स्टुल्निकोव्ह मॅक्सिम

"बायोनिक्स - सर्वात मोठ्या शक्यतांचे विज्ञान" या विषयावर संशोधन कार्य

डाउनलोड करा:

पूर्वावलोकन:

प्रादेशिक वैज्ञानिक आणि व्यावहारिक परिषद

प्रादेशिक युवा मंचाच्या चौकटीत

"भविष्य आम्ही आहोत!"

नैसर्गिक विज्ञान दिशा (भौतिकशास्त्र, जीवशास्त्र)

विषयावर संशोधन कार्य

"बायोनिक्स - सर्वात मोठ्या शक्यतांचे विज्ञान"

पेट्रोव्स्क, सेराटोव्ह प्रदेशात महानगरपालिका अर्थसंकल्पीय शैक्षणिक संस्था "आयोजित शाळा क्रमांक 7".

नेते:

फिल्यानिना ओल्गा अलेक्झांड्रोव्हना,

रसायनशास्त्र आणि जीवशास्त्र शिक्षक

गेरासिमोवा नताल्या अनाटोलेव्हना,

गणित आणि भौतिकशास्त्राचे शिक्षक,

पेट्रोव्स्क

एप्रिल 2014

1. परिचय pp. 3-4
2. प्राचीनतेपासून आधुनिकतेकडे. pp. 5-6
3. बायोनिक्स विभाग:

३.१. आर्किटेक्चरल आणि बांधकाम बायोनिक्स; pp. 6-8

३.२. बायोमेकॅनिक्स; pp.8-12

३.३. न्यूरोबायोनिक्स. pp.13-14

4. छान छोट्या गोष्टी, "निसर्गातून पाहिलेल्या." pp. 14-15

5. निष्कर्ष पृष्ठ 16

6. साहित्य आणि वापरलेले इंटरनेट संसाधने. पृष्ठ 16

पक्षी -

सक्रिय

गणिताच्या नियमानुसार

साधन,

जे करण्यासाठी,

मानवी शक्तीत...

लिओनार्दो दा विंची.

तुम्हाला एका उडीत गाड्यांवरून उडायला, स्पायडरमॅनप्रमाणे हलवायला, कित्येक किलोमीटर दूर शत्रूंना शोधायला आणि तुमच्या हातांनी स्टीलचे बीम वाकवायला आवडेल का? आपण असे गृहीत धरले पाहिजे की होय, परंतु, हे अवास्तव आहे. हे सध्या अवास्तव आहे...

जगाच्या निर्मितीपासून, मनुष्याला अनेक गोष्टींमध्ये रस आहे: पाणी ओले का आहे, दिवस का रात्र आहे, आपण फुलांचा सुगंध का घेतो इत्यादी. साहजिकच, मनुष्याने याचे स्पष्टीकरण शोधण्याचा प्रयत्न केला. पण तो जितका अधिक शिकत गेला तितकेच त्याच्या मनात प्रश्न निर्माण झाले: एखादी व्यक्ती पक्ष्याप्रमाणे उडू शकते, माशासारखे पोहू शकते का, प्राण्यांना वादळाचा मार्ग, येऊ घातलेला भूकंप, आगामी ज्वालामुखीचा उद्रेक याबद्दल "माहित" कसे आहे? , कृत्रिम बुद्धिमत्ता तयार करणे शक्य आहे का?

बरेच "का" प्रश्न आहेत; बहुतेकदा या प्रश्नांचा वैज्ञानिक अर्थ लावला जात नाही, ज्यामुळे काल्पनिक आणि अंधश्रद्धेला जन्म मिळतो. हे करण्यासाठी, तुम्हाला अनेक क्षेत्रांमध्ये चांगले ज्ञान असणे आवश्यक आहे: भौतिकशास्त्र आणि रसायनशास्त्र, खगोलशास्त्र आणि जीवशास्त्र, भूगोल आणि पर्यावरणशास्त्र, गणित आणि तंत्रज्ञान, औषध आणि अवकाश.

असे काही विज्ञान आहे जे सर्वकाही एकत्र करेल आणि विसंगत एकत्र करण्यास सक्षम असेल? तो अस्तित्वात आहे की बाहेर वळते!

आयटम माझे संशोधन - बायोनिक्सचे विज्ञान - " BIO Logia” आणि “Tech NIKA”.

संशोधन कार्याचा उद्देशःबायोनिक्सच्या विज्ञानाच्या उदयाची गरज, त्याची क्षमता आणि लागू होण्याच्या मर्यादा.

हे करण्यासाठी, आपण एक पंक्ती लावू शकताकार्ये:

1. "बायोनिक्स" म्हणजे काय ते शोधा.

2. "बायोनिक्स" च्या विज्ञानाच्या विकासाच्या इतिहासाचा मागोवा घ्या: पुरातनतेपासून आधुनिकतेपर्यंत आणि इतर विज्ञानांशी त्याचा संबंध.

3. बायोनिक्सचे मुख्य विभाग ओळखा.

4. आपल्याला निसर्गाचे आभार मानण्याची गरज आहे: बायोनिक्सच्या खुल्या शक्यता आणि रहस्ये.

संशोधन पद्धती:

सैद्धांतिक:

- वैज्ञानिक लेखांचा अभ्यास, विषयावरील साहित्य.

व्यावहारिक:

निरीक्षण;

सामान्यीकरण.

व्यावहारिक महत्त्व.

मला वाटते की माझे कार्य अनेक विद्यार्थी आणि शिक्षकांसाठी उपयुक्त आणि मनोरंजक असेल, कारण आपण सर्व निसर्गाने तयार केलेल्या नियमांनुसार राहतो. तंत्रज्ञानामध्ये निसर्गाच्या सर्व सूचनांचे भाषांतर करण्यासाठी आणि त्याचे रहस्य प्रकट करण्यासाठी एखाद्या व्यक्तीने केवळ कुशलतेने ज्ञान प्राप्त केले पाहिजे.

पुरातन काळापासून आधुनिक काळापर्यंत

बायोनिक्स, एक उपयोजित विज्ञान जे सजीव जीव आणि तांत्रिक उपकरणे एकत्रित करण्याच्या शक्यतेचा अभ्यास करते, आज अतिशय वेगाने विकसित होत आहे.

निसर्गाने आपल्याला दिलेल्या क्षमतांना मागे टाकण्याची इच्छा प्रत्येक व्यक्तीमध्ये खोलवर बसते - कोणताही फिटनेस ट्रेनर किंवा प्लास्टिक सर्जन याची पुष्टी करेल. आपल्या शरीरात अविश्वसनीय अनुकूलता आहे, परंतु काही गोष्टी आहेत ज्या ते करू शकत नाहीत. उदाहरणार्थ, ज्यांचे कान फुटले आहेत त्यांच्याशी कसे बोलावे हे आपल्याला माहित नाही, आपल्याला उडता येत नाही. म्हणूनच आम्हाला टेलिफोन आणि विमानांची गरज आहे. त्यांच्या अपूर्णतेची भरपाई करण्यासाठी, लोकांनी बर्याच काळापासून विविध "बाह्य" उपकरणे वापरली आहेत, परंतु विज्ञानाच्या विकासासह, साधने हळूहळू लहान होत गेली आणि आपल्या जवळ आली.

याव्यतिरिक्त, प्रत्येकाला हे माहित आहे की जर त्याच्या शरीरात काही घडले तर डॉक्टर सर्वात आधुनिक वैद्यकीय तंत्रज्ञानाचा वापर करून "दुरुस्ती" करतील.

जर आपण या दोन सोप्या संकल्पना एकत्र ठेवल्या तर आपल्याला मानवी उत्क्रांतीच्या पुढील टप्प्याची कल्पना येऊ शकते. भविष्यात, डॉक्टर केवळ "नुकसान झालेले" किंवा "ऑफ ऑफ ऑर्डर" जीव पुनर्संचयित करू शकणार नाहीत, ते लोकांना सक्रियपणे सुधारण्यास सुरवात करतील, त्यांना निसर्गाने व्यवस्थापित करण्यापेक्षा अधिक मजबूत आणि वेगवान बनवतील. बायोनिक्सचे हे तंतोतंत सार आहे आणि आज आपण एका नवीन प्रकारच्या व्यक्तीच्या उदयाच्या उंबरठ्यावर उभे आहोत. कदाचित आपल्यापैकी एक ते होईल ...

लिओनार्डो दा विंची बायोनिक्सचा पूर्वज मानला जातो. त्यांची रेखाचित्रे आणि विमानाचे आकृत्या पक्ष्यांच्या पंखांच्या संरचनेवर आधारित होते. आमच्या काळात, लिओनार्डो दा विंचीच्या रेखाचित्रांनुसार, मॉडेलिंग वारंवार केले जात असेऑर्निथोप्टेरा (ग्रीक ओर्निस, लिंग ओर्निथोस - पक्षी आणि टेरोन - विंगमधून),फ्लायव्हील , फडफडणारे पंख असलेले हवेपेक्षा जड विमान). जिवंत प्राण्यांमध्ये, पक्षी, उदाहरणार्थ, उडण्यासाठी त्यांच्या पंखांच्या फडफडणाऱ्या हालचालींचा वापर करतात.

आधुनिक शास्त्रज्ञांमध्ये, ओसिप एम.आर. डेलगाडो यांचे नाव घेता येईल.

त्याच्या रेडिओ-इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या मदतीने त्याने प्राण्यांच्या न्यूरोलॉजिकल आणि शारीरिक वैशिष्ट्यांचा अभ्यास केला. आणि त्यांच्या आधारावर मी सजीवांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी अल्गोरिदम विकसित करण्याचा प्रयत्न केला.

बायोनिक्स (ग्रीक बायोनमधून - जीवनाचा घटक, शब्दशः - जिवंत), जीवशास्त्र आणि तंत्रज्ञानाच्या सीमेवर असलेले विज्ञान, जीवांची रचना आणि महत्त्वपूर्ण कार्ये मॉडेलिंगवर आधारित अभियांत्रिकी समस्या सोडवते. बायोनिक्स हे जीवशास्त्र, भौतिकशास्त्र, रसायनशास्त्र, सायबरनेटिक्स आणि अभियांत्रिकी विज्ञान - इलेक्ट्रॉनिक्स, नेव्हिगेशन, कम्युनिकेशन्स, सागरी घडामोडी इ.शी जवळून संबंधित आहे. /BSE.1978/

बायोनिक्सच्या जन्माचे औपचारिक वर्ष मानले जाते 1960 बायोनिक शास्त्रज्ञांनी त्यांचे प्रतीक म्हणून एक स्केलपेल आणि सोल्डरिंग लोह निवडले, जे अविभाज्य चिन्हाने जोडलेले आहे आणि त्यांचे बोधवाक्य आहे “जिवंत प्रोटोटाइप नवीन तंत्रज्ञानाची गुरुकिल्ली आहे».

अनेक बायोनिक मॉडेल्स, तांत्रिक अंमलबजावणी प्राप्त करण्यापूर्वी, त्यांचे जीवन संगणकावर सुरू करतात, जिथे संगणक प्रोग्राम संकलित केला जातो - एक बायोनिक मॉडेल.

आज बायोनिक्सला अनेक दिशा आहेत.

बायोनिक्स विभाग

1. आर्किटेक्चरल आणि बांधकाम बायोनिक्स.

आर्किटेक्चरल आणि बांधकाम बायोनिक्सचे एक उल्लेखनीय उदाहरण - पूर्णअन्नधान्य देठांच्या संरचनेचे सादृश्यआणि आधुनिक उंच इमारती. तृणधान्य वनस्पतींचे देठ फुलांच्या वजनाखाली न मोडता जड भार सहन करण्यास सक्षम असतात. जर वाऱ्याने त्यांना जमिनीवर वाकवले तर ते त्वरीत त्यांची उभी स्थिती पुनर्संचयित करतात. रहस्य काय आहे? हे दिसून आले की त्यांची रचना आधुनिक उंच इमारतींच्या डिझाइनसारखीच आहे.कारखाना पाईप्स - अभियांत्रिकी विचारांच्या नवीनतम यशांपैकी एक.

प्रसिद्ध स्पॅनिश वास्तुविशारद एम.आर. बायोनिक्सचे सक्रिय अनुयायी सेर्व्हेरा आणि एच. प्लोझ यांनी 1985 मध्ये “डायनॅमिक स्ट्रक्चर्स” वर संशोधन करण्यास सुरुवात केली आणि 1991 मध्ये त्यांनी “आर्किटेक्चरमध्ये नवोन्मेषाला सहाय्य करण्यासाठी सोसायटी” आयोजित केली. त्यांच्या नेतृत्वाखालील एका गटाने, ज्यामध्ये आर्किटेक्ट, अभियंते, डिझाइनर, जीवशास्त्रज्ञ आणि मानसशास्त्रज्ञांचा समावेश होता, प्रकल्प विकसित केला.उभ्या बायोनिक टॉवर शहर" 15 वर्षांत, शांघायमध्ये एक टॉवर शहर दिसले पाहिजे (शास्त्रज्ञांच्या मते, 20 वर्षांत शांघायची लोकसंख्या 30 दशलक्ष लोकांपर्यंत पोहोचू शकते). टॉवर शहर 100 हजार लोकांसाठी डिझाइन केलेले आहे, प्रकल्प "लाकूड बांधकामाच्या तत्त्वावर" आधारित आहे.

टॉवर सिटीचा आकार असेलसायप्रस 133 बाय 100 मीटरच्या पायथ्याशी घेरासह 1128 मीटर उंच, आणि सर्वात रुंद बिंदूवर 166 बाय 133 मीटर. टॉवरमध्ये 300 मजले असतील आणि ते 80 मजल्यांच्या 12 उभ्या ब्लॉकमध्ये असतील.

फ्रेंच राज्यक्रांतीच्या 100 व्या वर्धापन दिनानिमित्त पॅरिसमध्ये जागतिक प्रदर्शनाचे आयोजन करण्यात आले होते. या प्रदर्शनाच्या प्रदेशावर फ्रेंच राज्यक्रांतीची महानता आणि नवीनतम तांत्रिक यश या दोहोंचे प्रतीक असणारा टॉवर उभारण्याची योजना होती. स्पर्धेसाठी 700 हून अधिक प्रकल्प सादर केले गेले; सर्वोत्कृष्ट पुल अभियंता अलेक्झांड्रे गुस्ताव्ह आयफेलचा प्रकल्प म्हणून ओळखला गेला. 19व्या शतकाच्या शेवटी, त्याच्या निर्मात्याच्या नावावर असलेल्या टॉवरने त्याच्या ओपनवर्क आणि सौंदर्याने संपूर्ण जगाला चकित केले. 300 मीटर टॉवर पॅरिसचे एक प्रकारचे प्रतीक बनले आहे. अज्ञात अरब शास्त्रज्ञाच्या रेखांकनानुसार टॉवर बांधला गेला अशी अफवा पसरली होती. आणि अर्ध्या शतकाहून अधिक काळानंतर, जीवशास्त्रज्ञ आणि अभियंत्यांनी एक अनपेक्षित शोध लावला: डिझाइनआयफेल टॉवर मोठ्या संरचनेची अचूक पुनरावृत्ती होतेटिबिया , मानवी शरीराचे वजन सहजपणे सहन करणे. लोड-बेअरिंग पृष्ठभागांमधील कोन देखील एकसारखे असतात. कृतीत बायोनिक्सचे हे आणखी एक स्पष्ट उदाहरण आहे.

आर्किटेक्चरल आणि बांधकाम बायोनिक्समध्ये, नवीन बांधकाम तंत्रज्ञानाकडे जास्त लक्ष दिले जाते. उदाहरणार्थ, कार्यक्षम आणि कचरामुक्त बांधकाम तंत्रज्ञानाच्या विकासाच्या क्षेत्रात, एक आशादायक दिशा म्हणजे निर्मितीस्तरित संरचना. कल्पना उधार घेतली होतीखोल समुद्रातील मोलस्क. त्यांचे टिकाऊ कवच, जसे की व्यापक अबोलोनमध्ये, पर्यायी कठोर आणि मऊ प्लेट्स असतात. जेव्हा कडक प्लेट क्रॅक होते तेव्हा विकृती मऊ थराने शोषली जाते आणि क्रॅक पुढे जात नाही. हे तंत्रज्ञान कार कव्हर करण्यासाठी देखील वापरले जाऊ शकते.

2. बायोमेकॅनिक्स

निसर्ग शोधक. थेट बॅरोमीटर आणि सिस्मोग्राफ.

बायोनिक्समधील सर्वात प्रगत संशोधन म्हणजे शोध, नेव्हिगेशन आणि ओरिएंटेशनच्या जैविक माध्यमांचा विकास; उच्च प्राणी आणि मानवांच्या मेंदूची कार्ये आणि संरचना मॉडेलिंगशी संबंधित अभ्यासांचा एक संच; बायोइलेक्ट्रिक कंट्रोल सिस्टमची निर्मिती आणि "मॅन-मशीन" समस्येवर संशोधन. ही क्षेत्रे एकमेकांशी जवळून संबंधित आहेत. तंत्रज्ञानाच्या विकासाच्या सध्याच्या पातळीवर निसर्ग माणसाच्या खूप पुढे का आहे?

हे बर्याच काळापासून ज्ञात आहे की पक्षी, मासे आणि कीटक हवामानातील बदलांना अतिशय संवेदनशील आणि अचूकपणे प्रतिक्रिया देतात. गिळण्याची कमी उड्डाण एक वादळ foreshadows. किनाऱ्याजवळ जेलीफिश जमा झाल्यामुळे मच्छिमारांना कळेल की ते मासेमारीला जाऊ शकतात, समुद्र शांत होईल.

प्राणी - "बायोसिनोप्टिक्स"निसर्गाने अद्वितीय अतिसंवेदनशील "उपकरणे" ने संपन्न आहेत. बायोनिक्सचे कार्य केवळ या यंत्रणा शोधणे नाही तर त्यांची क्रिया समजून घेणे आणि इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्स, उपकरणे आणि संरचनांमध्ये ते पुन्हा तयार करणे देखील आहे.

मासे आणि पक्ष्यांच्या जटिल नेव्हिगेशन प्रणालीचा अभ्यास, स्थलांतरादरम्यान हजारो किलोमीटरचे अंतर व्यापून आणि बिनदिक्कतपणे त्यांच्या ठिकाणी अंडी, हिवाळा आणि पिल्ले वाढवण्यासाठी, अत्यंत संवेदनशील ट्रॅकिंग, मार्गदर्शन आणि ऑब्जेक्ट ओळखण्याच्या प्रणालीच्या विकासास हातभार लावतो.

अनेक सजीवांमध्ये विश्लेषणात्मक प्रणाली असते जी मानवाकडे नसते. उदाहरणार्थ, तृणधान्यांमध्ये 12 व्या अँटेनल सेगमेंटवर एक ट्यूबरकल असतो जो इन्फ्रारेड रेडिएशनची जाणीव करतो. शार्क आणि किरणांच्या डोक्यावर आणि शरीराच्या पुढच्या भागात 0.10 सेल्सिअस तापमानात बदल जाणवणारे चॅनेल असतात. गोगलगाय, मुंग्या आणि दीमकांना किरणोत्सर्गी किरणोत्सर्ग जाणवणारी उपकरणे असतात. चुंबकीय क्षेत्रातील बदलांवर (प्रामुख्याने पक्षी आणि कीटक जे लांब पल्ल्याच्या स्थलांतर करतात) यावर अनेकांची प्रतिक्रिया असते. घुबड, वटवाघुळ, डॉल्फिन, व्हेल आणि बहुतेक कीटकांना इन्फ्रा- आणि अल्ट्रासोनिक कंपने जाणवतात. मधमाशीचे डोळे अल्ट्राव्हायोलेट किरणांवर प्रतिक्रिया देतात, झुरळाचे डोळे इन्फ्रारेडवर प्रतिक्रिया देतात.

रॅटलस्नेकचा उष्णता-संवेदनशील अवयव 0.0010 सेल्सिअस तापमानातील बदल ओळखतो; माशांचे विद्युत अवयव (किरण, इलेक्ट्रिक ईल) 0.01 मायक्रोव्होल्ट्सची क्षमता ओळखतात, अनेक निशाचर प्राण्यांचे डोळे एका प्रकाशाच्या एका परिमाणावर प्रतिक्रिया देतात, माशांना 1 mg/m3 (=1) च्या पाण्यात पदार्थाच्या एकाग्रतेत बदल जाणवतो µg/l).

आणखी अनेक अवकाशीय अभिमुखता प्रणाली आहेत, ज्यांच्या संरचनेचा अद्याप अभ्यास केला गेला नाही: मधमाश्या आणि कुंडली सूर्याकडे चांगल्या प्रकारे केंद्रित असतात, नर फुलपाखरे (उदाहरणार्थ, रात्रीचा मोर डोळा, डेथचे हेड हॉक मॉथ इ.) येथे मादी शोधतात. 10 किमी अंतर. समुद्री कासव आणि बरेच मासे (ईल्स, स्टर्जन, सॅल्मन) त्यांच्या मूळ किनाऱ्यापासून हजारो किलोमीटर पोहतात आणि निःसंशयपणे अंडी घालण्यासाठी आणि अंडी घालण्यासाठी परत येतात आणि जिथे त्यांनी त्यांचा जीवन प्रवास सुरू केला होता. असे गृहीत धरले जाते की त्यांच्याकडे दोन अभिमुखता प्रणाली आहेत - दूर, तारे आणि सूर्याद्वारे आणि जवळ, वासाने (किनारी पाण्याचे रसायनशास्त्र).

वटवाघुळ, एक नियम म्हणून, लहान आहेत आणि, प्रामाणिकपणे सांगू, आपल्यापैकी बर्याच अप्रिय आणि अगदी तिरस्करणीय प्राण्यांसाठी. परंतु त्यांच्याशी पूर्वग्रहाने वागणे असेच घडले, ज्याचा आधार, एक नियम म्हणून, विविध प्रकारच्या दंतकथा आणि विश्वास आहेत जे लोक आत्मे आणि दुष्ट आत्म्यांवर विश्वास ठेवतात तेव्हा विकसित झाले.

बायोकॉस्टिक शास्त्रज्ञांसाठी बॅट ही एक अद्वितीय वस्तू आहे. ती अडथळ्यांना न जुमानता पूर्ण अंधारात पूर्णपणे मुक्तपणे नेव्हिगेट करू शकते. शिवाय, खराब दृष्टी असल्यामुळे, वटवाघुळ माशीवरील लहान कीटक शोधते आणि पकडते, उडणाऱ्या डासांना वाऱ्यावर धावणाऱ्या डासापासून, चव नसलेल्या लेडीबगपासून खाण्यायोग्य कीटक वेगळे करते.

इटालियन शास्त्रज्ञ लाझारो स्पॅलान्झानी यांना प्रथम 1793 मध्ये वटवाघळांच्या या असामान्य क्षमतेमध्ये रस निर्माण झाला. सुरुवातीला त्याने विविध प्राणी अंधारात कोणत्या मार्गाने आपला मार्ग शोधतात हे शोधण्याचा प्रयत्न केला. तो स्थापित करण्यात यशस्वी झाला: घुबड आणि इतर निशाचर प्राणी अंधारात चांगले पाहतात. हे खरे आहे की, संपूर्ण अंधारात ते देखील असहाय्य होतात. पण जेव्हा त्याने वटवाघुळांवर प्रयोग करायला सुरुवात केली तेव्हा त्याला समजले की असा संपूर्ण अंधार त्यांच्यासाठी अडथळा नाही. मग स्पॅलान्झानी पुढे गेला: त्याने फक्त अनेक वटवाघळांची दृष्टी हिरावून घेतली. आणि काय? यामुळे त्यांच्या वर्तनात काहीही बदल झाला नाही; ते कीटकांची शिकार करण्यात दिसणाऱ्या लोकांइतकेच उत्कृष्ट होते. जेव्हा त्यांनी प्रायोगिक उंदरांचे पोट उघडले तेव्हा स्पॅलान्झानी यांना याची खात्री पटली.

रहस्यात रस वाढला. विशेषत: स्पॅलान्झानी स्विस जीवशास्त्रज्ञ चार्ल्स ज्युरिन यांच्या प्रयोगांशी परिचित झाल्यानंतर, ज्यांनी 1799 मध्ये असा निष्कर्ष काढला की वटवाघुळ दृष्टीशिवाय करू शकतात, परंतु त्यांच्यासाठी कोणतेही गंभीर श्रवणविषयक नुकसान घातक आहे. त्यांनी विशेष तांब्याच्या नळ्यांनी त्यांचे कान जोडताच, ते त्यांच्या मार्गात दिसणार्‍या सर्व अडथळ्यांना आंधळेपणाने आणि यादृच्छिकपणे टक्कर देऊ लागले. यासोबतच दृष्टी, स्पर्श, गंध आणि चव या अवयवांच्या कार्यात अडथळे आल्याने वटवाघळांच्या उड्डाणावर कोणताही परिणाम होत नाही, असे अनेक वेगवेगळ्या प्रयोगांतून दिसून आले आहे.

स्पॅलान्झानीचे प्रयोग निःसंशयपणे प्रभावी होते, परंतु ते स्पष्टपणे त्यांच्या वेळेच्या पुढे होते. स्पॅलान्झानी मुख्य आणि वैज्ञानिकदृष्ट्या योग्य प्रश्नाचे उत्तर देऊ शकले नाहीत: जर श्रवण किंवा दृष्टी नसेल तर, या प्रकरणात, वटवाघळांना अवकाशात इतक्या चांगल्या प्रकारे नेव्हिगेट करण्यास काय मदत करते?

त्या वेळी, त्यांना अल्ट्रासाऊंडबद्दल काहीही माहित नव्हते किंवा प्राण्यांना फक्त कान आणि डोळेच नव्हे तर इतर काही अवयव (प्रणाली) देखील असू शकतात. तसे, या भावनेतूनच काही शास्त्रज्ञांनी स्पॅलान्झानीच्या प्रयोगांचे स्पष्टीकरण देण्याचा प्रयत्न केला: ते म्हणतात, वटवाघुळांना स्पर्शाची सूक्ष्म भावना असते, ज्याचे अवयव बहुधा त्यांच्या पंखांच्या पडद्यात असतात...

अंतिम परिणाम असा झाला की स्पॅलान्झानीचे प्रयोग बराच काळ विसरले गेले. केवळ आमच्या काळात, शंभर वर्षांनंतर, तथाकथित "वटवाघळांची स्पॅलान्झानियन समस्या", जसे की शास्त्रज्ञांनी स्वतःच त्याचे नाव दिले, त्याचे निराकरण झाले. नवीन इलेक्ट्रॉनिक्स-आधारित संशोधन साधनांच्या उदयामुळे हे शक्य झाले.

हार्वर्ड युनिव्हर्सिटीचे भौतिकशास्त्रज्ञ जी. पियर्स हे शोधण्यात यशस्वी झाले की वटवाघुळ मानवी कानाच्या श्रवणक्षमतेच्या उंबरठ्याच्या पलीकडे आवाज निर्माण करतात.

वायुगतिकीय घटक.

आधुनिक एरोडायनॅमिक्सचे संस्थापक एन.ई. झुकोव्स्की यांनी पक्ष्यांच्या उड्डाण यंत्रणेचा आणि त्यांना हवेत उडण्याची परवानगी देणारी परिस्थिती यांचा काळजीपूर्वक अभ्यास केला. पक्ष्यांच्या उड्डाणाच्या अभ्यासावर आधारित, विमानचालन उदयास आले.

कीटकांकडे निसर्गात आणखी प्रगत उडणारी यंत्रे आहेत. उड्डाण कार्यक्षमता, सापेक्ष गती आणि चालनाच्या बाबतीत, ते निसर्गात समान नाहीत. कीटक उड्डाण तत्त्वावर आधारित विमान तयार करण्याचा विचार त्याच्या मंजुरीच्या प्रतीक्षेत आहे. उड्डाण दरम्यान हानिकारक कंपने टाळण्यासाठी, वेगाने उडणाऱ्या कीटकांच्या पंखांच्या टोकाला चिटिनस घट्टपणा असतो. विमानाचे डिझाइनर आता विमानाच्या पंखांसाठी समान उपकरणे वापरतात, ज्यामुळे कंपनाचा धोका दूर होतो.

जेट प्रोपल्शन.

जेट प्रोपल्शन, विमाने, रॉकेट आणि अंतराळ यानांमध्ये वापरलेले, सेफॅलोपॉड्स - ऑक्टोपस, स्क्विड्स, कटलफिशचे वैशिष्ट्य देखील आहे. स्क्विडचे जेट प्रोपल्शन तंत्रज्ञानासाठी सर्वात जास्त स्वारस्य आहे. थोडक्यात, स्क्विडमध्ये दोन मूलभूतपणे भिन्न प्रोपल्शन यंत्रणा आहेत. हळुहळू चालत असताना, तो एक मोठा हिरा-आकाराचा पंख वापरतो जो वेळोवेळी वाकतो. द्रुत फेकण्यासाठी, प्राणी जेट प्रोपल्शन वापरतो. स्नायू ऊतक - आवरण हे मॉलस्कच्या शरीराला सर्व बाजूंनी वेढलेले असते, त्याचे प्रमाण त्याच्या शरीराच्या जवळजवळ अर्धे असते. जेट स्विमिंग पद्धतीने, प्राणी आच्छादनाच्या पोकळीत पाणी शोषून घेतात. अरुंद नोजल (फनेल) द्वारे पाण्याचा प्रवाह बाहेर फेकून स्क्विडची हालचाल तयार केली जाते. हे नोजल विशेष वाल्वसह सुसज्ज आहे आणि स्नायू त्यास फिरवू शकतात, ज्यामुळे हालचालीची दिशा बदलू शकते. स्क्विडची प्रणोदक प्रणाली अतिशय किफायतशीर आहे, ज्यामुळे ती 70 किमी/ताशी वेगाने पोहोचू शकते, काही संशोधकांचा असा विश्वास आहे की ते 150 किमी/तास पर्यंत देखील आहे.

हायड्रोप्लेन शरीराचा आकार डॉल्फिनसारखा असतो. ग्लायडर सुंदर आहे आणि पटकन चालतो, नैसर्गिकरित्या डॉल्फिनप्रमाणे लाटांमध्ये खेळण्याची क्षमता आहे, पंख हलवतो. शरीर पॉली कार्बोनेटचे बनलेले आहे. मोटर खूप शक्तिशाली आहे. अशा प्रकारचा पहिला डॉल्फिन 2001 मध्ये Innespace ने तयार केला होता.

पहिल्या महायुद्धात जर्मन पाणबुड्यांमुळे ब्रिटिश ताफ्याचे मोठे नुकसान झाले. त्यांचा शोध घेणे आणि त्यांचा मागोवा कसा घ्यायचा हे शिकणे आवश्यक होते. यासाठी विशेष उपकरणे तयार करण्यात आली आहेत.हायड्रोफोन ही उपकरणे प्रोपेलरच्या आवाजाने शत्रूच्या पाणबुड्या शोधणार होत्या. ते जहाजांवर स्थापित केले गेले होते, परंतु जहाज फिरत असताना, हायड्रोफोन रिसीव्हिंग होलवर पाण्याच्या हालचालीमुळे आवाज निर्माण झाला ज्यामुळे पाणबुडीचा आवाज बुडला. भौतिकशास्त्रज्ञ रॉबर्ट वुड यांनी सुचवले की अभियंते ... सीलकडून शिकतात, जे पाण्यात फिरताना चांगले ऐकतात. परिणामी, हायड्रोफोनचे रिसीव्हिंग होल सीलच्या कानासारखे बनले आणि हायड्रोफोन जहाजाच्या पूर्ण वेगाने देखील “ऐकू” लागले.

3. न्यूरोबायोनिक्स.

कोणत्या मुलाला रोबोट खेळण्यात किंवा टर्मिनेटर किंवा वूल्व्हरिनबद्दलचा चित्रपट पाहण्यात रस नसेल? सर्वात समर्पित बायोनिकिस्ट हे अभियंते आहेत जे रोबोट डिझाइन करतात. असा एक दृष्टिकोन आहे की भविष्यात रोबोट्स शक्य तितक्या माणसांसारखे असतील तरच ते प्रभावीपणे कार्य करू शकतील. बायोनिक्सचे विकसक या वस्तुस्थितीपासून पुढे जातात की रोबोट्सना शहरी आणि घरगुती परिस्थितीत, म्हणजे पायऱ्या, दरवाजे आणि विशिष्ट आकाराच्या इतर अडथळ्यांसह "मानवी" वातावरणात कार्य करावे लागेल. म्हणून, कमीतकमी, ते आकारात आणि हालचालींच्या तत्त्वांच्या बाबतीत एखाद्या व्यक्तीशी संबंधित असले पाहिजेत. दुसऱ्या शब्दांत, रोबोटला पाय असणे आवश्यक आहे, आणि चाके, ट्रॅक इत्यादी शहरासाठी अजिबात योग्य नाहीत. आणि पायांची रचना प्राण्यांची नाही तर कोणाकडून कॉपी करायची? स्टॅनफोर्ड युनिव्हर्सिटीचा एक लघु, सुमारे 17 सेमी लांब, सहा पायांचा रोबोट (हेक्सापॉड) आधीच 55 सेमी/सेकंद वेगाने धावतो.

जैविक पदार्थांपासून कृत्रिम हृदय तयार करण्यात आले आहे. एका नवीन वैज्ञानिक शोधामुळे अवयवदात्याची कमतरता दूर होऊ शकते.

मिनेसोटा विद्यापीठातील संशोधकांचा एक गट 22 दशलक्ष लोकांवर उपचार करण्यासाठी मूलभूतपणे नवीन पद्धत तयार करण्याचा प्रयत्न करीत आहे - जगातील किती लोक हृदयविकाराने जगतात. शास्त्रज्ञ हृदयातील स्नायू पेशी काढून टाकण्यात सक्षम होते, केवळ हृदयाच्या झडपा आणि रक्तवाहिन्यांची फ्रेम जतन करतात. या फ्रेममध्ये नवीन पेशींचे प्रत्यारोपण करण्यात आले.

बायोनिक्सचा विजय - एक कृत्रिम हात. शिकागोच्या पुनर्वसन संस्थेच्या शास्त्रज्ञांनी बायोनिक प्रोस्थेसिस तयार करण्यात व्यवस्थापित केले जे रुग्णाला केवळ विचारांनी हात नियंत्रित करू शकत नाही तर काही संवेदना देखील ओळखू देते. बायोनिक हाताची मालक क्लॉडिया मिशेल होती, जी पूर्वी यूएस नेव्हीमध्ये कार्यरत होती. 2005 मध्ये मिशेल एका अपघातात जखमी झाला होता. शल्यचिकित्सकांना मिशेलचा डावा हात तिच्या खांद्यापर्यंत कापावा लागला. परिणामी, प्रोस्थेसिस नियंत्रित करण्यासाठी वापरल्या जाऊ शकणाऱ्या नसा वापरल्याशिवाय राहिल्या.

छान छोट्या गोष्टी "निसर्गातून पाहिल्या जातात"

प्रसिद्ध कर्ज स्विस अभियंता जॉर्ज डी यांनी केले होते
1955 मध्ये मेस्ट्रल. तो अनेकदा त्याच्या कुत्र्यासोबत फिरत असे आणि त्याच्या लक्षात आले की काही विचित्र झाडे त्याच्या फरशी सतत चिकटत आहेत. या घटनेचा अभ्यास केल्यावर, डी मेस्ट्रलने ठरवले की कॉकलेबर (बरडॉक) च्या फळांवर लहान हुकांमुळे हे शक्य आहे. परिणामी, अभियंत्याला त्याच्या शोधाचे महत्त्व कळले आणि आठ वर्षांनंतर त्याने सोयीस्कर "वेल्क्रो" चे पेटंट घेतले.

ऑक्टोपसचा अभ्यास करताना सकरचा शोध लागला.

सॉफ्ट ड्रिंक उत्पादक त्यांच्या उत्पादनांचे पॅकेज करण्यासाठी सतत नवीन मार्ग शोधत असतात. त्याच वेळी, एक सामान्य सफरचंद वृक्षाने ही समस्या फार पूर्वी सोडवली. सफरचंद हे 97% पाणी असते, ते लाकडाच्या पुठ्ठ्यात नाही, तर खाद्यपदार्थाच्या सालीमध्ये भरलेले असते जे प्राण्यांना फळ खाण्यासाठी आणि धान्य वाटण्यासाठी आकर्षित करण्यासाठी पुरेसे असते.

स्पायडर थ्रेड्स, निसर्गाची अप्रतिम निर्मिती, अभियंत्यांचे लक्ष वेधून घेत आहे. लांब लवचिक केबल्सवर पूल बांधण्यासाठी वेब हे प्रोटोटाइप होते, ज्यामुळे मजबूत, सुंदर झुलता पुलांच्या बांधकामाची सुरुवात होते.

अल्ट्रासाऊंड वापरून शत्रूच्या सैन्याला धक्का देणारे नवीन प्रकारचे शस्त्र आता विकसित करण्यात आले आहे. प्रभावाचे हे तत्त्व वाघांकडून घेतले गेले. शिकारीच्या गर्जनामध्ये अल्ट्रा-लो फ्रिक्वेन्सी असतात, ज्याचा आवाज मानवांना समजला नसला तरी त्यांच्यावर पक्षाघाताचा प्रभाव पडतो.

रक्त काढण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या स्कॅरिफायर सुईची रचना या तत्त्वानुसार केली जाते जी बॅटच्या दाताच्या संरचनेची पूर्णपणे प्रतिकृती बनवते, ज्याचा चावा वेदनारहित असतो आणि गंभीर रक्तस्त्राव होतो.

आपल्यासाठी परिचित पिस्टन सिरिंज रक्त-शोषक उपकरणाचे अनुकरण करते - डास आणि पिसू, ज्याचा चावा प्रत्येक व्यक्तीला परिचित आहे.

फ्लफी "पॅराशूट" पिवळ्या रंगाची फूले येणारे रानटी फुलझाड बियाणे जमिनीवर पडणे मंद करतात, जसे पॅराशूट एखाद्या व्यक्तीचे पडणे कमी करते.

निष्कर्ष.

बायोनिक्सची क्षमता खरोखर अमर्याद आहे...

तंत्रज्ञानात त्यांचा सुज्ञपणे वापर करण्यासाठी मानवता निसर्गाच्या पद्धती जवळून पाहण्याचा प्रयत्न करत आहे. निसर्ग हे एका विशाल अभियांत्रिकी कार्यालयासारखे आहे, ज्याला कोणत्याही परिस्थितीतून बाहेर पडण्याचा नेहमीच योग्य मार्ग असतो. आधुनिक माणसाने निसर्गाचा नाश करू नये, तर त्याचा आदर्श घ्यावा. वनस्पती आणि जीवजंतूंच्या विविधतेमुळे, निसर्ग एखाद्या व्यक्तीला जटिल समस्यांवर योग्य तांत्रिक उपाय शोधण्यात आणि कोणत्याही परिस्थितीतून मार्ग काढण्यात मदत करू शकतो.

या विषयावर काम करणे माझ्यासाठी खूप मनोरंजक होते. भविष्यात, मी बायोनिक्सच्या कामगिरीचा अभ्यास करत राहीन.

एक मानक म्हणून निसर्ग - आणि बायोनिक्स आहे!

साहित्य:

1. बायोनिक्स. व्ही. मारटेक, संस्करण: मीर, 1967

2. बायोनिक्स म्हणजे काय. मालिका "लोकप्रिय विज्ञान ग्रंथालय". अस्ताशेन्कोव्ह पी.टी. एम., व्होनिझदात, 1963

3. आर्किटेक्चरल बायोनिक्स यु.एस. लेबेडेव्ह, व्ही.आय. राबिनोविच आणि इतर. मॉस्को, स्ट्रॉइझदाट, 1990. 4.

इंटरनेट संसाधने वापरली

Htth://www/cnews/ru/news/top/index. Shtml 2003/08/21/147736;

Bio-nika.narod.ru

www.computerra.ru/xterra

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

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

मध्ये मॉडेल तयार करणे बायोनिक्स- ही अर्धी लढाई आहे. विशिष्ट व्यावहारिक समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, केवळ सरावासाठी स्वारस्य असलेल्या मॉडेल गुणधर्मांची उपस्थिती तपासणे आवश्यक नाही, तर डिव्हाइसच्या पूर्वनिर्धारित तांत्रिक वैशिष्ट्यांची गणना करण्यासाठी पद्धती विकसित करणे आणि सिद्धी सुनिश्चित करणार्या संश्लेषण पद्धती विकसित करणे देखील आवश्यक आहे. समस्येमध्ये आवश्यक निर्देशकांची.

आणि म्हणूनच अनेक बायोनिकमॉडेल, तांत्रिक अंमलबजावणी प्राप्त करण्यापूर्वी, त्यांचे जीवन संगणकावर सुरू करतात. मॉडेलचे गणितीय वर्णन तयार केले आहे. त्यातून एक संगणक प्रोग्राम संकलित केला आहे - बायोनिक मॉडेल. अशा संगणक मॉडेलचा वापर करून, विविध पॅरामीटर्सवर अल्पावधीत प्रक्रिया केली जाऊ शकते आणि डिझाइनमधील त्रुटी दूर केल्या जाऊ शकतात.

बरोबर आहे, सॉफ्टवेअरवर आधारित मॉडेलिंग, एक नियम म्हणून, मॉडेलच्या कामकाजाच्या गतिशीलतेचे विश्लेषण करा; मॉडेलच्या विशेष तांत्रिक बांधकामासाठी, असे कार्य निःसंशयपणे महत्वाचे आहे, परंतु त्यांचे लक्ष्य लोड वेगळे आहे. त्यातील मुख्य गोष्ट म्हणजे सर्वोत्तम आधार शोधणे ज्यावर मॉडेलचे आवश्यक गुणधर्म अधिक कार्यक्षमतेने आणि अचूकपणे पुन्हा तयार केले जाऊ शकतात. मध्ये जमा झाले बायोनिक्सव्यावहारिक अनुभव मॉडेलिंगअत्यंत जटिल प्रणालींना सामान्य वैज्ञानिक महत्त्व आहे. प्रायोगिक आणि तांत्रिक भौतिकशास्त्र, आर्थिक समस्या, मल्टी-स्टेज ब्रँच्ड कम्युनिकेशन सिस्टम डिझाइन करण्याच्या समस्या इत्यादींच्या महत्त्वाच्या समस्या सोडवण्यासाठी या प्रकारच्या कामांमध्ये पूर्णपणे आवश्यक असलेल्या त्याच्या मोठ्या संख्येने ह्युरिस्टिक पद्धती आधीच व्यापक झाल्या आहेत.

आज बायोनिक्सला अनेक दिशा आहेत.

आर्किटेक्चरल आणि कन्स्ट्रक्शन बायोनिक्स सजीव ऊतींच्या निर्मिती आणि संरचनेच्या नियमांचा अभ्यास करतात, सामग्री, ऊर्जा बचत आणि विश्वासार्हता सुनिश्चित करण्याच्या तत्त्वावर सजीवांच्या संरचनात्मक प्रणालींचे विश्लेषण करतात. न्यूरोबायोनिक्स मेंदूच्या कार्याचा अभ्यास करते आणि स्मरणशक्तीची यंत्रणा शोधते. प्राण्यांच्या संवेदी अवयवांचा आणि प्राणी आणि वनस्पती या दोघांमधील पर्यावरणावरील प्रतिक्रियांच्या अंतर्गत यंत्रणांचा सखोल अभ्यास केला जात आहे.

आर्किटेक्चरल आणि बांधकाम बायोनिक्सचे एक उल्लेखनीय उदाहरण म्हणजे तृणधान्ये आणि आधुनिक उंच इमारतींच्या संरचनेचे संपूर्ण साधर्म्य. तृणधान्य वनस्पतींचे देठ फुलांच्या वजनाखाली न मोडता जड भार सहन करण्यास सक्षम असतात. जर वाऱ्याने त्यांना जमिनीवर वाकवले तर ते त्वरीत त्यांची उभी स्थिती पुनर्संचयित करतात. रहस्य काय आहे? असे दिसून आले की त्यांची रचना आधुनिक हाय-राईज फॅक्टरी पाईप्सच्या डिझाइनसारखीच आहे - अभियांत्रिकीच्या नवीनतम उपलब्धींपैकी एक. दोन्ही रचना पोकळ आहेत. वनस्पतीच्या स्टेमचे स्क्लेरेन्कायमा स्ट्रँड अनुदैर्ध्य मजबुतीकरण म्हणून कार्य करतात. देठांचे इंटरनोड्स कडकपणाचे वलय आहेत. स्टेमच्या भिंतींच्या बाजूने अंडाकृती उभ्या व्हॉईड्स आहेत. पाईप भिंती समान डिझाइन उपाय आहे. तृणधान्य वनस्पतींच्या स्टेममध्ये पाईपच्या बाहेरील बाजूस ठेवलेल्या सर्पिल मजबुतीकरणाची भूमिका पातळ त्वचेद्वारे खेळली जाते. तथापि, अभियंते निसर्गाकडे "न बघता" स्वतःहून त्यांच्या विधायक समाधानाकडे आले. संरचनेची ओळख नंतर उघड झाली.

अलिकडच्या वर्षांत, बायोनिक्सने पुष्टी केली आहे की बहुतेक मानवी शोध निसर्गाने आधीच "पेटंट" घेतले आहेत. 20 व्या शतकातील झिपर्स आणि वेल्क्रो सारख्या आविष्कारांचा शोध पक्ष्यांच्या पंखांच्या संरचनेवर आधारित होता. हुकसह सुसज्ज असलेल्या विविध ऑर्डरच्या पंखांच्या दाढी, विश्वसनीय पकड प्रदान करतात.

प्रसिद्ध स्पॅनिश वास्तुविशारद M. R. Cervera आणि J. Ploz, बायोनिक्सचे सक्रिय अनुयायी, यांनी 1985 मध्ये “डायनॅमिक स्ट्रक्चर्स” वर संशोधन सुरू केले आणि 1991 मध्ये त्यांनी “Society for Supporting Innovation in Architecture” चे आयोजन केले. त्यांच्या नेतृत्वाखाली एका गटाने, ज्यामध्ये आर्किटेक्ट, अभियंते, डिझायनर, जीवशास्त्रज्ञ आणि मानसशास्त्रज्ञांचा समावेश होता, "व्हर्टिकल बायोनिक टॉवर सिटी" प्रकल्प विकसित केला. 15 वर्षांत, शांघायमध्ये एक टॉवर शहर दिसले पाहिजे (शास्त्रज्ञांच्या मते, 20 वर्षांत शांघायची लोकसंख्या 30 दशलक्ष लोकांपर्यंत पोहोचू शकते). टॉवर शहर 100 हजार लोकांसाठी डिझाइन केलेले आहे, प्रकल्प "लाकूड बांधकामाच्या तत्त्वावर" आधारित आहे.

सिटी टॉवरचा आकार 1128 मीटर उंचीच्या डेरेदार वृक्षासारखा असेल ज्याचा पायथ्याशी 133 बाय 100 मीटरचा घेर असेल आणि सर्वात रुंद बिंदू 166 बाय 133 मीटर असेल. टॉवरला 300 मजले असतील आणि ते असतील. 80 मजल्यांच्या 12 उभ्या ब्लॉक्समध्ये स्थित आहे. ब्लॉक्समध्ये स्क्रिड फ्लोअर्स आहेत, जे प्रत्येक ब्लॉक लेव्हलसाठी सपोर्टिंग स्ट्रक्चर म्हणून काम करतात. ब्लॉक्सच्या आत उभ्या बागांसह वेगवेगळ्या उंचीची घरे आहेत. हे विस्तृत डिझाइन सायप्रसच्या झाडाच्या शाखा आणि संपूर्ण मुकुटच्या संरचनेसारखे आहे. टॉवर एकॉर्डियन तत्त्वानुसार एका ढिगाऱ्याच्या पायावर उभा राहील, जो पुरलेला नाही, परंतु उंची वाढल्याने सर्व दिशांनी विकसित होतो - झाडाची मूळ प्रणाली कशी विकसित होते त्याप्रमाणे. वरच्या मजल्यावरील वाऱ्यातील चढउतार कमी केले जातात: हवा सहजपणे टॉवरच्या संरचनेतून जाते. टॉवर झाकण्यासाठी, एक विशेष प्लास्टिक सामग्री वापरली जाईल जी लेदरच्या सच्छिद्र पृष्ठभागाचे अनुकरण करते. बांधकाम यशस्वी झाल्यास, अशा आणखी अनेक इमारती-शहरे बांधण्याचे नियोजन आहे.

आर्किटेक्चरल आणि बांधकाम बायोनिक्समध्ये, नवीन बांधकाम तंत्रज्ञानाकडे जास्त लक्ष दिले जाते. उदाहरणार्थ, कार्यक्षम आणि कचरा-मुक्त बांधकाम तंत्रज्ञानाच्या विकासाच्या क्षेत्रात, एक आशादायक दिशा म्हणजे स्तरित संरचनांची निर्मिती. ही कल्पना खोल समुद्रातील मोलस्कमधून घेतली आहे. त्यांचे टिकाऊ कवच, जसे की व्यापक अबोलोनमध्ये, पर्यायी कठोर आणि मऊ प्लेट्स असतात. जेव्हा कडक प्लेट क्रॅक होते तेव्हा विकृती मऊ थराने शोषली जाते आणि क्रॅक पुढे जात नाही. हे तंत्रज्ञान कार कव्हर करण्यासाठी देखील वापरले जाऊ शकते.

न्यूरोबायोनिक्सचे मुख्य क्षेत्र म्हणजे मानव आणि प्राण्यांच्या मज्जासंस्थेचा अभ्यास आणि तंत्रिका पेशी-न्यूरॉन्स आणि न्यूरल नेटवर्कचे मॉडेलिंग. यामुळे इलेक्ट्रॉनिक आणि संगणक तंत्रज्ञान सुधारणे आणि विकसित करणे शक्य होते.

सजीवांच्या मज्जासंस्थेचे मनुष्याने शोधलेल्या सर्वात आधुनिक अॅनालॉग्सपेक्षा बरेच फायदे आहेत:

बाह्य माहितीची लवचिक धारणा, ती ज्या स्वरूपात येते त्याकडे दुर्लक्ष करून (हस्ताक्षर, फॉन्ट, रंग, इमारती लाकूड इ.).

उच्च विश्वासार्हता: जेव्हा एक किंवा अधिक भाग तुटतात तेव्हा तांत्रिक प्रणाली अयशस्वी होतात आणि लाखो पेशी मरूनही मेंदू कार्यरत राहतो.

लघुचित्र. उदाहरणार्थ, मानवी मेंदूइतकेच घटक असलेले ट्रान्झिस्टर उपकरण सुमारे 1000 m3 व्यापू शकते, तर आपला मेंदू 1.5 dm3 ची मात्रा व्यापतो.

ऊर्जा कार्यक्षमता - फरक फक्त स्पष्ट आहे.

स्वयं-संस्थेची उच्च पदवी - नवीन परिस्थितींमध्ये द्रुत रुपांतर आणि क्रियाकलाप कार्यक्रमांमध्ये बदल.

आयफेल टॉवर आणि टिबिया

फ्रेंच राज्यक्रांतीच्या 100 व्या वर्धापन दिनानिमित्त पॅरिसमध्ये जागतिक प्रदर्शनाचे आयोजन करण्यात आले होते. या प्रदर्शनाच्या प्रदेशावर फ्रेंच राज्यक्रांतीची महानता आणि नवीनतम तांत्रिक यश या दोहोंचे प्रतीक असणारा टॉवर उभारण्याची योजना होती. स्पर्धेसाठी 700 हून अधिक प्रकल्प सादर केले गेले; सर्वोत्कृष्ट पुल अभियंता अलेक्झांड्रे गुस्ताव्ह आयफेलचा प्रकल्प म्हणून ओळखला गेला. 19व्या शतकाच्या शेवटी, त्याच्या निर्मात्याच्या नावावर असलेल्या टॉवरने त्याच्या ओपनवर्क आणि सौंदर्याने संपूर्ण जगाला चकित केले. 300 मीटर टॉवर पॅरिसचे एक प्रकारचे प्रतीक बनले आहे. अज्ञात अरब शास्त्रज्ञाच्या रेखांकनानुसार टॉवर बांधला गेला अशी अफवा पसरली होती. आणि केवळ अर्ध्या शतकांनंतर, जीवशास्त्रज्ञ आणि अभियंत्यांनी एक अनपेक्षित शोध लावला: आयफेल टॉवरची रचना टिबियाच्या संरचनेची अचूक प्रतिकृती बनवते, जी मानवी शरीराचे वजन सहजपणे सहन करू शकते. लोड-बेअरिंग पृष्ठभागांमधील कोन देखील एकसारखे असतात. हे आणखी एक चांगले उदाहरण आहे बायोनिक्सकृतीत.

निसर्ग आणि लोक समान कायद्यांनुसार तयार करतात, सामग्रीची बचत करण्याच्या तत्त्वाचे निरीक्षण करतात आणि तयार केल्या जात असलेल्या सिस्टमसाठी (लोड पुनर्वितरण, स्थिरता, बचत सामग्री, ऊर्जा) इष्टतम डिझाइन सोल्यूशन्स निवडतात.

अभियांत्रिकी समस्या सोडवण्यासाठी आणि नवीन उपकरणे आणि यंत्रणा तयार करण्यासाठी सजीवांच्या रचना आणि कार्यपद्धतीचा अभ्यास करणारे विज्ञान बायोनिक्स म्हणतात (ग्रीक बायोस "जीवन" पासून). हा शब्द प्रथम 13 सप्टेंबर 1960 रोजी डेटोना येथे अमेरिकन राष्ट्रीय परिसंवाद "लिव्हिंग प्रोटोटाइप - नवीन तंत्रज्ञानाची गुरुकिल्ली" येथे वापरला गेला आणि जीवशास्त्र आणि अभियांत्रिकीच्या छेदनबिंदूवर उद्भवणारी एक नवीन वैज्ञानिक दिशा नियुक्त केली. लिओनार्डो दा विंची यांना बायोनिक्सचे जनक मानले जाते. त्याची रेखाचित्रे आणि विमानाचे आकृत्या पक्ष्यांच्या पंखांच्या संरचनेवर आधारित आहेत.

बर्याच काळापासून, बायोनिक्स झेप आणि सीमांमध्ये विकसित झाले. सुरुवातीला, अभियंते आणि डिझाइनरना एखाद्या समस्येचे यशस्वी निराकरण सापडले आणि काही काळानंतर असे आढळून आले की सजीवांमध्ये समान डिझाइन सोल्यूशन्स आहेत आणि नियम म्हणून, इष्टतम आहेत.

आज बायोनिक्सला अनेक दिशा आहेत. आर्किटेक्चरल आणि कन्स्ट्रक्शन बायोनिक्स सजीव ऊतींच्या निर्मिती आणि संरचनेच्या नियमांचा अभ्यास करतात, सामग्री, ऊर्जा बचत आणि विश्वासार्हता सुनिश्चित करण्याच्या तत्त्वावर सजीवांच्या संरचनात्मक प्रणालींचे विश्लेषण करतात. न्यूरोबायोनिक्स मेंदूच्या कार्याचा अभ्यास करते आणि स्मरणशक्तीची यंत्रणा शोधते. प्राण्यांच्या संवेदी अवयवांचा आणि प्राणी आणि वनस्पती या दोघांमधील पर्यावरणावरील प्रतिक्रियांच्या अंतर्गत यंत्रणांचा सखोल अभ्यास केला जात आहे.

आर्किटेक्चरल आणि बांधकाम बायोनिक्सचे एक उल्लेखनीय उदाहरण म्हणजे तृणधान्ये आणि आधुनिक उंच इमारतींच्या संरचनेचे संपूर्ण साधर्म्य. तृणधान्य वनस्पतींचे देठ फुलांच्या वजनाखाली न मोडता जड भार सहन करण्यास सक्षम असतात. जर वाऱ्याने त्यांना जमिनीवर वाकवले तर ते त्वरीत त्यांची उभी स्थिती पुनर्संचयित करतात. रहस्य काय आहे? असे दिसून आले की त्यांची रचना आधुनिक हाय-राईज फॅक्टरी पाईप्सच्या डिझाइनसारखीच आहे - अभियांत्रिकीच्या नवीनतम उपलब्धींपैकी एक. दोन्ही रचना पोकळ आहेत. वनस्पतीच्या स्टेमचे स्क्लेरेन्कायमा स्ट्रँड अनुदैर्ध्य मजबुतीकरण म्हणून कार्य करतात. देठांचे इंटरनोड्स कडकपणाचे वलय आहेत. स्टेमच्या भिंतींच्या बाजूने अंडाकृती उभ्या व्हॉईड्स आहेत. पाईप भिंती समान डिझाइन उपाय आहे. तृणधान्य वनस्पतींच्या स्टेममध्ये पाईपच्या बाहेरील बाजूस ठेवलेल्या सर्पिल मजबुतीकरणाची भूमिका पातळ त्वचेद्वारे खेळली जाते. तथापि, अभियंते निसर्गाकडे "न बघता" स्वतःहून त्यांच्या विधायक समाधानाकडे आले. संरचनेची ओळख नंतर उघड झाली.

अलिकडच्या वर्षांत, बायोनिक्सने पुष्टी केली आहे की बहुतेक मानवी शोध निसर्गाने आधीच "पेटंट" घेतले आहेत. 20 व्या शतकातील झिपर्स आणि वेल्क्रो सारख्या आविष्कारांचा शोध पक्ष्यांच्या पंखांच्या संरचनेवर आधारित होता. हुकसह सुसज्ज असलेल्या विविध ऑर्डरच्या पंखांच्या दाढी, विश्वसनीय पकड प्रदान करतात.

प्रसिद्ध स्पॅनिश वास्तुविशारद एम.आर. बायोनिक्सचे सक्रिय अनुयायी सेर्व्हेरा आणि एच. प्लोझ यांनी 1985 मध्ये “डायनॅमिक स्ट्रक्चर्स” वर संशोधन करण्यास सुरुवात केली आणि 1991 मध्ये त्यांनी “आर्किटेक्चरमध्ये नवोन्मेषाला सहाय्य करण्यासाठी सोसायटी” आयोजित केली. त्यांच्या नेतृत्वाखाली एका गटाने, ज्यामध्ये आर्किटेक्ट, अभियंते, डिझायनर, जीवशास्त्रज्ञ आणि मानसशास्त्रज्ञांचा समावेश होता, "व्हर्टिकल बायोनिक टॉवर सिटी" प्रकल्प विकसित केला. 15 वर्षांत, शांघायमध्ये एक टॉवर शहर दिसले पाहिजे (शास्त्रज्ञांच्या मते, 20 वर्षांत शांघायची लोकसंख्या 30 दशलक्ष लोकांपर्यंत पोहोचू शकते). टॉवर शहर 100 हजार लोकांसाठी डिझाइन केलेले आहे, प्रकल्प "लाकूड बांधकामाच्या तत्त्वावर" आधारित आहे.

सिटी टॉवरचा आकार 1128 मीटर उंचीच्या डेरेदार वृक्षासारखा असेल ज्याचा पायथ्याशी 133 बाय 100 मीटरचा घेर असेल आणि सर्वात रुंद बिंदू 166 बाय 133 मीटर असेल. टॉवरला 300 मजले असतील आणि ते असतील. 80 मजल्यांच्या 12 उभ्या ब्लॉक्समध्ये स्थित आहे. ब्लॉक्समध्ये स्क्रिड फ्लोअर्स आहेत, जे प्रत्येक ब्लॉक लेव्हलसाठी सपोर्टिंग स्ट्रक्चर म्हणून काम करतात. ब्लॉक्सच्या आत उभ्या बागांसह वेगवेगळ्या उंचीची घरे आहेत. हे विस्तृत डिझाइन सायप्रसच्या झाडाच्या शाखा आणि संपूर्ण मुकुटच्या संरचनेसारखे आहे. टॉवर एकॉर्डियन तत्त्वानुसार एका ढिगाऱ्याच्या पायावर उभा राहील, जो पुरलेला नाही, परंतु उंची वाढल्याने सर्व दिशांनी विकसित होतो - झाडाची मूळ प्रणाली कशी विकसित होते त्याप्रमाणे. वरच्या मजल्यावरील वाऱ्यातील चढउतार कमी केले जातात: हवा सहजपणे टॉवरच्या संरचनेतून जाते. टॉवर झाकण्यासाठी, एक विशेष प्लास्टिक सामग्री वापरली जाईल जी लेदरच्या सच्छिद्र पृष्ठभागाचे अनुकरण करते. बांधकाम यशस्वी झाल्यास, अशा आणखी अनेक इमारती-शहरे बांधण्याचे नियोजन आहे.

आर्किटेक्चरल आणि बांधकाम बायोनिक्समध्ये, नवीन बांधकाम तंत्रज्ञानाकडे जास्त लक्ष दिले जाते. उदाहरणार्थ, कार्यक्षम आणि कचरा-मुक्त बांधकाम तंत्रज्ञानाच्या विकासाच्या क्षेत्रात, एक आशादायक दिशा म्हणजे स्तरित संरचनांची निर्मिती. ही कल्पना खोल-समुद्री मॉलस्कमधून घेतली आहे. त्यांचे टिकाऊ कवच, जसे की व्यापक अबोलोनमध्ये, पर्यायी कठोर आणि मऊ प्लेट्स असतात. जेव्हा कडक प्लेट क्रॅक होते तेव्हा विकृती मऊ थराने शोषली जाते आणि क्रॅक पुढे जात नाही. हे तंत्रज्ञान कार कव्हर करण्यासाठी देखील वापरले जाऊ शकते.

न्यूरोबायोनिक्सचे मुख्य क्षेत्र म्हणजे मानव आणि प्राण्यांच्या मज्जासंस्थेचा अभ्यास आणि तंत्रिका पेशी-न्यूरॉन्स आणि न्यूरल नेटवर्कचे मॉडेलिंग. यामुळे इलेक्ट्रॉनिक आणि संगणक तंत्रज्ञान सुधारणे आणि विकसित करणे शक्य होते.

सजीवांच्या मज्जासंस्थेचे मनुष्याने शोधलेल्या सर्वात आधुनिक अॅनालॉग्सपेक्षा बरेच फायदे आहेत:
1. बाह्य माहितीची लवचिक धारणा, ती ज्या स्वरूपात येते त्याकडे दुर्लक्ष करून (हस्ताक्षर, फॉन्ट, रंग, इमारती लाकूड इ.).
2. उच्च विश्वासार्हता: जेव्हा एक किंवा अधिक भाग तुटतात तेव्हा तांत्रिक प्रणाली अयशस्वी होतात आणि लाखो पेशी मरूनही मेंदू कार्यरत राहतो.
3. सूक्ष्म. उदाहरणार्थ, मानवी मेंदूइतकेच घटक असलेले ट्रान्झिस्टर उपकरण सुमारे 1000 m 3 व्यापू शकते, तर आपला मेंदू 1.5 dm 3 ची मात्रा व्यापतो.
4. आर्थिक ऊर्जा वापर - फरक फक्त स्पष्ट आहे.
5. स्वयं-संस्थेची उच्च पदवी - नवीन परिस्थितींमध्ये द्रुत रुपांतर आणि क्रियाकलाप कार्यक्रमांमध्ये बदल.

मेमरी मेकॅनिझमच्या अभ्यासामुळे जटिल उत्पादन आणि व्यवस्थापन प्रक्रिया स्वयंचलित करण्यासाठी "विचार" मशीनची निर्मिती होते.

हे बर्याच काळापासून ज्ञात आहे की पक्षी, मासे आणि कीटक हवामानातील बदलांना अतिशय संवेदनशील आणि अचूकपणे प्रतिक्रिया देतात. गिळण्याची कमी उड्डाण एक वादळ foreshadows. किनाऱ्याजवळ जेलीफिश जमा झाल्यामुळे मच्छिमारांना कळेल की ते मासेमारीला जाऊ शकतात, समुद्र शांत होईल. "बायोसिनोप्टिक" प्राणी नैसर्गिकरित्या अद्वितीय अति-संवेदनशील "उपकरणे" सह संपन्न आहेत. बायोनिक्सचे कार्य केवळ या यंत्रणा शोधणे नाही तर त्यांची क्रिया समजून घेणे आणि इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्स, उपकरणे आणि संरचनांमध्ये ते पुन्हा तयार करणे देखील आहे.

मासे आणि पक्ष्यांच्या जटिल नेव्हिगेशन प्रणालीचा अभ्यास, स्थलांतरादरम्यान हजारो किलोमीटरचे अंतर व्यापून आणि बिनदिक्कतपणे त्यांच्या ठिकाणी अंडी, हिवाळा आणि पिल्ले वाढवण्यासाठी, अत्यंत संवेदनशील ट्रॅकिंग, मार्गदर्शन आणि ऑब्जेक्ट ओळखण्याच्या प्रणालीच्या विकासास हातभार लावतो.

सध्या, प्राणी आणि मानवांच्या विश्लेषणात्मक प्रणालींमधील संशोधन वैज्ञानिक आणि तांत्रिक प्रगतीच्या कोर्समध्ये मोठे योगदान देते. या प्रणाली इतक्या गुंतागुंतीच्या आणि संवेदनशील आहेत की तांत्रिक उपकरणांमध्ये त्यांची समानता नाही. उदाहरणार्थ, रॅटलस्नेकचा उष्णता-संवेदनशील अवयव 0.0010C चे तापमान बदल ओळखतो; माशांचे विद्युत अवयव (किरण, इलेक्ट्रिक ईल) 0.01 मायक्रोव्होल्ट्सची क्षमता ओळखतात, अनेक निशाचर प्राण्यांचे डोळे एका प्रकाशाच्या एका परिमाणावर प्रतिक्रिया देतात, माशांना 1 mg/m3 (=1) च्या पाण्यात पदार्थाच्या एकाग्रतेत बदल जाणवतो µg/l).

अनेक सजीवांमध्ये विश्लेषणात्मक प्रणाली असते जी मानवाकडे नसते. उदाहरणार्थ, तृणधान्यांमध्ये 12 व्या अँटेनल सेगमेंटवर एक ट्यूबरकल असतो जो इन्फ्रारेड रेडिएशनची जाणीव करतो. शार्क आणि किरणांच्या डोक्यावर आणि त्यांच्या शरीराच्या समोर वाहिन्या असतात ज्या 0.10C तापमानात बदल जाणवतात. गोगलगाय, मुंग्या आणि दीमकांना किरणोत्सर्गी किरणोत्सर्ग जाणवणारी उपकरणे असतात. चुंबकीय क्षेत्रातील बदलांवर (प्रामुख्याने पक्षी आणि कीटक जे लांब पल्ल्याच्या स्थलांतर करतात) यावर अनेकांची प्रतिक्रिया असते. असे आहेत ज्यांना इन्फ्रा- आणि अल्ट्रासोनिक कंपने जाणवतात: घुबड, वटवाघुळ, डॉल्फिन, व्हेल, बहुतेक कीटक इ. मधमाशीचे डोळे अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाशावर प्रतिक्रिया देतात, झुरळ - इन्फ्रारेड इ.

आणखी अनेक अवकाशीय अभिमुखता प्रणाली आहेत, ज्यांच्या संरचनेचा अद्याप अभ्यास केला गेला नाही: मधमाश्या आणि कुंडली सूर्याकडे चांगल्या प्रकारे केंद्रित असतात, नर फुलपाखरे (उदाहरणार्थ, रात्रीचा मोर डोळा, डेथचे हेड हॉक मॉथ इ.) येथे मादी शोधतात. 10 किमी अंतर. समुद्री कासव आणि बरेच मासे (ईल्स, स्टर्जन, सॅल्मन) त्यांच्या मूळ किनाऱ्यापासून हजारो किलोमीटर पोहतात आणि निःसंशयपणे अंडी घालण्यासाठी आणि अंडी घालण्यासाठी परत येतात आणि जिथे त्यांनी त्यांचा जीवन प्रवास सुरू केला होता. असे गृहीत धरले जाते की त्यांच्याकडे दोन अभिमुखता प्रणाली आहेत - दूर, तारे आणि सूर्याद्वारे आणि जवळ, वासाने (किनारी पाण्याचे रसायनशास्त्र).

तंत्रज्ञानाच्या विकासाच्या सध्याच्या पातळीवर निसर्ग माणसाच्या खूप पुढे का आहे? सर्वप्रथम, जिवंत प्रणालीची रचना आणि कार्यप्रणाली समजून घेण्यासाठी, त्याचे मॉडेल बनवण्यासाठी आणि विशिष्ट संरचना आणि उपकरणांमध्ये त्याची अंमलबजावणी करण्यासाठी, सार्वत्रिक ज्ञान आवश्यक आहे. आणि आज, वैज्ञानिक शाखांच्या खंडित होण्याच्या प्रदीर्घ प्रक्रियेनंतर, अशा ज्ञानाच्या संघटनेची आवश्यकता आहे जी त्यांना स्वीकारू शकेल आणि समान वैश्विक तत्त्वांच्या आधारे एकत्र येऊ शकेल.

आणि दुसरे म्हणजे, सजीव निसर्गात, जैविक प्रणालींचे स्वरूप आणि संरचनेची स्थिरता त्यांच्या सतत जीर्णोद्धाराद्वारे राखली जाते, कारण आपण सतत नष्ट झालेल्या आणि पुनर्संचयित केलेल्या संरचनांशी व्यवहार करत आहोत. प्रत्येक पेशीचा स्वतःचा विभागणी कालावधी असतो, त्याचे स्वतःचे जीवन चक्र असते. सर्व सजीवांमध्ये, क्षय आणि पुनर्संचयित करण्याच्या प्रक्रिया एकमेकांना भरपाई देतात आणि संपूर्ण प्रणाली गतिमान समतोल आहे, ज्यामुळे बदलत्या परिस्थितींनुसार त्याच्या संरचनांची पुनर्बांधणी करणे शक्य होते. जैविक प्रणालींच्या अस्तित्वाची मुख्य अट म्हणजे त्यांचे सतत कार्य. मनुष्याने तयार केलेल्या तांत्रिक प्रणालींमध्ये क्षय आणि जीर्णोद्धार प्रक्रियेचा अंतर्गत गतिशील समतोल नसतो आणि या अर्थाने ते स्थिर असतात. त्यांचे ऑपरेशन सहसा नियतकालिक असते. नैसर्गिक आणि तांत्रिक प्रणालींमधील हा फरक अभियांत्रिकीच्या दृष्टिकोनातून खूप महत्त्वाचा आहे.

जिवंत प्रणाली तांत्रिक संरचनांपेक्षा अधिक वैविध्यपूर्ण आणि जटिल आहेत. त्यांच्या विलक्षण जटिलतेमुळे जैविक स्वरूपांची गणना केली जाऊ शकत नाही. आम्हाला अद्याप त्यांच्या निर्मितीचे कायदे माहित नाहीत. सजीवांच्या संरचनेच्या निर्मितीचे रहस्य, त्यांच्यामध्ये घडणाऱ्या जीवन प्रक्रियांचे तपशील, कार्याची रचना आणि तत्त्वे केवळ सर्वात आधुनिक उपकरणांच्या मदतीने शिकता येतात, जी नेहमीच उपलब्ध नसते. पण अत्याधुनिक तंत्रज्ञान असतानाही बरेच काही पडद्याआडच राहते.

बायोनिक्स (ग्रीक बायोनमधून - जीवनाचा घटक, शब्दशः - जिवंत), जीवशास्त्र आणि तंत्रज्ञानाच्या सीमेवर असलेले विज्ञान, जीवांच्या संरचनेच्या आणि महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांच्या विश्लेषणावर आधारित अभियांत्रिकी समस्या सोडवते. जीवशास्त्र हे जीवशास्त्र, भौतिकशास्त्र, रसायनशास्त्र, सायबरनेटिक्स आणि अभियांत्रिकी विज्ञान-इलेक्ट्रॉनिक्स, नेव्हिगेशन, कम्युनिकेशन्स, सागरी घडामोडी इत्यादींशी जवळून संबंधित आहे.

अभियांत्रिकी समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी सजीव निसर्गाविषयीचे ज्ञान वापरण्याची कल्पना लिओनार्डो दा विंचीची आहे, ज्यांनी पक्ष्यांच्या पंखांप्रमाणेच फडफडणारे विमान तयार करण्याचा प्रयत्न केला - एक ऑर्निथॉप्टर. सायबरनेटिक्सचा उदय, जे सजीव प्राणी आणि यंत्रांमधील नियंत्रण आणि संप्रेषणाची सामान्य तत्त्वे मानतात, तांत्रिक प्रणालींसह त्यांची समानता स्पष्ट करण्यासाठी सजीव प्रणालींच्या रचना आणि कार्यांचा व्यापक अभ्यास करण्यासाठी प्रोत्साहन बनले आहे. नवीन उपकरणे, यंत्रणा, साहित्य इ. तयार करण्यासाठी सजीवांविषयी प्राप्त केलेली माहिती. 1960 मध्ये, डेटोना (यूएसए) येथे बायोकेमिस्ट्रीवरील पहिले परिसंवाद आयोजित केले गेले, ज्याने नवीन विज्ञानाच्या जन्माची औपचारिकता केली.

जीवशास्त्रावरील कार्याच्या मुख्य क्षेत्रांमध्ये खालील समस्यांचा समावेश आहे: मानव आणि प्राण्यांच्या मज्जासंस्थेचा अभ्यास आणि तंत्रिका पेशींचे मॉडेलिंग - न्यूरॉन्स - आणि संगणक तंत्रज्ञानाच्या पुढील सुधारणेसाठी आणि नवीन घटक आणि ऑटोमेशन उपकरणांच्या विकासासाठी न्यूरल नेटवर्क. आणि टेलिमेकॅनिक्स (न्यूरोबायोनिक्स); नवीन सेन्सर्स आणि शोध प्रणाली विकसित करण्यासाठी इंद्रिय आणि सजीवांच्या इतर संवेदनाक्षम प्रणालींमध्ये संशोधन; तंत्रज्ञानामध्ये या तत्त्वांचा वापर करण्यासाठी विविध प्राण्यांमधील अभिमुखता, स्थान आणि नेव्हिगेशनच्या तत्त्वांचा अभ्यास करणे; नवीन तांत्रिक आणि वैज्ञानिक कल्पना मांडण्यासाठी सजीवांच्या मॉर्फोलॉजिकल, फिजियोलॉजिकल, बायोकेमिकल वैशिष्ट्यांचा अभ्यास.

मज्जासंस्थेच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की सर्व आधुनिक संगणकीय उपकरणांपेक्षा त्यात अनेक महत्त्वपूर्ण आणि मौल्यवान वैशिष्ट्ये आणि फायदे आहेत. ही वैशिष्ट्ये, ज्याचा अभ्यास इलेक्ट्रॉनिक संगणन प्रणालीच्या पुढील सुधारणेसाठी अत्यंत महत्त्वाचा आहे, ते पुढीलप्रमाणे आहेत: 1) बाह्य माहितीची अत्यंत परिपूर्ण आणि लवचिक धारणा, ती ज्या स्वरूपात येते त्याकडे दुर्लक्ष करून (उदाहरणार्थ, हस्तलेखन, फॉन्ट, मजकूर रंग, रेखाचित्रे, इमारती लाकूड आणि इतर आवाज वैशिष्ट्ये, इ). 2) उच्च विश्वासार्हता, तांत्रिक प्रणालींच्या विश्वासार्हतेपेक्षा लक्षणीयरीत्या (सर्किटमध्ये एक किंवा अधिक भाग तुटल्यावर नंतरचे अयशस्वी; मेंदू बनवणाऱ्या अब्जावधींपैकी लाखो चेतापेशी मरल्यास, सिस्टमची कार्यक्षमता राखली जाते). 3) मज्जासंस्थेच्या घटकांचे सूक्ष्म स्वरूप: 1010-1011 घटकांच्या संख्येसह, मानवी मेंदूची मात्रा 1.5 dm3 आहे. समान संख्येच्या घटकांसह ट्रान्झिस्टर उपकरण अनेक शंभर, किंवा हजारो, m3 व्यापू शकते. 4) आर्थिक ऑपरेशन: मानवी मेंदूद्वारे ऊर्जा वापर अनेक दहा वॅट्सपेक्षा जास्त नाही. 5) मज्जासंस्थेचे स्वयं-संस्थेचे उच्च प्रमाण, नवीन परिस्थितींमध्ये जलद अनुकूलन, क्रियाकलाप कार्यक्रमांमध्ये बदल.

मानव आणि प्राण्यांच्या मज्जासंस्थेचे मॉडेल बनवण्याचा प्रयत्न न्यूरॉन्स आणि त्यांच्या नेटवर्कच्या एनालॉग्सच्या निर्मितीसह सुरू झाला. विविध प्रकारचे कृत्रिम न्यूरॉन्स विकसित केले गेले आहेत (चित्र 1). कृत्रिम "मज्जातंतू नेटवर्क" तयार केले गेले आहेत जे स्वयं-संस्थेसाठी सक्षम आहेत, म्हणजे, जेव्हा ते शिल्लक बाहेर काढले जातात तेव्हा स्थिर स्थितीत परत येतात. स्मृती आणि मज्जासंस्थेच्या इतर गुणधर्मांचा अभ्यास हा जटिल उत्पादन आणि व्यवस्थापन प्रक्रिया स्वयंचलित करण्यासाठी "विचार" मशीन तयार करण्याचा मुख्य मार्ग आहे. तंत्रिका तंत्राची विश्वासार्हता सुनिश्चित करणार्‍या यंत्रणेचा अभ्यास तंत्रज्ञानासाठी खूप महत्वाचा आहे, कारण या प्राथमिक तांत्रिक समस्येचे निराकरण केल्याने अनेक तांत्रिक प्रणालींची (उदाहरणार्थ, 105 इलेक्ट्रॉनिक घटक असलेली विमान उपकरणे) विश्वासार्हता सुनिश्चित करण्याची गुरुकिल्ली मिळेल.

विश्लेषक प्रणालींचे संशोधन. प्राणी आणि मानवांचे प्रत्येक विश्लेषक, जे विविध उत्तेजने (प्रकाश, ध्वनी, इ.) ओळखतात, त्यात रिसेप्टर (किंवा संवेदी अवयव), मार्ग आणि मेंदूचे केंद्र असते. ही अतिशय गुंतागुंतीची आणि संवेदनशील रचना आहेत जी तांत्रिक उपकरणांमध्ये समान नाहीत. सूक्ष्म आणि विश्वासार्ह सेन्सर, संवेदनशीलतेच्या बाबतीत निकृष्ट नसतात, उदाहरणार्थ, डोळा, जो प्रकाशाच्या एका परिमाणावर प्रतिक्रिया देतो, रॅटलस्नेकचा उष्णता-संवेदनशील अवयव, जो 0.001 डिग्री सेल्सिअस तापमानात फरक करतो किंवा माशांचे विद्युत अवयव, जे मायक्रोव्होल्टच्या अपूर्णांकांमध्ये संभाव्यतेचे आकलन करते, ते प्रक्रियेला लक्षणीयरीत्या गती देऊ शकते. तांत्रिक प्रगती आणि वैज्ञानिक संशोधन.

सर्वात महत्वाच्या विश्लेषकाद्वारे - दृश्य - बहुतेक माहिती मानवी मेंदूमध्ये प्रवेश करते. अभियांत्रिकीच्या दृष्टिकोनातून, व्हिज्युअल विश्लेषकची खालील वैशिष्ट्ये मनोरंजक आहेत: संवेदनशीलतेची विस्तृत श्रेणी - सिंगल क्वांटापासून तीव्र प्रकाश प्रवाहांपर्यंत; केंद्रापासून परिघापर्यंत दृष्टीच्या स्पष्टतेत बदल; हलत्या वस्तूंचा सतत मागोवा घेणे; स्थिर प्रतिमेचे रुपांतर (स्थिर वस्तू पाहण्यासाठी, डोळा 1-150 हर्ट्झच्या वारंवारतेसह लहान दोलन हालचाली करते). तांत्रिक हेतूंसाठी, कृत्रिम रेटिनाचा विकास स्वारस्य आहे. (रेटिना ही अतिशय गुंतागुंतीची निर्मिती आहे; उदाहरणार्थ, मानवी डोळ्यात 108 फोटोरिसेप्टर्स असतात, जे 106 गॅंग्लियन पेशींचा वापर करून मेंदूशी जोडलेले असतात.) कृत्रिम डोळयातील पडदा (बेडूक डोळ्याच्या डोळयातील पडदा प्रमाणे) 3 असतात. स्तर: पहिल्यामध्ये 1800 फोटोरिसेप्टर पेशी समाविष्ट आहेत, दुसरे - "न्यूरॉन्स" जे फोटोरिसेप्टर्सकडून सकारात्मक आणि प्रतिबंधात्मक सिग्नल ओळखतात आणि प्रतिमा कॉन्ट्रास्ट निर्धारित करतात; तिसऱ्या थरात पाच वेगवेगळ्या प्रकारच्या 650 "पेशी" आहेत. या अभ्यासांमुळे स्वयंचलित ओळख ट्रॅकिंग उपकरणे तयार करणे शक्य होते. एका डोळ्याने (मोनोक्युलर व्हिजन) पाहताना अवकाशीय खोलीच्या संवेदनाचा अभ्यास केल्याने हवाई छायाचित्रांचे विश्लेषण करण्यासाठी अवकाशीय खोली मीटर तयार करणे शक्य झाले.

मानव आणि प्राण्यांच्या श्रवण विश्लेषकाचे अनुकरण करण्याचे काम सुरू आहे. हे विश्लेषक देखील अतिशय संवेदनशील आहे - तीव्र श्रवण असलेल्या लोकांना कानाच्या कालव्यातील दाब सुमारे 10 µn/m2 (0.0001 dyne/cm2) चढ-उतार होतो तेव्हा आवाज जाणवतो. कानापासून मेंदूच्या श्रवण क्षेत्रापर्यंत माहिती प्रसारित करण्याच्या यंत्रणेचा अभ्यास करणे देखील तांत्रिकदृष्ट्या मनोरंजक आहे. "कृत्रिम नाक" तयार करण्यासाठी प्राण्यांच्या घाणेंद्रियाच्या अवयवांचा अभ्यास केला जात आहे - हवा किंवा पाण्यात दुर्गंधीयुक्त पदार्थांच्या लहान सांद्रतेचे विश्लेषण करण्यासाठी एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण [काही माशांना अनेक mg/m3 (µg/l) पदार्थाचे एकाग्रता समजते. )]. अनेक जीवांमध्ये विश्लेषणात्मक प्रणाली असतात ज्या मानवाकडे नसतात. उदाहरणार्थ, 12 व्या अँटेनल सेगमेंटवर एक तृणमूल आहे जो इन्फ्रारेड रेडिएशनचा अनुभव घेतो; शार्क आणि किरणांच्या डोक्यावर आणि शरीराच्या पुढील भागात चॅनेल असतात ज्यांना तापमानात 0.1 डिग्री सेल्सिअस तापमान बदल जाणवतात. गोगलगाय आणि मुंग्या किरणोत्सर्गी किरणोत्सर्गासाठी संवेदनशील असतात. मासे, वरवर पाहता, हवेच्या विद्युतीकरणामुळे होणारे भटके प्रवाह ओळखतात (याचा पुरावा मासे वादळापूर्वी खोलवर जातात). कृत्रिम चुंबकीय क्षेत्रामध्ये डास बंद मार्गाने फिरतात. काही प्राण्यांना इन्फ्रा- आणि अल्ट्रासोनिक कंपन चांगल्या प्रकारे जाणवतात. काही जेलीफिश वादळापूर्वी होणाऱ्या इन्फ्रासोनिक कंपनांना प्रतिसाद देतात. वटवाघुळ 45-90 kHz च्या श्रेणीतील अल्ट्रासोनिक कंपन उत्सर्जित करतात आणि ते ज्या पतंगांना खातात त्यांचे अवयव या लहरींना संवेदनशील असतात. वटवाघळांचा शोध घेण्यासाठी घुबडांकडे ‘अल्ट्रासाऊंड रिसीव्हर’ देखील असतो.

केवळ प्राण्यांच्या ज्ञानेंद्रियांचे तांत्रिक अॅनालॉगच नव्हे तर जैविक दृष्ट्या संवेदनशील घटकांसह तांत्रिक प्रणाली (उदाहरणार्थ, अल्ट्राव्हायोलेट किरण शोधण्यासाठी मधमाशीचे डोळे आणि इन्फ्रारेड किरण शोधण्यासाठी झुरळाचे डोळे) डिझाइन करणे हे कदाचित आशादायक आहे.

तांत्रिक डिझाइनमध्ये महान महत्त्व तथाकथित आहेत. परसेप्ट्रॉन ही "स्व-शिक्षण" प्रणाली आहेत जी ओळख आणि वर्गीकरणाची तार्किक कार्ये करतात. ते मेंदू केंद्रांशी संबंधित आहेत जिथे प्राप्त माहितीवर प्रक्रिया केली जाते. बहुतेक संशोधन व्हिज्युअल, ध्वनी किंवा इतर प्रतिमांच्या ओळखीसाठी समर्पित आहे, म्हणजे, एखाद्या वस्तूशी अनन्यपणे जुळणारे सिग्नल किंवा कोड तयार करणे. प्रतिमेतील बदल (उदाहरणार्थ, त्याची चमक, रंग, इ.) मूळ अर्थ राखताना त्याची पर्वा न करता ओळखणे आवश्यक आहे. अशी स्वयं-संयोजित संज्ञानात्मक उपकरणे मानवी ऑपरेटरद्वारे घेतलेल्या हळूहळू प्रशिक्षणासह पूर्व प्रोग्रामिंगशिवाय कार्य करतात; ते प्रतिमा, सिग्नल त्रुटी आणि योग्य प्रतिसादांना बळकट करते. परसेप्टरॉनचे इनपुट उपकरण हे त्याचे ग्रहणक्षम, रिसेप्टर फील्ड आहे; व्हिज्युअल ऑब्जेक्ट्स ओळखताना, तो फोटोसेलचा संच असतो.

"प्रशिक्षण" कालावधीनंतर परसेप्ट्रॉन स्वतंत्र निर्णय घेऊ शकतो. परसेप्ट्रॉन्सच्या आधारे, मजकूर वाचण्यासाठी आणि ओळखण्यासाठी, रेखाचित्रे, ऑसिलोग्राम, रेडियोग्राफ इत्यादींचे विश्लेषण करण्यासाठी उपकरणे तयार केली जातात.

पक्षी, मासे आणि इतर प्राण्यांमधील शोध, दिशादर्शक आणि अभिमुखता प्रणालींचा अभ्यास हे देखील जीवशास्त्राचे एक महत्त्वाचे कार्य आहे, कारण प्राण्यांना हजारो किलोमीटर नेव्हिगेट, शिकार शोधण्यात आणि स्थलांतर करण्यात मदत करणाऱ्या सूक्ष्म आणि अचूक आकलन आणि विश्लेषण प्रणाली (प्राण्यांचे स्थलांतर पहा) विमानचालन, सागरी घडामोडी इत्यादींमध्ये वापरल्या जाणार्‍या उपकरणांमध्ये सुधारणा करण्यास मदत करू शकतात. वटवाघळांमध्ये अल्ट्रासोनिक स्थान शोधण्यात आले आहे, अनेक सागरी प्राणी (मासे, डॉल्फिन). हे ज्ञात आहे की समुद्री कासव अनेक हजार किलोमीटर समुद्रात पोहतात आणि अंडी घालण्यासाठी नेहमी किनाऱ्यावर त्याच ठिकाणी परत येतात. असे मानले जाते की त्यांच्याकडे दोन प्रणाली आहेत: ताऱ्यांद्वारे दीर्घ-श्रेणी अभिमुखता आणि वासाद्वारे अल्प-श्रेणी अभिमुखता (किनारी पाण्याचे रसायनशास्त्र). नर रात्री मोर फुलपाखरू 10 किमी अंतरावर मादी शोधते. मधमाश्या आणि कुंकू सूर्याजवळ चांगल्या प्रकारे संचार करतात. या अनेक आणि वैविध्यपूर्ण डिटेक्शन सिस्टीममधील संशोधनामध्ये तंत्रज्ञान देण्यासारखे बरेच काही आहे.

सजीवांच्या मॉर्फोलॉजिकल वैशिष्ट्यांचा अभ्यास तांत्रिक डिझाइनसाठी नवीन कल्पना देखील प्रदान करतो. अशा प्रकारे, हाय-स्पीड जलचर प्राण्यांच्या त्वचेच्या संरचनेचा अभ्यास केल्याने (उदाहरणार्थ, डॉल्फिनची त्वचा ओले नसते आणि लवचिक-लवचिक रचना असते, ज्यामुळे अशांत अशांतता दूर करणे आणि कमीतकमी प्रतिकारासह सरकणे सुनिश्चित होते). जहाजांचा वेग वाढवणे शक्य आहे. एक विशेष आच्छादन तयार केले गेले - कृत्रिम लेदर "लॅमिनफ्लो" (चित्र 2), ज्यामुळे समुद्री जहाजांची गती 15-20% वाढवणे शक्य झाले. डिप्टेरा कीटकांना उपांग - हॉलटेरेस असतात, जे पंखांसह सतत कंपन करतात. जेव्हा उड्डाणाची दिशा बदलते, तेव्हा हॉल्टरेसच्या हालचालीची दिशा बदलत नाही, त्यांना शरीराशी जोडणारी पेटीओल ताणली जाते आणि कीटकांना उड्डाणाची दिशा बदलण्यासाठी सिग्नल प्राप्त होतो. एक गायरोट्रॉन (चित्र 3) या तत्त्वावर तयार केला आहे - एक काटा व्हायब्रेटर जो उच्च वेगाने विमानाच्या उड्डाण दिशांचे उच्च स्थिरीकरण प्रदान करतो. गायरोट्रॉन असलेले विमान फिरकीतून आपोआप पुनर्प्राप्त केले जाऊ शकते. कीटकांचे उड्डाण कमी उर्जेच्या वापरासह होते. याचे एक कारण म्हणजे पंखांच्या हालचालीचे विशेष स्वरूप, जे आठ आकृतीसारखे दिसते.

या तत्त्वावर विकसित केलेल्या हलत्या ब्लेडसह पवनचक्क्या अतिशय किफायतशीर आहेत आणि वाऱ्याच्या कमी वेगाने काम करू शकतात. उड्डाणाची नवीन तत्त्वे, व्हीललेस हालचाल, बियरिंग्जचे बांधकाम, विविध मॅनिपुलेटर इ. पक्षी आणि कीटकांचे उड्डाण, उडी मारणाऱ्या प्राण्यांची हालचाल, सांध्याची रचना इत्यादींच्या अभ्यासावर आधारित ते विकसित केले जातात. हाडांच्या संरचनेचे विश्लेषण, जे अधिक हलकेपणा आणि त्याच वेळी सामर्थ्य सुनिश्चित करते, बांधकाम इ. मध्ये नवीन शक्यता उघडू शकते.

जीवांमध्ये होणार्‍या जैवरासायनिक प्रक्रियेवर आधारित नवीन तंत्रज्ञान देखील मूलत: समस्या B आहे. या संदर्भात, जैवसंश्लेषण प्रक्रिया आणि जैव ऊर्जा यांचा अभ्यास खूप महत्त्वाचा आहे, कारण ऊर्जावान जैविक प्रक्रिया (उदाहरणार्थ, स्नायू आकुंचन) अत्यंत किफायतशीर आहेत. त्याच बरोबर तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीसोबत, जी जीवशास्त्राच्या यशामुळे निश्चित होते, त्याचा जीवशास्त्रालाही फायदा होतो, कारण काही जैविक घटना किंवा संरचना सक्रियपणे समजून घेण्यास आणि मॉडेल करण्यास मदत करते.

बायोनिक्सचे घोषवाक्य आहे: "निसर्ग सर्वोत्तम जाणतो." हे कसले शास्त्र आहे? हे नाव आणि हे बोधवाक्य आपल्याला हे समजायला लावते की बायोनिक्स निसर्गाशी जोडलेले आहे. आपल्यापैकी बर्‍याच जणांना दररोज बायोनिक्सच्या विज्ञानाचे घटक आणि परिणाम हे कळतही नसतात.

बायोनिक्स सारख्या विज्ञानाबद्दल तुम्ही ऐकले आहे का?

जीवशास्त्र हे एक लोकप्रिय ज्ञान आहे ज्याची आपल्याला शाळेत ओळख करून दिली जाते. काही कारणास्तव, बर्याच लोकांचा असा विश्वास आहे की बायोनिक्स हे जीवशास्त्राच्या उपक्षेत्रांपैकी एक आहे. खरं तर, हे विधान पूर्णपणे अचूक नाही. खरंच, शब्दाच्या संकुचित अर्थाने, बायोनिक्स हे एक विज्ञान आहे जे सजीवांचा अभ्यास करते. परंतु बहुतेकदा आपल्याला या शिकवणीशी दुसरे काहीतरी जोडण्याची सवय असते. अप्लाइड बायोनिक्स हे जीवशास्त्र आणि तंत्रज्ञान यांचा मेळ घालणारे विज्ञान आहे.

बायोनिक संशोधनाचा विषय आणि ऑब्जेक्ट

बायोनिक्स काय अभ्यास करते? या प्रश्नाचे उत्तर देण्यासाठी, आपण अध्यापनाच्या संरचनात्मक विभाजनाचा विचार केला पाहिजे.

जैविक बायोनिक्सहस्तक्षेप करण्याचा प्रयत्न न करता, जसे आहे तसे निसर्गाचे अन्वेषण करते. त्याच्या अभ्यासाचा उद्देश आतमध्ये होणारी प्रक्रिया आहे

सैद्धांतिक बायोनिक्सनिसर्गात लक्षात घेतलेल्या तत्त्वांच्या अभ्यासाशी संबंधित आहे आणि त्यांच्या आधारावर एक सैद्धांतिक मॉडेल तयार करते, जे नंतर तंत्रज्ञानामध्ये वापरले जाते.

व्यावहारिक (तांत्रिक) बायोनिक्ससराव मध्ये सैद्धांतिक मॉडेल लागू आहे. तर बोलायचे झाल्यास, तांत्रिक जगामध्ये निसर्गाचा व्यावहारिक परिचय.

हे सर्व कुठे सुरू झाले?

महान लिओनार्डो दा विंची यांना बायोनिक्सचा जनक म्हटले जाते. या अलौकिक बुद्धिमत्तेच्या नोट्समध्ये आपण नैसर्गिक यंत्रणेच्या तांत्रिक अंमलबजावणीचे पहिले प्रयत्न शोधू शकता. दा विंचीची रेखाचित्रे उडणाऱ्या पक्ष्याप्रमाणे पंख हलवण्यास सक्षम असलेले विमान तयार करण्याची त्याची इच्छा स्पष्ट करतात. एकेकाळी, अशा कल्पना लोकप्रिय होण्यासाठी खूप धाडसी होत्या. त्यांनी खूप नंतर लक्ष वेधले.

आर्किटेक्चरमध्ये बायोनिक्सची तत्त्वे लागू करणारी पहिली व्यक्ती अँटोनी गौडी आय कॉर्नेट होती. या विज्ञानाच्या इतिहासात त्यांचे नाव पक्के छापलेले आहे. महान गौडी यांनी डिझाइन केलेल्या वास्तुशिल्पीय संरचना त्यांच्या बांधकामाच्या वेळी प्रभावी होत्या आणि अनेक वर्षांनंतर आधुनिक निरीक्षकांमध्ये ते समान आनंद निर्माण करतात.

निसर्ग आणि तंत्रज्ञानाच्या सहजीवनाच्या कल्पनेला पाठिंबा देणारी पुढील व्यक्ती होती त्यांच्या नेतृत्वाखाली, इमारतीच्या डिझाइनमध्ये बायोनिक तत्त्वांचा व्यापक वापर सुरू झाला.

बायोनिक्सची स्वतंत्र विज्ञान म्हणून स्थापना केवळ 1960 मध्ये डेटोना येथील एका वैज्ञानिक परिसंवादात झाली.

संगणक तंत्रज्ञान आणि गणितीय मॉडेलिंगचा विकास आधुनिक वास्तुविशारदांना आर्किटेक्चर आणि इतर उद्योगांमध्ये निसर्गाचे संकेत अधिक जलद आणि अधिक अचूकतेसह लागू करण्यास अनुमती देतो.

तांत्रिक आविष्कारांचे नैसर्गिक प्रोटोटाइप

बायोनिक्सच्या विज्ञानाचे सर्वात सोपे उदाहरण म्हणजे बिजागरांचा शोध. संरचनेच्या एका भागाच्या दुसर्या भोवती फिरण्याच्या तत्त्वावर आधारित, फास्टनिंग प्रत्येकास परिचित आहे. हे तत्त्व सीशेल्सद्वारे त्यांचे दोन वाल्व नियंत्रित करण्यासाठी आणि आवश्यकतेनुसार उघडण्यासाठी किंवा बंद करण्यासाठी वापरले जाते. पॅसिफिक जायंट हार्टफिशचा आकार 15-20 सें.मी.पर्यंत पोहोचतो. त्यांच्या कवचांना जोडण्यामागील बिजागर तत्त्व उघड्या डोळ्यांना स्पष्टपणे दृश्यमान आहे. या प्रजातीचे लहान प्रतिनिधी वाल्व फिक्सिंगची समान पद्धत वापरतात.

दैनंदिन जीवनात आपण अनेकदा विविध प्रकारचे चिमटे वापरतो. गॉडविटची तीक्ष्ण आणि पिन्सर-आकाराची चोच अशा उपकरणाचे नैसर्गिक अॅनालॉग बनते. हे पक्षी पातळ चोचीचा वापर करून ते मऊ मातीत चिकटवतात आणि लहान बीटल, कृमी इत्यादी बाहेर काढतात.

अनेक आधुनिक उपकरणे आणि उपकरणे सक्शन कपसह सुसज्ज आहेत. उदाहरणार्थ, ते ऑपरेशन दरम्यान घसरण्यापासून रोखण्यासाठी विविध स्वयंपाकघर उपकरणांच्या पायांचे डिझाइन सुधारण्यासाठी वापरले जातात. उंच इमारतींमध्ये खिडकी क्लीनरचे विशेष शूज सुसज्ज करण्यासाठी सक्शन कप देखील वापरले जातात जेणेकरून त्यांचे सुरक्षित निर्धारण सुनिश्चित होईल. हे साधे उपकरण देखील निसर्गाकडून घेतलेले आहे. झाडाचा बेडूक, त्याच्या पायात सक्शन कप असतात, वनस्पतींच्या गुळगुळीत आणि निसरड्या पानांवर विलक्षण चतुराईने राहतात आणि ऑक्टोपसला त्याच्या बळींच्या जवळच्या संपर्कासाठी त्यांची आवश्यकता असते.

अशी अनेक उदाहरणे तुम्हाला सापडतील. बायोनिक्स हे तंतोतंत असे विज्ञान आहे जे लोकांना त्यांच्या शोधांसाठी निसर्गाकडून तांत्रिक उपाय उधार घेण्यास मदत करते.

प्रथम कोण येतो - निसर्ग किंवा लोक?

कधीकधी असे घडते की मानवजातीचा एक किंवा दुसरा शोध निसर्गाद्वारे "पेटंट" घेतला गेला आहे. म्हणजेच, शोधक, काहीतरी तयार करताना, कॉपी करत नाहीत, परंतु तंत्रज्ञान किंवा ऑपरेटिंग तत्त्व स्वतःच घेऊन येतात आणि नंतर असे दिसून येते की ते बर्याच काळापासून निसर्गात अस्तित्त्वात आहे आणि एखादी व्यक्ती फक्त त्याची हेरगिरी करू शकते आणि ते स्वीकारू शकते. .

हे नेहमीच्या वेल्क्रो फास्टनरसह घडले, जे एखाद्या व्यक्तीद्वारे कपडे बांधण्यासाठी वापरले जाते. हे सिद्ध झाले आहे की वेल्क्रोवर आढळणाऱ्या हुक प्रमाणेच पातळ बार्ब्स एकमेकांना जोडण्यासाठी देखील वापरले जातात.

फॅक्टरी चिमणीची रचना तृणधान्यांच्या पोकळ देठांसारखी असते. पाईप्समध्ये वापरलेले अनुदैर्ध्य मजबुतीकरण स्टेममधील स्क्लेरेन्कायमा स्ट्रँडसारखेच असते. स्टील स्टिफनिंग रिंग्स - इंटरस्टिसिस. स्टेमच्या बाहेरील पातळ त्वचा पाईप्सच्या संरचनेत सर्पिल मजबुतीकरणाचा एक अॅनालॉग आहे. संरचनेची प्रचंड समानता असूनही, शास्त्रज्ञांनी स्वतंत्रपणे फॅक्टरी पाईप्स बांधण्यासाठी अशा पद्धतीचा शोध लावला आणि नंतरच नैसर्गिक घटकांसह अशा संरचनेची ओळख पाहिली.

बायोनिक्स आणि औषध

औषधामध्ये बायोनिक्सचा वापर केल्याने अनेक रुग्णांचे प्राण वाचवणे शक्य होते. न थांबता मानवी शरीरासह सहजीवनात कार्य करू शकणारे कृत्रिम अवयव तयार करण्याचे काम सुरू आहे.

डेन डेनिस आबो यांनी प्रथम चाचणी केली. त्याने आपला अर्धा हात गमावला, परंतु आता त्याच्याकडे वैद्यकीय शोधाच्या मदतीने स्पर्शाने वस्तू पाहण्याची क्षमता आहे. त्याचे प्रोस्थेसिस जखमी अवयवाच्या मज्जातंतूच्या टोकाशी जोडलेले आहे. आर्टिफिशियल फिंगर सेन्सर स्पर्श करणाऱ्या वस्तूंची माहिती गोळा करून ती मेंदूपर्यंत पोहोचवण्यास सक्षम आहेत. डिझाइन अद्याप निश्चित केले गेले नाही; ते खूप अवजड आहे, जे दैनंदिन जीवनात वापरणे कठीण करते, परंतु आता आपण या तंत्रज्ञानाला एक वास्तविक शोध म्हणू शकतो.

या दिशेने सर्व संशोधन पूर्णपणे नैसर्गिक प्रक्रिया आणि यंत्रणा कॉपी करणे आणि त्यांच्या तांत्रिक अंमलबजावणीवर आधारित आहे. हे वैद्यकीय बायोनिक्स आहे. शास्त्रज्ञांच्या पुनरावलोकनांमध्ये असे म्हटले आहे की त्यांच्या कार्यामुळे जीर्ण झालेले जिवंत मानवी अवयव पुनर्स्थित करणे आणि त्याऐवजी यांत्रिक प्रोटोटाइप वापरणे शक्य होईल. हे खरोखरच वैद्यकशास्त्रातील सर्वात मोठे यश असेल.

आर्किटेक्चर मध्ये बायोनिक्स

आर्किटेक्चरल आणि कन्स्ट्रक्शन बायोनिक्स ही बायोनिक विज्ञानाची एक विशेष शाखा आहे, ज्याचे कार्य आर्किटेक्चर आणि निसर्गाचे सेंद्रिय पुनर्मिलन आहे. अलीकडे, अधिकाधिक वेळा, आधुनिक संरचनांची रचना करताना, ते सजीवांपासून घेतलेल्या बायोनिक तत्त्वांकडे वळत आहेत.

आज, आर्किटेक्चरल बायोनिक्स ही एक वेगळी स्थापत्य शैली बनली आहे. हे फॉर्म्सच्या साध्या कॉपीमधून जन्माला आले आहे आणि आता या शास्त्राचे कार्य तत्त्वे, संस्थात्मक वैशिष्ट्ये स्वीकारणे आणि त्यांची तांत्रिकदृष्ट्या अंमलबजावणी करणे बनले आहे.

कधीकधी या वास्तू शैलीला इको-शैली म्हणतात. कारण बायोनिक्सचे मूलभूत नियम असे आहेत:

• इष्टतम उपाय शोधा;
• साहित्य जतन करण्याचे तत्त्व;
• जास्तीत जास्त पर्यावरण मित्रत्वाचे तत्त्व;
• ऊर्जा बचत तत्त्व.

जसे आपण पाहू शकता, आर्किटेक्चरमधील बायोनिक्स हे केवळ प्रभावी स्वरूपच नाहीत तर प्रगतीशील तंत्रज्ञान देखील आहेत ज्यामुळे आधुनिक आवश्यकता पूर्ण करणारी रचना तयार करणे शक्य होते.

आर्किटेक्चरल बायोनिक इमारतींची वैशिष्ट्ये

स्थापत्य आणि बांधकामातील पूर्वीच्या अनुभवावर आधारित, आपण असे म्हणू शकतो की सर्व मानवी संरचना नाजूक आणि अल्पायुषी आहेत जर ते निसर्गाचे नियम वापरत नाहीत. बायोनिक इमारती, आश्चर्यकारक आकार आणि ठळक वास्तुशास्त्रीय उपायांव्यतिरिक्त, लवचिक आणि प्रतिकूल नैसर्गिक घटना आणि आपत्तींना तोंड देण्यास सक्षम आहेत.

या शैलीत बांधलेल्या इमारतींच्या बाहेरील भागात, आराम, आकार आणि आकृतिबंध हे घटक दिसू शकतात, जे जिवंत, नैसर्गिक वस्तूंपासून डिझाइन अभियंत्यांनी कुशलतेने कॉपी केले आहेत आणि इमारत वास्तुविशारदांनी कुशलतेने मूर्त रूप दिले आहे.

जर अचानक, एखाद्या वास्तुशास्त्रीय वस्तूचा विचार करताना, असे दिसते की आपण कलाकृती पहात आहात, तर आपल्यासमोर बायोनिक शैलीतील एक इमारत असण्याची उच्च शक्यता आहे. अशा संरचनांची उदाहरणे जवळजवळ सर्व देशांच्या राजधान्यांमध्ये आणि जगातील मोठ्या तांत्रिकदृष्ट्या प्रगत शहरांमध्ये पाहिली जाऊ शकतात.

नवीन सहस्राब्दीसाठी डिझाइन

90 च्या दशकात, वास्तुविशारदांच्या स्पॅनिश संघाने पूर्णपणे नवीन संकल्पनेवर आधारित एक इमारत प्रकल्प तयार केला. ही 300 मजली इमारत आहे, ज्याची उंची 1200 मीटरपेक्षा जास्त असेल. चारशे उभ्या आणि क्षैतिज लिफ्टचा वापर करून या टॉवरच्या बाजूने हालचाल केली जाईल, ज्याचा वेग 15 मीटर/से आहे. या प्रकल्पाला प्रायोजकत्व देणारा देश चीन होता. बांधकामासाठी सर्वाधिक लोकसंख्या असलेले शांघाय शहर निवडले गेले. प्रकल्पाच्या अंमलबजावणीमुळे या भागातील लोकसंख्येचा प्रश्न सुटणार आहे.

टॉवरची रचना पूर्णपणे बायोनिक असेल. वास्तुविशारदांचा असा विश्वास आहे की केवळ हेच संरचनेची ताकद आणि टिकाऊपणा सुनिश्चित करू शकते. संरचनेचा नमुना एक सायप्रस वृक्ष आहे. आर्किटेक्चरल कंपोझिशनमध्ये केवळ एक दंडगोलाकार आकार असेल, जो झाडाच्या खोडासारखाच नाही तर "मुळे" देखील असेल - बायोनिक फाउंडेशनचा एक नवीन प्रकार.

इमारतीचे बाह्य आवरण एक प्लास्टिक आणि श्वास घेण्यायोग्य सामग्री आहे जे झाडाच्या सालाचे अनुकरण करते. या उभ्या शहराची वातानुकूलन यंत्रणा त्वचेच्या उष्णतेचे नियमन करणार्‍या कार्याशी एकरूप असेल.

शास्त्रज्ञ आणि वास्तुविशारदांच्या मते, अशा प्रकारची इमारत केवळ एकच राहणार नाही. यशस्वी अंमलबजावणीनंतर, ग्रहाच्या आर्किटेक्चरमध्ये बायोनिक इमारतींची संख्या केवळ वाढेल.

आपल्या आजूबाजूला बायोनिक इमारती

बायोनिक्सचे विज्ञान कोणत्या प्रसिद्ध निर्मितीने वापरले आहे? अशा संरचनांची उदाहरणे शोधणे सोपे आहे. उदाहरणार्थ, आयफेल टॉवर तयार करण्याची प्रक्रिया घ्या. बर्याच काळापासून अशी अफवा पसरली होती की फ्रान्सचे हे 300-मीटरचे प्रतीक अज्ञात अरब अभियंत्याच्या रेखाचित्रांनुसार बांधले गेले होते. नंतर, मानवी टिबियाच्या संरचनेशी त्याचे संपूर्ण साधर्म्य प्रकट झाले.

आयफेल टॉवर व्यतिरिक्त, तुम्हाला जगभरातील बायोनिक संरचनांची अनेक उदाहरणे सापडतील:

• कमळाच्या फुलाच्या सादृश्याने उभारण्यात आले होते.
• बीजिंग नॅशनल ऑपेरा हाऊस - पाण्याचे थेंब अनुकरण.
• बीजिंग मध्ये जलतरण संकुल. बाहेरून ते पाण्याच्या जाळीच्या स्फटिकीय संरचनेची पुनरावृत्ती करते. एक आश्चर्यकारक डिझाइन सोल्यूशन देखील संरचनेची सौर ऊर्जा जमा करण्याची आणि नंतर इमारतीमध्ये कार्यरत सर्व विद्युत उपकरणांना उर्जा देण्यासाठी वापरण्याची उपयुक्त क्षमता एकत्र करते.
• एक्वा गगनचुंबी इमारत खाली पडणाऱ्या पाण्याच्या प्रवाहासारखी दिसते. शिकागो येथे स्थित आहे.
• आर्किटेक्चरल बायोनिक्सचे संस्थापक अँटोनियो गौडी यांचे घर हे पहिल्या बायोनिक संरचनांपैकी एक आहे. आजपर्यंत, त्याने त्याचे सौंदर्यात्मक मूल्य टिकवून ठेवले आहे आणि बार्सिलोनामधील सर्वात लोकप्रिय पर्यटन स्थळांपैकी एक आहे.

ज्ञान प्रत्येकाला आवश्यक आहे

सारांश, आम्ही सुरक्षितपणे म्हणू शकतो: बायोनिक्सचा अभ्यास करणारी प्रत्येक गोष्ट आधुनिक समाजाच्या विकासासाठी प्रासंगिक आणि आवश्यक आहे. बायोनिक्सच्या वैज्ञानिक तत्त्वांशी प्रत्येकाने परिचित झाले पाहिजे. या विज्ञानाशिवाय मानवी क्रियाकलापांच्या अनेक क्षेत्रांमध्ये तांत्रिक प्रगतीची कल्पना करणे अशक्य आहे. बायोनिक्स हे निसर्गाशी पूर्ण सामंजस्य असलेले आपले भविष्य आहे.