Ստուլնիկով Մաքսիմ

Հետազոտական ​​աշխատանք «Բիոնիկա՝ մեծագույն հնարավորությունների գիտություն» թեմայով.

Ներբեռնել:

Նախադիտում:

Տարածաշրջանային գիտագործնական կոնֆերանս

մարզային երիտասարդական ֆորումի շրջանակներում

«Ապագան մենք ենք».

բնագիտական ​​ուղղություն (ֆիզիկա, կենսաբանություն)

Հետազոտական ​​աշխատանք թեմայի շուրջ

«Բիոնիկա՝ մեծագույն հնարավորությունների գիտություն»

Քաղաքային բյուջետային ուսումնական հաստատություն Սարատովի մարզի Պետրովսկ քաղաքի «Կազմակերպված թիվ 7 դպրոց».

Առաջնորդներ.

Ֆիլիանինա Օլգա Ալեքսանդրովնա,

Քիմիայի և կենսաբանության ուսուցիչ

Գերասիմովա Նատալյա Անատոլևնա,

Մաթեմատիկայի և ֆիզիկայի ուսուցչուհի,

Պետրովսկ

2014 թվականի ապրիլ

1. Ներածություն էջ 3-4
2. Հնությունից մինչև արդիականություն. էջ 5-6
3. Բիոնիկայի բաժիններ.

3.1. ճարտարապետական ​​և շինարարական բիոնիկա; էջ 6-8

3.2. բիոմեխանիկա; էջ.8-12

3.3. նեյրոբիոնիկա. էջ 13-14

4. Մեծ փոքրիկ բաներ՝ «տեսնված բնությունից»: էջ 14-15

5. Եզրակացություն էջ 16

6. Գրականություն և օգտագործված ինտերնետային ռեսուրսներ. էջ 16

Թռչուն -

Ակտիվ

Ըստ մաթեմատիկական օրենքի

գործիք,

Ինչն անելու համար,

մարդկային ուժով...

Լեոնարդո դա Վինչի.

Կցանկանա՞ք մեկ ցատկով թռչել մեքենաների վրայով, շարժվել Spider-Man-ի նման, նկատել թշնամիներին մի քանի կիլոմետր հեռավորության վրա և ձեռքերով թեքել պողպատե ճառագայթները: Պետք է ենթադրել, որ այո, բայց, ավաղ, սա իրատեսական չէ։ Առայժմ անիրատեսական է...

Աշխարհի ստեղծումից ի վեր մարդուն շատ բան է հետաքրքրել՝ ինչու է ջուրը թաց, ինչու է ցերեկը հաջորդում գիշերին, ինչու ենք հոտոտում ծաղիկների բույրը և այլն։ Բնականաբար, մարդը փորձել է դրա բացատրությունը գտնել։ Բայց ինչքան շատ էր նա սովորում, այնքան ավելի շատ հարցեր էին ծագում նրա մտքում. կարո՞ղ է մարդը թռչնի պես թռչել, լողալ ձկան պես, ինչպես են կենդանիները «իմանում» փոթորկի մոտենալու, մոտալուտ երկրաշարժի, գալիք հրաբխի ժայթքման մասին։ , հնարավո՞ր է արհեստական ​​ինտելեկտ ստեղծել։

«Ինչու» հարցերը շատ են, հաճախ այդ հարցերը չեն մեկնաբանվում գիտականորեն՝ առաջացնելով գեղարվեստական ​​գրականություն և սնահավատություն: Դա անելու համար հարկավոր է լավ գիտելիքներ ունենալ բազմաթիվ ոլորտներից՝ ֆիզիկա և քիմիա, աստղագիտություն և կենսաբանություն, աշխարհագրություն և էկոլոգիա, մաթեմատիկա և տեխնոլոգիա, բժշկություն և տիեզերք:

Կա՞ գիտություն, որը կմիավորի ամեն ինչ և կարողանա համատեղել անհամապատասխանը: Պարզվում է, որ այն գոյություն ունի։

Նյութ իմ հետազոտությունը - բիոնիկայի գիտություն - « BIO Logia» և «Tech NIKA»:

Հետազոտական ​​աշխատանքի նպատակը.բիոնիկայի գիտության առաջացման անհրաժեշտությունը, դրա հնարավորությունները և կիրառելիության սահմանները:

Դա անելու համար դուք կարող եք մի շարք դնելառաջադրանքներ:

1. Պարզեք, թե ինչ է «բիոնիկան»:

2. Հետևեք «Բիոնիկայի» գիտության զարգացման պատմությանը. հնությունից մինչև արդիականություն և նրա կապը այլ գիտությունների հետ:

3. Բացահայտեք բիոնիկայի հիմնական բաժինները:

4. Ինչի համար պետք է շնորհակալություն հայտնենք բնությանը` բիոնիկայի բաց հնարավորություններն ու առեղծվածները:

Հետազոտության մեթոդներ.

Տեսական:

- թեմայի վերաբերյալ գիտական ​​հոդվածների, գրականության ուսումնասիրություն։

Գործնական:

Դիտարկում;

Ընդհանրացում.

Գործնական նշանակություն.

Կարծում եմ, որ իմ աշխատանքը օգտակար և հետաքրքիր կլինի ուսանողների և ուսուցիչների լայն շրջանակի համար, քանի որ մենք բոլորս ապրում ենք բնության մեջ՝ համաձայն նրա ստեղծած օրենքների։ Մարդը պետք է միայն հմտորեն տիրապետի գիտելիքներին, որպեսզի տեխնոլոգիայի վերածի բնության բոլոր ակնարկները և բացահայտի նրա գաղտնիքները:

Հնությունից մինչև նոր ժամանակներ

Բիոնիկան՝ կիրառական գիտություն, որն ուսումնասիրում է կենդանի օրգանիզմների և տեխնիկական սարքերի համատեղման հնարավորությունը, այսօր զարգանում է շատ արագ տեմպերով։

Յուրաքանչյուր մարդու մեջ խորն է նստած կարողություններ, որոնք գերազանցում են նրանց, որոնք մեզ տվել է բնությունը. ցանկացած ֆիթնես մարզիչ կամ պլաստիկ վիրաբույժ դա կհաստատի: Մեր մարմինը անհավանական հարմարվողականություն ունի, բայց կան որոշ բաներ, որոնք նրանք չեն կարող անել: Օրինակ, մենք չգիտենք, թե ինչպես խոսել նրանց հետ, ովքեր ականջից դուրս են, մենք ի վիճակի չենք թռչել: Դրա համար մեզ հեռախոսներ և ինքնաթիռներ են պետք։ Իրենց անկատարությունը փոխհատուցելու համար մարդիկ վաղուց օգտագործում էին տարբեր «արտաքին» սարքեր, սակայն գիտության զարգացմանը զուգընթաց գործիքներն աստիճանաբար փոքրացան և ավելի մոտեցան մեզ։

Բացի այդ, բոլորը գիտեն, որ եթե նրա մարմնին ինչ-որ բան պատահի, բժիշկները «վերանորոգում» կիրականացնեն՝ օգտագործելով ամենաարդիական բժշկական տեխնոլոգիաները։

Եթե ​​մենք միացնենք այս երկու պարզ հասկացությունները, մենք կարող ենք պատկերացում կազմել մարդկային էվոլյուցիայի հաջորդ քայլի մասին: Ապագայում բժիշկները ոչ միայն կկարողանան վերականգնել «վնասված» կամ «անսարք» օրգանիզմները, նրանք կսկսեն ակտիվորեն կատարելագործել մարդկանց՝ դարձնելով նրանց ավելի ուժեղ և արագ, քան բնությունը կառավարում էր: Սա հենց բիոնիկայի էությունն է, և այսօր մենք կանգնած ենք նոր տեսակի մարդու ի հայտ գալու շեմին։ Միգուցե մեզանից մեկը դա դառնա...

Լեոնարդո դա Վինչին համարվում է բիոնիկայի նախահայրը։ Նրա գծագրերն ու ինքնաթիռների գծապատկերները հիմնված էին թռչնի թևի կառուցվածքի վրա։ Մեր ժամանակներում, ըստ Լեոնարդո դա Վինչիի գծագրերի, մոդելավորումը բազմիցս իրականացվել էօրնիտոպտերա (հունարենից órnis, սեռը órnithos - թռչուն և pterón - թև),թռչող անիվ , օդից ավելի ծանր օդանավ՝ թևերով թևերով): Կենդանի արարածների մեջ, օրինակ, թռչունները թռչելու համար օգտագործում են իրենց թեւերի շարժումները։

Ժամանակակից գիտնականներից կարելի է անվանել Օսիպ Մ.Ռ.Դելգադոյի անունը։

Իր ռադիոէլեկտրոնային սարքերի օգնությամբ նա ուսումնասիրել է կենդանիների նյարդաբանական և ֆիզիկական բնութագրերը։ Եվ դրանց հիման վրա ես փորձեցի մշակել կենդանի օրգանիզմներին կառավարելու ալգորիթմներ։

Բիոնիկա (հունարեն Biōn-ից՝ կյանքի տարր, բառացի՝ կենդանի), կենսաբանությանը և տեխնոլոգիաներին սահմանակից գիտություն, որը լուծում է ինժեներական խնդիրներ՝ հիմնված օրգանիզմների կառուցվածքի և կենսագործունեության մոդելավորման վրա։ Բիոնիկան սերտորեն կապված է կենսաբանության, ֆիզիկայի, քիմիայի, կիբեռնետիկայի և ինժեներական գիտությունների հետ՝ էլեկտրոնիկա, նավիգացիա, կապ, ծովային գործեր և այլն /BSE.1978/

Բիոնիկների ծննդյան պաշտոնական տարին համարվում է 1960 թ Բիոնիկ գիտնականները որպես խորհրդանիշ ընտրել են սկալպել և զոդող երկաթ, որոնք միացված են ինտեգրալ նշանով, և նրանց կարգախոսն է.Կենդանի նախատիպերը նոր տեխնոլոգիայի բանալին են».

Շատ բիոնիկ մոդելներ, նախքան տեխնիկական ներդրումը ստանալը, իրենց կյանքը սկսում են համակարգչում, որտեղ կոմպիլացվում է համակարգչային ծրագիր՝ բիոնիկ մոդել։

Այսօր բիոնիկան ունի մի քանի ուղղություն.

Բիոնիկայի բաժիններ

1. Ճարտարապետական ​​և շինարարական բիոնիկա.

Ճարտարապետական ​​և շինարարական բիոնիկայի վառ օրինակ՝ ամբողջականհացահատիկի ցողունների կառուցվածքի անալոգիաև ժամանակակից բարձրահարկ շենքեր։ Հացահատիկային բույսերի ցողունները կարողանում են դիմակայել ծանր բեռներին՝ չկոտրվելով ծաղկաբույլի ծանրության տակ։ Եթե ​​քամին նրանց թեքում է գետնին, նրանք արագ վերականգնում են իրենց ուղղահայաց դիրքը։ Ո՞րն է գաղտնիքը: Պարզվում է, որ դրանց կառուցվածքը նման է ժամանակակից բարձրահարկ շենքերի դիզայնին։գործարանային խողովակներ - ինժեներական մտքի վերջին ձեռքբերումներից մեկը:

Իսպանացի հայտնի ճարտարապետներ Մ.Ռ. Սերվերան և Հ. Պլոզը, բիոնիկայի ակտիվ հետևորդներ, սկսեցին ուսումնասիրել «դինամիկ կառույցները» 1985 թվականին, իսկ 1991 թվականին նրանք կազմակերպեցին «Ճարտարապետության մեջ նորարարություններին աջակցող հասարակությունը»։ Նրանց ղեկավարությամբ մի խումբ, որը ներառում էր ճարտարապետներ, ինժեներներ, դիզայներներ, կենսաբաններ և հոգեբաններ, մշակեց նախագիծը «Ուղղահայաց բիոնիկ աշտարակ քաղաք« 15 տարի հետո Շանհայում պետք է հայտնվի աշտարակային քաղաք (ըստ գիտնականների՝ 20 տարի հետո Շանհայի բնակչությունը կարող է հասնել 30 միլիոն մարդու)։ Աշտարակ քաղաքը նախատեսված է 100 հազար մարդու համար, նախագիծը հիմնված է «փայտաշինության սկզբունքի» վրա։

Աշտարակ քաղաքը կունենա ձևընոճի 1128 մ բարձրությամբ՝ 133 x 100 մ հիմքի շրջագծով, իսկ ամենալայն կետում՝ 166 x 133 մ: Աշտարակը կունենա 300 հարկ, և դրանք տեղակայվելու են 80 հարկանի 12 ուղղահայաց բլոկների մեջ:

Ֆրանսիական հեղափոխության 100-ամյակի կապակցությամբ Փարիզում կազմակերպվել է համաշխարհային ցուցահանդես։ Այս ցուցահանդեսի տարածքում նախատեսվում էր կանգնեցնել աշտարակ, որը կխորհրդանշեր ինչպես ֆրանսիական հեղափոխության մեծությունը, այնպես էլ նորագույն տեխնոլոգիական նվաճումները։ Մրցույթին ներկայացվել է ավելի քան 700 նախագիծ, լավագույնը ճանաչվել է կամուրջների ինժեներ Ալեքսանդր Գուստավ Էյֆելի նախագիծը։ 19-րդ դարի վերջին աշտարակը, որը կոչվել է իր ստեղծողի անունով, հիացրել է ողջ աշխարհին իր բացվածքով և գեղեցկությամբ։ 300 մետրանոց աշտարակը դարձել է Փարիզի մի տեսակ խորհրդանիշ։ Խոսակցություններ կային, որ աշտարակը կառուցվել է անհայտ արաբ գիտնականի գծագրերով։ Եվ միայն ավելի քան կես դար անց կենսաբաններն ու ինժեներները անսպասելի բացահայտում արեցին՝ դիզայնըԷյֆելյան աշտարակ ճշգրտորեն կրկնում է մեծի կառուցվածքը tibia , հեշտությամբ դիմակայելով մարդու մարմնի ծանրությանը: Անգամ կրող մակերեսների անկյունները համընկնում են: Սա բիոնիկայի գործողության ևս մեկ պատկերավոր օրինակ է:

Ճարտարապետական ​​և շինարարական բիոնիկայի մեջ մեծ ուշադրություն է դարձվում շինարարական նոր տեխնոլոգիաներին։ Օրինակ՝ արդյունավետ և անթափոն շինարարական տեխնոլոգիաների զարգացման ոլորտում խոստումնալից ուղղություն է ստեղծումըշերտավոր կառույցներ. Գաղափարը փոխառվել էխորը ծովի փափկամարմիններ. Դրանց երկարակյաց պատյանները, ինչպիսին է լայն տարածում գտած աբլոնի պատյանները, բաղկացած են իրար փոխարինող կոշտ և փափուկ թիթեղներից։ Երբ կոշտ թիթեղը ճաքում է, դեֆորմացիան կլանում է փափուկ շերտը, և ճեղքն ավելի հեռու չի գնում: Այս տեխնոլոգիան կարող է օգտագործվել նաև մեքենաները ծածկելու համար։

2. Բիոմեխանիկա

Բնության տեղորոշիչներ. Կենդանի բարոմետրեր և սեյսմոգրաֆներ:

Բիոնիկայի ամենաառաջադեմ հետազոտությունը հայտնաբերման, նավիգացիայի և կողմնորոշման կենսաբանական միջոցների մշակումն է. մի շարք ուսումնասիրություններ՝ կապված բարձրակարգ կենդանիների և մարդկանց ուղեղի գործառույթների և կառուցվածքների մոդելավորման հետ. բիոէլեկտրական կառավարման համակարգերի ստեղծում և «մարդ-մեքենա» խնդրի վերաբերյալ հետազոտություն։ Այս ոլորտները սերտորեն կապված են միմյանց հետ: Ինչու՞ է բնությունը մարդուց այդքան առաջ տեխնոլոգիական զարգացման ներկա մակարդակում:

Վաղուց հայտնի է, որ թռչունները, ձկները և միջատները շատ զգայուն և ճշգրիտ են արձագանքում եղանակային փոփոխություններին։ Ծիծեռնակների ցածր թռիչքը կանխատեսում է ամպրոպ։ Ափին մոտ մեդուզաների կուտակմամբ ձկնորսները կիմանան, որ կարող են ձկնորսության գնալ, ծովը հանգիստ կլինի։

Կենդանիներ - «բիոսինոպտիկա»բնության կողմից օժտված են եզակի գերզգայուն «սարքերով»: Բիոնիկայի խնդիրն է ոչ միայն գտնել այդ մեխանիզմները, այլ նաև հասկանալ դրանց գործողությունը և վերստեղծել այն էլեկտրոնային սխեմաներում, սարքերում և կառուցվածքներում:

Ձկների և թռչունների բարդ նավիգացիոն համակարգի ուսումնասիրությունը, որը միգրացիայի ժամանակ անցնում է հազարավոր կիլոմետրեր և անվրեպ վերադառնում իրենց տեղերը ձվադրման, ձմեռման և ձագերի մեծացման համար, նպաստում է խիստ զգայուն հետևելու, ուղղորդելու և օբյեկտների ճանաչման համակարգերի զարգացմանը:

Շատ կենդանի օրգանիզմներ ունեն անալիտիկ համակարգեր, որոնք մարդիկ չունեն: Օրինակ, մորեխները 12-րդ ալեհավաքի հատվածում ունեն տուբերկուլյոզ, որը զգում է ինֆրակարմիր ճառագայթումը: Շնաձկները և ճառագայթները գլխի և մարմնի առջևի մասում ալիքներ ունեն, որոնք ընկալում են 0,10 C ջերմաստիճանի փոփոխություններ: Խխունջները, մրջյունները և տերմիտները ռադիոակտիվ ճառագայթումը ընկալող սարքեր ունեն: Շատերն արձագանքում են մագնիսական դաշտի փոփոխություններին (հիմնականում թռչուններն ու միջատները հեռահար միգրացիաներ են կատարում): Բվերը, չղջիկները, դելֆինները, կետերը և միջատների մեծ մասը ընկալում են ինֆրա- և ուլտրաձայնային թրթռումները: Մեղվի աչքերը արձագանքում են ուլտրամանուշակագույն լույսին, ուտիճինը` ինֆրակարմիրին:

Ժողովրդական օձի ջերմազգայուն օրգանը հայտնաբերում է 0,0010 C ջերմաստիճանի փոփոխություններ; Ձկների էլեկտրական օրգանը (ճառագայթներ, էլեկտրական օձաձուկներ) ընկալում է 0,01 միկրովոլտ պոտենցիալ, շատ գիշերային կենդանիների աչքերը արձագանքում են լույսի մեկ քվանտաներին, ձկները զգում են ջրի մեջ նյութի կոնցենտրացիայի փոփոխություն 1 մգ/մ3 (=1): մկգ/լ):

Կան շատ ավելի տարածական կողմնորոշման համակարգեր, որոնց կառուցվածքը դեռ ուսումնասիրված չէ. մեղուները և կրետները լավ կողմնորոշվում են արևի կողմից, արու թիթեռները (օրինակ՝ գիշերային սիրամարգի աչքը, մահվան գլուխ բազեի ցեցը և այլն) գտնում են էգ: հեռավորությունը 10 կմ. Ծովային կրիաները և բազմաթիվ ձկներ (օձաձկներ, թառափներ, սաղմոններ) լողում են մի քանի հազար կիլոմետր հեռավորության վրա իրենց հայրենի ափերից և անվրեպ վերադառնում ձու դնելու և ձվադրելու նույն վայրում, որտեղ սկսել են իրենց կյանքի ճանապարհորդությունը: Ենթադրվում է, որ նրանք ունեն երկու կողմնորոշման համակարգ՝ հեռավոր՝ աստղերի և արևի մոտ, և մոտ՝ հոտով (ափամերձ ջրերի քիմիա)։

Չղջիկները, որպես կանոն, փոքր են և, անկեղծ լինենք, մեզանից շատերի համար տհաճ և նույնիսկ վանող արարածներ են։ Բայց պատահել է նրանց հետ նախապաշարմունքով վերաբերվել, որի հիմքը, որպես կանոն, տարբեր տեսակի լեգենդներն ու հավատալիքներն են, որոնք առաջացել են դեռևս, երբ մարդիկ հավատում էին ոգիներին և չար ոգիներին:

Չղջիկը եզակի առարկա է կենսաակուստիկայի գիտնականների համար։ Նա կարող է լիովին ազատ նավարկվել լիակատար մթության մեջ, առանց խոչընդոտների բախվելու: Ավելին, վատ տեսողություն ունենալով, չղջիկը ճանճում հայտնաբերում և բռնում է փոքր միջատներին, տարբերում է թռչող մոծակին քամուց շտապող բծից, ուտելի միջատից՝ անճաշակ տիկնիկից։

Իտալացի գիտնական Լազարո Սպալանզանին չղջիկների այս արտասովոր ունակությամբ առաջին անգամ հետաքրքրվել է 1793 թվականին։ Սկզբում նա փորձեց պարզել, թե ինչպես են տարբեր կենդանիներ իրենց ճանապարհը գտնում մթության մեջ։ Նրան հաջողվեց հաստատել. բուերն ու գիշերային այլ արարածները լավ են տեսնում մթության մեջ: Ճիշտ է, կատարյալ մթության մեջ նրանք էլ, պարզվում է, դառնում են անօգնական։ Բայց երբ նա սկսեց փորձեր կատարել չղջիկների հետ, նա հայտնաբերեց, որ նման լիակատար խավարը նրանց համար խոչընդոտ չէ։ Այնուհետև Սպալանզանին ավելի հեռուն գնաց՝ մի քանի չղջիկների ուղղակի զրկեց տեսողությունից։ Եւ ինչ? Սա ոչինչ չփոխեց նրանց վարքագծի մեջ, նրանք նույնքան գերազանց էին միջատների որսում, որքան տեսող մարդիկ։ Սպալանզանին դրանում համոզվեց, երբ բացեց փորձարարական մկների ստամոքսը։

Հետաքրքրությունը առեղծվածի նկատմամբ մեծացավ։ Հատկապես այն բանից հետո, երբ Սպալանզանին ծանոթացավ շվեյցարացի կենսաբան Չարլզ Յուրինի փորձերին, ով 1799 թվականին եկավ այն եզրակացության, որ չղջիկները կարող են առանց տեսողության, բայց լսողության ցանկացած լուրջ վնաս նրանց համար մահացու է։ Հենց որ նրանք ականջները խցանեցին հատուկ պղնձե խողովակներով, նրանք սկսեցին կուրորեն և պատահականորեն բախվել բոլոր խոչընդոտներին, որոնք հայտնվեցին իրենց ճանապարհին: Սրա հետ մեկտեղ մի շարք տարբեր փորձեր ցույց են տվել, որ տեսողության, հպման, հոտի և համի օրգանների աշխատանքի խախտումները ոչ մի ազդեցություն չեն ունենում չղջիկների թռիչքի վրա։

Սպալանզանիի փորձերը, անկասկած, տպավորիչ էին, բայց դրանք ակնհայտորեն առաջ էին իրենց ժամանակից: Սպալանզանին չկարողացավ պատասխանել հիմնական և գիտականորեն միանգամայն ճիշտ հարցին. եթե ոչ լսողությունը կամ տեսողությունը, ապա ի՞նչն է այս դեպքում օգնում չղջիկներին այդքան լավ նավարկելու տիեզերքում:

Այն ժամանակ նրանք ոչինչ չգիտեին ուլտրաձայնի մասին, կամ որ կենդանիները կարող են ունենալ ընկալման այլ օրգաններ (համակարգեր), ոչ միայն ականջներ և աչքեր: Ի դեպ, հենց այս ոգով որոշ գիտնականներ փորձեցին բացատրել Սպալանզանիի փորձերը. նրանք ասում են, որ չղջիկները շոշափելի նուրբ զգացողություն ունեն, որոնց օրգանները, ամենայն հավանականությամբ, գտնվում են նրանց թևերի թաղանթներում...

Վերջնական արդյունքն այն էր, որ Սպալանզանիի փորձերը երկար ժամանակ մոռացվեցին: Միայն մեր ժամանակներում, ավելի քան հարյուր տարի անց, լուծվեց, այսպես կոչված, «չղջիկների spallanzanian խնդիրը», ինչպես իրենք էին անվանում գիտնականները: Դա հնարավոր դարձավ էլեկտրոնիկայի վրա հիմնված հետազոտական ​​նոր գործիքների առաջացման շնորհիվ:

Հարվարդի համալսարանի ֆիզիկոս Գ. Փիրսը կարողացավ բացահայտել, որ չղջիկները ձայներ են արտադրում, որոնք դուրս են մարդու ականջի լսելիության շեմից:

Աերոդինամիկ տարրեր.

Ժամանակակից աերոդինամիկայի հիմնադիր Ն. Ե. Ժուկովսկին ուշադիր ուսումնասիրել է թռչունների թռիչքի մեխանիզմը և պայմանները, որոնք թույլ են տալիս նրանց սավառնել օդում: Թռչունների թռիչքի ուսումնասիրության հիման վրա առաջացել է ավիացիան։

Բնության մեջ միջատներն ունեն նույնիսկ ավելի կատարելագործված թռչող սարքեր: Թռիչքի արդյունավետության, հարաբերական արագության և մանևրելու առումով դրանք իրենց բնույթով հավասարը չունեն։ Միջատների թռիչքի սկզբունքով ինքնաթիռ ստեղծելու գաղափարը սպասում է իր հաստատմանը։ Թռիչքի ժամանակ վնասակար թրթռանքների առաջացումը կանխելու համար արագ թռչող միջատներն իրենց թեւերի ծայրերում ունեն խիտինային խտացումներ։ Ինքնաթիռների դիզայներներն այժմ օգտագործում են նմանատիպ սարքեր ինքնաթիռի թեւերի համար՝ դրանով իսկ վերացնելով թրթռումների վտանգը։

Ռեակտիվ շարժիչ.

Ինքնաթիռների, հրթիռների և տիեզերանավերի մեջ օգտագործվող ռեակտիվ շարժիչը հատկանշական է նաև գլխոտանիներին՝ ութոտնուկներին, կաղամարներին, դանակներին։ Կաղամարների ռեակտիվ շարժիչը ամենամեծ հետաքրքրությունն է տեխնոլոգիայի համար: Ըստ էության, կաղամարն ունի երկու սկզբունքորեն տարբեր շարժիչ մեխանիզմ: Դանդաղ շարժվելիս այն օգտագործում է մեծ ադամանդաձեւ լողակ, որը պարբերաբար թեքվում է։ Արագ նետելու համար կենդանին օգտագործում է ռեակտիվ շարժիչ: Մկանային հյուսվածք - թիկնոցը շրջապատում է փափկամարմինի մարմինը բոլոր կողմերից, նրա ծավալը կազմում է նրա մարմնի ծավալի գրեթե կեսը: Շիթային լողի մեթոդով կենդանին թիկնոցի բացվածքով ջուր է ներծծում թիկնոցի խոռոչի մեջ։ Կաղամարի շարժումը ստեղծվում է նեղ վարդակով (ձագարով) ջրի հոսքը դուրս նետելով։ Այս վարդակը հագեցած է հատուկ փականով, և մկանները կարող են պտտել այն՝ դրանով իսկ փոխելով շարժման ուղղությունը։ Կաղամարների շարժիչ համակարգը շատ խնայող է, որի շնորհիվ այն կարող է զարգացնել 70 կմ/ժ արագություն, որոշ հետազոտողներ կարծում են նույնիսկ մինչև 150 կմ/ժ։

Հիդրոինքնաթիռ Մարմնի ձևը նման է դելֆինի. Գլեյդերը գեղեցիկ է և արագ քշում է՝ ունենալով դելֆինի նման բնականաբար խաղալու ալիքների մեջ՝ թափահարելով իր լողակը։ Մարմինը պատրաստված է պոլիկարբոնատից։ Շարժիչը շատ հզոր է։ Առաջին նման դելֆինը կառուցել է Innespace ընկերությունը 2001 թվականին։

Առաջին համաշխարհային պատերազմի ժամանակ բրիտանական նավատորմը հսկայական կորուստներ ունեցավ գերմանական սուզանավերի պատճառով։ Անհրաժեշտ էր սովորել, թե ինչպես հայտնաբերել և հետևել նրանց: Այդ նպատակով ստեղծվել են հատուկ սարքեր։հիդրոֆոններ. Ենթադրվում էր, որ այս սարքերը պտուտակների աղմուկով պետք է հայտնաբերեին հակառակորդի սուզանավերը։ Դրանք տեղադրվել են նավերի վրա, բայց մինչ նավը շարժվում էր, ջրի շարժումը հիդրոֆոնի ընդունիչ անցքի մոտ առաջացրել է աղմուկ, որը խլացրել է սուզանավի աղմուկը։ Ֆիզիկոս Ռոբերտ Վուդը ինժեներներին առաջարկել է սովորել... փոկերից, որոնք լավ են լսում ջրի մեջ շարժվելիս: Արդյունքում, հիդրոֆոնի ընդունիչ անցքը ձևավորվեց փոկի ականջի տեսքով, և հիդրոֆոնները սկսեցին «լսել» նույնիսկ նավի ամբողջ արագությամբ:

3. Նեյրոբիոնիկա.

Ո՞ր տղային չի հետաքրքրի ռոբոտներ խաղալ կամ տերմինատորի կամ գայլերի մասին ֆիլմ դիտել: Ամենանվիրված բիոնիկները ռոբոտներ նախագծող ինժեներներն են։ Տեսակետ կա, որ ապագայում ռոբոտները կկարողանան արդյունավետ գործել միայն այն դեպքում, եթե հնարավորինս նման լինեն մարդկանց։ Բիոնիկայի մշակողները ելնում են նրանից, որ ռոբոտները պետք է գործեն քաղաքային և կենցաղային պայմաններում, այսինքն՝ «մարդկային» միջավայրում՝ աստիճաններով, դռներով և որոշակի չափի այլ խոչընդոտներով։ Հետեւաբար, դրանք նվազագույնը պետք է համապատասխանեն մարդուն չափերով և շարժման սկզբունքներով։ Այսինքն՝ ռոբոտը պետք է ոտքեր ունենա, իսկ անիվները, հետքերը եւ այլն բոլորովին հարմար չեն քաղաքի համար։ Իսկ ումի՞ց պատճենենք ոտքերի դիզայնը, եթե ոչ կենդանիներից։ Սթենֆորդի համալսարանի մանրանկարչությունը, մոտ 17 սմ երկարությամբ, վեցոտանի ռոբոտը (վեցոտանի) արդեն աշխատում է 55 սմ/վ արագությամբ:

Կենսաբանական նյութերից արհեստական ​​սիրտ են ստեղծվել։ Նոր գիտական ​​հայտնագործությունը կարող է վերջ դնել օրգանների դոնորների պակասին.

Մինեսոտայի համալսարանի մի խումբ հետազոտողներ փորձում են ստեղծել 22 միլիոն մարդու բուժման սկզբունքորեն նոր մեթոդ՝ ահա թե որքան մարդ է աշխարհում ապրում սրտի հիվանդությամբ: Գիտնականներին հաջողվել է սրտից հեռացնել մկանային բջիջները՝ պահպանելով միայն սրտի փականների և արյան անոթների շրջանակը։ Այս շրջանակի մեջ փոխպատվաստվել են նոր բջիջներ:

Բիոնիկայի հաղթարշավը՝ արհեստական ​​ձեռք։ Չիկագոյի վերականգնողական ինստիտուտի գիտնականներին հաջողվել է ստեղծել բիոնիկ պրոթեզ, որը հիվանդին թույլ է տալիս ոչ միայն մտքերով կառավարել ձեռքը, այլև ճանաչել որոշակի սենսացիաներ։ Բիոնիկ ձեռքի սեփականատերը Կլաուդիա Միտչելն էր, ով նախկինում ծառայել է ԱՄՆ ռազմածովային ուժերում։ 2005 թվականին Միտչելը վթարի է ենթարկվել։ Վիրաբույժները ստիպված են եղել անդամահատել Միտչելի ձախ ձեռքը մինչև ուսը։ Արդյունքում, նյարդերը, որոնք կարող էին օգտագործվել պրոթեզը կառավարելու համար, մնացել են չօգտագործված։

Մեծ փոքրիկ բաներ «տեսնված բնությունից»

Հայտնի փոխառությունը կատարել է շվեյցարացի ինժեներ Ջորջ դե
Մեստրալը 1955 թ. Նա հաճախ էր զբոսնում իր շան հետ և նկատում, որ ինչ-որ տարօրինակ բույսեր անընդհատ կպչում են նրա մորթին։ Ուսումնասիրելով այս երևույթը՝ դե Մեստրալը պարզեց, որ դա հնարավոր է եղել աքաղաղի (կռատուկի) պտուղների վրա փոքրիկ կեռիկների շնորհիվ։ Արդյունքում ինժեները հասկացավ իր հայտնագործության կարևորությունը և ութ տարի անց արտոնագրեց հարմար «Velcro»:

Ծծողները հորինվել են ութոտնուկներին ուսումնասիրելիս։

Զովացուցիչ ըմպելիքների արտադրողները մշտապես փնտրում են իրենց արտադրանքը փաթեթավորելու նոր ուղիներ: Ընդ որում, սովորական խնձորենին վաղուց լուծել է այս խնդիրը։ Խնձորը 97%-ով ջուր է, որը փաթեթավորված է ոչ թե փայտյա ստվարաթղթի մեջ, այլ ուտելի կեղևի մեջ, որը բավական ախորժելի է, որպեսզի գրավի կենդանիներին ուտել պտուղը և բաշխել հատիկները:

Սարդի թելերը՝ բնության զարմանալի ստեղծագործությունը, գրավել են ինժեներների ուշադրությունը։ Ցանցը երկար ճկուն մալուխների վրա կամրջի կառուցման նախատիպն էր՝ դրանով իսկ նշանավորելով ամուր, գեղեցիկ կախովի կամուրջների կառուցման սկիզբը:

Այժմ մշակվել է զենքի նոր տեսակ, որը կարող է ցնցել թշնամու զորքերը՝ օգտագործելով ուլտրաձայնը: Ազդեցության այս սկզբունքը փոխառվել է վագրերից։ Գիշատչի մռնչյունը պարունակում է ծայրահեղ ցածր հաճախականություններ, որոնք թեև մարդկանց կողմից չեն ընկալվում որպես ձայն, սակայն նրանց վրա կաթվածահար ազդեցություն են ունենում։

Արյուն հանելու համար օգտագործվող սարդիչ ասեղը նախագծված է այն սկզբունքով, որն ամբողջությամբ կրկնում է չղջիկի կտրող ատամի կառուցվածքը, որի խայթոցը ցավազուրկ է և ուղեկցվում է ծանր արյունահոսությամբ։

Մեզ ծանոթ մխոցային ներարկիչը նմանակում է արյուն ծծող ապարատի՝ մոծակների և լուերի, որոնց խայթոցը ծանոթ է յուրաքանչյուր մարդու։

Փափկամազ «պարաշյուտները» դանդաղեցնում են խտուտիկի սերմերի անկումը գետնին, ինչպես պարաշյուտը դանդաղեցնում է մարդու անկումը։

Եզրակացություն.

Բիոնիկայի ներուժն իսկապես անսահման է...

Մարդկությունը փորձում է ավելի մոտիկից նայել բնության մեթոդներին, որպեսզի հետո խելամտորեն օգտագործի դրանք տեխնոլոգիայի մեջ: Բնությունը նման է հսկայական ինժեներական բյուրոյի, որը միշտ ճիշտ ելք ունի ցանկացած իրավիճակից։ Ժամանակակից մարդը չպետք է ոչնչացնի բնությունը, այլ այն ընդունի որպես մոդել: Բուսական և ֆաունայի իր բազմազանությամբ բնությունը կարող է օգնել մարդուն գտնել բարդ խնդիրների ճիշտ տեխնիկական լուծումը և ցանկացած իրավիճակից ելք գտնել:

Ինձ համար շատ հետաքրքիր էր աշխատել այս թեմայով։ Հետագայում կշարունակեմ աշխատել բիոնիկայի նվաճումների ուսումնասիրության վրա։

ԲՆՈՒԹՅՈՒՆԸ ՈՐՊԵՍ ՍՏԱՆԴԱՐՏ – ԵՎ ԿԱ ԲԻՈՆԻԿՆԵՐ:

Գրականություն:

1. Բիոնիկա. Վ.Մարտեկ, խմբ.՝ Միր, 1967

2. Ինչ է բիոնիկան: Շարք «Հանրաճանաչ գիտական ​​գրադարան». Աստաշենկով Պ.Տ. Մ., Վոենիզդատ, 1963

3. Ճարտարապետական ​​բիոնիկա Յու.Ս. Լեբեդև, Վ.Ի. Ռաբինովիչ և ուրիշներ: Մոսկվա, Ստրոյիզդատ, 1990 թ.

Օգտագործված ինտերնետային ռեսուրսներ

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

Մոդելի ստեղծում բիոնիկա- Դա գործի կեսն է: Հատուկ գործնական խնդիր լուծելու համար անհրաժեշտ է ոչ միայն ստուգել մոդելի հատկությունների առկայությունը, որոնք հետաքրքրում են գործնականում, այլև մշակել սարքի կանխորոշված ​​տեխնիկական բնութագրերի հաշվարկման մեթոդներ և մշակել սինթեզի մեթոդներ, որոնք ապահովում են ձեռքբերումը: խնդրի մեջ պահանջվող ցուցանիշներից։

Եվ դրա համար շատերը բիոնիկմոդելները, նախքան տեխնիկական ներդրումը ստանալը, իրենց կյանքը սկսում են համակարգչով: Կառուցվում է մոդելի մաթեմատիկական նկարագրությունը: Դրանից կազմվում է համակարգչային ծրագիր. բիոնիկ մոդել. Նման համակարգչային մոդելի կիրառմամբ կարելի է կարճ ժամանակում մշակել տարբեր պարամետրեր և վերացնել դիզայնի թերությունները։

Ճիշտ է, ծրագրային ապահովման հիման վրա մոդելավորում, որպես կանոն, վերլուծում է մոդելի գործունեության դինամիկան. Ինչ վերաբերում է մոդելի հատուկ տեխնիկական կառուցմանը, ապա նման աշխատանքն անկասկած կարևոր է, բայց դրանց թիրախային բեռը տարբեր է։ Դրանցում գլխավորը լավագույն հիմքը գտնելն է, որի վրա մոդելի անհրաժեշտ հատկությունները կարող են ավելի արդյունավետ և ճշգրիտ վերստեղծվել: Կուտակված է բիոնիկագործնական փորձ մոդելավորումչափազանց բարդ համակարգերն ունեն ընդհանուր գիտական ​​նշանակություն։ Այս կարգի աշխատանքներում բացարձակապես անհրաժեշտ նրա էվրիստիկ մեթոդների հսկայական քանակությունը արդեն լայն տարածում է գտել փորձարարական և տեխնիկական ֆիզիկայի կարևոր խնդիրների, տնտեսական խնդիրների, բազմաստիճան ճյուղավորված կապի համակարգերի նախագծման խնդիրների լուծման համար և այլն:

Այսօր բիոնիկան ունի մի քանի ուղղություն.

Ճարտարապետական ​​և շինարարական բիոնիկան ուսումնասիրում է կենդանի հյուսվածքների ձևավորման և կառուցվածքի ձևավորման օրենքները, վերլուծում կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքային համակարգերը նյութի, էներգիայի խնայողության և հուսալիության ապահովման սկզբունքով։ Նեյրոբիոնիկան ուսումնասիրում է ուղեղի աշխատանքը և ուսումնասիրում հիշողության մեխանիզմները: Ինտենսիվ ուսումնասիրվում են կենդանիների զգայական օրգանները և շրջակա միջավայրին արձագանքելու ներքին մեխանիզմները ինչպես կենդանիների, այնպես էլ բույսերի մոտ։

Ճարտարապետական ​​և շինարարական բիոնիկայի վառ օրինակ է հացահատիկի ցողունների և ժամանակակից բարձրահարկ շենքերի կառուցվածքի ամբողջական անալոգիան: Հացահատիկային բույսերի ցողունները կարողանում են դիմակայել ծանր բեռներին՝ չկոտրվելով ծաղկաբույլի ծանրության տակ։ Եթե ​​քամին նրանց թեքում է գետնին, նրանք արագ վերականգնում են իրենց ուղղահայաց դիրքը։ Ո՞րն է գաղտնիքը: Պարզվում է, որ դրանց կառուցվածքը նման է ժամանակակից բարձրահարկ գործարանային խողովակների նախագծմանը` ճարտարագիտության վերջին ձեռքբերումներից մեկը: Երկու կառույցներն էլ խոռոչ են: Բույսի ցողունի սկլերենխիմային թելերը հանդես են գալիս որպես երկայնական ամրացում: Ցողունների միջհանգույցները կոշտության օղակներ են։ Ցողունի պատերի երկայնքով կան ձվաձեւ ուղղահայաց դատարկություններ։ Խողովակների պատերը ունեն նույն նախագծային լուծումը: Հացահատիկային բույսերի ցողունում խողովակի արտաքին մասում տեղադրված պարուրաձև ամրացման դերը խաղում է բարակ կեղևը: Այնուամենայնիվ, ինժեներներն իրենց կառուցողական լուծմանը եկան ինքնուրույն՝ առանց բնության մեջ «նայելու»։ Կառույցի ինքնությունը պարզվել է ավելի ուշ։

Վերջին տարիներին բիոնիկան հաստատել է, որ մարդկային գյուտերի մեծ մասն արդեն «արտոնագրված» է բնության կողմից: 20-րդ դարի գյուտը, ինչպիսիք են կայծակաճարմանդները և թելքրոն, կատարվել են թռչնի փետուրի կառուցվածքի հիման վրա։ Տարբեր պատվերների փետուր մորուքները՝ հագեցած կեռիկներով, ապահովում են հուսալի բռնում։

Հայտնի իսպանացի ճարտարապետներ Մ. Ռ. Սերվերան և Ջ. Պլոզը, բիոնիկայի ակտիվ հետևորդներ, սկսեցին ուսումնասիրություններ կատարել «դինամիկ կառուցվածքների» վերաբերյալ 1985 թվականին, իսկ 1991 թվականին նրանք կազմակերպեցին «Ճարտարապետության մեջ նորարարություններին աջակցող հասարակությունը»։ Նրանց ղեկավարությամբ մի խումբ, որը ներառում էր ճարտարապետներ, ինժեներներ, դիզայներներ, կենսաբաններ և հոգեբաններ, մշակեց «Ուղղահայաց բիոնիկ աշտարակի քաղաք» նախագիծը: 15 տարի հետո Շանհայում պետք է հայտնվի աշտարակային քաղաք (ըստ գիտնականների՝ 20 տարի հետո Շանհայի բնակչությունը կարող է հասնել 30 միլիոն մարդու)։ Աշտարակ քաղաքը նախատեսված է 100 հազար մարդու համար, նախագիծը հիմնված է «փայտաշինության սկզբունքի» վրա։

Քաղաքային աշտարակը կունենա 1128 մ բարձրությամբ նոճիի տեսք՝ 133 x 100 մ հիմքի շրջագծով, իսկ ամենալայն կետում՝ 166 x 133 մ, աշտարակը կունենա 300 հարկ, և դրանք կլինեն. գտնվում է 80 հարկանի 12 ուղղահայաց բլոկներում։ Բլոկների միջև կան քերած հատակներ, որոնք հանդես են գալիս որպես օժանդակ կառուցվածք յուրաքանչյուր բլոկի մակարդակի համար: Բլոկների ներսում կան տարբեր բարձրության տներ՝ ուղղահայաց այգիներով։ Այս մշակված ձևավորումը նման է նոճի ծառի ճյուղերի և ամբողջ պսակի կառուցվածքին: Աշտարակը կկանգնի կույտ հիմքի վրա՝ ըստ ակորդեոնի սկզբունքի, որը թաղված չէ, այլ զարգանում է բոլոր ուղղություններով, երբ բարձրություն է ձեռք բերում՝ նման է ծառի արմատային համակարգի զարգացմանը: Վերին հարկերում քամու տատանումները նվազագույնի են հասցվում՝ օդը հեշտությամբ անցնում է աշտարակի կառուցվածքով: Աշտարակը ծածկելու համար կօգտագործվի հատուկ պլաստիկ նյութ, որը նմանակում է կաշվի ծակոտկեն մակերեսը։ Շինարարության հաջող ընթացքի դեպքում նախատեսվում է կառուցել ևս մի քանի այդպիսի շենք-քաղաք։

Ճարտարապետական ​​և շինարարական բիոնիկայի մեջ մեծ ուշադրություն է դարձվում շինարարական նոր տեխնոլոգիաներին։ Օրինակ, արդյունավետ և առանց թափոնների շինարարական տեխնոլոգիաների զարգացման ոլորտում խոստումնալից ուղղություն է շերտավոր կառույցների ստեղծումը։ Գաղափարը փոխառված է խորջրյա փափկամարմիններից։ Դրանց երկարակյաց պատյանները, ինչպիսին է լայն տարածում գտած աբլոնի պատյանները, բաղկացած են իրար փոխարինող կոշտ և փափուկ թիթեղներից։ Երբ կոշտ թիթեղը ճաքում է, դեֆորմացիան կլանում է փափուկ շերտը, և ճեղքն ավելի հեռու չի գնում: Այս տեխնոլոգիան կարող է օգտագործվել նաև մեքենաները ծածկելու համար։

Նեյրոբիոնիկայի հիմնական ոլորտներն են մարդկանց և կենդանիների նյարդային համակարգի ուսումնասիրությունը և նյարդային բջիջների՝ նեյրոնների և նեյրոնային ցանցերի մոդելավորումը։ Սա հնարավորություն է տալիս կատարելագործել և զարգացնել էլեկտրոնային և համակարգչային տեխնոլոգիաները:

Կենդանի օրգանիզմների նյարդային համակարգը մի շարք առավելություններ ունի մարդու կողմից հորինված ամենաժամանակակից անալոգների նկատմամբ.

Արտաքին տեղեկատվության ճկուն ընկալում, անկախ նրանից, թե որ ձևից է այն գալիս (ձեռագիր, տառատեսակ, գույն, տեմբր և այլն):

Բարձր հուսալիություն. տեխնիկական համակարգերը խափանում են, երբ մեկ կամ մի քանի մասեր փչանում են, և ուղեղը շարունակում է աշխատել, նույնիսկ եթե նույնիսկ մի քանի հարյուր հազար բջիջ մահանում է:

Մանրանկարչություն. Օրինակ, տրանզիստորային սարքը, որն ունի նույն թվով տարրեր, որքան մարդու ուղեղը, կզբաղեցներ մոտ 1000 մ3, մինչդեռ մեր ուղեղը զբաղեցնում է 1,5 դմ3:

Էներգաարդյունավետություն - տարբերությունն ուղղակի ակնհայտ է։

Ինքնակազմակերպման բարձր աստիճան՝ արագ հարմարվողականություն նոր իրավիճակներին և գործունեության ծրագրերի փոփոխություններին:

Էյֆելյան աշտարակ և տիբիա

Ֆրանսիական հեղափոխության 100-ամյակի կապակցությամբ Փարիզում կազմակերպվել է համաշխարհային ցուցահանդես։ Այս ցուցահանդեսի տարածքում նախատեսվում էր կանգնեցնել աշտարակ, որը կխորհրդանշեր ինչպես ֆրանսիական հեղափոխության մեծությունը, այնպես էլ նորագույն տեխնոլոգիական նվաճումները։ Մրցույթին ներկայացվել է ավելի քան 700 նախագիծ, լավագույնը ճանաչվել է կամուրջների ինժեներ Ալեքսանդր Գուստավ Էյֆելի նախագիծը։ 19-րդ դարի վերջին աշտարակը, որը կոչվել է իր ստեղծողի անունով, հիացրել է ողջ աշխարհին իր բացվածքով և գեղեցկությամբ։ 300 մետրանոց աշտարակը դարձել է Փարիզի մի տեսակ խորհրդանիշ։ Խոսակցություններ կային, որ աշտարակը կառուցվել է անհայտ արաբ գիտնականի գծագրերով։ Եվ միայն ավելի քան կես դար անց, կենսաբաններն ու ինժեներները կատարեցին անսպասելի բացահայտում. Էյֆելյան աշտարակի դիզայնը ճշգրտորեն կրկնում է տիբիայի կառուցվածքը, որը հեշտությամբ կարող է դիմակայել մարդու մարմնի քաշին: Անգամ կրող մակերեսների անկյունները համընկնում են: Սա ևս մեկ լավ օրինակ է բիոնիկաԳործողության մեջ.

Բնությունն ու մարդիկ կառուցում են նույն օրենքներով, պահպանելով նյութի խնայողության սկզբունքը և ստեղծվող համակարգերի համար ընտրելով օպտիմալ նախագծային լուծումներ (բեռների վերաբաշխում, կայունություն, խնայող նյութ, էներգիա):

Գիտությունը, որն ուսումնասիրում է կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքն ու գործունեությունը, որպեսզի այն օգտագործի ինժեներական խնդիրներ լուծելու և նոր սարքեր և մեխանիզմներ ստեղծելու համար, կոչվում է բիոնիկա (հունարեն bios «կյանք» բառից): Այս տերմինն առաջին անգամ օգտագործվել է 1960 թվականի սեպտեմբերի 13-ին Դեյտոնայում «Կենդանի նախատիպեր՝ նոր տեխնոլոգիաների բանալին» ամերիկյան ազգային սիմպոզիումում և նշանակեց նոր գիտական ​​ուղղություն, որը ծագեց կենսաբանության և ճարտարագիտության խաչմերուկում: Լեոնարդո դա Վինչին համարվում է բիոնիկայի նախահայրը։ Նրա գծագրերն ու ինքնաթիռների գծապատկերները հիմնված են թռչնի թևի կառուցվածքի վրա։

Երկար ժամանակ բիոնիկան զարգացել է թռիչքներով և սահմաններով։ Սկզբում ինժեներներն ու դիզայներները գտան խնդրի հաջող լուծումը, իսկ որոշ ժամանակ անց պարզվեց, որ կենդանի օրգանիզմներն ունեն նմանատիպ նախագծային լուծումներ և, որպես կանոն, օպտիմալ։

Այսօր բիոնիկան ունի մի քանի ուղղություն. Ճարտարապետական ​​և շինարարական բիոնիկան ուսումնասիրում է կենդանի հյուսվածքների ձևավորման և կառուցվածքի ձևավորման օրենքները, վերլուծում կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքային համակարգերը նյութի, էներգիայի խնայողության և հուսալիության ապահովման սկզբունքով։ Նեյրոբիոնիկան ուսումնասիրում է ուղեղի աշխատանքը և ուսումնասիրում հիշողության մեխանիզմները: Ինտենսիվ ուսումնասիրվում են կենդանիների զգայական օրգանները և շրջակա միջավայրին արձագանքելու ներքին մեխանիզմները ինչպես կենդանիների, այնպես էլ բույսերի մոտ։

Ճարտարապետական ​​և շինարարական բիոնիկայի վառ օրինակ է հացահատիկի ցողունների և ժամանակակից բարձրահարկ շենքերի կառուցվածքի ամբողջական անալոգիան: Հացահատիկային բույսերի ցողունները կարողանում են դիմակայել ծանր բեռներին՝ չկոտրվելով ծաղկաբույլի ծանրության տակ։ Եթե ​​քամին նրանց թեքում է գետնին, նրանք արագ վերականգնում են իրենց ուղղահայաց դիրքը։ Ո՞րն է գաղտնիքը: Պարզվում է, որ դրանց կառուցվածքը նման է ժամանակակից բարձրահարկ գործարանային խողովակների նախագծմանը` ճարտարագիտության վերջին ձեռքբերումներից մեկը: Երկու կառույցներն էլ խոռոչ են: Բույսի ցողունի սկլերենխիմային թելերը հանդես են գալիս որպես երկայնական ամրացում: Ցողունների միջհանգույցները կոշտության օղակներ են։ Ցողունի պատերի երկայնքով կան ձվաձեւ ուղղահայաց դատարկություններ։ Խողովակների պատերը ունեն նույն նախագծային լուծումը: Հացահատիկային բույսերի ցողունում խողովակի արտաքին մասում տեղադրված պարուրաձև ամրացման դերը խաղում է բարակ կեղևը: Այնուամենայնիվ, ինժեներներն իրենց կառուցողական լուծմանը եկան ինքնուրույն՝ առանց բնության մեջ «նայելու»։ Կառույցի ինքնությունը պարզվել է ավելի ուշ։

Վերջին տարիներին բիոնիկան հաստատել է, որ մարդկային գյուտերի մեծ մասն արդեն «արտոնագրված» է բնության կողմից: 20-րդ դարի գյուտը, ինչպիսիք են կայծակաճարմանդները և թելքրոն, կատարվել են թռչնի փետուրի կառուցվածքի հիման վրա։ Տարբեր պատվերների փետուր մորուքները՝ հագեցած կեռիկներով, ապահովում են հուսալի բռնում։

Իսպանացի հայտնի ճարտարապետներ Մ.Ռ. Սերվերան և Հ. Պլոզը, բիոնիկայի ակտիվ հետևորդներ, սկսեցին ուսումնասիրել «դինամիկ կառույցները» 1985 թվականին, իսկ 1991 թվականին նրանք կազմակերպեցին «Ճարտարապետության մեջ նորարարություններին աջակցող հասարակությունը»։ Նրանց ղեկավարությամբ մի խումբ, որը ներառում էր ճարտարապետներ, ինժեներներ, դիզայներներ, կենսաբաններ և հոգեբաններ, մշակեց «Ուղղահայաց բիոնիկ աշտարակի քաղաք» նախագիծը: 15 տարի հետո Շանհայում պետք է հայտնվի աշտարակային քաղաք (ըստ գիտնականների՝ 20 տարի հետո Շանհայի բնակչությունը կարող է հասնել 30 միլիոն մարդու)։ Աշտարակ քաղաքը նախատեսված է 100 հազար մարդու համար, նախագիծը հիմնված է «փայտաշինության սկզբունքի» վրա։

Քաղաքային աշտարակը կունենա 1128 մ բարձրությամբ նոճիի տեսք՝ 133 x 100 մ հիմքի շրջագծով, իսկ ամենալայն կետում՝ 166 x 133 մ, աշտարակը կունենա 300 հարկ, և դրանք կլինեն. գտնվում է 80 հարկանի 12 ուղղահայաց բլոկներում։ Բլոկների միջև կան քերած հատակներ, որոնք հանդես են գալիս որպես օժանդակ կառուցվածք յուրաքանչյուր բլոկի մակարդակի համար: Բլոկների ներսում կան տարբեր բարձրության տներ՝ ուղղահայաց այգիներով։ Այս մշակված ձևավորումը նման է նոճի ծառի ճյուղերի և ամբողջ պսակի կառուցվածքին: Աշտարակը կկանգնի կույտ հիմքի վրա՝ ըստ ակորդեոնի սկզբունքի, որը թաղված չէ, այլ զարգանում է բոլոր ուղղություններով, երբ բարձրություն է ձեռք բերում՝ նման է ծառի արմատային համակարգի զարգացմանը: Վերին հարկերում քամու տատանումները նվազագույնի են հասցվում՝ օդը հեշտությամբ անցնում է աշտարակի կառուցվածքով: Աշտարակը ծածկելու համար կօգտագործվի հատուկ պլաստիկ նյութ, որը նմանակում է կաշվի ծակոտկեն մակերեսը։ Շինարարության հաջող ընթացքի դեպքում նախատեսվում է կառուցել ևս մի քանի այդպիսի շենք-քաղաք։

Ճարտարապետական ​​և շինարարական բիոնիկայի մեջ մեծ ուշադրություն է դարձվում շինարարական նոր տեխնոլոգիաներին։ Օրինակ, արդյունավետ և առանց թափոնների շինարարական տեխնոլոգիաների զարգացման ոլորտում խոստումնալից ուղղություն է շերտավոր կառույցների ստեղծումը։ Գաղափարը փոխառված է խորջրյա փափկամարմիններից։ Դրանց երկարակյաց պատյանները, ինչպիսին է լայն տարածում գտած աբլոնի պատյանները, բաղկացած են իրար փոխարինող կոշտ և փափուկ թիթեղներից։ Երբ կոշտ թիթեղը ճաքում է, դեֆորմացիան կլանում է փափուկ շերտը, և ճեղքն ավելի հեռու չի գնում: Այս տեխնոլոգիան կարող է օգտագործվել նաև մեքենաները ծածկելու համար։

Նեյրոբիոնիկայի հիմնական ոլորտներն են մարդկանց և կենդանիների նյարդային համակարգի ուսումնասիրությունը և նյարդային բջիջների՝ նեյրոնների և նեյրոնային ցանցերի մոդելավորումը։ Սա հնարավորություն է տալիս կատարելագործել և զարգացնել էլեկտրոնային և համակարգչային տեխնոլոգիաները:

Կենդանի օրգանիզմների նյարդային համակարգը մի շարք առավելություններ ունի մարդու կողմից հորինված ամենաժամանակակից անալոգների նկատմամբ.
1. Արտաքին տեղեկատվության ճկուն ընկալում, անկախ այն ձևից, որով այն գալիս է (ձեռագիր, տառատեսակ, գույն, տեմբր և այլն):
2. Բարձր հուսալիություն. տեխնիկական համակարգերը ձախողվում են, երբ մեկ կամ մի քանի մասեր փչանում են, և ուղեղը շարունակում է աշխատել, նույնիսկ եթե նույնիսկ մի քանի հարյուր հազար բջիջ մահանում է:
3. Մանրանկարչություն. Օրինակ, տրանզիստորային սարքը, որն ունի նույն թվով տարրեր, որքան մարդու ուղեղը, կզբաղեցնի մոտ 1000 մ 3 ծավալ, մինչդեռ մեր ուղեղը զբաղեցնում է 1,5 դմ 3 ծավալ:
4. Էներգիայի տնտեսական սպառում – տարբերությունն ուղղակի ակնհայտ է։
5. Ինքնակազմակերպման բարձր աստիճան՝ արագ հարմարվել նոր իրավիճակներին և գործունեության ծրագրերի փոփոխություններին:

Հիշողության մեխանիզմների ուսումնասիրությունը հանգեցնում է «մտածող» մեքենաների ստեղծմանը, որոնք ավտոմատացնում են արտադրության և կառավարման բարդ գործընթացները:

Վաղուց հայտնի է, որ թռչունները, ձկները և միջատները շատ զգայուն և ճշգրիտ են արձագանքում եղանակային փոփոխություններին։ Ծիծեռնակների ցածր թռիչքը կանխատեսում է ամպրոպ։ Ափին մոտ մեդուզաների կուտակմամբ ձկնորսները կիմանան, որ կարող են ձկնորսության գնալ, ծովը հանգիստ կլինի։ «Բիոսինոպտիկ» կենդանիները, բնականաբար, օժտված են յուրահատուկ գերզգայուն «սարքերով»: Բիոնիկայի խնդիրն է ոչ միայն գտնել այդ մեխանիզմները, այլ նաև հասկանալ դրանց գործողությունը և վերստեղծել այն էլեկտրոնային սխեմաներում, սարքերում և կառուցվածքներում:

Ձկների և թռչունների բարդ նավիգացիոն համակարգի ուսումնասիրությունը, որը միգրացիայի ժամանակ անցնում է հազարավոր կիլոմետրեր և անվրեպ վերադառնում իրենց տեղերը ձվադրման, ձմեռման և ձագերի մեծացման համար, նպաստում է խիստ զգայուն հետևելու, ուղղորդելու և օբյեկտների ճանաչման համակարգերի զարգացմանը:

Ներկայումս կենդանիների և մարդկանց վերլուծական համակարգերի հետազոտությունները մեծ ներդրում ունեն գիտական ​​և տեխնոլոգիական առաջընթացի ընթացքում: Այս համակարգերն այնքան բարդ և զգայուն են, որ տեխնիկական սարքերում դեռևս հավասարը չունեն: Օրինակ, ժխորական օձի ջերմազգայուն օրգանը հայտնաբերում է 0,0010C ջերմաստիճանի փոփոխություններ; Ձկների էլեկտրական օրգանը (ճառագայթներ, էլեկտրական օձաձուկներ) ընկալում է 0,01 միկրովոլտ պոտենցիալ, շատ գիշերային կենդանիների աչքերը արձագանքում են լույսի մեկ քվանտաներին, ձկները զգում են ջրի մեջ նյութի կոնցենտրացիայի փոփոխություն 1 մգ/մ3 (=1): մկգ/լ):

Շատ կենդանի օրգանիզմներ ունեն անալիտիկ համակարգեր, որոնք մարդիկ չունեն: Օրինակ, մորեխները 12-րդ ալեհավաքի հատվածում ունեն տուբերկուլյոզ, որը զգում է ինֆրակարմիր ճառագայթումը: Շնաձկները և ճառագայթները իրենց գլխին և մարմնի առջևի մասում ունեն ալիքներ, որոնք զգում են 0,10C ջերմաստիճանի փոփոխությունները: Խխունջները, մրջյունները և տերմիտներն ունեն սարքեր, որոնք ընկալում են ռադիոակտիվ ճառագայթումը: Շատերն արձագանքում են մագնիսական դաշտի փոփոխություններին (հիմնականում թռչուններն ու միջատները հեռահար միգրացիաներ են կատարում): Կան նրանք, ովքեր ընկալում են ինֆրա- և ուլտրաձայնային թրթռումները՝ բվեր, չղջիկներ, դելֆիններ, կետեր, միջատների մեծ մասը և այլն: Մեղուների աչքերը արձագանքում են ուլտրամանուշակագույն լույսին, ուտիճին՝ ինֆրակարմիրին և այլն:

Կան շատ ավելի տարածական կողմնորոշման համակարգեր, որոնց կառուցվածքը դեռ ուսումնասիրված չէ. մեղուները և կրետները լավ կողմնորոշվում են արևի կողմից, արու թիթեռները (օրինակ՝ գիշերային սիրամարգի աչքը, մահվան գլուխ բազեի ցեցը և այլն) գտնում են էգ: հեռավորությունը 10 կմ. Ծովային կրիաները և բազմաթիվ ձկներ (օձաձկներ, թառափներ, սաղմոններ) լողում են մի քանի հազար կիլոմետր հեռավորության վրա իրենց հայրենի ափերից և անվրեպ վերադառնում ձու դնելու և ձվադրելու նույն վայրում, որտեղ սկսել են իրենց կյանքի ճանապարհորդությունը: Ենթադրվում է, որ նրանք ունեն երկու կողմնորոշման համակարգ՝ հեռավոր՝ աստղերի և արևի մոտ, և մոտ՝ հոտով (ափամերձ ջրերի քիմիա)։

Ինչու՞ է բնությունը մարդուց այդքան առաջ տեխնոլոգիական զարգացման ներկա մակարդակում: Նախ՝ կենդանի համակարգի կառուցվածքն ու գործառնական սկզբունքը հասկանալու, այն մոդելավորելու և կոնկրետ կառույցներում և սարքերում ներդնելու համար անհրաժեշտ է համընդհանուր գիտելիքներ: Եվ այսօր, գիտական ​​առարկաների մասնատման երկար գործընթացից հետո, նոր է ի հայտ գալիս գիտելիքի այնպիսի կազմակերպման անհրաժեշտությունը, որը թույլ կտա նրանց ընդունել և միավորել ընդհանուր համընդհանուր սկզբունքների հիման վրա:

Եվ երկրորդ՝ կենդանի բնության մեջ կենսաբանական համակարգերի ձևերի և կառուցվածքների կայունությունը պահպանվում է դրանց շարունակական վերականգնման միջոցով, քանի որ գործ ունենք շարունակաբար ոչնչացվող և վերականգնվող կառույցների հետ։ Յուրաքանչյուր բջիջ ունի իր բաժանման շրջանը, իր կյանքի ցիկլը: Բոլոր կենդանի օրգանիզմներում քայքայման և վերականգնման գործընթացները փոխհատուցում են միմյանց, և ամբողջ համակարգը գտնվում է դինամիկ հավասարակշռության մեջ, ինչը հնարավորություն է տալիս հարմարվել՝ վերակառուցելով իր կառուցվածքները փոփոխվող պայմաններին համապատասխան: Կենսաբանական համակարգերի գոյության հիմնական պայմանը նրանց շարունակական գործունեությունն է։ Մարդու կողմից ստեղծված տեխնիկական համակարգերը չունեն քայքայման և վերականգնման գործընթացների ներքին դինամիկ հավասարակշռություն, և այս առումով դրանք ստատիկ են: Նրանց գործողությունը սովորաբար պարբերական է: Բնական և տեխնիկական համակարգերի միջև այս տարբերությունը շատ նշանակալի է ինժեներական տեսանկյունից:

Կենդանի համակարգերը շատ ավելի բազմազան և բարդ են, քան տեխնիկական կառույցները: Կենսաբանական ձևերը հաճախ չեն կարող հաշվարկվել իրենց արտասովոր բարդության պատճառով: Մենք ուղղակի դեռ չգիտենք դրանց ձեւավորման օրենքները։ Կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքի ձևավորման գաղտնիքները, դրանցում տեղի ունեցող կենսագործունեության մանրամասները, կառուցվածքը և գործունեության սկզբունքները կարելի է սովորել միայն ամենաարդիական սարքավորումների օգնությամբ, որոնք միշտ չէ, որ հասանելի են: Բայց նույնիսկ նորագույն տեխնոլոգիաների դեպքում շատ բան մնում է կուլիսներում:

Բիոնիկա (հունարեն biōn-ից՝ կյանքի տարր, բառացի՝ կենդանի), կենսաբանությանը և տեխնոլոգիաներին սահմանակից գիտություն, որը լուծում է ինժեներական խնդիրներ՝ հիմնված օրգանիզմների կառուցվածքի և կենսագործունեության վերլուծության վրա։ Կենսաբանությունը սերտորեն կապված է կենսաբանության, ֆիզիկայի, քիմիայի, կիբեռնետիկայի և ինժեներական գիտությունների հետ՝ էլեկտրոնիկա, նավիգացիա, կապ, ծովային գործեր և այլն։

Կենդանի բնության մասին գիտելիքները ինժեներական խնդիրներ լուծելու համար օգտագործելու գաղափարը պատկանում է Լեոնարդո դա Վինչիին, ով փորձել է թռչող թեւերով ինքնաթիռ կառուցել՝ թռչնապտույտի նման: Կիբեռնետիկայի առաջացումը, որը հաշվի է առնում կենդանի օրգանիզմների և մեքենաների կառավարման և հաղորդակցության ընդհանուր սկզբունքները, խթան է դարձել կենդանի համակարգերի կառուցվածքի և գործառույթների ավելի լայն ուսումնասիրության համար՝ պարզելու դրանց ընդհանրությունը տեխնիկական համակարգերի հետ, ինչպես նաև օգտագործելու համար: կենդանի օրգանիզմների մասին ստացված տեղեկատվությունը նոր սարքեր, մեխանիզմներ, նյութեր և այլն ստեղծելու համար։ 1960 թվականին Դեյտոնայում (ԱՄՆ) տեղի ունեցավ կենսաքիմիայի վերաբերյալ առաջին սիմպոզիումը, որը պաշտոնականացրեց նոր գիտության ծնունդը։

Կենսաբանության վրա աշխատանքի հիմնական ոլորտներն ընդգրկում են հետևյալ խնդիրները՝ մարդկանց և կենդանիների նյարդային համակարգի ուսումնասիրությունը և նյարդային բջիջների՝ նեյրոնների և նեյրոնային ցանցերի մոդելավորումը՝ համակարգչային տեխնոլոգիաների հետագա կատարելագործման և ավտոմատացման նոր տարրերի ու սարքերի մշակման համար։ և հեռամեխանիկա (նեյրոբիոնիկա); Կենդանի օրգանիզմների զգայական օրգանների և այլ ընկալման համակարգերի հետազոտություն՝ նոր սենսորներ և հայտնաբերման համակարգեր մշակելու նպատակով. ուսումնասիրել տարբեր կենդանիների կողմնորոշման, գտնվելու վայրի և նավիգացիայի սկզբունքները տեխնոլոգիայի մեջ այդ սկզբունքների օգտագործման համար. կենդանի օրգանիզմների մորֆոլոգիական, ֆիզիոլոգիական, կենսաքիմիական բնութագրերի ուսումնասիրություն՝ նոր տեխնիկական և գիտական ​​գաղափարներ առաջ քաշելու համար։

Նյարդային համակարգի ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այն ունի մի շարք կարևոր և արժեքավոր առանձնահատկություններ և առավելություններ ամենաժամանակակից հաշվողական սարքերի նկատմամբ։ Այս հատկանիշները, որոնց ուսումնասիրությունը շատ կարևոր է էլեկտրոնային հաշվողական համակարգերի հետագա կատարելագործման համար, հետևյալն են. տեքստի գույնը, գծագրերը, տեմբրը և ձայնային այլ հատկանիշներ և այլն): 2) Բարձր հուսալիություն, զգալիորեն գերազանցում է տեխնիկական համակարգերի հուսալիությունը (վերջիններս խափանում են, երբ մեկ կամ մի քանի մասեր կոտրվում են շղթայում, եթե ուղեղը կազմող միլիարդներից միլիոնավոր նյարդային բջիջներ մահանում են, համակարգի ֆունկցիոնալությունը պահպանվում է): 3) Նյարդային համակարգի տարրերի մանրանկարչություն՝ 1010-1011 տարրերի թվով մարդու ուղեղի ծավալը 1,5 դմ3 է։ Նույն թվով տարրերով տրանզիստորային սարքը կզբաղեցնի մի քանի հարյուր, կամ նույնիսկ հազարավոր մ3 ծավալ: 4) Տնտեսական շահագործում. մարդու ուղեղի կողմից էներգիայի սպառումը չի գերազանցում մի քանի տասնյակ Վտ: 5) Նյարդային համակարգի ինքնակազմակերպման բարձր աստիճան, արագ հարմարվողականություն նոր իրավիճակներին, գործունեության ծրագրերի փոփոխություններին.

Մարդկանց և կենդանիների նյարդային համակարգի մոդելավորման փորձերը սկսվեցին նեյրոնների և նրանց ցանցերի անալոգների կառուցմամբ: Մշակվել են արհեստական ​​նեյրոնների տարբեր տեսակներ (նկ. 1): Ստեղծվել են արհեստական ​​«նյարդային ցանցեր», որոնք ունակ են ինքնակազմակերպվելու, այսինքն՝ հավասարակշռությունից դուրս գալու դեպքում վերադառնալու կայուն վիճակներին։ Հիշողության և նյարդային համակարգի այլ հատկությունների ուսումնասիրությունը «մտածող» մեքենաների ստեղծման հիմնական միջոցն է՝ արտադրության և կառավարման բարդ գործընթացները ավտոմատացնելու համար: Նյարդային համակարգի հուսալիությունն ապահովող մեխանիզմների ուսումնասիրությունը շատ կարևոր է տեխնիկայի համար, քանի որ Այս առաջնային տեխնիկական խնդրի լուծումը կապահովի մի շարք տեխնիկական համակարգերի (օրինակ՝ 105 էլեկտրոնային տարրեր պարունակող ինքնաթիռների սարքավորումների) հուսալիության ապահովման բանալին։

Անալիզատոր համակարգերի հետազոտություն: Կենդանիների և մարդկանց յուրաքանչյուր անալիզատոր, որն ընկալում է տարբեր գրգռիչներ (լույս, ձայն և այլն), բաղկացած է ընկալիչից (կամ զգայական օրգանից), ուղիներից և ուղեղի կենտրոնից։ Սրանք շատ բարդ և զգայուն կազմավորումներ են, որոնք հավասարը չունեն տեխնիկական սարքերի մեջ: Մանրանկարչություն և հուսալի սենսորներ, որոնք չեն զիջում զգայունությամբ, օրինակ, աչքին, որն արձագանքում է լույսի առանձին քվանտաներին, ժխոր օձի ջերմազգայուն օրգանին, որը տարբերում է 0,001°C ջերմաստիճանի փոփոխությունները կամ ձկան էլեկտրական օրգանը, որը ընկալում է պոտենցիալները միկրովոլտի ֆրակցիաներում, կարող է զգալիորեն արագացնել գործընթացը, տեխնոլոգիական առաջընթացը և գիտական ​​հետազոտությունները:

Ամենակարևոր անալիզատորի` տեսողականի միջոցով տեղեկատվության մեծ մասը մտնում է մարդու ուղեղ: Ինժեներական տեսանկյունից հետաքրքիր են տեսողական անալիզատորի հետևյալ հատկանիշները. զգայունության լայն շրջանակ՝ մեկ քվանտից մինչև ինտենսիվ լույսի հոսքեր; տեսողության հստակության փոփոխություն կենտրոնից ծայրամաս; շարժվող առարկաների շարունակական հետևում; հարմարեցում ստատիկ պատկերին (անշարժ առարկան դիտելու համար աչքը կատարում է փոքր տատանողական շարժումներ 1-150 Հց հաճախականությամբ): Տեխնիկական նպատակներով հետաքրքրություն է ներկայացնում արհեստական ​​ցանցաթաղանթի զարգացումը։ (Ցանցաթաղանթը շատ բարդ գոյացություն է, օրինակ՝ մարդու աչքն ունի 108 ֆոտոընկալիչ, որոնք կապված են ուղեղի հետ՝ օգտագործելով 106 գանգլիոն բջիջներ։) Արհեստական ​​ցանցաթաղանթի մի տարբերակ (նման է գորտի աչքի ցանցաթաղանթին) բաղկացած է 3-ից առաջինը ներառում է 1800 ֆոտոընկալիչ բջիջ, երկրորդը՝ «նեյրոններ», որոնք ընկալում են ֆոտոընկալիչների դրական և արգելակող ազդանշանները և որոշում պատկերի հակադրությունը. երրորդ շերտում կան հինգ տարբեր տեսակի 650 «բջիջներ»։ Այս ուսումնասիրությունները հնարավորություն են տալիս ստեղծել ավտոմատ ճանաչման հետևող սարքեր: Մեկ աչքով տեսնելիս տարածական խորության սենսացիայի ուսումնասիրությունը (միաչքի տեսողություն) հնարավորություն տվեց ստեղծել տարածական խորության չափիչ՝ օդային լուսանկարների վերլուծության համար:

Աշխատանքներ են տարվում մարդկանց և կենդանիների լսողական անալիզատորի նմանակման ուղղությամբ։ Այս անալիզատորը նաև շատ զգայուն է. սուր լսողություն ունեցող մարդիկ ձայնն ընկալում են, երբ ականջի ջրանցքում ճնշումը տատանվում է մոտ 10 մկն/մ2 (0,0001 դին/սմ2): Տեխնիկապես հետաքրքիր է նաև ականջից ուղեղի լսողական տարածք տեղեկատվության փոխանցման մեխանիզմի ուսումնասիրությունը: Կենդանիների հոտառության օրգանները ուսումնասիրվում են «արհեստական ​​քիթ» ստեղծելու համար՝ էլեկտրոնային սարք օդում կամ ջրում հոտավետ նյութերի փոքր կոնցենտրացիան վերլուծելու համար [որոշ ձկներ զգում են մի քանի մգ/մ3 նյութի կոնցենտրացիան (մկգ/լ): )]. Շատ օրգանիզմներ ունեն անալիտիկ համակարգեր, որոնք մարդիկ չունեն: Օրինակ, մորեխն ունի տուբերկուլյոզ 12-րդ ալեհավաքի հատվածում, որն ընկալում է ինֆրակարմիր ճառագայթումը, շնաձկներն ու ճառագայթները գլխի վրա և մարմնի առջևի մասում ունեն ալիքներ, որոնք ընկալում են ջերմաստիճանի փոփոխությունները 0,1 ° C-ով: Խխունջներն ու մրջյունները զգայուն են ռադիոակտիվ ճառագայթման նկատմամբ։ Ձկները, ըստ երևույթին, ընկալում են օդի էլեկտրիֆիկացման հետևանքով առաջացած թափառող հոսանքները (դա է վկայում ձկների խորքերը շարժվելը ամպրոպից առաջ): Մոծակները շարժվում են փակ ճանապարհներով արհեստական ​​մագնիսական դաշտում: Որոշ կենդանիներ լավ են զգում ինֆրա- և ուլտրաձայնային թրթռումները: Որոշ մեդուզաներ արձագանքում են ինֆրաձայնային թրթռումներին, որոնք տեղի են ունենում փոթորիկից առաջ։ Չղջիկները արձակում են ուլտրաձայնային թրթռումներ 45-90 կՀց-ի սահմաններում, իսկ ցեցերը, որոնցով նրանք սնվում են, ունեն այս ալիքների նկատմամբ զգայուն օրգաններ։ Բվերն ունեն նաև «ուլտրաձայնային ընդունիչ»՝ չղջիկներին հայտնաբերելու համար:

Հավանաբար խոստումնալից է նախագծել ոչ միայն կենդանիների զգայական օրգանների տեխնիկական անալոգներ, այլև կենսաբանորեն զգայուն տարրերով տեխնիկական համակարգեր (օրինակ՝ մեղվի աչքեր՝ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները հայտնաբերելու համար և ուտիճների աչքեր՝ ինֆրակարմիր ճառագայթները հայտնաբերելու համար):

Տեխնիկական նախագծման մեջ մեծ նշանակություն ունեն այսպես կոչված. Պերցեպտրոնները «ինքնաուսուցման» համակարգեր են, որոնք կատարում են ճանաչման և դասակարգման տրամաբանական գործառույթներ: Դրանք համապատասխանում են ուղեղի կենտրոններին, որտեղ մշակվում է ստացված տեղեկատվությունը։ Հետազոտությունների մեծ մասը նվիրված է տեսողական, ձայնային կամ այլ պատկերների ճանաչմանը, այսինքն՝ ազդանշանի կամ կոդի ձևավորմանը, որը եզակիորեն համապատասխանում է օբյեկտին: Ճանաչումը պետք է իրականացվի անկախ պատկերի փոփոխություններից (օրինակ՝ նրա պայծառությունը, գույնը և այլն)՝ պահպանելով դրա հիմնական նշանակությունը։ Նման ինքնակազմակերպվող ճանաչողական սարքերը գործում են առանց նախնական ծրագրավորման՝ մարդկային օպերատորի կողմից իրականացվող աստիճանական վերապատրաստմամբ. այն ներկայացնում է պատկերներ, ազդանշան է տալիս սխալներին և ամրապնդում է ճիշտ պատասխանները: Պերցեպտրոնի մուտքային սարքը նրա ընկալիչ, ընկալիչ դաշտն է. տեսողական առարկաները ճանաչելիս դա ֆոտոբջիջների մի շարք է:

«Վարժելու» ժամանակաշրջանից հետո պերցեպտրոնը կարող է ինքնուրույն որոշումներ կայացնել։ Պերցեպտրոնների հիման վրա ստեղծվում են սարքեր՝ տեքստի, գծագրերի, օսցիլոգրամների վերլուծության և ճանաչման համար:

Թռչունների, ձկների և այլ կենդանիների հայտնաբերման, նավիգացիայի և կողմնորոշման համակարգերի ուսումնասիրությունը նույնպես կենսաբանության կարևոր խնդիրներից է, քանի որ. Մանրանկարչության և ճշգրիտ ընկալման և վերլուծության համակարգերը, որոնք օգնում են կենդանիներին նավարկելու, որս գտնելու և հազարավոր կիլոմետրեր գաղթել (տես Կենդանիների միգրացիաներ), կարող են օգնել բարելավել ավիացիայի, ծովային գործերում և այլնի մեջ օգտագործվող գործիքները: Ուլտրաձայնային տեղորոշումը հայտնաբերվել է չղջիկների, մի շարք ծովային վայրերում: կենդանիներ (ձկներ, դելֆիններ): Հայտնի է, որ ծովային կրիաները լողում են մի քանի հազար կիլոմետր դեպի ծով և միշտ վերադառնում են ափի նույն տեղը՝ ձու ածելու։ Ենթադրվում է, որ նրանք ունեն երկու համակարգ՝ հեռահար կողմնորոշում աստղերով և կարճ հեռահար կողմնորոշում հոտով (ափամերձ ջրերի քիմիա)։ Արու գիշերային սիրամարգ թիթեռը էգ է փնտրում մինչև 10 կմ հեռավորության վրա։ Մեղուները և կրետները լավ են նավարկում արևի մոտ: Այս բազմաթիվ և բազմազան հայտնաբերման համակարգերի հետազոտությունը շատ բան ունի առաջարկելու տեխնոլոգիա:

Կենդանի օրգանիզմների մորֆոլոգիական առանձնահատկությունների ուսումնասիրությունը տալիս է նաև տեխնիկական ձևավորման նոր գաղափարներ։ Այսպիսով՝ ուսումնասիրելով արագընթաց ջրային կենդանիների մաշկի կառուցվածքը (օրինակ՝ դելֆինի մաշկը թրջված չէ և ունի առաձգական-առաձգական կառուցվածք, որն ապահովում է տուրբուլենտ տուրբուլենտության վերացումը և նվազագույն դիմադրությամբ սահելը) հնարավոր է մեծացնել նավերի արագությունը. Ստեղծվել է հատուկ ծածկ՝ արհեստական ​​կաշվից «լամինֆլո» (նկ. 2), որը հնարավորություն է տվել 15-20%-ով ավելացնել ծովային նավերի արագությունը։ Դիպտերա միջատներն ունեն կցորդներ՝ հալտերներ, որոնք շարունակաբար թրթռում են թեւերի հետ միասին։ Երբ թռիչքի ուղղությունը փոխվում է, հալտերների շարժման ուղղությունը չի փոխվում, դրանք մարմնին միացնող կոթունը ձգվում է, և միջատը ազդանշան է ստանում թռիչքի ուղղությունը փոխելու համար։ Այս սկզբունքով կառուցված է գիրոտրոն (նկ. 3)՝ պատառաքաղի թրթռիչ, որն ապահովում է օդանավի թռիչքի ուղղության բարձր կայունացում բարձր արագությամբ: Գիրոտրոն ունեցող ինքնաթիռը կարող է ավտոմատ կերպով վերականգնվել պտույտից: Միջատների թռիչքն ուղեկցվում է էներգիայի ցածր սպառմամբ։ Դրա պատճառներից մեկը թևերի շարժման հատուկ ձևն է, որը նման է ութ թվին:

Այս սկզբունքով մշակված շարժվող շեղբերով հողմաղացները շատ խնայող են և կարող են գործել քամու ցածր արագությամբ: Թռիչքի նոր սկզբունքներ, անիվ շարժում, առանցքակալների կառուցում, տարբեր մանիպուլյատորներ և այլն։ մշակվում են թռչունների և միջատների թռիչքի, թռչկոտող կենդանիների շարժման, հոդերի կառուցվածքի և այլնի ուսումնասիրության հիման վրա։ Ոսկրածուծի կառուցվածքի վերլուծությունը, որն ապահովում է դրա ավելի մեծ թեթևությունը և միևնույն ժամանակ ամրությունը, կարող է նոր հնարավորություններ բացել շինարարության մեջ և այլն։

Օրգանիզմներում տեղի ունեցող կենսաքիմիական պրոցեսների վրա հիմնված նոր տեխնոլոգիան նույնպես, ըստ էության, Բ խնդիր է: Այս առումով կենսասինթեզի գործընթացների և կենսաէներգիայի ուսումնասիրությունը մեծ նշանակություն ունի, քանի որ. Էներգետիկ կենսաբանական գործընթացները (օրինակ՝ մկանների կծկումը) չափազանց խնայող են։ Կենսաբանության հաջողություններով ապահովված տեխնոլոգիաների առաջընթացին զուգահեռ, դա օգուտ է տալիս նաև հենց կենսաբանությանը, քանի որ. օգնում է ակտիվորեն հասկանալ և մոդելավորել որոշակի կենսաբանական երևույթներ կամ կառուցվածքներ:

Բիոնիկայի կարգախոսն է՝ «Բնությունն ամենից լավ գիտի»: Սա ի՞նչ գիտություն է։ Անունն ինքնին և այս կարգախոսը մեզ ստիպում են հասկանալ, որ բիոնիկան կապված է բնության հետ։ Մեզանից շատերը ամեն օր բախվում են բիոնիկայի գիտության տարրերին և արդյունքներին, առանց նույնիսկ դրա մասին իմանալու:

Լսե՞լ եք այնպիսի գիտության մասին, ինչպիսին է բիոնիկան:

Կենսաբանությունը հանրաճանաչ գիտելիք է, որը մեզ ծանոթացնում են դպրոցում: Չգիտես ինչու, շատերը կարծում են, որ բիոնիկան կենսաբանության ենթաոլորտներից մեկն է։ Իրականում այս հայտարարությունը լիովին ճշգրիտ չէ: Իսկապես, բառի նեղ իմաստով բիոնիկան գիտություն է, որն ուսումնասիրում է կենդանի օրգանիզմները։ Բայց ամենից հաճախ մենք սովոր ենք այս ուսմունքի հետ կապել այլ բան: Կիրառական բիոնիկան գիտություն է, որը համատեղում է կենսաբանությունն ու տեխնոլոգիան։

Բիոնիկ հետազոտության առարկա և առարկա

Ի՞նչ է ուսումնասիրում բիոնիկան: Այս հարցին պատասխանելու համար մենք պետք է դիտարկենք հենց ուսուցման կառուցվածքային բաժանումը:

Կենսաբանական բիոնիկաուսումնասիրում է բնությունը այնպիսին, ինչպիսին այն կա, առանց միջամտելու փորձի: Նրա ուսումնասիրության առարկան ներսում տեղի ունեցող գործընթացներն են

Տեսական բիոնիկազբաղվում է բնության մեջ նկատված այն սկզբունքների ուսումնասիրությամբ և դրանց հիման վրա ստեղծում տեսական մոդել, որը հետագայում կիրառվում է տեխնոլոգիայի մեջ։

Գործնական (տեխնիկական) բիոնիկատեսական մոդելների կիրառումն է գործնականում։ Այսպես ասած՝ բնության գործնական ներմուծումը տեխնիկական աշխարհ։

Որտեղի՞ց սկսվեց ամեն ինչ:

Մեծ Լեոնարդո դա Վինչիին անվանում են բիոնիկայի հայր։ Այս հանճարի գրառումներում կարելի է գտնել բնական մեխանիզմների տեխնիկական ներդրման առաջին փորձերը։ Դա Վինչիի գծանկարները ցույց են տալիս նրա ցանկությունը՝ ստեղծելու մի ինքնաթիռ, որը կարող է շարժել իր թեւերը, ինչպես թռչող թռչունը։ Ժամանակին նման գաղափարները չափազանց համարձակ էին հանրաճանաչ դառնալու համար։ Նրանք ուշադրություն գրավեցին շատ ավելի ուշ։

Առաջին մարդը, ով կիրառեց բիոնիկայի սկզբունքները ճարտարապետության մեջ, Անտոնի Գաուդի ի Կուրնեն էր։ Նրա անունը ամուր դրոշմված է այս գիտության պատմության մեջ։ Մեծ Գաուդիի կողմից նախագծված ճարտարապետական ​​կառույցները տպավորիչ էին իրենց կառուցման ժամանակ, և նրանք շատ տարիներ անց նույն բերկրանքն են առաջացնում ժամանակակից դիտորդների շրջանում:

Հաջորդ մարդը, ով պաշտպանեց բնության և տեխնոլոգիայի սիմբիոզի գաղափարը, նրա ղեկավարությամբ սկսվեց բիոնիկ սկզբունքների լայն կիրառումը շենքերի նախագծման մեջ:

Բիոնիկան որպես անկախ գիտություն հաստատվել է միայն 1960 թվականին Դեյտոնայում կայացած գիտական ​​սիմպոզիումի ժամանակ։

Համակարգչային տեխնոլոգիաների և մաթեմատիկական մոդելավորման զարգացումը ժամանակակից ճարտարապետներին թույլ է տալիս շատ ավելի արագ և ավելի մեծ ճշգրտությամբ իրականացնել բնության նշանները ճարտարապետության և այլ ոլորտներում:

Տեխնիկական գյուտերի բնական նախատիպերը

Բիոնիկայի գիտության ամենապարզ օրինակը ծխնիների գյուտն է։ Ամրացումը բոլորին ծանոթ է՝ հիմնված կառուցվածքի մի մասի մյուսի շուրջ պտտվելու սկզբունքի վրա։ Այս սկզբունքն օգտագործվում է ծովախեցգետնի կողմից՝ կառավարելու իրենց երկու փականները և անհրաժեշտության դեպքում դրանք բացելու կամ փակելու համար: Խաղաղօվկիանոսյան հսկա սրտաձկների չափերը հասնում են 15-20 սմ-ի: Նրանց պատյանները միացնելու սկզբունքը հստակ տեսանելի է անզեն աչքով: Այս տեսակի փոքր ներկայացուցիչները օգտագործում են փականների ամրացման նույն մեթոդը:

Առօրյա կյանքում մենք հաճախ օգտագործում ենք տարբեր պինցետներ: Աստվածամոր սուր և աքցանի կտուցը դառնում է նման սարքի բնական անալոգը։ Այս թռչունները օգտագործում են բարակ կտուց՝ այն կպցնելով փափուկ հողի մեջ և դուրս հանելով փոքրիկ բզեզներ, որդեր և այլն։

Շատ ժամանակակից սարքեր և սարքեր հագեցած են ներծծող բաժակներով: Օրինակ, դրանք օգտագործվում են տարբեր խոհանոցային տեխնիկայի ոտքերի դիզայնը բարելավելու համար, որպեսզի դրանք շահագործման ընթացքում չսահեն: Ներծծող բաժակները օգտագործվում են նաև բարձրահարկ շենքերում պատուհանները մաքրող հատուկ կոշիկները սարքավորելու համար՝ ապահովելու համար դրանց անվտանգ ամրացումը: Այս պարզ սարքը նույնպես փոխառված է բնությունից։ Ծառի գորտը, ունենալով ներծծող բաժակներ իր ոտքերի վրա, անսովոր հմտորեն մնում է բույսերի հարթ և սայթաքուն տերևների վրա, և դրանք ութոտնուկին անհրաժեշտ են զոհերի հետ սերտ շփման համար:

Նման շատ օրինակներ կարող եք գտնել։ Բիոնիկան հենց այն գիտությունն է, որն օգնում է մարդկանց բնությունից տեխնիկական լուծումներ վերցնել իրենց գյուտերի համար:

Ո՞վ է առաջինը` բնությունը, թե՞ մարդիկ:

Երբեմն պատահում է, որ մարդկության այս կամ այն ​​գյուտը վաղուց «արտոնագրված» է բնության կողմից: Այսինքն՝ գյուտարարները, երբ ինչ-որ բան ստեղծում են, ոչ թե պատճենում են, այլ իրենք են մշակում տեխնոլոգիան կամ գործառնական սկզբունքը, իսկ հետո պարզվում է, որ այն վաղուց գոյություն ունի բնության մեջ, և կարելի էր պարզապես լրտեսել և ընդունել։ .

Դա տեղի է ունեցել սովորական Velcro ամրակով, որն օգտագործվում է անձի կողմից հագուստը ամրացնելու համար: Ապացուցված է, որ կեռիկներ, որոնք նման են Velcro-ի վրա հայտնաբերվածներին, նույնպես օգտագործվում են բարակ բծերը միմյանց միացնելու համար:

Գործարանային ծխնելույզների կառուցվածքը նման է հացահատիկի խոռոչի ցողուններին։ Խողովակների մեջ օգտագործվող երկայնական ամրացումը նման է ցողունի սկլերենխիմայի թելերին: Պողպատե խստացնող օղակներ - միջանցքներ: Ցողունի արտաքին բարակ մաշկը խողովակների կառուցվածքում պարույրային ամրացման անալոգն է: Չնայած կառուցվածքի հսկայական նմանությանը, գիտնականները ինքնուրույն հորինեցին հենց այդպիսի մեթոդ գործարանային խողովակների կառուցման համար և միայն ավելի ուշ տեսան նման կառույցի նույնականացումը բնական տարրերով:

Բիոնիկա և բժշկություն

Բժշկության մեջ բիոնիկայի օգտագործումը հնարավորություն է տալիս փրկել բազմաթիվ հիվանդների կյանքեր։ Առանց կանգ առնելու աշխատանքներ են տարվում մարդու մարմնի հետ սիմբիոզով աշխատելու ունակ արհեստական ​​օրգաններ ստեղծելու ուղղությամբ։

Առաջինն այն փորձարկեց դանիացի Դենիս Աաբոն: Նա կորցրել է ձեռքի կեսը, սակայն այժմ բժշկական գյուտի օգնությամբ առարկաները հպումով ընկալելու ունակություն ունի։ Նրա պրոթեզը կապված է վնասված վերջույթի նյարդային վերջավորությունների հետ։ Արհեստական ​​մատների տվիչները կարող են տեղեկատվություն հավաքել առարկաներին հպվելու և ուղեղին փոխանցելու մասին: Դիզայնը դեռ վերջնական տեսքի չի բերվել, այն շատ ծավալուն է, ինչը դժվարացնում է այն օգտագործել առօրյա կյանքում, սակայն այժմ մենք կարող ենք այս տեխնոլոգիան իսկական հայտնագործություն անվանել։

Այս ուղղությամբ բոլոր հետազոտություններն ամբողջությամբ հիմնված են բնական գործընթացների և մեխանիզմների պատճենման և դրանց տեխնիկական իրականացման վրա: Սա բժշկական բիոնիկան է: Գիտնականների ակնարկներն ասում են, որ նրանց աշխատանքը շուտով հնարավորություն կտա փոխարինել մարդու մաշված կենդանի օրգանները և փոխարենը օգտագործել մեխանիկական նախատիպեր։ Սա իսկապես կլինի ամենամեծ առաջընթացը բժշկության մեջ:

Բիոնիկան ճարտարապետության մեջ

Ճարտարապետական ​​և շինարարական բիոնիկան բիոնիկ գիտության հատուկ ճյուղ է, որի խնդիրն է ճարտարապետության և բնության օրգանական վերամիավորումը։ Վերջին շրջանում ավելի ու ավելի հաճախ ժամանակակից կառույցներ նախագծելիս նրանք դիմում են կենդանի օրգանիզմներից փոխառված բիոնիկ սկզբունքներին։

Այսօր ճարտարապետական ​​բիոնիկան դարձել է առանձին ճարտարապետական ​​ոճ։ Այն ծնվել է ձևերի պարզ պատճենումից, և այժմ այս գիտության խնդիրն է դարձել սկզբունքները, կազմակերպչական առանձնահատկությունները որդեգրել և տեխնիկապես իրականացնել դրանք։

Երբեմն այս ճարտարապետական ​​ոճը կոչվում է էկո-ոճ: Դա պայմանավորված է նրանով, որ բիոնիկայի հիմնական կանոններն են.

• օպտիմալ լուծումների որոնում;
• նյութերի խնայողության սկզբունքը;
• առավելագույն շրջակա միջավայրի բարեկեցության սկզբունքը;
• էներգախնայողության սկզբունքը.

Ինչպես տեսնում եք, բիոնիկան ճարտարապետության մեջ ոչ միայն տպավորիչ ձևեր են, այլ նաև առաջադեմ տեխնոլոգիաներ, որոնք հնարավորություն են տալիս ստեղծել ժամանակակից պահանջներին համապատասխանող կառուցվածք:

Ճարտարապետական ​​բիոնիկ շենքերի բնութագրերը

Ելնելով ճարտարապետության և շինարարության անցյալի փորձից՝ կարող ենք ասել, որ մարդկային բոլոր կառույցները փխրուն են և կարճատև, եթե չօգտագործեն բնության օրենքները: Բիոնիկ շենքերը, բացի զարմանալի ձևերից և ճարտարապետական ​​համարձակ լուծումներից, դիմացկուն են և կարող են դիմակայել բնական անբարենպաստ երևույթներին և աղետներին:

Այս ոճով կառուցված շենքերի արտաքին մասում կարելի է տեսնել ռելիեֆների, ձևերի և ուրվագծերի տարրեր, որոնք հմտորեն պատճենված են դիզայներների կողմից կենդանի, բնական առարկաներից և վարպետորեն մարմնավորված շինարարական ճարտարապետների կողմից:

Եթե ​​հանկարծ ճարտարապետական ​​օբյեկտի մասին մտածելիս թվա, թե նայում ես արվեստի գործին, մեծ է հավանականությունը, որ քո դիմաց բիոնիկ ոճով շինություն է։ Նման կառույցների օրինակներ կարելի է տեսնել երկրների գրեթե բոլոր մայրաքաղաքներում և աշխարհի խոշոր տեխնոլոգիապես զարգացած քաղաքներում։

Դիզայն նոր հազարամյակի համար

Դեռևս 90-ականներին ճարտարապետների իսպանական թիմը շինարարական նախագիծ ստեղծեց՝ հիմնված բոլորովին նոր հայեցակարգի վրա: Սա 300 հարկանի շինություն է, որի բարձրությունը կգերազանցի 1200 մ-ը, նախատեսվում է, որ այս աշտարակի երկայնքով շարժումը տեղի կունենա չորս հարյուր ուղղահայաց և հորիզոնական վերելակների միջոցով, որոնց արագությունը 15 մ/վ է։ Երկիրը, որը համաձայնեց հովանավորել այս նախագիծը, Չինաստանն էր: Շինարարության համար ընտրվել է ամենաբնակեցված քաղաքը՝ Շանհայը։ Ծրագրի իրականացումը կլուծի մարզի ժողովրդագրական խնդիրը։

Աշտարակը կունենա ամբողջովին բիոնիկ կառուցվածք։ Ճարտարապետները կարծում են, որ միայն դա կարող է ապահովել կառույցի ամրությունն ու ամրությունը։ Կառույցի նախատիպը նոճի ծառն է։ Ճարտարապետական ​​կոմպոզիցիան կունենա ոչ միայն գլանաձև ձև, որը նման է ծառի բնին, այլև «արմատներ»՝ բիոնիկ հիմքի նոր տեսակ:

Շենքի արտաքին ծածկը պլաստիկ և շնչող նյութ է, որը նմանակում է ծառի կեղևը։ Այս ուղղահայաց քաղաքի օդորակման համակարգը նման կլինի մաշկի ջերմակարգավորման ֆունկցիային։

Գիտնականների ու ճարտարապետների կարծիքով՝ նման շենքն իր տեսակի մեջ միակը չի մնա։ Հաջող իրականացումից հետո մոլորակի ճարտարապետության մեջ բիոնիկ շենքերի թիվը միայն կավելանա։

Բիոնիկ շենքերը մեր շուրջը

Ո՞ր հայտնի ստեղծագործություններն են օգտագործել բիոնիկայի գիտությունը: Նման կառույցների օրինակները հեշտ է գտնել: Վերցնենք, օրինակ, Էյֆելյան աշտարակի ստեղծման գործընթացը: Երկար ժամանակ լուրեր էին պտտվում, որ Ֆրանսիայի այս 300 մետրանոց խորհրդանիշը կառուցվել է անհայտ արաբ ինժեների գծագրերով։ Հետագայում բացահայտվեց նրա ամբողջական անալոգիան մարդու տիբիայի կառուցվածքի հետ։

Ի լրումն Էյֆելյան աշտարակի, դուք կարող եք գտնել բիոնիկ կառույցների բազմաթիվ օրինակներ ամբողջ աշխարհում.

• կանգնեցվել է լոտոսի ծաղիկի անալոգիայով:
• Պեկինի ազգային օպերային թատրոն - ջրի կաթիլ իմիտացիա:
• Լողի համալիր Պեկինում. Արտաքինից այն կրկնում է ջրային ցանցի բյուրեղային կառուցվածքը։ Զարմանալի դիզայներական լուծումը համատեղում է նաև կառույցի օգտակար կարողությունը՝ կուտակելու արևային էներգիան և հետագայում այն ​​օգտագործել շենքում գործող բոլոր էլեկտրական սարքերը սնուցելու համար:
• Aqua երկնաքերը նման է թափվող ջրի հոսքի: Գտնվում է Չիկագոյում։
• Ճարտարապետական ​​բիոնիկայի հիմնադիր Անտոնիո Գաուդիի տունը առաջին բիոնիկ կառույցներից է։ Մինչ օրս այն պահպանել է իր գեղագիտական ​​արժեքը և մնում է Բարսելոնայի ամենահայտնի զբոսաշրջային վայրերից մեկը:

Գիտելիք, որն անհրաժեշտ է բոլորին

Ամփոփելով, մենք կարող ենք վստահորեն ասել. այն ամենը, ինչ ուսումնասիրում է բիոնիկան, տեղին է և անհրաժեշտ ժամանակակից հասարակության զարգացման համար: Բոլորը պետք է ծանոթանան բիոնիկայի գիտական ​​սկզբունքներին։ Առանց այս գիտության անհնար է պատկերացնել տեխնիկական առաջընթացը մարդկային գործունեության շատ ոլորտներում։ Բիոնիկան մեր ապագան է բնության հետ լիակատար ներդաշնակությամբ: