Рефераты Бионика как новая отрасль науки

Вернуться в Кибернетика

Бионика как новая отрасль науки
В последнее десятилетие бионика получила сильный импульс к новому развитию,
поскольку современные технологии позволяют копировать миниатюрные природные
конструкции с небывалой ранее точностью. В то же время, современная бионика
во многом связана не с ажурными конструкциями прошлого, а с разработкой
новых материалов, копирующих природные аналоги, робототехникой и
искусственными органами.
Концепция бионики отнюдь не нова. К примеру, еще 3000 лет назад китайцы
пытались перенять у насекомых способ изготовления шелка. Но в конце ХХ века
бионика обрела второе дыхание, современные технологии позволяют копировать
миниатюрные природные конструкции с небывалой ранее точностью. Так,
несколько лет назад ученые смогли проанализировать ДНК пауков и создать
искусственный аналог шелковидной паутины - кевлар. В этом обзорном
материале перечислены несколько перспективных направлений современной
бионики и приведены самые известные случаи заимствований у природы.
Энциклопедическая справка
Бионика (англоязычные названия – «биомиметика») – многообещающее научно-
технологическое направление по заимствованию у природы ценных идей и
реализации их в виде конструкторских и дизайнерских решений, а также новых
информационных технологий.
Предмет бионики известен под разными названиями: например, в Америке обычно
используется термин «биомиметика», но иногда говорят о биогенезе. Суть
этого перспективного научно-технологического направления состоит в том,
чтобы заимствовать у природы ценные идеи и реализовывать их в виде
оригинальных конструкторских и дизайнерских решений, а также новых
информационных технологий.
В последнее десятилетие бионика получила значительный импульс к новому
развитию. Это связано с тем, что современные технологии переходят на гига-
и наноуровень и позволяют копировать миниатюрные природные конструкции с
небывалой ранее точностью. Современная бионика в основном связана с
разработкой новых материалов, копирующих природные аналоги, робототехникой
и искусственными органами.
Умная природа
Главное отличие человеческих инженерных конструкций от тех, что создала
природа, состоит в невероятной энергоэффективности последних.
Совершенствуясь и эволюционируя в течение миллионов лет, живые организмы
научились жить, передвигаться и размножаться с использованием минимального
количества энергии. Этот феномен основан на уникальном метаболизме животных
и на оптимальном обмене энергией между разными формами жизни. Таким
образом, заимствуя у природы инженерные решения, можно существенно повысить
энергоэффективность современных технологий.
Природные материалы сверхдешевы и распространены в огромном количестве, а
их «качество» значительно лучше тех, что сделанных человеком. Так, материал
оленьего рога значительно крепче самых лучших образцов керамического
композита, которые удается разработать людям. При этом человек использует
достаточно «тупые» энергоемкие процессы для получения тех или иных
сверхпрочных веществ, а природа делает их гораздо более интеллектуальными и
эффективными способами. Для этого используются окружающие натуральные
вещества (сахара, аминокислоты, соли), но с применением «ноу-хау» —
оригинальных дизайнерских и инженерных решений, сверхэффективных
органических катализаторов, которые во многих случаях пока не доступны
пониманию человека. Бионика, в свою очередь, занимается изучением и
копированием природных «ноу-хау».
Дизайн природных конструкций тоже не идет ни в какое сравнение с попытками
человека сконструировать что-либо претендующее на природную эффективность.
Форма биологического объекта (например, взрослого дерева) обычно создается
в результате длительного адаптивного процесса, с учетом многолетнего
воздействия как дружественных (например, поддержка со стороны других
деревьев в лесу), так и агрессивных факторов
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100