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Trabajo de investigación sobre el tema "Biónica: la ciencia de mayores posibilidades".

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Avance:

Conferencia científica y práctica regional.

en el marco del foro regional de jóvenes

"¡El futuro somos nosotros!"

Dirección de ciencias naturales (física, biología)

Trabajo de investigación sobre el tema.

"Biónica: la ciencia de mayores posibilidades"

Institución educativa presupuestaria municipal "Escuela organizada n.º 7" en Petrovsk, región de Saratov

Líderes:

Filyanina Olga Alexandrovna,

Profesora de Química y Biología

Gerasimova Natalia Anatolevna,

Profesor de matemáticas y física,

Petrovsk

abril 2014

1. Introducción págs. 3-4
2. De la antigüedad a la modernidad. págs. 5-6
3. Secciones biónicas:

3.1. biónica de arquitectura y construcción; págs. 6-8

3.2. biomecánica; págs.8-12

3.3. neurobiónica. págs.13-14

4. Grandes pequeñas cosas, “vistas desde la naturaleza”. págs. 14-15

5. Conclusión página 16

6. Literatura y recursos de Internet utilizados. página 16

Pájaro -

Activo

Según la ley matemática.

herramienta,

Para hacer lo cual,

en el poder humano...

leonardo da vinci.

¿Te gustaría volar sobre coches de un salto, moverte como Spider-Man, detectar enemigos a varios kilómetros de distancia y doblar vigas de acero con las manos? Debemos suponer que sí, pero desgraciadamente esto no es realista. Por ahora no es realista...

Desde la creación del mundo, el hombre se ha interesado por muchas cosas: por qué el agua moja, por qué el día sigue a la noche, por qué olemos el aroma de las flores, etc. Naturalmente, el hombre intentó encontrar una explicación a esto. Pero cuanto más aprendía, más preguntas surgían en su mente: ¿puede una persona volar como un pájaro, nadar como un pez, cómo “saben” los animales sobre la proximidad de una tormenta, sobre un terremoto inminente, sobre una próxima erupción volcánica? ¿Es posible crear inteligencia artificial?

Hay muchas preguntas de "por qué"; a menudo estas preguntas no se interpretan científicamente, dando lugar a ficción y superstición. Para ello, es necesario tener buenos conocimientos en muchas áreas: física y química, astronomía y biología, geografía y ecología, matemáticas y tecnología, medicina y espacio.

¿Existe una ciencia que combine todo y pueda combinar lo incongruente? ¡Resulta que existe!

Artículo mi investigación - la ciencia de la biónica - “ BIO Logia” y “Tech NIKA”.

Objeto del trabajo de investigación:la necesidad del surgimiento de la ciencia de la biónica, sus capacidades y límites de aplicabilidad.

Para hacer esto, puedes poner una fila. tareas:

1. Descubra qué es la “biónica”.

2. Trazar la historia del desarrollo de la ciencia “Biónica”: de la antigüedad a la modernidad y su relación con otras ciencias.

3. Identificar las principales secciones de la biónica.

4. Por qué debemos agradecer a la naturaleza: las posibilidades abiertas y los misterios de la biónica.

Métodos de búsqueda:

Teórico:

- estudio de artículos científicos, literatura sobre el tema.

Práctico:

Observación;

Generalización.

Significado práctico.

Creo que mi trabajo será útil e interesante para una amplia gama de estudiantes y profesores, ya que todos vivimos en la naturaleza de acuerdo con las leyes que ella creó. Una persona sólo debe dominar hábilmente el conocimiento para poder traducir en tecnología todos los indicios de la naturaleza y revelar sus secretos.

De la antigüedad a los tiempos modernos

La biónica es una ciencia aplicada que estudia la posibilidad de combinar organismos vivos y dispositivos tecnicos, – hoy se está desarrollando a un ritmo muy rápido.

El deseo de tener capacidades que superen las que la naturaleza nos ha dado está muy dentro de cada persona; cualquier preparador físico o cirujano plástico lo confirmará. Nuestros cuerpos tienen una adaptabilidad increíble, pero hay algunas cosas que no pueden hacer. Por ejemplo, no sabemos hablar con quienes están fuera del alcance de nuestro oído, no podemos volar. Por eso necesitamos teléfonos y aviones. Para compensar sus imperfecciones, la gente ha utilizado durante mucho tiempo varios dispositivos "externos", pero con el desarrollo de la ciencia, las herramientas gradualmente se hicieron más pequeñas y se acercaron a nosotros.

Además, todo el mundo sabe que si algo le sucede a su cuerpo, los médicos realizarán “reparaciones” utilizando las tecnologías médicas más modernas.

Si juntamos estos dos conceptos simples, podemos hacernos una idea del siguiente paso en la evolución humana. En el futuro, los médicos no sólo podrán restaurar organismos "dañados" o "fuera de servicio", sino que también comenzarán a mejorar activamente a las personas, haciéndolas más fuertes y más rápidas de lo que la naturaleza controla. Ésta es precisamente la esencia de la biónica, y hoy nos encontramos en el umbral del surgimiento de un nuevo tipo de persona. Quizás uno de nosotros se convierta en eso...

Leonardo da Vinci es considerado el progenitor de la biónica. Sus dibujos y diagramas de aviones se basaron en la estructura del ala de un pájaro. Hoy en día, según los dibujos de Leonardo da Vinci, el modelado se realizó repetidamente. ornitópteros (del griego órnis, género órnithos - pájaro y pterón - ala), volante , un avión más pesado que el aire con alas batientes). Entre los seres vivos, las aves, por ejemplo, utilizan movimientos de aleteo para volar.

Entre los científicos modernos, se puede nombrar el nombre de Osip M.R. Delgado.

Con la ayuda de sus dispositivos radioelectrónicos, estudió las características neurológicas y físicas de los animales. Y a partir de ellos intenté desarrollar algoritmos para controlar los organismos vivos.

Biónica (del griego Biōn - elemento de vida, literalmente - vivir), ciencia, frontera entre biología y tecnología, decisiva problemas de ingenieria basado en el modelado de la estructura y actividad vital de los organismos. La biónica está estrechamente relacionada con la biología, la física, la química, la cibernética y las ciencias de la ingeniería: electrónica, navegación, comunicaciones, asuntos marítimos, etc. /BSE.1978/

Se considera que el año formal de nacimiento de la biónica es 1960 Los científicos biónicos eligieron como emblema un bisturí y un soldador, conectados por un signo integral, y su lema es “Los prototipos vivos son la clave para las nuevas tecnologías».

Muchos modelos biónicos, antes de recibir implementación técnica, comienzan su vida en una computadora, donde programa de computadora– modelo biónico.

Hoy la biónica tiene varias direcciones.

Secciones biónicas

1. Biónica de arquitectura y construcción.

Un ejemplo sorprendente de biónica arquitectónica y de construcción: completoanalogía de la estructura de los tallos de cerealesy modernos edificios de gran altura. Los tallos de las plantas de cereales son capaces de soportar cargas pesadas sin romperse bajo el peso de la inflorescencia. Si el viento los inclina hacia el suelo, rápidamente recuperan su posición vertical. ¿Cuál es el secreto? Resulta que su estructura es similar al diseño de los rascacielos modernos. tuberías de fábrica - uno de los últimos logros del pensamiento de ingeniería.

Los famosos arquitectos españoles M.R. Cervera y H. Ploz, defensores activos de la biónica, comenzaron a investigar "estructuras dinámicas" en 1985 y en 1991 organizaron la "Sociedad de Apoyo a la Innovación en Arquitectura". Un grupo bajo su liderazgo, que incluía arquitectos, ingenieros, diseñadores, biólogos y psicólogos, desarrolló el proyecto "Ciudad vertical de la torre biónica" En 15 años debería aparecer una ciudad torre en Shanghai (según los científicos, en 20 años la población de Shanghai podría llegar a 30 millones de personas). La ciudad torre está diseñada para 100 mil personas, el proyecto se basa en el "principio de la construcción con madera".

La ciudad torre tendrá la forma ciprés Con una altura de 1128 m y una circunferencia en la base de 133 por 100 m, y en su punto más ancho de 166 por 133 m, la torre tendrá 300 pisos, que se ubicarán en 12 bloques verticales de 80 pisos.

Con motivo del centenario de la Revolución Francesa, se organizó una exposición mundial en París. En el territorio de esta exposición se planeó erigir una torre que simbolizaría la grandeza revolución Francesa y los últimos avances en tecnología. Al concurso se presentaron más de 700 proyectos; el mejor fue premiado como el proyecto del ingeniero de puentes Alexandre Gustave Eiffel. A finales del siglo XIX, la torre que lleva el nombre de su creador asombró al mundo entero por su calado y belleza. La torre de 300 metros se ha convertido en una especie de símbolo de París. Hubo rumores de que la torre fue construida según los dibujos de un científico árabe desconocido. Y sólo después de más de medio siglo, biólogos e ingenieros hicieron un descubrimiento inesperado: el diseño Torre Eiffel repite exactamente la estructura del grande tibia , soportando fácilmente el peso del cuerpo humano. Incluso los ángulos entre las superficies de carga coinciden. Este es otro ejemplo ilustrativo de la biónica en acción.

En la biónica de la arquitectura y la construcción se presta mucha atención a las nuevas tecnologías de construcción. Por ejemplo, en el ámbito del desarrollo de sistemas eficientes y libres de residuos tecnologías de construcción una dirección prometedora es la creaciónestructuras en capas. La idea fue tomada prestada demoluscos de aguas profundas. Sus conchas duraderas, como las del abulón, están formadas por placas duras y blandas que se alternan. Cuando una placa dura se agrieta, la deformación es absorbida por la capa blanda y la grieta no avanza. Esta tecnología también se puede utilizar para cubrir coches.

2. Biomecánica

Localizadores de naturaleza. Barómetros y sismógrafos en vivo.

La investigación más avanzada en biónica es el desarrollo de medios biológicos de detección, navegación y orientación; un conjunto de estudios relacionados con el modelado de las funciones y estructuras del cerebro de animales superiores y humanos; creación de sistemas de control bioeléctrico e investigación sobre el problema "hombre-máquina". Estas áreas están estrechamente relacionadas entre sí. ¿Por qué la naturaleza está tan por delante del hombre en el nivel actual de desarrollo tecnológico?

Se sabe desde hace mucho tiempo que las aves, los peces y los insectos reaccionan con mucha sensibilidad y precisión a los cambios climáticos. El vuelo bajo de las golondrinas presagia una tormenta. Por la acumulación de medusas cerca de la orilla, los pescadores sabrán que pueden salir a pescar, el mar estará en calma.

Animales - "biosinópticos"por naturaleza están dotados de "dispositivos" ultrasensibles únicos. La tarea de la biónica no es sólo encontrar estos mecanismos, sino también comprender su acción y recrearla en circuitos, dispositivos y estructuras electrónicos.

El estudio del complejo sistema de navegación de peces y aves, que recorren miles de kilómetros durante las migraciones y regresan infaliblemente a sus lugares para desovar, invernar y criar polluelos, contribuye al desarrollo de sistemas de seguimiento, orientación y reconocimiento de objetos altamente sensibles.

Muchos organismos vivos tienen sistemas analíticos que los humanos no tenemos. Por ejemplo, los saltamontes tienen un tubérculo en el duodécimo segmento antenal que detecta la radiación infrarroja. Los tiburones y las rayas tienen canales en la cabeza y en la parte anterior del cuerpo que perciben cambios de temperatura de 0,10 C. Los caracoles, las hormigas y las termitas tienen dispositivos que perciben la radiación radiactiva. Muchos reaccionan a los cambios en el campo magnético (principalmente aves e insectos que realizan migraciones de larga distancia). Los búhos, los murciélagos, los delfines, las ballenas y la mayoría de los insectos perciben vibraciones infrasónicas y ultrasónicas. Los ojos de una abeja reaccionan a la luz ultravioleta y los de una cucaracha a la infrarroja.

El órgano sensible al calor de la serpiente de cascabel detecta cambios de temperatura de 0,0010 C; el órgano eléctrico de los peces (rayas, anguilas eléctricas) percibe potenciales de 0,01 microvoltios, los ojos de muchos animales nocturnos reaccionan a cuantos de luz individuales, los peces perciben un cambio en la concentración de una sustancia en el agua de 1 mg/m3 (=1 µg/l).

Hay muchos más sistemas de orientación espacial, cuya estructura aún no se ha estudiado: las abejas y las avispas están bien orientadas por el sol, las mariposas macho (por ejemplo, el ojo del pavo real nocturno, la polilla halcón cabeza de la muerte, etc.) encuentran una hembra en una distancia de 10 kilómetros. Las tortugas marinas y muchos peces (anguilas, esturiones, salmones) nadan a varios miles de kilómetros de sus costas nativas y sin lugar a dudas regresan para desovar y desovar en el mismo lugar donde comenzaron su camino de la vida. Se supone que tienen dos sistemas de orientación: distante, según las estrellas y el sol, y cercano, según el olfato (la química de las aguas costeras).

Los murciélagos suelen ser pequeños y, seamos honestos, para muchos de nosotros son criaturas desagradables e incluso repulsivas. Pero resultó que los tratamos con prejuicios, cuya base, por regla general, son varios tipos de leyendas y creencias que se desarrollaron en la época en que la gente creía en los espíritus y los espíritus malignos.

El murciélago es un objeto único para los científicos en bioacústica. Puede navegar con total libertad en completa oscuridad, sin chocar con obstáculos. Además, al tener mala vista, el murciélago detecta y atrapa pequeños insectos sobre la marcha, distingue un mosquito volador de una mota que se mueve con el viento, un insecto comestible de una mariquita insípida.

El científico italiano Lazzaro Spallanzani se interesó por primera vez en esta inusual habilidad de los murciélagos en 1793. Al principio intentó descubrir de qué manera los diferentes animales encuentran su camino en la oscuridad. Logró establecer: los búhos y otras criaturas nocturnas ven bien en la oscuridad. Es cierto que, en completa oscuridad, resulta que ellos también quedan indefensos. Pero cuando empezó a experimentar con murciélagos, descubrió que una oscuridad tan completa no era un obstáculo para ellos. Luego Spallanzani fue más allá: simplemente privó de la vista a varios murciélagos. ¿Y qué? Esto no cambió nada en su comportamiento; eran tan excelentes cazando insectos como las personas videntes. Spallanzani se convenció de ello cuando abrió el estómago de ratones experimentales.

El interés por el misterio creció. Especialmente después de que Spallanzani conociera los experimentos del biólogo suizo Charles Jurin, quien en 1799 llegó a la conclusión de que los murciélagos pueden vivir sin visión, pero cualquier daño auditivo grave para ellos es fatal. Tan pronto como se taparon los oídos con tubos especiales de cobre, comenzaron a chocar a ciegas y al azar con todos los obstáculos que aparecían en su camino. Además, diversos experimentos han demostrado que las alteraciones en el funcionamiento de los órganos de la visión, el tacto, el olfato y el gusto no tienen ningún efecto sobre el vuelo de los murciélagos.

Los experimentos de Spallanzani fueron sin duda impresionantes, pero claramente se adelantaron a su tiempo. Spallanzani no pudo responder a la pregunta principal y científicamente correcta: si no es el oído o la visión, ¿qué es lo que, en este caso, ayuda a los murciélagos a navegar tan bien en el espacio?

En ese momento, no sabían nada sobre los ultrasonidos, ni que los animales pudieran tener otros órganos (sistemas) de percepción, además de oídos y ojos. Por cierto, con este espíritu algunos científicos intentaron explicar los experimentos de Spallanzani: dicen que los murciélagos tienen un sutil sentido del tacto, cuyos órganos se encuentran, muy probablemente, en las membranas de sus alas...

El resultado final fue que los experimentos de Spallanzani quedaron en el olvido durante mucho tiempo. Sólo en nuestro tiempo, cien s. años extra Posteriormente se resolvió el llamado “problema de los murciélagos spallanzanianos”, como lo denominaron los propios científicos. Esto fue posible gracias a la aparición de nuevas herramientas de investigación basadas en la electrónica.

El físico G. Pierce de la Universidad de Harvard pudo descubrir que los murciélagos producen sonidos que se encuentran más allá del umbral de audibilidad del oído humano.

Elementos aerodinámicos.

El fundador de la aerodinámica moderna, N. E. Zhukovsky, estudió cuidadosamente el mecanismo de vuelo de las aves y las condiciones que les permiten volar en el aire. A partir del estudio del vuelo de las aves surgió la aviación.

Los insectos tienen máquinas voladoras aún más avanzadas en la naturaleza. En términos de eficiencia de vuelo, velocidad relativa y maniobrabilidad, no tienen igual en la naturaleza. La idea de crear un avión basado en el principio del vuelo de los insectos está pendiente de aprobación. Para evitar que se produzcan vibraciones nocivas durante el vuelo, los insectos que vuelan rápido tienen engrosamientos quitinosos en los extremos de las alas. Los diseñadores de aviones utilizan ahora dispositivos similares para las alas de los aviones, eliminando así el peligro de vibración.

Propulsión a Chorro.

La propulsión a chorro, utilizada en aviones, cohetes y naves espaciales, también es característica de los cefalópodos: pulpos, calamares y sepias. La propulsión a chorro del calamar es de gran interés para la tecnología. En esencia, el calamar tiene dos mecanismos de propulsión fundamentalmente diferentes. Cuando se mueve lentamente, utiliza una gran aleta en forma de diamante que se dobla periódicamente. Para un lanzamiento rápido, el animal utiliza una propulsión a chorro. Músculo- el manto rodea el cuerpo del molusco por todos lados, su volumen es casi la mitad del volumen de su cuerpo. En el método de natación en chorro, el animal succiona agua hacia la cavidad del manto a través del hueco del manto. El movimiento del calamar se crea arrojando un chorro de agua a través de una boquilla estrecha (embudo). Esta boquilla está equipada con una válvula especial y los músculos pueden girarla, cambiando así la dirección del movimiento. El sistema de propulsión del calamar es muy económico, gracias al cual puede alcanzar velocidades de 70 km/h, algunos investigadores creen que incluso hasta 150 km/h.

Hidroavión La forma del cuerpo es similar a la de un delfín. El parapente es hermoso y se desplaza rápidamente, teniendo la capacidad de jugar naturalmente en las olas como un delfín, agitando su aleta. El cuerpo está fabricado en policarbonato. El motor es muy potente. El primer delfín de este tipo fue construido por Innespace en 2001.

Durante la Primera Guerra Mundial, la flota británica sufrió enormes pérdidas debido a los submarinos alemanes. Era necesario aprender a detectarlos y rastrearlos. Para ello se han creado dispositivos especiales. hidrófonos. Se suponía que estos dispositivos detectarían los submarinos enemigos mediante el ruido de las hélices. Se instalaron en barcos, pero mientras el barco se movía, el movimiento del agua en el orificio receptor del hidrófono generaba un ruido que ahogaba el ruido del submarino. El físico Robert Wood sugirió que los ingenieros aprendan... de las focas, que oyen bien cuando se mueven en el agua. Como resultado, el orificio receptor del hidrófono adquirió la forma de una oreja de foca y los hidrófonos comenzaron a “escuchar” incluso a toda velocidad del barco.

3. Neurobiónica.

¿A qué niño no le interesaría jugar a robots o ver una película sobre Terminator o Wolverine? Los bionicistas más dedicados son los ingenieros que diseñan robots. Existe la opinión de que en el futuro los robots sólo podrán funcionar eficazmente si son lo más parecidos posible a los humanos. Los desarrolladores de la biónica parten del hecho de que los robots deberán funcionar en condiciones urbanas y domésticas, es decir, en un entorno "humano" con escaleras, puertas y otros obstáculos de un tamaño específico. Por lo tanto, como mínimo, deben corresponder a una persona en tamaño y en términos de principios de movimiento. Es decir, el robot debe tener patas, y ruedas, orugas, etc. no son nada aptas para la ciudad. ¿Y de quién deberíamos copiar el diseño de las piernas, si no de los animales? Un robot en miniatura de seis patas (hexápodo) de la Universidad de Stanford, de unos 17 cm de largo, ya corre a una velocidad de 55 cm/s.

Se ha creado un corazón artificial a partir de materiales biológicos. Un nuevo descubrimiento científico podría acabar con la escasez de donantes de órganos.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Minnesota está intentando crear un método fundamentalmente nuevo para tratar a 22 millones de personas: esa es la cantidad de personas en el mundo que viven con enfermedades cardíacas. Los científicos pudieron extraer células musculares del corazón, preservando sólo la estructura de las válvulas cardíacas y los vasos sanguíneos. Se trasplantaron nuevas células a este marco.

Triunfo de la biónica - mano artificial. Los científicos del Instituto de Rehabilitación de Chicago lograron crear una prótesis biónica que permite al paciente no sólo controlar la mano con pensamientos, sino también reconocer ciertas sensaciones. La dueña de la mano biónica era Claudia Mitchell, una ex oficial militar. Armada EE.UU. En 2005, Mitchell resultó herido en un accidente. Los cirujanos tuvieron que amputar mano izquierda Mitchell hasta el hombro. Como resultado, los nervios que podrían haberse utilizado para controlar la prótesis quedaron sin utilizar.

Pequeñas grandes cosas “vistas desde la naturaleza”

El famoso préstamo fue realizado por el ingeniero suizo George de
Mestral en 1955. A menudo caminaba con su perro y notaba que algunas plantas extrañas se pegaban constantemente a su pelaje. Después de estudiar el fenómeno, de Mestral determinó que era posible gracias a pequeños ganchos en los frutos de la bardana. Como resultado, el ingeniero se dio cuenta de la importancia de su descubrimiento y ocho años después patentó un práctico "Velcro".

Las ventosas se inventaron mientras se estudiaban los pulpos.

Los fabricantes de refrescos buscan constantemente nuevas formas de envasar sus productos. Al mismo tiempo, un manzano común resolvió este problema hace mucho tiempo. Una manzana está compuesta en un 97% por agua y no está envasada en cartón de madera, sino en una cáscara comestible que es lo suficientemente apetitosa como para atraer a los animales a comer la fruta y distribuir los granos.

Los hilos de araña, una asombrosa creación de la naturaleza, han llamado la atención de los ingenieros. La red fue el prototipo para la construcción de un puente sobre cables largos y flexibles, y marcó así el comienzo de la construcción de puentes colgantes fuertes y hermosos.

Se ha desarrollado un nuevo tipo de arma que puede impactar a las tropas enemigas mediante ultrasonidos. Este principio de influencia fue tomado de los tigres. El rugido de un depredador contiene frecuencias ultrabajas que, aunque los humanos no las perciben como sonido, tienen un efecto paralizante sobre ellos.

La aguja escarificadora se utiliza para extraer sangre y está diseñada según el principio de replicar completamente la estructura del diente incisivo. murciélago, cuya picadura es indolora y se acompaña de un sangrado intenso.

La jeringa de pistón que conocemos imita el aparato de succión de sangre: mosquitos y pulgas, cuya picadura es familiar para todos.

Los "paracaídas" esponjosos frenan la caída de las semillas de diente de león al suelo, al igual que un paracaídas frena la caída de una persona.

Conclusión.

El potencial de la biónica es realmente ilimitado...

La humanidad está tratando de observar más de cerca los métodos de la naturaleza para luego utilizarlos sabiamente en tecnología. La naturaleza es como una enorme oficina de ingeniería que siempre tiene la salida correcta a cualquier situación. Hombre moderno No debemos destruir la naturaleza, sino tomarla como modelo. Con su diversidad de flora y fauna, la naturaleza puede ayudar a una persona a encontrar la solución técnica adecuada a problemas complejos y una salida a cualquier situación.

Fue muy interesante para mí trabajar en este tema. En el futuro seguiré trabajando en el estudio de los logros de la biónica.

LA NATURALEZA COMO ESTÁNDAR – ¡Y EXISTE LA BIÓNICA!

Literatura:

1. Biónica. V. Martek, ed.: Mir, 1967

2. ¿Qué es la biónica? Serie “Biblioteca de Divulgación Científica”. Astashenkov P.T. M., Voenizdat, 1963

3. Biónica arquitectónica Yu.S. Lebedev, V.I. Rabinovich y otros. Moscú, Stroyizdat, 1990. 4.

Recursos de Internet utilizados

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

Bio-nika.narod.ru

www.computerra.ru/xterra

- http://ru.wikipedia.org/ wiki/Biónica

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

La biónica es una de las áreas de la biología y la cibernética que estudia las características estructurales y funciones vitales de los organismos con el fin de crear sistemas o dispositivos técnicos más avanzados, cuyas características se acerquen a las características de los sistemas vivos.

Ese día se inauguró el primer simposio internacional sobre el tema "Prototipos vivos de sistemas artificiales: la clave para las nuevas tecnologías".

Pero incluso antes del reconocimiento oficial, ya se conocía la biónica como tal. Los inventores han prestado atención durante mucho tiempo a diversos fenómenos naturales, a sus patrones de desarrollo y han encontrado las soluciones adecuadas a problemas técnicos.

En el proceso de selección natural constante y despiadada, la naturaleza ha estado mejorando sus sistemas durante miles de años, perfeccionando los órganos individuales de los animales.

En la feroz lucha por la existencia, sólo las formas más perfectas de organismos sobrevivieron y dieron a luz a sus descendientes. Como resultado de una evolución tan larga, la naturaleza ha creado un tesoro gigantesco en la Tierra, en el que hay innumerables ejemplos sorprendentes de "vivos". sistemas de ingenieria", funcionando de manera muy precisa, confiable y económica, caracterizada por una asombrosa conveniencia y armonía de acciones, la capacidad de responder a cambios sutiles en numerosos factores ambientales, recordar y tener en cuenta estos cambios y responder a ellos con una variedad de reacciones adaptativas. La naturaleza tuvo mucho tiempo para esto, y una persona que crea máquinas modernas debe resolver problemas técnicos en poco tiempo, en décadas e incluso años.

Muchos "inventos" de la naturaleza, incluso en la antigüedad, ayudaron a resolver una serie de problemas técnicos. Así, hace muchos cientos de años, los médicos árabes, mientras realizaban cirugías oculares, consiguieron comprender la refracción de los rayos de luz al pasar de un medio transparente a otro. El estudio del cristalino del ojo llevó a los médicos antiguos a pensar en utilizar lentes de cristal o vidrio para ampliar las imágenes.

En el campo de la física, el estudio de muchos de los principios básicos de la doctrina de la electricidad se inició con el estudio de la llamada electricidad animal. En particular, los famosos experimentos del fisiólogo italiano del siglo XVIII. El trabajo de Luigi Galvani con la anca de rana condujo finalmente a la creación de células galvánicas, fuentes químicas de energía eléctrica.

Incluso durante la Primera Guerra Mundial, la flota británica estaba armada con hidrófonos, dispositivos para detectar submarinos alemanes por el ruido de sus hélices en el agua. El diseño resultó fallido. Mientras el barco se movía, los hidrófonos no percibieron otros sonidos, ya que todo fue ahogado por el ruido del propio motor del barco. Los zoólogos acudieron al rescate. Recordaron que las focas oyen perfectamente en el agua a cualquier velocidad y sugirieron que los hidrófonos tuvieran la forma de una oreja de foca. Desde entonces, los británicos han tenido más éxito en la lucha contra las fuerzas alemanas.barcos de agua.

Buscar los científicos entienden¿Por qué la naturaleza es más perfecta, más inteligente y más económica? tecnología moderna, sus intentos de encontrar y sistematizar nuevos métodos paramejora radical de las máquinas, dispositivos, dispositivos existentes y creación de máquinas, dispositivos, estructuras de construccion Y procesos tecnológicos y dio lugar a una nueva dirección científica llamada biónica.

Formas de seres vivos en la naturaleza y sus análogos industriales.

Uno de los principales problemas que resuelve la biónica es el estudio de los principios que permiten conseguir una alta fiabilidad de los sistemas biológicos, modelando las funciones compensatorias de los organismos y su capacidad de adaptación.

Un ejemplo de la alta confiabilidad de los mecanismos adaptativos en algunos organismos son las conchas especiales para protegerse contra la acción. ambiente y posible ataque.

Los calefactores conocen bien la diatomita, un material refractario con el que se fabrican las paredes de los hornos de vidrio. La diatomita se obtiene de depósitos de acumulaciones gigantes de conchas de diatomeas que se han depositado en el fondo de los embalses. Las células de estas algas se encuentran dentro de una capa protectora. La concha de las diatomeas consta de dos mitades insertadas una en la otra. Gracias a una estructura nudosa especial formada por paralelepípedos o celosías, que confieren al caparazón una gran resistencia, las diatomeas pueden soportar elevadas tensiones de compresión y flexión.

Un ejemplo de un sistema complejo de adaptación a cambios en las condiciones ambientales esun sistema característico de los animales que regula el nivel de azúcar en la sangre, una importante fuente de energía. Es de particular interés científico. El funcionamiento normal del cuerpo sólo es posible con un cierto contenido de azúcar de uva (glucosa) en la sangre. El sistema de regulación único no permite fluctuaciones en los niveles de azúcar en sangre que sean dañinas para el cuerpo.

El cuerpo tiene un órgano de depósito (almacenamiento) en el que la glucosa, al polimerizarse, se convierte en otro tipo de carbono: el glucógeno (a veces llamado almidón animal). Este órgano es el hígado. En sus células el glucógeno puede depositarse en grandes cantidades, reduciendo así el nivel de glucosa en sangre.cabras. Cuando el nivel de glucosa en sangre cae por debajo del nivel requerido, parte del glucógeno se despolimeriza y la glucosa recién formada ingresa a la sangre hasta que su nivel vuelve a la normalidad. El cuerpo no se deshace del exceso de producto energético valioso, sino que lo convierte en una forma conveniente para su almacenamiento, creando una reserva para un "día lluvioso".

El complejo de problemas que resuelve la biónica incluye también el estudio de los sistemas biológicos receptores y analizadores (principalmente el estudio de los órganos de la visión, el oído y el olfato) para construir sus modelos técnicos. El ojo del calamar está adaptado para ver objetos tanto con poca como con mucha luz, adaptación que se asocia con la presencia de un pigmento granular marrón en las células de la retina. Con luz brillante, el pigmento se distribuye por toda la célula, protegiendo su base sensible del exceso de rayos de luz. Por la noche, con poca luz, todo el pigmento, por el contrario, se concentra uniformemente en la base de la célula, aumentando su sensibilidad. Los ópticos han creado ahora algo similar. Se las arreglaron para desarrollar un vidrio que se oscurece instantáneamente cuando se expone a una luz brillante. Cuando el brillo disminuye, el vidrio recupera su transparencia anterior.

Muy interesante y prometedor resultó el estudio de las propiedades aerodinámicas de aves e insectos, las características hidrodinámicas de cefalópodos, peces y cetáceos. Los resultados de esta investigación se utilizan en la construcción de aviones y barcos, diseño y fabricación de motores hidrojet para transporte submarino. El gran científico ruso N. E. Zhukovsky, mientras estudiaba el vuelo de las aves, descubrió el “secreto del ala” y desarrolló un método para calcular la sustentación del ala, la fuerza que mantiene el avión en el aire. Los resultados del estudio de las características del vuelo de las aves, al que Zhukovsky dedicó tanto tiempo, forman la base de la aerodinámica moderna.

Los insectos tienen máquinas voladoras aún más avanzadas en la naturaleza. En términos de eficiencia de vuelo, velocidad relativa y maniobrabilidad, no tienen igual en la naturaleza, y más aún en la tecnología de la aviación moderna. Aunque su velocidad de vuelo parece ser baja en comparación con los aviones modernos, si calculamos la velocidad en relación con la longitud del cuerpo de un animal o insecto volador, resulta que el abejorro vuela más rápido: en un minuto recorre 10.000 distancias iguales a longitud de su cuerpo; el segundo lugar lo ocupan los vencejos, el tercero los estorninos, luego el cuervo encapuchado, y sólo en el último lugar se encuentra nuestro avión de pasajeros de alta velocidad, que en un minuto recorre sólo 1.500 distancias iguales a su longitud, es decir, ¡vuela 6-7 veces más lento que un abejorro!

Una vez identificada la función de los halterios, las alas traseras poco desarrolladas en forma de apéndices en forma de maza que se encuentran en las moscas, los científicos pudieron crear un dispositivo "girotrón" que sirve para determinar la desviación angular de la estabilidad del vuelo en aviones y cohetes.

Utilizando el método de filmación de alta velocidad, se estableció que el ala de una mariposa no solo sube y baja durante su vuelo, como se puede ver a simple vista, sino que también realiza simultáneamente movimientos ondulatorios a lo largo del eje transversal. Por analogía con el movimiento del ala de una mariposa, se colocaron palas adicionales en forma de alas en las alas del molino de viento, y el molino de viento comenzó a funcionar incluso con el viento más suave.

La propulsión a chorro, que ahora se utiliza en aviones, cohetes y naves espaciales, también es característica de los cefalópodos: pulpos, calamares y sepias. El motor de chorro de agua de los barcos es una copia exacta del “mecanismo” de chorro mediante el cual la sepia se mueve rápidamente y arrojaun chorro de agua con gran fuerza. A los calamares se les puede llamar “velocistas del mar”. Son capaces de lanzarse desde las profundidades del mar al aire a tal velocidad que muchas veces vuelan sobre olas de más de 50 m.

Los calamares se caracterizan por una asombrosa maniobrabilidad en el agua; realizan giros extremadamente rápidos no solo en el plano horizontal sino también en el vertical. Estudio del aparato locomotor de calamares, parámetros hidrodinámicos de forma.sus cuerpos pueden proporcionar a los ingenieros de construcción naval material rico para crear un cohete marino altamente maniobrable capaz de desarrollar una enorme velocidad bajo el agua.

Un estudio profundo y completo de los procesos biológicos, las estructuras y las formas naturales con vistas a su utilización en la tecnología de la construcción y la arquitectura ha traído muchos descubrimientos en un corto período de tiempo. Los científicos han descubierto que el elegante diseño de la Torre Eiffel metálica de trescientos metros de altura repite exactamente (incluso los ángulos de las superficies de carga coinciden) la estructura de la tibia, que puede soportar fácilmente el peso del cuerpo humano, aunque cuando Al crear el proyecto de la torre, el ingeniero J. Eiffel no utilizó modelos vivos. La tibia humana, con su pequeño diámetro y masa, puede soportar una compresión de 1650 kg, que es entre 20 y 25 veces más que la carga normal.

Un estudio cuidadoso del habitual "maldito huevo" reveló que su resistencia se debe a una película-membrana delgada y elástica, gracias a la cual la cáscara resulta ser una estructura pretensada. Los constructores aprovecharon este descubrimiento cuando construyeron un edificio de teatro en Dakar, dentro del cual no debería haber una sola columna, ni un solo soporte decorativo: se suponía que todo el edificio era una enorme, vacía y delgada "caparazón" de hormigón armado. descansando sobre una base especial. Sólo la membrana que da resistencia a esta estructura no estaba hecha de material de “gallina”, sino de cemento armado. Las finas láminas de cemento armado de 15-30 mm de espesor cubren sin soporte espacios de más de 120 m de altura, además, cuanto mayor sea la luz, más delgada y ligera (hasta ciertos límites) debe ser la lámina.

El estudio de la asombrosa estructura de las hojas, que tienen una estructura nervada y en forma de abanico, sugirió a los arquitectos las llamadas "estructuras plegadas". Por ejemplo, una hoja de papel de escribir normal, colocada con bordes opuestos sobre soportes, no puede soportar su propio peso y se dobla.

La misma lámina, pero doblada como un acordeón y nuevamente colocada sobre dos soportes de modo que los pliegues paralelos recorran todo el tramo, se comporta de manera diferente a una lámina lisa. Es estable y puede soportar fácilmente, sin deformarse, una carga equivalente a cien veces el peso de su propio cuerpo. Nueva forma La chapa le dio nuevas cualidades mecánicas. Utilizando el principio de "estructuras plegadas", en los EE. UU. se construyeron cúpulas plegadas con una luz de 100 a 200 m, y en Francia cubrieron un pabellón con una luz de 218 m.

Las estructuras espaciales plegadas de paredes delgadas también se utilizan ampliamente en Rusia. Los constructores de edificios residenciales se han beneficiado de la experiencia milenaria de las abejas en la construcción de panales. Los panales tienen muchas ventajas. La uniformidad de elementos aquí se lleva al límite: el principal y únicoEl elemento estructural de todo el edificio de las abejas es una celda hexagonal hecha de cera. Otra ventaja de los panales es su resistencia. La fuerza aquí (relativa, por supuesto) es mayor que la de pared de ladrillo. El panal es isotrópico (su fuerza es la misma en todas direcciones). Gracias a estas ventajas, el diseño alveolar sirvió de base para la producción de “paneles alveolares” para la construcción de edificios residenciales. Los panales tienen otra ventaja extremadamente importante. A lo largo de millones de años de evolución, las abejas lograron, mediante prueba y error, encontrar el recipiente más económico y espacioso para almacenar miel. Todo el secreto reside en la forma racionalmente elegida, en la construcción geométrica de la celda de cera. Todos los ángulos agudos de los tres rombos que forman la base de cada hexágono son iguales a 70° 32". Los matemáticos han demostrado que en una forma hexagonal es precisamente este ángulo el que proporciona la mayor capacidad de la célula en costos mínimos material de construcción para su construcción. Nuestros ingenieros aprovecharon la experiencia de las abejas y desarrollaron nuevo diseño Elevador de hormigón armado para almacenamiento de granos. Antes de esto, en nuestro país se construyeron decenas de ascensores convencionales con enormes torres monolíticas de hormigón armado. Perfección en elloshubo poco, pero se consumió mucho hormigón armado. La construcción de un ascensor moderno y perfecto con estructura alveolar requiere un 30% menos de hormigón que su “antepasado” monolítico. Pero la experiencia centenaria de las abejas en la construcción de panales resultó útil no sólo para los constructores de edificios residenciales y graneros. Se utiliza con mucho éxito en la construcción de presas, esclusas y muchas otras instalaciones complejas e importantes.

Imitando estructuras naturales, los constructores de puentes crearon una serie de estructuras originales. Entonces, los ingenieros franceses construyeron un puente, dándole la forma del esqueleto de una estrella de mar. Tiene la forma de un triángulo equilátero, que es mucho más fiable que las estructuras arqueadas. La transformación de la forma de las hojas, cuando se enrollan formando un tubo y forman elegantes ranuras, se retuercen formando una espiral, proporcionándose la mayor resistencia, impulsó a ingenieros y diseñadores a idear un puente sobre el río en forma de hoja medio enrollada. Su ligereza es asombrosa, su fuerza es extraordinaria. La belleza, economía y durabilidad de este puente.completamente obligado a la naturaleza. Otro diseño de puente, sugerido por la naturaleza, fue desarrollado por el ingeniero Samuel Brown. Al salir al jardín y observar los miles de finos hilos de telarañas que colgaban entre los árboles, vio un prototipo del diseño del puente que buscaba en hilos largos y flexibles. El viento lo meció, pero los hilos que colgaban no se rompieron. El ingeniero sólo tuvo que calcular las cargas y secciones. Así aparecieron los puentes colgantes duraderos y hermosos.

Extremadamente importante e interesante es el problema que resuelve la biónica de investigar los sistemas de navegación, ubicación, estabilización, orientación de algunos representantes del mundo animal y la creación de dispositivos técnicos fundamentalmente nuevos basados ​​​​enlos resultados de estos estudios. Las capacidades de navegación de los animales migratorios son sorprendentes por su precisión, pero la estructura y el principio de funcionamiento de los sistemas que proporcionan orientación aún no se han resuelto.

El hombre ha adoptado mucho de la naturaleza, si no todo. La capacidad de hacer fuego, escondernos en un agujero del mal tiempo, almacenar comida en reserva, camuflarnos con el medio ambiente y muchas otras cosas que conocemos desde hace tanto tiempo que ya ni siquiera pensamos en su aparición en nuestras vidas.

Pero existe toda una ciencia, la biónica, cuyo objetivo es hacer que el mundo humano sea aún más cómodo, con la ayuda de tecnología creada a partir del espionaje de la naturaleza viva.

Leonardo da Vinci es considerado el padre de la biónica. Fue él quien, por primera vez, decidió fabricar una máquina voladora, inspirándose en el vuelo de los pájaros. Antes que él también estuvo Ícaro, descrito en los antiguos mitos griegos. Pero esto es más un sueño, pero el legendario inventor decidió hacerlo realidad. Sus dibujos con todo tipo de esquemas para el dispositivo del volante han sobrevivido hasta el día de hoy. Es cierto que su invento nunca despegó, pero se dio el primer paso. Y el nacimiento oficial de la biónica como ciencia se produjo en 1960. Luego tuvo lugar el primer simposio sobre este tema.

Desde entonces, gracias a la biónica, han aparecido en nuestras vidas muchas cosas maravillosas. Los más interesantes de ellos:

El diseño de la famosa Torre Eiffel, símbolo de París, se basa en el principio de la estructura de los huesos humanos. El arquitecto Eiffel tomó prestada su idea de los trabajos científicos del profesor de anatomía Hermann von Meyer, que estudió la estructura del esqueleto.

El cierre de velcro también está inspirado en la naturaleza. George de Mestral paseaba a menudo con su perro. Amaba a su mascota, pero se irritaba mucho cuando tenía que quitarse las espinas de berberecho de su pelaje. Decidido a estudiar esta planta con más detalle y solucionar su problema, el ingeniero ideó uno de los métodos de fijación más convenientes.

Los edificios modernos de gran altura, en los que vivimos la mayoría de nosotros, copian exactamente la estructura de los tallos de los cereales.

Es imposible decir exactamente cuándo nació la ciencia de la biónica, porque la humanidad siempre se ha inspirado en la naturaleza; se sabe, por ejemplo, que hace unos 3 mil años se intentó copiar la creación de la seda, como lo hacen los insectos. Por supuesto, tales intentos no pueden llamarse desarrollos, solo después de que aparecieron las tecnologías modernas, una persona tuvo una oportunidad muy real de copiar ideas naturales, de reproducir artificialmente en unas pocas horas todo lo que nació en condiciones naturales durante años. Por ejemplo, los científicos saben cómo cultivar piedras sintéticas que no son inferiores en belleza y pureza a las naturales, en particular como análogas a los diamantes.

La encarnación visual más famosa de la biónica es la Torre Eiffel de París. Esta construcción se basó en el estudio del fémur, que resultó que estaba formado por huesos pequeños. Ayudan a distribuir el peso perfectamente, por lo que la cabeza femoral puede soportar mayores cargas. Se utilizó el mismo principio para crear la Torre Eiffel.

Quizás el “” biónico más famoso, que hizo una gran contribución a su desarrollo, sea Leonardo da Vinci. Por ejemplo, observó el vuelo de una libélula y luego intentó transmitir sus movimientos al crear un avión.

La importancia de la biónica para otros campos científicos

No todo el mundo acepta la biónica como ciencia, considerándola un conocimiento que nace de la intersección de varias disciplinas, si bien el concepto de biónica en sí es amplio, abarca varias direcciones científicas. En particular, se trata de ingeniería genética, diseño, electrónica médica y biológica.

Se podría hablar de su carácter exclusivamente aplicado, pero la modernidad software permite simular e implementar todo tipo de soluciones naturales en la realidad, por lo que el estudio y comparación de los fenómenos naturales con las capacidades humanas es cada vez más relevante. Al crear robótica moderna, los ingenieros recurren cada vez más a los científicos biónicos en busca de ayuda. Al fin y al cabo, son los robots los que harán la vida humana mucho más fácil en el futuro, y para ello deben poder moverse correctamente, pensar, predecir, analizar, etc. Así, científicos de la Universidad de Stanford crearon un robot basándose en observaciones de cucarachas. ; su invento no sólo es ágil y orgánico, sino también muy funcional. En un futuro próximo, este robot puede convertirse en un asistente indispensable para quienes no pueden moverse de forma independiente.

Con la ayuda de la biónica, en el futuro será posible crear desarrollos tecnológicos colosales. Ahora a una persona le tomará solo unos pocos años crear un análogo de los fenómenos naturales, mientras que la naturaleza misma dedicará milenios a esto.

El lema de la biónica es: "La naturaleza sabe más". ¿Qué clase de ciencia es esta? El propio nombre y este lema nos hacen entender que la biónica está conectada con la naturaleza. Muchos de nosotros nos topamos cada día con elementos y resultados de la ciencia de la biónica sin siquiera saberlo.

¿Has oído hablar de una ciencia como la biónica?

La biología es un conocimiento popular que nos presentan en la escuela. Por alguna razón, mucha gente cree que la biónica es uno de los subcampos de la biología. De hecho, esta afirmación no es del todo exacta. De hecho, en el sentido estricto de la palabra, la biónica es una ciencia que estudia los organismos vivos. Pero la mayoría de las veces estamos acostumbrados a asociar algo más con esta enseñanza. La biónica aplicada es una ciencia que combina biología y tecnología.

Sujeto y objeto de la investigación biónica.

¿Qué estudia la biónica? Para responder a esta pregunta, debemos considerar la división estructural de la enseñanza misma.

biónica biológica Explora la naturaleza tal como es, sin intentar interferir. El objeto de su estudio son los procesos que ocurren dentro de los sistemas biológicos.

Biónica teórica se ocupa del estudio de aquellos principios que se han observado en la naturaleza y, sobre su base, crea un modelo teórico, que posteriormente se utiliza en tecnología.

Biónica práctica (técnica) es la aplicación de modelos teóricos en la práctica. Por así decirlo, la introducción práctica de la naturaleza en el mundo técnico.

¿Dónde comenzó todo?

Al gran Leonardo da Vinci se le considera el padre de la biónica. En las notas de este genio se pueden encontrar los primeros intentos de implementación técnica de mecanismos naturales. Los dibujos de Da Vinci ilustran su deseo de crear un avión capaz de mover sus alas, como un pájaro en pleno vuelo. Hubo un tiempo en que estas ideas eran demasiado atrevidas para volverse populares. Llamaron la atención mucho más tarde.

El primero en aplicar los principios de la biónica en la arquitectura fue Antoni Gaudí i Cournet. Su nombre está firmemente grabado en la historia de esta ciencia. Las estructuras arquitectónicas diseñadas por el gran Gaudí eran impresionantes en el momento de su construcción y evocan el mismo deleite muchos años después entre los observadores modernos.

El siguiente que apoyó la idea de la simbiosis entre naturaleza y tecnología fue. Bajo su liderazgo, comenzó el uso generalizado de principios biónicos en el diseño de edificios.

El establecimiento de la biónica como ciencia independiente no se produjo hasta 1960, en un simposio científico celebrado en Daytona.

Desarrollo equipo de computadora y los modelos matemáticos permiten a los arquitectos modernos implementar las señales de la naturaleza en la arquitectura y otras industrias mucho más rápido y con mayor precisión.

Prototipos naturales de invenciones técnicas.

El ejemplo más simple de la ciencia biónica es la invención de las bisagras. La fijación es familiar para todos y se basa en el principio de rotación de una parte de la estructura alrededor de otra. Este principio lo utilizan las conchas marinas para controlar sus dos válvulas y abrirlas o cerrarlas según sea necesario. El pez corazón gigante del Pacífico alcanza un tamaño de 15 a 20 cm y el principio de articulación de sus conchas es claramente visible a simple vista. Los pequeños representantes de esta especie utilizan el mismo método para fijar las válvulas.

En la vida cotidiana, utilizamos a menudo una variedad de pinzas. El pico afilado y en forma de pinza de la aguja se convierte en un análogo natural de tal dispositivo. Estas aves utilizan un pico fino, lo clavan en tierra blanda y sacan pequeños escarabajos, gusanos, etc.

Muchos dispositivos modernos y los dispositivos están equipados con ventosas. Por ejemplo, se utilizan para mejorar el diseño de las patas de diversos electrodomésticos de cocina para evitar que se resbalen durante el funcionamiento. Además, los zapatos especiales de los limpiadores de ventanas están equipados con ventosas. edificios de gran altura para garantizar su fijación segura. Este sencillo dispositivo también está tomado de la naturaleza. La rana arborícola, que tiene ventosas en las patas, se mantiene inusualmente hábilmente sobre las hojas suaves y resbaladizas de las plantas, y el pulpo las necesita para tener un contacto cercano con sus víctimas.

Puedes encontrar muchos ejemplos de este tipo. La biónica es precisamente la ciencia que ayuda al hombre a tomar prestado de la naturaleza. soluciones tecnicas por tus inventos.

¿Quién es primero: la naturaleza o las personas?

A veces sucede que uno u otro invento de la humanidad ha sido "patentado" por la naturaleza durante mucho tiempo. Es decir, los inventores, al crear algo, no copian, sino que inventan ellos mismos la tecnología o el principio de funcionamiento, y luego resulta que existe en la naturaleza desde hace mucho tiempo, y uno podría simplemente espiarlo y adoptarlo. .

Esto sucedió con el cierre de velcro habitual, que utiliza una persona para sujetar la ropa. Se ha demostrado que para unir púas finas también se utilizan ganchos similares a los del velcro.

La estructura de las chimeneas de las fábricas se parece a los tallos huecos de los cereales. El refuerzo longitudinal utilizado en las tuberías es similar a las hebras de esclerénquima del vástago. Anillos de refuerzo de acero - intersticios. La fina piel en el exterior del vástago es análoga al refuerzo en espiral en la estructura de las tuberías. A pesar de la colosal similitud de la estructura, los científicos inventaron de forma independiente un método de este tipo para construir tuberías de fábrica, y solo más tarde vieron la identidad de dicha estructura con los elementos naturales.

Biónica y medicina.

El uso de la biónica en medicina permite salvar la vida de muchos pacientes. Se trabaja sin parar en la creación de órganos artificiales capaces de funcionar en simbiosis con el cuerpo humano.

El danés Dennis Aabo fue el primero en probarlo. Perdió la mitad de su brazo, pero ahora tiene la capacidad de percibir objetos al tacto con la ayuda de un invento médico. Su prótesis está conectada a las terminaciones nerviosas del miembro lesionado. Los sensores dactilares artificiales son capaces de recopilar información sobre objetos que se tocan y transmitirla al cerebro. El diseño aún no se ha finalizado, es muy voluminoso, lo que dificulta su uso en la vida cotidiana, pero ahora podemos llamar a esta tecnología un verdadero descubrimiento.

Toda investigación en esta dirección se basa íntegramente en la copia de procesos y mecanismos naturales y su implementación técnica. Esta es la biónica médica. Los comentarios de los científicos dicen que su trabajo pronto permitirá reemplazar órganos humanos desgastados y utilizar prototipos mecánicos. Este será verdaderamente el mayor avance en la medicina.

Biónica en la arquitectura.

La biónica arquitectónica y de la construcción es una rama especial de la ciencia biónica, cuya tarea es la reunificación orgánica de la arquitectura y la naturaleza. Recientemente, cada vez con mayor frecuencia, al diseñar estructuras modernas, se recurre a principios biónicos tomados de organismos vivos.

Hoy en día, la biónica arquitectónica se ha convertido en un estilo arquitectónico independiente. Nació de una simple copia de formas, y ahora la tarea de esta ciencia es adoptar principios, características organizativas e implementarlos técnicamente.

A veces este estilo arquitectónico se llama estilo ecológico. Esto se debe a que las reglas básicas de la biónica son:

• buscar soluciones óptimas;
• principio de ahorro de materiales;
• el principio de máximo respeto al medio ambiente;
• Principio de ahorro de energía.

Como puede ver, la biónica en la arquitectura no sólo son formas impresionantes, sino también Tecnologías avanzadas, permitiéndole crear una estructura que cumpla con los requisitos modernos.

Características de los edificios arquitectónicos biónicos.

Basándonos en experiencias pasadas en arquitectura y construcción, podemos decir que todas las estructuras humanas son frágiles y de corta duración si no utilizan las leyes de la naturaleza. Los edificios biónicos, además de formas asombrosas y soluciones arquitectónicas audaces, son resistentes y capaces de resistir fenómenos naturales adversos y desastres.

En el exterior de los edificios construidos con este estilo se pueden ver elementos de relieves, formas y contornos, hábilmente copiados por los ingenieros de diseño a partir de objetos vivos y naturales y plasmados magistralmente por los arquitectos de la construcción.

Si de repente, al contemplar un objeto arquitectónico, te parece que estás mirando una obra de arte, existe una alta probabilidad de que frente a ti haya un edificio de estilo biónico. Se pueden ver ejemplos de tales estructuras en casi todas las capitales de países y en las grandes ciudades tecnológicamente avanzadas del mundo.

Diseño para el nuevo milenio

En los años 90, un equipo de arquitectos españoles creó un proyecto de construcción basado en un concepto completamente nuevo. Se trata de un edificio de 300 plantas, cuya altura superará los 1200 m. Está previsto que el movimiento a lo largo de esta torre se realice mediante cuatrocientos ascensores verticales y horizontales, cuya velocidad es de 15 m/s. El país que aceptó patrocinar este proyecto fue China. Para la construcción se eligió la ciudad más poblada, Shanghai. La implementación del proyecto resolverá el problema demográfico de la región.

La torre tendrá una estructura completamente biónica. Los arquitectos creen que sólo esto puede garantizar la resistencia y durabilidad de la estructura. El prototipo de la estructura es un ciprés. La composición arquitectónica tendrá no sólo una forma cilíndrica, similar al tronco de un árbol, sino también "raíces" - el nuevo tipo base biónica.

La cubierta exterior del edificio es un material plástico y transpirable que imita la corteza de los árboles. El sistema de aire acondicionado de esta ciudad vertical será análogo a la función termorreguladora de la piel.

Según científicos y arquitectos, un edificio de este tipo no será el único de su tipo. Después de una implementación exitosa, el número de edificios biónicos en la arquitectura del planeta no hará más que aumentar.

Edificios biónicos que nos rodean

¿Qué creaciones famosas han utilizado la ciencia de la biónica? Es fácil encontrar ejemplos de tales estructuras. Tomemos, por ejemplo, el proceso de creación de la Torre Eiffel. Durante mucho tiempo hubo rumores de que este símbolo de Francia de 300 metros de altura fue construido según los dibujos de un ingeniero árabe desconocido. Posteriormente se reveló su completa analogía con la estructura de la tibia humana.

Además de la Torre Eiffel, puedes encontrar muchos ejemplos de estructuras biónicas en todo el mundo:

• Fue erigido por analogía con una flor de loto.
• Ópera Nacional de Beijing: imitación de una gota de agua.
• Complejo de natación en Beijing. Externamente repite la estructura cristalina de la red de agua. Una sorprendente solución de diseño también combina la útil capacidad de la estructura para acumular energía solar y posteriormente utilizarla para alimentar todos los aparatos eléctricos que funcionan en el edificio.
• El rascacielos Aqua parece una corriente de agua que cae. Ubicado en Chicago.
• La casa del fundador de la biónica arquitectónica, Antonio Gaudí, es una de las primeras estructuras biónicas. Hasta el día de hoy ha conservado su valor estético y sigue siendo uno de los sitios turísticos más populares de Barcelona.

Conocimiento que todo el mundo necesita

En resumen, podemos decir con seguridad: todo lo que estudia la biónica es relevante y necesario para el desarrollo. sociedad moderna. Todo el mundo debería familiarizarse con los principios científicos de la biónica. Sin esta ciencia es imposible imaginar el progreso técnico en muchas áreas de la actividad humana. La biónica es nuestro futuro en completa armonía con la naturaleza.