से होता है)। मच्छर कृत्रिम चुंबकीय क्षेत्र के भीतर बंद मार्गों पर चलते हैं। कुछ जानवर इन्फ़्रा- और अल्ट्रासोनिक कंपन को अच्छी तरह से महसूस करते हैं। कुछ जेलिफ़िश तूफ़ान से पहले होने वाले इन्फ़्रासोनिक कंपन पर प्रतिक्रिया करती हैं। चमगादड़ 45-90 किलोहर्ट्ज़ की सीमा में अल्ट्रासोनिक कंपन उत्सर्जित करते हैं, और जिन पतंगों को वे खाते हैं उनके अंग इन तरंगों के प्रति संवेदनशील होते हैं। उल्लुओं के पास चमगादड़ों का पता लगाने के लिए एक "अल्ट्रासाउंड रिसीवर" भी होता है।

यह संभवतः न केवल जानवरों के इंद्रिय अंगों के तकनीकी एनालॉग्स को डिजाइन करने का वादा कर रहा है, बल्कि जैविक रूप से संवेदनशील तत्वों के साथ तकनीकी प्रणालियों को भी डिजाइन करने का वादा कर रहा है (उदाहरण के लिए, पराबैंगनी किरणों का पता लगाने के लिए मधुमक्खी की आंखें और अवरक्त किरणों का पता लगाने के लिए कॉकरोच की आंखें)।

तकनीकी डिजाइन में तथाकथित का बहुत महत्व है। परसेप्ट्रोन "स्व-शिक्षण" प्रणालियाँ हैं जो पहचान और वर्गीकरण के तार्किक कार्य करती हैं। वे मस्तिष्क केंद्रों से मेल खाते हैं जहां प्राप्त जानकारी संसाधित होती है। अधिकांश शोध दृश्य, ध्वनि या अन्य छवियों की पहचान के लिए समर्पित है, यानी, एक संकेत या कोड का निर्माण जो विशिष्ट रूप से किसी वस्तु से मेल खाता है। छवि में परिवर्तन (उदाहरण के लिए, इसकी चमक, रंग, आदि) की परवाह किए बिना इसके मूल अर्थ को बनाए रखते हुए पहचान की जानी चाहिए। ऐसे स्व-संगठित संज्ञानात्मक उपकरण मानव ऑपरेटर द्वारा किए गए क्रमिक प्रशिक्षण के साथ पूर्व प्रोग्रामिंग के बिना संचालित होते हैं; यह छवियां प्रस्तुत करता है, त्रुटियों का संकेत देता है, और सही प्रतिक्रियाओं को पुष्ट करता है। परसेप्ट्रॉन का इनपुट डिवाइस इसका परसेप्टिव, रिसेप्टर क्षेत्र है; दृश्य वस्तुओं को पहचानते समय, यह फोटोकल्स का एक सेट होता है।

"प्रशिक्षण" की अवधि के बाद परसेप्ट्रॉन स्वतंत्र निर्णय ले सकता है। परसेप्ट्रॉन के आधार पर, पाठ को पढ़ने और पहचानने, चित्र बनाने, ऑसिलोग्राम, रेडियोग्राफ़ आदि का विश्लेषण करने के लिए उपकरण बनाए जाते हैं।

पक्षियों, मछलियों और अन्य जानवरों में पहचान, नेविगेशन और अभिविन्यास प्रणालियों का अध्ययन भी जीव विज्ञान के महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है, क्योंकि लघु और सटीक धारणा और विश्लेषण प्रणालियाँ जो जानवरों को नेविगेट करने, शिकार खोजने और हजारों किलोमीटर तक प्रवास करने में मदद करती हैं (जानवरों का प्रवास देखें) विमानन, समुद्री मामलों आदि में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों को बेहतर बनाने में मदद कर सकती हैं। चमगादड़ों, कई समुद्री जीवों में अल्ट्रासोनिक स्थान की खोज की गई है जानवर (मछली, डॉल्फ़िन)। यह ज्ञात है कि समुद्री कछुए कई हजार किलोमीटर तैरकर समुद्र में आते हैं और अंडे देने के लिए हमेशा किनारे पर उसी स्थान पर लौट आते हैं। ऐसा माना जाता है कि उनके पास दो प्रणालियाँ हैं: सितारों द्वारा लंबी दूरी का अभिविन्यास और गंध द्वारा कम दूरी का अभिविन्यास (तटीय जल का रसायन)। नर रात्रि मोर तितली 10 किमी की दूरी तक मादा की तलाश करती है। मधुमक्खियाँ और ततैया सूरज की रोशनी में अच्छी तरह से यात्रा करते हैं। इन अनेक और विविध पहचान प्रणालियों में अनुसंधान के पास प्रौद्योगिकी प्रदान करने के लिए बहुत कुछ है।

जीवित जीवों की रूपात्मक विशेषताओं का अध्ययन तकनीकी डिजाइन के लिए नए विचार भी प्रदान करता है। इस प्रकार, उच्च गति वाले जलीय जानवरों की त्वचा की संरचना का अध्ययन (उदाहरण के लिए, डॉल्फ़िन की त्वचा गीली नहीं होती है और इसमें एक लोचदार-लोचदार संरचना होती है, जो न्यूनतम प्रतिरोध के साथ अशांत अशांति और ग्लाइडिंग को समाप्त करना सुनिश्चित करती है) ने इसे बनाया है जहाजों की गति बढ़ाना संभव। एक विशेष आवरण बनाया गया - कृत्रिम चमड़ा "लैमिनफ़्लो" (चित्र 2), जिससे समुद्री जहाजों की गति को 15-20% तक बढ़ाना संभव हो गया। डिप्टेरा कीड़ों में उपांग - लगाम होते हैं, जो पंखों के साथ-साथ लगातार कंपन करते रहते हैं। जब उड़ान की दिशा बदलती है, तो लगाम की गति की दिशा नहीं बदलती है, उन्हें शरीर से जोड़ने वाला डंठल खिंच जाता है, और कीट को उड़ान की दिशा बदलने का संकेत मिलता है। जाइरोट्रॉन (चित्र 3) इसी सिद्धांत पर बनाया गया है - एक कांटा वाइब्रेटर जो उच्च गति पर विमान की उड़ान दिशा का उच्च स्थिरीकरण प्रदान करता है। जाइरोट्रॉन वाला एक विमान स्वचालित रूप से एक स्पिन से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। कीड़ों की उड़ान कम ऊर्जा खपत के साथ होती है। इसका एक कारण विंग मूवमेंट का विशेष रूप है, जो आठ की आकृति जैसा दिखता है।

इस सिद्धांत पर विकसित चलती ब्लेड वाली पवन चक्कियाँ बहुत किफायती हैं और कम हवा की गति पर काम कर सकती हैं। उड़ान के नए सिद्धांत, पहिया रहित गति, बीयरिंगों का निर्माण, विभिन्न जोड़-तोड़ आदि। पक्षियों और कीड़ों की उड़ान, कूदने वाले जानवरों की गति, जोड़ों की संरचना आदि के अध्ययन के आधार पर विकसित किए जाते हैं। हड्डी की संरचना का विश्लेषण, जो इसकी अधिक हल्कापन और साथ ही ताकत सुनिश्चित करता है, निर्माण आदि में नई संभावनाएं खोल सकता है।

जीवों में होने वाली जैव रासायनिक प्रक्रियाओं पर आधारित नई तकनीक भी, मूलतः, समस्या बी है। इस संबंध में, जैव संश्लेषण प्रक्रियाओं और जैव ऊर्जा का अध्ययन बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि ऊर्जावान जैविक प्रक्रियाएं (उदाहरण के लिए, मांसपेशी संकुचन) बेहद किफायती हैं। प्रौद्योगिकी की प्रगति के साथ-साथ, जो जीव विज्ञान की सफलताओं से सुनिश्चित होती है, इससे जीव विज्ञान को भी लाभ होता है, क्योंकि कुछ जैविक घटनाओं या संरचनाओं को सक्रिय रूप से समझने और मॉडल करने में मदद करता है।

बायोनिक्स का नारा है: "प्रकृति सबसे अच्छा जानती है।" यह कैसा विज्ञान है? नाम और यह आदर्श वाक्य ही हमें यह समझाते हैं कि बायोनिक्स प्रकृति से जुड़ा हुआ है। हममें से बहुत से लोग प्रतिदिन बिना जाने ही बायोनिक्स विज्ञान के तत्वों और परिणामों का सामना करते हैं।

क्या आपने बायोनिक्स जैसे विज्ञान के बारे में सुना है?

जीव विज्ञान एक लोकप्रिय ज्ञान है जिससे हमें स्कूल में परिचित कराया जाता है। किसी कारण से, कई लोग मानते हैं कि बायोनिक्स जीव विज्ञान के उपक्षेत्रों में से एक है। वस्तुतः यह कथन पूर्णतः सत्य नहीं है। दरअसल, शब्द के संकीर्ण अर्थ में, बायोनिक्स एक विज्ञान है जो जीवित जीवों का अध्ययन करता है। लेकिन अक्सर हम इस शिक्षण के साथ कुछ और भी जोड़ने के आदी होते हैं। एप्लाइड बायोनिक्स एक विज्ञान है जो जीव विज्ञान और प्रौद्योगिकी को जोड़ता है।

बायोनिक अनुसंधान का विषय और वस्तु

बायोनिक्स क्या अध्ययन करता है? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, हमें शिक्षण के संरचनात्मक विभाजन पर विचार करने की आवश्यकता है।

जैविक बायोनिक्सहस्तक्षेप करने का प्रयास किए बिना, प्रकृति की वैसी ही खोज करता है जैसी वह है। इसके अध्ययन का उद्देश्य अंदर होने वाली प्रक्रियाएं हैं

सैद्धांतिक बायोनिक्सउन सिद्धांतों का अध्ययन करता है जो प्रकृति में देखे गए हैं, और उनके आधार पर एक सैद्धांतिक मॉडल बनाता है, जिसे बाद में प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है।

प्रैक्टिकल (तकनीकी) बायोनिक्सव्यवहार में सैद्धांतिक मॉडल का अनुप्रयोग है। तो कहें तो, तकनीकी दुनिया में प्रकृति का व्यावहारिक परिचय।

यह सब कहाँ से शुरू हुआ?

महान लियोनार्डो दा विंची को बायोनिक्स का जनक कहा जाता है। इस प्रतिभा के नोट्स में प्राकृतिक तंत्र के तकनीकी कार्यान्वयन के पहले प्रयास पाए जा सकते हैं। दा विंची के चित्र एक उड़ने वाली मशीन बनाने की उनकी इच्छा को दर्शाते हैं जो उड़ने वाले पक्षी की तरह अपने पंख हिलाने में सक्षम हो। एक समय में, ऐसे विचार लोकप्रिय होने के लिए बहुत साहसी थे। उन्होंने बहुत बाद में ध्यान आकर्षित किया।

वास्तुकला में बायोनिक्स के सिद्धांतों को लागू करने वाले पहले व्यक्ति एंटोनी गौडी आई कौरनेट थे। उनका नाम इस विज्ञान के इतिहास में दृढ़ता से अंकित है। महान गौड़ी द्वारा डिज़ाइन की गई वास्तुकला संरचनाएं अपने निर्माण के समय प्रभावशाली थीं, और वे कई वर्षों बाद आधुनिक पर्यवेक्षकों के बीच वही खुशी पैदा करती हैं।

प्रकृति और प्रौद्योगिकी के सहजीवन के विचार का समर्थन करने वाला अगला व्यक्ति था। उनके नेतृत्व में, भवन डिजाइन में बायोनिक सिद्धांतों का व्यापक उपयोग शुरू हुआ।

एक स्वतंत्र विज्ञान के रूप में बायोनिक्स की स्थापना 1960 में डेटोना में एक वैज्ञानिक संगोष्ठी में हुई।

कंप्यूटर प्रौद्योगिकी और गणितीय मॉडलिंग का विकास आधुनिक वास्तुकारों को वास्तुकला और अन्य उद्योगों में प्रकृति के संकेतों को बहुत तेजी से और अधिक सटीकता के साथ लागू करने की अनुमति देता है।

तकनीकी आविष्कारों के प्राकृतिक प्रोटोटाइप

बायोनिक्स विज्ञान का सबसे सरल उदाहरण काज का आविष्कार है। संरचना के एक हिस्से को दूसरे हिस्से के चारों ओर घुमाने के सिद्धांत के आधार पर, बन्धन हर किसी से परिचित है। इस सिद्धांत का उपयोग सीपियों द्वारा अपने दो वाल्वों को नियंत्रित करने और आवश्यकतानुसार उन्हें खोलने या बंद करने के लिए किया जाता है। प्रशांत विशाल हार्टफिश 15-20 सेमी के आकार तक पहुंचती है। उनके खोल को जोड़ने में टिका हुआ सिद्धांत नग्न आंखों को स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। इस प्रजाति के छोटे प्रतिनिधि वाल्वों को ठीक करने की उसी विधि का उपयोग करते हैं।

रोजमर्रा की जिंदगी में हम अक्सर तरह-तरह की चिमटी का इस्तेमाल करते हैं। गॉडविट की नुकीली और चिमटी के आकार की चोंच ऐसे उपकरण का प्राकृतिक एनालॉग बन जाती है। ये पक्षी एक पतली चोंच का उपयोग करते हैं, इसे नरम मिट्टी में चिपकाते हैं और छोटे भृंग, कीड़े आदि को बाहर निकालते हैं।

कई आधुनिक उपकरण और उपकरण सक्शन कप से सुसज्जित हैं। उदाहरण के लिए, इनका उपयोग विभिन्न रसोई उपकरणों के पैरों के डिज़ाइन को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है ताकि ऑपरेशन के दौरान उन्हें फिसलने से रोका जा सके। सक्शन कप का उपयोग ऊंची इमारतों में खिड़की क्लीनर के विशेष जूतों को सुसज्जित करने के लिए भी किया जाता है ताकि उनका सुरक्षित निर्धारण सुनिश्चित किया जा सके। यह सरल उपकरण भी प्रकृति से उधार लिया गया है। पेड़ मेंढक, जिसके पैरों में सक्शन कप होते हैं, पौधों की चिकनी और फिसलन वाली पत्तियों पर असामान्य रूप से चतुराई से रहता है, और ऑक्टोपस को अपने पीड़ितों के साथ निकट संपर्क के लिए उनकी आवश्यकता होती है।

आपको ऐसे कई उदाहरण मिल जायेंगे. बायोनिक्स वास्तव में वह विज्ञान है जो लोगों को उनके आविष्कारों के लिए प्रकृति से तकनीकी समाधान उधार लेने में मदद करता है।

सबसे पहले कौन आता है - प्रकृति या लोग?

कभी-कभी ऐसा होता है कि मानव जाति का कोई न कोई आविष्कार लंबे समय से प्रकृति द्वारा "पेटेंट" किया गया है। अर्थात्, आविष्कारक, कुछ बनाते समय, नकल नहीं करते हैं, बल्कि स्वयं प्रौद्योगिकी या संचालन सिद्धांत के साथ आते हैं, और बाद में यह पता चलता है कि यह लंबे समय से प्रकृति में मौजूद है, और कोई भी बस इसकी जासूसी कर सकता है और इसे अपना सकता है। .

यह सामान्य वेल्क्रो फास्टनर के साथ हुआ, जिसका उपयोग व्यक्ति कपड़े बांधने के लिए करता है। यह सिद्ध हो चुका है कि वेल्क्रो पर पाए जाने वाले हुक के समान, पतले कांटों को एक साथ जोड़ने के लिए भी उपयोग किया जाता है।

कारखाने की चिमनियों की संरचना अनाज के खोखले तनों के समान होती है। पाइपों में प्रयुक्त अनुदैर्ध्य सुदृढीकरण तने में स्क्लेरेन्काइमा स्ट्रैंड के समान है। स्टील सख्त करने वाले छल्ले - इंटरस्टिस। तने के बाहर की पतली त्वचा पाइप की संरचना में सर्पिल सुदृढीकरण का एक एनालॉग है। संरचना की व्यापक समानता के बावजूद, वैज्ञानिकों ने स्वतंत्र रूप से कारखाने के पाइपों के निर्माण के लिए ऐसी ही एक विधि का आविष्कार किया, और बाद में ही प्राकृतिक तत्वों के साथ ऐसी संरचना की पहचान देखी।

बायोनिक्स और चिकित्सा

चिकित्सा में बायोनिक्स के उपयोग से कई रोगियों की जान बचाना संभव हो जाता है। बिना रुके, मानव शरीर के साथ सहजीवन में कार्य करने में सक्षम कृत्रिम अंग बनाने पर काम चल रहा है।

डेन डेनिस आबो इसका परीक्षण करने वाले पहले व्यक्ति थे। उन्होंने अपना आधा हाथ खो दिया था, लेकिन अब एक चिकित्सा आविष्कार की मदद से स्पर्श द्वारा वस्तुओं को देखने की क्षमता रखते हैं। उसका कृत्रिम अंग घायल अंग के तंत्रिका अंत से जुड़ा हुआ है। कृत्रिम उंगली सेंसर छूने वाली वस्तुओं के बारे में जानकारी एकत्र करने और इसे मस्तिष्क तक पहुंचाने में सक्षम हैं। डिज़ाइन को अभी तक अंतिम रूप नहीं दिया गया है; यह बहुत भारी है, जिससे इसे रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग करना मुश्किल हो जाता है, लेकिन अब हम इस तकनीक को वास्तविक खोज कह सकते हैं।

इस दिशा में सभी शोध पूरी तरह से प्राकृतिक प्रक्रियाओं और तंत्रों की नकल और उनके तकनीकी कार्यान्वयन पर आधारित हैं। यह मेडिकल बायोनिक्स है. वैज्ञानिकों की समीक्षा में कहा गया है कि उनका काम जल्द ही जीर्ण-शीर्ण जीवित मानव अंगों को बदलना और उनके स्थान पर यांत्रिक प्रोटोटाइप का उपयोग करना संभव बना देगा। यह सचमुच चिकित्सा क्षेत्र में सबसे बड़ी सफलता होगी।

वास्तुकला में बायोनिक्स

वास्तुकला और निर्माण बायोनिक्स बायोनिक विज्ञान की एक विशेष शाखा है, जिसका कार्य वास्तुकला और प्रकृति का जैविक पुनर्मिलन है। हाल ही में, अधिक से अधिक बार, आधुनिक संरचनाओं को डिजाइन करते समय, वे जीवित जीवों से उधार लिए गए बायोनिक सिद्धांतों की ओर रुख कर रहे हैं।

आज वास्तुशिल्प बायोनिक्स एक अलग वास्तुशिल्प शैली बन गई है। इसका जन्म प्रपत्रों की सरल नकल से हुआ था और अब इस विज्ञान का कार्य सिद्धांतों, संगठनात्मक विशेषताओं को अपनाना और उन्हें तकनीकी रूप से लागू करना बन गया है।

कभी-कभी इस स्थापत्य शैली को इको-शैली कहा जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बायोनिक्स के बुनियादी नियम हैं:

• इष्टतम समाधान खोजें;
• सामग्री बचाने का सिद्धांत;
• अधिकतम पर्यावरण मित्रता का सिद्धांत;
• ऊर्जा बचत का सिद्धांत.

जैसा कि आप देख सकते हैं, वास्तुकला में बायोनिक्स न केवल प्रभावशाली रूप हैं, बल्कि प्रगतिशील प्रौद्योगिकियां भी हैं जो आधुनिक आवश्यकताओं को पूरा करने वाली संरचना बनाना संभव बनाती हैं।

वास्तुशिल्प बायोनिक इमारतों की विशेषताएं

वास्तुकला और निर्माण में पिछले अनुभव के आधार पर, हम कह सकते हैं कि सभी मानव संरचनाएं नाजुक और अल्पकालिक हैं यदि वे प्रकृति के नियमों का उपयोग नहीं करते हैं। बायोनिक इमारतें, अद्भुत आकृतियों और साहसिक वास्तुशिल्प समाधानों के अलावा, लचीली हैं और प्रतिकूल प्राकृतिक घटनाओं और आपदाओं का सामना करने में सक्षम हैं।

इस शैली में निर्मित इमारतों के बाहरी हिस्से में, कोई भी राहत, आकार और रूपरेखा के तत्वों को देख सकता है, जिन्हें डिज़ाइन इंजीनियरों द्वारा जीवित, प्राकृतिक वस्तुओं से कुशलतापूर्वक कॉपी किया गया है और भवन निर्माण वास्तुकारों द्वारा उत्कृष्टता से तैयार किया गया है।

यदि किसी वास्तुशिल्प वस्तु पर विचार करते समय अचानक ऐसा लगे कि आप किसी कला कृति को देख रहे हैं, तो इस बात की बहुत अधिक संभावना है कि आपके सामने बायोनिक शैली में कोई इमारत है। ऐसी संरचनाओं के उदाहरण लगभग सभी देशों की राजधानियों और दुनिया के बड़े तकनीकी रूप से उन्नत शहरों में देखे जा सकते हैं।

नई सहस्राब्दी के लिए डिज़ाइन

90 के दशक में, आर्किटेक्ट्स की एक स्पेनिश टीम ने पूरी तरह से नई अवधारणा पर आधारित एक बिल्डिंग प्रोजेक्ट बनाया। यह 300 मंजिला इमारत है, जिसकी ऊंचाई 1200 मीटर से अधिक होगी। यह योजना बनाई गई है कि इस टावर के साथ आवाजाही चार सौ ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज लिफ्टों का उपयोग करके की जाएगी, जिनकी गति 15 मीटर/सेकेंड है। जो देश इस परियोजना को प्रायोजित करने के लिए सहमत हुआ वह चीन था। सबसे अधिक आबादी वाले शहर, शंघाई को निर्माण के लिए चुना गया था। परियोजना के कार्यान्वयन से क्षेत्र की जनसांख्यिकीय समस्या का समाधान हो जाएगा।

टावर पूरी तरह से बायोनिक संरचना वाला होगा। वास्तुकारों का मानना ​​है कि केवल यही संरचना की मजबूती और स्थायित्व सुनिश्चित कर सकता है। संरचना का प्रोटोटाइप एक सरू का पेड़ है। वास्तुशिल्प संरचना में न केवल एक पेड़ के तने के समान एक बेलनाकार आकार होगा, बल्कि "जड़ें" भी होंगी - एक नए प्रकार की बायोनिक नींव।

इमारत का बाहरी आवरण एक प्लास्टिक और सांस लेने योग्य सामग्री है जो पेड़ की छाल की नकल करता है। इस ऊर्ध्वाधर शहर की एयर कंडीशनिंग प्रणाली त्वचा के ताप-विनियमन कार्य के अनुरूप होगी।

वैज्ञानिकों और वास्तुकारों के मुताबिक, ऐसी इमारत अपनी तरह की इकलौती इमारत नहीं रहेगी। सफल कार्यान्वयन के बाद, ग्रह की वास्तुकला में बायोनिक इमारतों की संख्या केवल बढ़ेगी।

हमारे चारों ओर बायोनिक इमारतें

किन प्रसिद्ध कृतियों में बायोनिक्स विज्ञान का उपयोग किया गया है? ऐसी संरचनाओं के उदाहरण ढूंढना आसान है। उदाहरण के लिए, एफिल टॉवर बनाने की प्रक्रिया को लें। लंबे समय से ऐसी अफवाहें थीं कि फ्रांस का यह 300 मीटर का प्रतीक एक अज्ञात अरब इंजीनियर के चित्र के अनुसार बनाया गया था। बाद में, मानव टिबिया की संरचना के साथ इसकी पूर्ण सादृश्यता सामने आई।

एफिल टॉवर के अलावा, आप दुनिया भर में बायोनिक संरचनाओं के कई उदाहरण पा सकते हैं:

• कमल के फूल के अनुरूप बनाया गया था।
• बीजिंग नेशनल ओपेरा हाउस - नकली पानी की बूंद।
• बीजिंग में तैराकी परिसर। बाह्य रूप से यह पानी की जाली की क्रिस्टलीय संरचना को दोहराता है। एक अद्भुत डिज़ाइन समाधान सौर ऊर्जा को संचय करने और बाद में इमारत में चलने वाले सभी विद्युत उपकरणों को बिजली देने के लिए संरचना की उपयोगी क्षमता को भी जोड़ता है।
• एक्वा गगनचुंबी इमारत गिरते पानी की धारा की तरह दिखती है। शिकागो में स्थित है.
• आर्किटेक्चरल बायोनिक्स के संस्थापक एंटोनियो गौडी का घर पहली बायोनिक संरचनाओं में से एक है। आज तक, इसने अपने सौंदर्य मूल्य को बरकरार रखा है और बार्सिलोना में सबसे लोकप्रिय पर्यटक स्थलों में से एक बना हुआ है।

ज्ञान हर किसी को चाहिए

संक्षेप में, हम सुरक्षित रूप से कह सकते हैं: बायोनिक्स अध्ययन जो कुछ भी करता है वह आधुनिक समाज के विकास के लिए प्रासंगिक और आवश्यक है। बायोनिक्स के वैज्ञानिक सिद्धांतों से सभी को परिचित होना चाहिए। इस विज्ञान के बिना मानव गतिविधि के कई क्षेत्रों में तकनीकी प्रगति की कल्पना करना असंभव है। बायोनिक्स प्रकृति के साथ पूर्ण सामंजस्य में हमारा भविष्य है।