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Investigación sobre biónica: la ciencia de las mejores oportunidades

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Conferencia regional científica - práctica

en el marco del foro regional de la juventud

"¡El futuro somos nosotros!"

Ciencias naturales (física, biología)

Investigación relacionada

"Biónica: la ciencia de las mayores oportunidades"

MBOU "Escuela No. 7", Petrovsk, Región de Saratov

Líderes

Filyanina Olga Alexandrovna,

Profesor de quimica y biologia

Gerasimova Natalia Anatolyevna,

Profesor de matemática y física,

petrovsk

abril 2014

1. Introducción p. 3-4
2. De la antigüedad a la modernidad. p. 5-6
3. Secciones de biónica:

3.1. arquitectura y construcción biónica; páginas 6-8

3.2. biomecánica; 8-12

3.3. neurobionics. Pág. 13-14

4. Grandes cosas pequeñas, "asomadas de la naturaleza". Pág. 14-15

5. Conclusión p. 16

6. Literatura y recursos de Internet utilizados. p. 16

Pájaro

Interino

De acuerdo con la ley matemática

herramienta,

Para hacer eso,

en poder humano ...

Leonardo da Vinci.

¿Te gustaría volar a través de autos con un solo salto, moverte como Spider-Man, notar enemigos a una distancia de varios kilómetros y doblar vigas de acero con tus manos? Debe suponerse que sí, pero, por desgracia, esto no es realista. Aunque poco realista ...

Desde la fundación del mundo, a mucha gente le ha interesado mucho: por qué el agua está mojada, por qué cambia la noche, por qué huele a flores, etc. Naturalmente, la gente trató de encontrar una explicación para esto. Pero cuanto más se enteró, más preguntas surgieron para él: ¿puede una persona volar como un pájaro, nadar como un pez, cómo los animales "aprenden" sobre la tormenta que se aproxima, el inminente terremoto, la inminente erupción del volcán, ¿se puede crear inteligencia artificial?

Hay muchas preguntas "por qué", a menudo estas preguntas no fueron interpretadas científicamente, dando lugar a la ficción, la superstición. Para hacer esto, debe tener un buen conocimiento en muchos campos: en física y química, astronomía y biología, geografía y ecología, en matemáticas y tecnología, en medicina y espacio.

Pero, ¿hay una ciencia que combine todo en sí misma, podría combinar lo incongruente? Resulta que existe.

Cosa mi investigación es la ciencia de la biónica - "Lógica BIO "y" las de NIKA ".

El propósito del trabajo de investigación:la necesidad de la aparición de la ciencia de la biónica, sus capacidades y los límites de aplicabilidad.

Para hacer esto, puedes poner un númerotareas:

1. Aprender qué es la "biónica".

2. Trace la historia del desarrollo de la ciencia de "Bionics": desde la antigüedad hasta la modernidad y su relación con otras ciencias.

3. Resalte las secciones principales de biónica.

4. Lo que necesitas decir gracias a la naturaleza: oportunidades abiertas y rompecabezas de biónica.

Métodos de búsqueda:

Teórico:

- el estudio de artículos científicos, literatura sobre el tema.

Práctico:

Observación;

Generalización.

Significado práctico.

Creo que mi trabajo será útil e interesante para un amplio círculo de estudiantes y profesores, ya que todos vivimos en la naturaleza de acuerdo con las leyes que ella creó. Un hombre solo debe poseer conocimiento hábilmente para incorporar en la tecnología todas las pistas de la naturaleza y revelar sus secretos.

De la antigüedad a la modernidad

Bionics, una ciencia aplicada que estudia la posibilidad de combinar organismos vivos y dispositivos técnicos, se está desarrollando muy rápidamente en la actualidad.

El deseo de poseer habilidades que son superiores a las que la naturaleza nos ha dado se encuentra en lo más profundo de cada persona; esto lo confirma cualquier entrenador físico o cirujano plástico. Nuestros cuerpos tienen una increíble capacidad de adaptación, pero hay cosas que no pueden hacer. Por ejemplo, no podemos hablar con aquellos que están fuera del alcance del oído, no podemos volar. Por lo tanto, necesitamos teléfonos y aviones. Para compensar su imperfección, las personas han utilizado durante mucho tiempo diversos dispositivos "externos", sin embargo, con el desarrollo de la ciencia, las herramientas disminuyeron gradualmente y se acercaron a nosotros.

Además, todos saben que si algo le sucede a su cuerpo, los médicos llevarán a cabo "reparaciones" utilizando las tecnologías médicas más modernas.

Si combinamos estos dos conceptos simples, podemos tener una idea del siguiente paso en la evolución del hombre. En el futuro, los médicos no solo podrán restaurar organismos "dañados" o "fallidos", sino que también comenzarán a mejorar activamente a las personas, haciéndolas más fuertes y más rápidas de lo que la naturaleza maneja. Esa es la esencia de la biónica, y hoy estamos al borde del surgimiento de un nuevo tipo de persona. Quizás uno de nosotros se convierta en uno ...

El progenitor de la biónica se considera Leonardo da Vinci. 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 llevó a cabo repetidamenteornitóptero (del griego órnis, género. caso órnithos - pájaro y pterón - ala),majolet , el avión es más pesado que el aire con alas batientes). Entre las criaturas vivientes, por ejemplo, las aves usan los movimientos de las alas para volar.

De los eruditos modernos, se puede llamar el nombre Osip M.R. Delgado.

Con la ayuda de sus dispositivos electrónicos, estudió las características neurológicas y físicas de los animales. Y sobre esta base intenté desarrollar algoritmos de control para organismos vivos.

Biónica (del griego. Biōn, el elemento de la vida, literalmente, vivir), una ciencia que limita entre la biología y la tecnología, resolviendo problemas de ingeniería basados \u200b\u200ben el modelado de la estructura y las funciones vitales de los organismos. Bionics está estrechamente relacionado con la biología, la física, la química, la cibernética y las ciencias de la ingeniería: electrónica, navegación, comunicaciones, asuntos marinos, etc. / BSE.1978./

Se considera el año formal de nacimiento de la biónica.1960 año Los científicos biónicos eligieron el emblema como un bisturí y un soldador, conectados por un signo integral, y el lema: "Prototipos en vivo: la clave de las nuevas tecnologías».

Muchos modelos biónicos, antes de recibir una realización técnica, comienzan su vida en la computadora donde se compila el programa informático: el modelo biónico.

Hoy la biónica tiene varias direcciones.

Secciones biónicas

1. Arquitectura y construcción biónica.

Un ejemplo sorprendente de arquitectura y construcción biónica es la completaanalogía de la estructura de los tallos de cereales y modernos edificios de gran altura. Los tallos de las plantas de cereales pueden soportar cargas pesadas y no romperse bajo el peso de la inflorescencia. Si el viento los dobla al suelo, rápidamente restauran su posición vertical. ¿Cuál es el secreto? Resulta que su estructura es similar a la construcción de rascacielos modernostuberías de fábrica - Uno de los últimos logros en ingeniería.

Famosos arquitectos españoles M.R. Servers y H. Ploz, partidarios activos de la biónica, comenzaron a investigar sobre "estructuras dinámicas" en 1985, y en 1991 organizaron la Sociedad para el Apoyo de la Innovación en Arquitectura. El grupo bajo su liderazgo, que incluía arquitectos, ingenieros, diseñadores, biólogos y psicólogos, desarrolló el proyecto "Ciudad vertical de la torre biónica". En 15 años, una ciudad torre debería aparecer en Shanghai (según los científicos, en 20 años, el número de Shanghai puede llegar a 30 millones de personas). La ciudad de la torre está diseñada para 100 mil personas, el proyecto se basa en el "principio de la construcción del árbol".

La ciudad de la torre tomará la formaciprés 1128 m de altura con una circunferencia en la base de 133 por 100 m, y en el punto más ancho 166 por 133 m. La torre tendrá 300 pisos, y se ubicarán en 12 bloques verticales de 80 pisos.

Con motivo del centenario de la Revolución Francesa, se organizó una exposición mundial en París. Se planeó erigir una torre en el territorio de esta exposición, que simbolizaría tanto la grandeza de la Revolución Francesa como los últimos logros tecnológicos. La competencia recibió más de 700 proyectos, el proyecto del ingeniero de puentes Alexander Gustave Eiffel fue reconocido como el mejor. A finales del siglo XIX, la torre, que lleva el nombre de su creador, impresionó al mundo entero con delicadeza y belleza. La torre de 300 metros se ha convertido en una especie de símbolo de París. Se rumoreaba que la torre fue construida de acuerdo con los dibujos de un científico árabe desconocido. Y solo después de más de medio siglo, los biólogos e ingenieros hicieron un descubrimiento inesperado: el diseñoTorre Eiffel repite la estructura de grandestibia soportando fácilmente la severidad del cuerpo humano. Incluso los ángulos entre las superficies de apoyo coinciden. Este es otro buen ejemplo de biónica en acción.

En arquitectura y construcción biónica, se presta mucha atención a las nuevas tecnologías de construcción. Por ejemplo, en el campo del desarrollo de tecnologías de construcción efectivas y libres de residuos, la creación de un área prometedora esdiseños en capas. La idea fue tomada demoluscos de aguas profundas. Sus conchas duraderas, por ejemplo, en la "oreja de mar" generalizada, consisten en alternar placas duras y blandas. Cuando se rompe una placa rígida, la deformación es absorbida por la capa blanda y la grieta no va más allá. Esta tecnología también se puede utilizar para cubrir automóviles.

2. Biomecánica

Localizadores de la naturaleza. Barómetros en vivo y sismógrafos.

La investigación más avanzada en biónica es el desarrollo de medios biológicos de detección, navegación y orientación; un complejo de estudios relacionados con el modelado de las funciones y estructuras del cerebro de animales y humanos superiores; creación de sistemas de control bioeléctrico e investigación sobre el problema de "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?

Hace tiempo que se sabe que las aves, los peces y los insectos reaccionan de manera muy sensible y precisa a los cambios climáticos. Un bajo vuelo de golondrinas presagia una tormenta eléctrica. Por la acumulación de medusas cerca de la costa, los pescadores aprenden que puedes ir a pescar, el mar estará en calma.

Animales - "biosinópticos" dotado naturalmente de "instrumentos" hipersensibles únicos. La tarea de la biónica no es solo encontrar estos mecanismos, sino también comprender su acción y recrearla en circuitos electrónicos, dispositivos, estructuras.

El estudio del complejo sistema de navegación de peces y aves, que abarca miles de kilómetros durante las migraciones y el regreso libre de errores a sus lugares para desovar, invernar, criar pollos, contribuye al desarrollo de sistemas altamente sensibles de rastreo, apuntado y reconocimiento.

Muchos organismos vivos tienen tales sistemas analizadores que los humanos no tienen. Por ejemplo, los saltamontes en el segmento 12 de las antenas tienen un tubérculo que recibe radiación infrarroja. Los tiburones y las rayas tienen canales en la cabeza y en la parte delantera del torso, que son sensibles a los cambios de temperatura de 0,10 C. Las serpientes, las hormigas y las termitas tienen dispositivos que detectan la radiación radiactiva. Muchos reaccionan a los cambios en el campo magnético (principalmente aves e insectos que realizan migraciones a larga distancia). Búhos, murciélagos, delfines, ballenas y la mayoría de los insectos perciben vibraciones infrarrojas y ultrasónicas. Los ojos de una abeja reaccionan a la luz ultravioleta, la cucaracha al infrarrojo.

El órgano termosensible de la serpiente de cascabel distingue los 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 los cuantos de luz, los peces sienten un cambio en la concentración de una sustancia en el agua de 1 mg / m3 (\u003d 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, los machos de las mariposas (por ejemplo, el ojo de pavo real nocturno, el espino, la cabeza muerta, etc.) buscan una hembra a una distancia de 10 km. 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 al mismo lugar donde ellos mismos comenzaron su viaje de vida. Se supone que tienen dos sistemas de orientación, distantes, según las estrellas y el sol, y los más cercanos, por olor (química de las aguas costeras).

Los murciélagos, como regla, son pequeños y, francamente, para muchos de nosotros, criaturas desagradables e incluso repulsivas. Pero era tan habitual tratarlos con prejuicios, cuya base, por regla general, era todo tipo de leyendas y creencias que se habían desarrollado incluso cuando la gente creía en espíritus y espíritus malignos.

El murciélago es un objeto único para los científicos bioacústicos. Ella es completamente libre para navegar en completa oscuridad, sin toparse con obstáculos. Además, al tener poca vista, el murciélago detecta y atrapa pequeños insectos sobre la marcha, distingue a un mosquito volador de una mota de remolinos en el viento, un insecto comestible de una mariquita insípida.

Por primera vez en 1793, el científico italiano Lazzaro Spallanzani se interesó en esta habilidad inusual de los murciélagos. Al principio, trató de descubrir de qué manera varios animales encuentran su camino en la oscuridad. Se las arregló para establecer: los búhos y otras criaturas nocturnas ven bien en la oscuridad. Es cierto, en completa oscuridad, y ellos, como resultó, se vuelven indefensos. Pero cuando comenzó a experimentar con los murciélagos, descubrió que una oscuridad tan completa no era un obstáculo para ellos. Entonces Spallanzani fue más allá: simplemente perdió de vista varios murciélagos. ¿Y qué? Esto no cambió nada en su comportamiento; cazaban insectos tan bien como los videntes. Spallanzani estaba convencido de esto cuando abrió el estómago de los ratones experimentales.

El interés en el acertijo aumentó. Especialmente después de que Spallanzani se familiarizó con los experimentos del biólogo suizo Charles Jurin, quien en 1799 llegó a la conclusión de que los murciélagos pueden prescindir de la vista, pero cualquier daño auditivo grave es fatal para ellos. Tan pronto como se taparon las orejas con tubos de cobre especiales, comenzaron a tropezar ciega y aleatoriamente con todos los obstáculos que se les presentaban. Junto con esto, en varios experimentos diversos se demostró que las alteraciones en la actividad de los órganos de la visión, el tacto, el olfato y el gusto no tienen ningún efecto en el vuelo de los murciélagos.

Los experimentos de Spallanzani fueron indudablemente impresionantes, pero estaban claramente adelantados. Spallanzani no pudo responder la pregunta principal y científicamente correcta: si no fuera por el oído o la vista, ¿entonces qué ayuda a los murciélagos a orientarse tan bien en el espacio?

En ese momento no sabían nada sobre el ultrasonido, o que los animales podrían tener otros órganos (sistemas) de percepción, y no solo oídos y ojos. Por cierto, fue con este espíritu que algunos experimentos científicos de Spallanzani trataron de explicar: dicen que los murciélagos tienen el sentido del tacto más sutil, cuyos órganos probablemente se encuentran en las membranas de sus alas ...

El asunto terminó siendo olvidado sobre los experimentos de Spallanzani. Solo en nuestro tiempo, más de cien años después, se resolvió el llamado "problema spallanzanico de los murciélagos", como lo llamaron los científicos. Esto fue posible gracias al advenimiento de nuevas herramientas de investigación basadas en la electrónica.

El físico de la Universidad de Harvard, G. Pearce, pudo descubrir que los murciélagos emiten sonidos por debajo del umbral de audibilidad del oído humano.

Elementos de aerodinámica.

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. Basado en el estudio del vuelo de las aves, apareció la aviación.

Los insectos poseen un avión aún más perfecto en la vida silvestre. En términos de eficiencia de vuelo, velocidad relativa y maniobrabilidad, no tienen igual en la naturaleza viva. La idea de crear un avión, basada en el principio del vuelo de insectos, está esperando su permiso. Para evitar fluctuaciones dañinas en el vuelo, hay espesamientos quitinosos en los extremos de las alas de los insectos que vuelan rápidamente. Ahora los diseñadores de aviones usan dispositivos similares para las alas de los aviones, eliminando así el peligro de vibración.

Propulsión a Chorro.

El movimiento del jet utilizado en aviones, cohetes y proyectiles espaciales también es característico de los cefalópodos: pulpos, calamares, sepias. De gran interés para la técnica es la propulsión del chorro de calamar. De hecho, el calamar tiene dos motores fundamentalmente diferentes. Cuando se mueve lentamente, usa una gran aleta en forma de diamante, que se dobla periódicamente. Para un lanzamiento rápido, el animal usa una propulsión a chorro. Tejido muscular: el manto rodea el cuerpo del molusco por todos lados, su volumen es casi la mitad del volumen de su cuerpo. En un método de natación reactiva, un animal aspira agua en la cavidad del manto a través de la brecha del manto. El movimiento del calamar se crea al arrojar una corriente de agua a través de una boquilla estrecha (embudo). Esta boquilla está equipada con una válvula especial, y los músculos pueden rotarla, logrando así un cambio en la dirección del movimiento. El movimiento del calamar es muy económico, por lo que puede alcanzar velocidades de 70 km / h, algunos investigadores creen que incluso hasta 150 km / h.

Hidroavión la forma del cuerpo es similar a un delfín. El planeador es hermoso y se monta rápidamente, teniendo la capacidad, naturalmente, de jugar delfines en las olas, agitando la aleta. El cuerpo está hecho de policarbonato. El motor es muy potente. El primer delfín fue construido por Innespace en 2001.

Durante la Primera Guerra Mundial, la flota inglesa sufrió enormes pérdidas debido a los submarinos alemanes. Era necesario aprender a detectarlos y rastrearlos. Para este propósito, se crearon dispositivos especiales.hidrófonos Se suponía que estos dispositivos encontrarían submarinos enemigos por el ruido de las hélices. Se instalaron en los barcos, pero durante el curso del barco, el movimiento del agua en el orificio receptor del hidrófono creó un ruido que ahogó el ruido del submarino. El físico Robert Wood sugirió que los ingenieros aprendan de ... las focas que escuchan bien cuando se mueven en el agua. Como resultado, el orificio receptor del hidrófono tenía la forma de la oreja de una foca, y los hidrófonos comenzaron a "escuchar" incluso a toda velocidad del barco.

3. Neurobionics.

Ningún niño sería aficionado a jugar robots, ni miraría una película sobre Terminator o Rassomakha. Los biónicos más dedicados son los ingenieros que diseñan robots. Existe un punto de vista tal que en el futuro los robots podrán funcionar de manera efectiva solo si son tan humanos como sea posible. Los desarrolladores de Bionics parten del hecho de que los robots tendrán que 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, están obligados a adaptarse a una persona en tamaño y en los principios del movimiento. En otras palabras, el robot debe tener patas, y las ruedas, las orugas, etc. no son adecuadas para la ciudad. ¿Y quién copiará el diseño de las patas, si no los animales? Un robot en miniatura, de aproximadamente 17 cm de largo, de seis patas (hexapod) de la Universidad de Stanford ya está funcionando a una velocidad de 55 cm / seg.

Se crea un corazón artificial a partir de materiales biológicos. Un nuevo descubrimiento científico podría poner fin a la escasez de órganos donantes.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Minnesota está tratando de crear un método fundamentalmente nuevo para tratar a 22 millones de personas, por lo que muchas personas en el mundo viven con un corazón enfermo. Los científicos lograron eliminar las células musculares del corazón, reteniendo solo el marco de las válvulas cardíacas y los vasos sanguíneos. Se trasplantaron nuevas células en este andamio.

El triunfo de la biónica es una mano artificial. Los científicos del Instituto de Rehabilitación de Chicago lograron crear una prótesis biónica que le permite al paciente no solo controlar su mano con sus pensamientos, sino también reconocer algunas sensaciones. La propietaria del brazo biónico era Claudia Mitchell, quien anteriormente sirvió en la Marina de los EE. UU. En 2005, Mitchell sufrió un accidente. Los cirujanos tuvieron que amputar el brazo izquierdo de Mitchell hasta el hombro. Como resultado, los nervios que podrían usarse para controlar la prótesis se dejaron sin uso.

Pequeñas cosas geniales, "asomadas de la naturaleza"

Famosos préstamos hechos por el ingeniero suizo George de
Mestral en 1955. A menudo caminaba con su perro y notó que algunas plantas extrañas se adhieren constantemente a su cabello. Después de explorar el fenómeno, de Mestral determinó que es posible debido a los pequeños ganchos en los frutos de la berberecho (bardana). Como resultado, el ingeniero se dio cuenta de la importancia del descubrimiento y ocho años después patentó un conveniente Velcro.

Las ventosas se inventaron al estudiar los pulpos.

Los fabricantes de refrescos buscan constantemente nuevas formas de empacar sus productos. Al mismo tiempo, un manzano común hace mucho tiempo resolvió este problema. La manzana es 97% de agua, que de ninguna manera está empacada en cartón, sino en una cáscara comestible lo suficientemente apetitosa como para atraer animales que comen frutas y distribuyen granos.

Telarañas: una increíble creación de la naturaleza atrajo la atención de los ingenieros. La red fue un prototipo de la construcción del puente sobre cables largos y flexibles, sentando así las bases para la construcción de puentes colgantes hermosos y duraderos.

Ahora se ha desarrollado un nuevo tipo de arma, capaz de introducir a las tropas enemigas en estado de shock con la ayuda de un ultrasonido. Este principio de influencia fue tomado de los tigres. El rugido de un depredador contiene frecuencias ultrabajas que, aunque no son percibidas por los humanos como sonido, tienen un efecto paralítico sobre él.

Una aguja escarificadora, utilizada para recolectar sangre, está diseñada de acuerdo con el principio, repite completamente la estructura del cortador de dientes de un murciélago, cuya mordida es indolora y se acompaña de un sangrado severo.

La jeringa de pistón con la que estamos acostumbrados imita un aparato para chupar sangre: mosquitos y pulgas, con los que cada persona está familiarizada.

Los "paracaídas" mullidos ralentizan la caída de semillas de diente de león en el suelo, al igual que un paracaídas ralentiza la caída de una persona.

Conclusión

El potencial de la biónica es verdaderamente ilimitado ...

La humanidad está tratando de mirar más de cerca los métodos de la naturaleza y luego usarlos de manera inteligente en la tecnología. La naturaleza es como una gran oficina de ingeniería, que siempre está lista para salir de cualquier situación. El hombre moderno no debe destruir la naturaleza, sino tomarla como modelo. Al tener una variedad de flora y fauna, la naturaleza puede ayudar a una persona a encontrar la solución técnica adecuada para problemas complejos y una forma de salir de cualquier situación.

Estaba muy interesado en trabajar en este tema. En el futuro, continuaré estudiando los logros de la biónica.

LA NATURALEZA COMO UN ESTÁNDAR - ¡Y HAY UN BIONICO!

Literatura:

1. Biónica. V. Martek, editorial: Mir, 1967.

2. ¿Qué es la biónica? Serie "Biblioteca de Ciencias Populares". Astashenkov P.T. M., Publicación militar, 1963

3 biónica arquitectónica de Yu.S. Lebedev, V.I. Rabinovich y otros, Moscú, Stroyizdat, 1990.4.

Recursos de Internet usados

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

Bio-nika.narod.ru

Www.computerra.ru/xterra

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

Www.zipsites.ru/matematika_estestv_nauki/fizika/astashenkov_bionika/

Http://factopedia.ru/publication/4097

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

Http://novostey.com

Http://images.yandex.ru/yandsearch

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

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

En este día, se abrió el primer simposio internacional sobre el tema "Prototipos en vivo de sistemas artificiales: la clave de una nueva técnica".

Pero incluso antes del reconocimiento oficial de la biónica como tal era conocido. Los inventores han prestado atención a varios fenómenos naturales, las leyes de su desarrollo, y han encontrado las soluciones correctas a los problemas técnicos.

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

En la feroz lucha por la existencia, solo las formas más avanzadas de organismos sobrevivieron y dieron descendencia. Como resultado de una evolución tan larga, la naturaleza ha creado un tesoro gigantesco en la Tierra, en el que no se pueden contar muestras asombrosas de "sistemas de ingeniería vivos" que funcionan de manera muy precisa, confiable y económica, difieren en una asombrosa conveniencia y armonía de acciones, la capacidad de responder a los cambios más sutiles en numerosos factores ambientales, para recordar y tenga en cuenta estos cambios, responda a ellos con diversas reacciones adaptativas. La naturaleza tenía mucho tiempo para esto, y una persona que crea máquinas modernas debe resolver problemas técnicos en poco tiempo, durante décadas, incluso años.

Muchos "inventos" de la naturaleza en la antigüedad ayudaron a resolver una serie de problemas técnicos. Entonces, los doctores árabes, hace cientos de años, que realizaban una cirugía ocular, tuvieron una idea sobre la refracción de los rayos de luz al pasar de un medio transparente a otro. El estudio de la lente del ojo llevó a los antiguos médicos a pensar en usar lentes hechas de cristal o vidrio para agrandar la imagen.

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. Luigi Galvani con un pie de rana finalmente condujo a la creación de células galvánicas, fuentes químicas de energía eléctrica.

Incluso durante la Primera Guerra Mundial, la flota británica recibió armas hidrófonos, instrumentos para detectar submarinos alemanes por el ruido de sus hélices en el agua. El diseño no tuvo éxito. Durante el curso de la nave, los hidrófonos no percibieron otros sonidos, ya que todo fue ahogado por el ruido de la máquina de su propia nave. Los zoólogos vinieron al rescate. Recordaron que las focas oyen perfectamente en el agua a cualquier velocidad, y sugirieron que los hidrófonos tengan la forma de una oreja de foca. Desde entonces, los británicos comenzaron a luchar con más éxito con el submarino alemán.barcos de agua

El deseo de los científicos de comprender por qué la naturaleza es más perfecta, más inteligente, más económica que la tecnología moderna, sus intentos de encontrar y sistematizar nuevos métodos parala mejora radical de los existentes y la creación de máquinas, dispositivos, estructuras de construcción y procesos tecnológicos fundamentalmente nuevos dieron lugar a una nueva dirección científica, llamada biónica.

Formas de vivir en la naturaleza y sus análogos industriales.

Una de las principales tareas resueltas por la biónica es el estudio de los principios que hacen posible lograr una alta confiabilidad 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 de adaptación en algunos organismos son los depósitos especiales para proteger contra las influencias ambientales y los posibles ataques.

Los ingenieros termotécnicos conocen bien la diatomita, un material refractario utilizado para fabricar las paredes de los hornos de fusión de vidrio. La diatomita se obtiene de depósitos de acumulaciones gigantes de conchas de diatomeas, que se han asentado en el fondo de los cuerpos de agua. Las células de estas algas se encuentran dentro de la capa protectora. El caparazón de las diatomeas consta de dos mitades insertadas una en la otra. Debido a la estructura abultada especial que consiste en paralelepípedos o rejillas que le dan a la carcasa una alta resistencia, las diatomeas pueden soportar grandes esfuerzos de compresión y flexión.

Un ejemplo de un sistema complejo de adaptación a los cambios en las condiciones ambientales esun sistema específico para animales que regula los niveles de azúcar en la sangre, una fuente importante de energía. Ella es de particular interés científico. El funcionamiento normal del organismo solo es posible con un cierto contenido de azúcar en la sangre (glucosa). El sistema regulador único no permite fluctuaciones perjudiciales en el nivel de azúcar en la sangre.

El cuerpo tiene un órgano de depósito (almacenamiento) en el que la glucosa se polimeriza en otro tipo de carbono: el glucógeno (a veces llamado almidón animal). Este órgano es el hígado. En sus células, el glucógeno se puede depositar en grandes cantidades, reduciendo así el contenido 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 que se forma nuevamente ingresa a la sangre hasta que su contenido nuevamente alcanza niveles normales. El cuerpo no elimina el exceso de producto energético, sino que lo convierte en una forma conveniente para el almacenamiento, crea una reserva para un día lluvioso.

El complejo de tareas resueltas por la biónica también incluye el estudio de los receptores biológicos y los sistemas analizadores (principalmente el estudio de los órganos de la visión, el oído y el olfato) para construir sus modelos técnicos. El ojo de calamar está adaptado para ver objetos con luz baja y fuerte, este dispositivo está asociado con la presencia de pigmento granular marrón en las células de la retina. En 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. Algo similar ahora es creado por ópticos. Se las arreglaron para desarrollar gafas que se oscurecieron instantáneamente cuando la luz brillante los golpeó. Cuando el brillo disminuye, el vidrio recupera su transparencia anterior.

El estudio de las propiedades aerodinámicas de las aves y los insectos, las características hidrodinámicas de los cefalópodos, los peces y los cetáceos resultaron ser muy interesantes y prometedores. Los resultados de este estudio se utilizan en la construcción de aviones y barcos, el diseño y la fabricación de motores de hidrojet para el transporte submarino. El gran científico ruso N. E. Zhukovsky, al explorar el vuelo de las aves, descubrió el "secreto del ala", desarrolló una metodología para calcular la fuerza de elevación del ala, la fuerza que mantiene el avión en el aire. Los resultados del estudio de las características del vuelo de las aves, a las que Zhukovsky dedicó tanto tiempo, son la base de la aerodinámica moderna.

Los insectos poseen un avión aún más perfecto en la vida silvestre. En términos de eficiencia de vuelo, velocidad relativa y maniobrabilidad, no tienen paralelo en la vida silvestre, y aún más en la tecnología de aviación moderna. Aunque parece que la velocidad de su vuelo es pequeña en comparación con los aviones modernos, pero si calcula la velocidad relativa a la longitud del cuerpo de un animal o insecto volador, resulta que el abejorro vuela más rápido: en un minuto vuela 10,000 distancias iguales a la longitud de su cuerpo; los veloces toman el segundo lugar, el tercero, luego un cuervo gris y solo en el último lugar está nuestro avión de pasajeros de alta velocidad, que vuela solo 1,500 distancias iguales a su longitud en un minuto, es decir vuela 6-7 veces más lento que un abejorro!

Al identificar la función de los escarabajos terrestres, las alas traseras subdesarrolladas en forma de apéndices en forma de palo que tienen las moscas, los científicos pudieron crear un dispositivo de girotrón utilizado para determinar la desviación angular de la estabilidad del vuelo en aviones y misiles.

Utilizando la filmación a alta velocidad, se descubrió que el ala de la mariposa no solo se eleva y cae cuando vuela, como puede ver el ojo, sino que también realiza movimientos en forma de onda a lo largo del eje transversal. Por analogía con el movimiento del ala de una mariposa, se unieron alas adicionales en forma de alas a las alas del molino de viento, y el molino de viento comenzó a funcionar incluso con el viento más silencioso.

El movimiento del chorro utilizado ahora en aviones, cohetes y proyectiles espaciales también es característico de los cefalópodos: pulpos, calamares y sepias. Un motor de chorro de agua en los barcos es una copia exacta de un "mecanismo" de chorro, que utiliza las jibias que se mueven rápidamente, arrojándoseuna corriente de agua con gran fuerza. Los calamares pueden llamarse "velocistas del mar". Pueden comenzar desde las profundidades del mar hacia el aire a una velocidad tal que a menudo sobrevuelan las olas más de 50 m.

La sorprendente maniobrabilidad en el agua es característica de los calamares; hacen giros extremadamente rápidos no solo en el plano horizontal, sino también en el vertical. El estudio del aparato locomotor del calamar, indicadores hidrodinámicos de la forma.sus cuerpos pueden proporcionar a los ingenieros de construcción naval material rico para crear un cohete marino altamente maniobrable capaz de desarrollar una tremenda velocidad bajo el agua.

Un estudio profundo y exhaustivo de procesos biológicos, estructuras y formas naturales para usarlos en 250 equipos de construcción y arquitectura en poco tiempo ha traído muchos descubrimientos. Los científicos han descubierto que el elegante diseño de una torre Eiffel de metal de trescientos metros repite exactamente (incluso los ángulos de las superficies de apoyo coinciden) la estructura de la tibia, que puede soportar fácilmente el peso del cuerpo humano, aunque el ingeniero J. Eiffel no usó modelos vivos al crear el diseño de la torre. La tibia humana, con su pequeño diámetro y peso, puede soportar una compresión de 1650 kg, que es de 20 a 25 veces más que la carga habitual.

Un estudio cuidadoso de los habituales "huevos comidos" encontró que su fuerza se explica por una membrana de película delgada y elástica, debido a que la cáscara es una estructura pretensada. Este descubrimiento fue utilizado por los constructores durante la construcción del edificio del teatro en Dakar, dentro del cual no debería haber una sola columna, ni un solo soporte decorativo: todo el edificio debería ser una "cáscara" de hormigón armado enorme, vacía y delgada que descansa sobre una base especial. Solo la membrana, que da la fuerza de este diseño, no estaba hecha de material de "pollo", sino de cemento reforzado. Conchas de cemento de capa delgada con una cubierta de espesor de 15-30 mm, sin soportes, espacios de más de 120 m de altura Además, cuanto mayor es el tramo, más delgada y liviana (hasta ciertos límites) debe ser la cubierta.

El estudio de la sorprendente disposición de las hojas que tienen una estructura acanalada y forma de abanico sugirió a los arquitectos las llamadas "estructuras plegadas". Por ejemplo, una hoja de papel de escribir común, colocada en soportes opuestos por los bordes opuestos, no resiste su propio peso y se dobla.

La misma hoja, pero doblada con un "acordeón" y nuevamente colocada sobre dos soportes para que los pliegues paralelos se extiendan a lo largo del tramo, se comporta de manera diferente a uno liso. Es estable y puede soportar fácilmente, sin deformarse, una carga igual a cien veces la masa de su propio cuerpo. La nueva forma de la lámina le dio nuevas cualidades mecánicas. Utilizando el principio de "estructuras plegadas", las cúpulas plegadas se construyeron en los Estados Unidos con un tramo de 100-200 m, en Francia el pabellón se cubrió con un tramo de 218 m.

Las estructuras espaciales plegadas de paredes delgadas también se usaron ampliamente en Rusia. La experiencia milenaria de las abejas en la construcción de panales resultó ser útil para los constructores de edificios residenciales. Los panales de abeja tienen muchas ventajas. La uniformidad de los elementos se lleva al límite: la principal y única desventajaun elemento estructural de toda la construcción de la abeja es una celda hexagonal hecha de cera. Otra ventaja de los panales es su fuerza. La fuerza aquí (relativa, por supuesto) es mayor que la de una pared de ladrillos. Los panales son isotrópicos (su fuerza es la misma en todas las direcciones). Gracias a estas ventajas, el diseño de los panales de abejas formó la base para la fabricación de "paneles de panal" para la construcción de edificios residenciales. Los panales de abeja tienen otra ventaja extremadamente importante. Durante millones de años de evolución, las abejas han logrado por ensayo y error encontrar la forma más económica y más capacitada de un recipiente para almacenar miel. Todo el secreto radica 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 70 ° 32 ". Los matemáticos han demostrado que con una forma hexagonal es precisamente este ángulo el que proporciona la mayor capacidad celular con un material de construcción mínimo para su construcción. Nuestros ingenieros utilizaron la experiencia de las abejas y desarrollaron una nueva construcción de un elevador de concreto reforzado para almacenar granos Antes de esto, se construyeron docenas de elevadores ordinarios con enormes torres monolíticas de concreto reforzado en nuestro país.no fue suficiente, pero se gastó mucho hormigón armado. La construcción de un ascensor moderno y perfecto de una estructura de hormigón alveolar ocupa un 30% menos que su "antepasado" monolítico. Pero la experiencia centenaria de las abejas en la construcción de panales resultó ser útil no solo para los constructores de edificios residenciales y graneros. Se utiliza con mucho éxito en la construcción de presas, esclusas y muchas otras instalaciones complejas y críticas.

Imitando estructuras naturales, una serie de estructuras originales fueron creadas por puentes. Entonces, los ingenieros franceses erigieron un puente, dándole la forma de un esqueleto de estrella de mar. Tiene la apariencia de un triángulo equilátero, que es mucho más confiable que las estructuras arqueadas. La transformación de la forma de las hojas, cuando se coagulan en un tubo y forman canaletas elegantes, se tuercen en espiral, proporcionándose la mayor fuerza, sugirió a los ingenieros y diseñadores la idea de un puente sobre el río en forma de una hoja medio doblada. Su ligereza es asombrosa, su fuerza es extraordinaria. Belleza, eficiencia y durabilidad este puentetotalmente obligado a la naturaleza. Otro diseño del puente, impulsado por la naturaleza, fue desarrollado por el ingeniero Samuel Brown. Al salir al jardín y examinar miles de finas hebras de telarañas que se combaban entre los árboles, vio el prototipo de la estructura del puente que estaba buscando en hilos largos y flexibles. El viento lo sacudió, pero los hilos colgantes no se rompieron. El ingeniero solo podía calcular las cargas y secciones. Así que había puentes colgantes fuertes y hermosos.

Extremadamente importante e interesante es la tarea de biónica para estudiar los sistemas de navegación, ubicación, estabilización, orientación de algunos representantes del mundo animal y la creación de dispositivos técnicos fundamentalmente nuevos basados \u200b\u200benlos resultados de estos estudios. Las habilidades de navegación de los animales migratorios son sorprendentes en su precisión, sin embargo, el dispositivo y el principio de funcionamiento de los sistemas que proporcionan orientación aún no se han resuelto.

El hombre adoptó mucho de la naturaleza, si no todo. La capacidad de hacer fuego, esconderse en el visón del clima, almacenar alimentos en reserva, disfrazarse del medio ambiente y muchas otras cosas que conocemos hace tanto tiempo que ya no pensamos en su apariencia en nuestras vidas.

Pero hay toda una ciencia, la biónica, cuyo propósito es hacer que el mundo de las personas sea aún más conveniente, utilizando la tecnología creada al espiar la vida silvestre.

Se considera que el padre de la biónica es Leonardo da Vinci. Fue él, por primera vez, quien decidió hacer una máquina voladora, inspirada en el vuelo de las aves. Antes que él estaba Ícaro, descrito en los antiguos mitos griegos. Pero esto es más un sueño, pero el legendario inventor decidió ponerlo en práctica. Hasta el día de hoy, sus dibujos con todo tipo de esquemas del dispositivo de la periferia han llegado. Es cierto que su invento no se elevó en el aire, pero se dio el primer paso. Y el nacimiento oficial de la biónica como ciencia tuvo lugar en 1960. Luego tuvo lugar el primer simposio sobre este tema.

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

El diseño, el símbolo de París, la famosa Torre Eiffel 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, quien estudió la estructura del esqueleto.

Velcro también se asoma en la naturaleza. George de Mestral a menudo caminaba con su perro. Amaba a la mascota, pero estaba muy molesto cuando tuvo que peinar las espinas de su polla. Habiendo decidido estudiar esta planta con más detalle y deshacerse de su problema, el ingeniero ideó una de las formas más convenientes para abrocharse.

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

No se puede 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 intentaron copiar la creación de la seda, como 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, reproducir artificialmente en pocas horas todo lo que ha nacido en condiciones naturales durante años. Por ejemplo, los científicos pueden cultivar piedras sintéticas, que no son inferiores a las naturales en belleza y pureza, en particular, como un análogo a los diamantes.

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

Quizás el "" más famoso de la biónica, que hizo una gran contribución a su desarrollo: Leonardo da Vinci. Por ejemplo, observó el vuelo de una libélula y luego trató de transferir sus movimientos al crear un avión.

La importancia de la biónica para otros campos científicos.

No todos aceptan la biónica como ciencia, considerando que el conocimiento nace en la unión de varias disciplinas, mientras que el concepto de biónica en sí es amplio, abarca varias áreas científicas. En particular, esto es ingeniería genética, diseño, electrónica médica y biológica.

Se podría hablar de su naturaleza exclusivamente aplicada, pero el software moderno hace posible modelar y traducir a la realidad todo tipo de soluciones naturales y, por lo tanto, el estudio y la 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. De hecho, son precisamente los robots los que permitirán facilitar significativamente la vida de una persona en el futuro, y para esto deben poder moverse correctamente, pensar, predecir, analizar, etc. Por lo tanto, los científicos de la Universidad de Stanford crearon un robot basado en observaciones de cucarachas, su invención no solo es rápida y orgánica. , pero también muy funcional. En un futuro cercano, este robot puede convertirse en un asistente indispensable para aquellos que no pueden moverse de forma independiente.

Con la ayuda de la biónica, será posible en el futuro crear desarrollos tecnológicos colosales. Ahora, una persona necesitará solo unos pocos años para crear un análogo de los fenómenos naturales, mientras que la naturaleza misma pasará milenios en ello.

Lema de Bionics: "La naturaleza sabe mejor". ¿Qué tipo de ciencia es esta? El nombre en sí y tal lema nos hacen comprender que la biónica está asociada con la naturaleza. Muchos de nosotros nos enfrentamos diariamente con los elementos y resultados de las actividades de la ciencia 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, muchos creen que la biónica es una de las subsecciones de la biología. De hecho, esta afirmación no es del todo precisa. 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. Applied Bionics es una ciencia que combina biología y tecnología.

El sujeto y el objeto de la investigación biónica.

¿Qué estudia la biónica? Para responder a esta pregunta, es necesario considerar la división estructural de la doctrina misma.

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

Biónica teórica Se dedica al estudio de aquellos principios que se han observado en la naturaleza, y sobre la base de ellos crea un modelo teórico, luego aplicado en tecnología.

Biónica práctica (técnica) - Esta 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?

El padre de la biónica se llama el gran Leonardo da Vinci. En los registros de este genio puede encontrar los primeros intentos de la realización técnica de los mecanismos naturales. Los dibujos de Da Vinci ilustran su deseo de crear un avión que pueda mover sus alas, como cuando vuela un pájaro. Hubo un tiempo en que tales ideas eran demasiado audaces para ser demandadas. Se vieron obligados a llamar la atención mucho más tarde.

El primero que comenzó a aplicar los principios de la biónica en la arquitectura fue Anthony Gaudi-i-Cournet. Su nombre está firmemente impreso en la historia de esta ciencia. Las estructuras arquitectónicas diseñadas por el gran Gaudí fueron impresionantes en el momento de su construcción, y causan el mismo deleite después de muchos años entre los observadores modernos.

El siguiente, que apoyó la idea de una simbiosis de naturaleza y tecnología, se convirtió bajo su liderazgo, comenzó el uso generalizado de principios biónicos en el diseño de edificios.

La declaración de la biónica como ciencia independiente se produjo solo en 1960 en el simposio científico en Dayton.

El desarrollo de la tecnología informática y el modelado matemático permite a los arquitectos modernos traducir más rápidamente y con mayor precisión los consejos de la naturaleza en arquitectura y otras industrias.

Prototipos naturales de invenciones técnicas.

El ejemplo más simple de una manifestación de la ciencia de la biónica es la invención de las bisagras. Una montura familiar basada en el principio de rotación de una parte de una estructura alrededor de otra. Las conchas marinas utilizan este principio para controlar sus dos alas y abrirlas o cerrarlas si es necesario. Los gigantes en forma de corazón del Pacífico alcanzan tamaños de 15-20 cm. El principio articulado en la conexión 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, a menudo usamos una variedad de pinzas. El pico agudo y en forma de garrapata del ahijado se convierte en un análogo natural de dicho dispositivo. Estas aves usan un pico delgado, lo pegan en un suelo blando y sacan pequeños escarabajos, gusanos, etc. de allí.

Muchos electrodomésticos y electrodomésticos modernos están equipados con ventosas. Por ejemplo, se utilizan para mejorar el diseño de las patas de varios electrodomésticos de cocina para evitar resbalones durante el funcionamiento. Las ventosas también están equipadas con zapatos especiales para limpiadores de ventanas de edificios de gran altura para garantizar su fijación segura. Esta simple adaptación también está tomada de la naturaleza. La rana arbórea, que tiene ventosas en sus patas, se adhiere extremadamente hábilmente a las hojas lisas y resbaladizas de las plantas, y al pulpo que son necesarios para el contacto cercano con sus víctimas.

Puedes encontrar muchos ejemplos de este tipo. Bionics es solo esa ciencia que ayuda a las personas a tomar prestadas soluciones técnicas de la naturaleza para sus inventos.

¿Quién es el primero, la naturaleza o las personas?

A veces sucede que un invento particular de la humanidad ha sido "patentado" por la naturaleza. Es decir, los inventores, al crear algo, no copian, sino que inventan la tecnología o el principio del trabajo ellos mismos, y luego resulta que en la naturaleza natural esto ha existido durante mucho tiempo, y que solo podrías espiar y adoptar.

Esto sucedió con un cierre de velcro normal, que usa una persona para abrocharse la ropa. Se ha demostrado que los ganchos, como los del velcro, también se utilizan para sujetar las púas delgadas.

En la estructura de las tuberías de fábrica, se observa una analogía con los tallos huecos de los cereales. El refuerzo longitudinal utilizado en las tuberías es similar a los filamentos esclerenquimatosos en el vástago. Anillos de refuerzo de acero - entrenudos. La delgada piel en el exterior del tallo es un análogo del refuerzo en espiral en la estructura de las tuberías. A pesar de la enorme similitud de la estructura, los científicos inventaron independientemente tal método de construcción de tuberías de fábrica, y solo más tarde vieron la identidad de dicha estructura con elementos naturales.

Bionica y medicina

El uso de biónica en medicina hace posible salvar la vida de muchos pacientes. Sin parar, se está trabajando para crear órganos artificiales que puedan funcionar en simbiosis con el cuerpo humano.

Los primeros tuvieron la suerte de experimentar a los daneses Dennis Aabo. Perdió la mitad de su brazo, pero ahora tiene la capacidad de percibir objetos al tocar la invención de los médicos. Su prótesis está conectada a las terminaciones nerviosas de la extremidad afectada. Los sensores de dedo artificiales pueden recopilar información sobre tocar objetos 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 puede llamar a esta tecnología un verdadero descubrimiento.

Todos los estudios en esta dirección se basan completamente en la copia de procesos y mecanismos naturales y su desempeño técnico. Esto es medicina biónica. Las respuestas de los científicos dicen que pronto sus trabajos permitirán cambiar los órganos vivos desgastados de una persona y utilizar prototipos mecánicos. Realmente será el mayor avance en medicina.

Biónica en arquitectura

La arquitectura y la construcción biónica es una rama especial de la ciencia biónica, cuya tarea es la reunión orgánica de la arquitectura y la naturaleza. Recientemente, al diseñar estructuras modernas, recurren cada vez más a principios biónicos tomados de organismos vivos.

Hoy, la biónica arquitectónica se ha convertido en un estilo arquitectónico separado. Ella nació con una simple copia de formularios, y ahora la tarea de esta ciencia se ha convertido en adoptar los principios, características organizativas y traducirlos técnicamente.

A veces este estilo arquitectónico se llama eco-estilo. Eso es porque las reglas básicas de la biónica son:

• buscar soluciones óptimas;
• el principio de ahorro de materiales;
• el principio de la máxima amigabilidad ambiental;
• principio de ahorro energético.

Como puede ver, la biónica en arquitectura no solo son formas impresionantes, sino también tecnologías avanzadas que le permiten crear una estructura que cumpla con los requisitos modernos.

Características de los edificios arquitectónicos biónicos.

Basado en la experiencia pasada en arquitectura y construcción, se puede decir que todas las estructuras humanas son frágiles y de corta duración si no usan las leyes de la naturaleza. Los edificios biónicos, además de formas sorprendentes y soluciones arquitectónicas audaces, tienen resistencia, la capacidad de resistir fenómenos naturales adversos y cataclismos.

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

Si de repente, al contemplar un objeto arquitectónico, parece que está mirando una obra de arte, con una alta probabilidad de que vea una estructura al estilo de la biónica. Se pueden ver ejemplos de tales estructuras en casi todas las capitales de los países y en las grandes ciudades tecnológicamente desarrolladas del mundo.

La construcción del nuevo milenio.

En los años 90, un equipo español de arquitectos creó un proyecto de construcción basado en un concepto completamente nuevo. Este es un edificio de 300 pisos, cuya altura excederá los 1200 m. Se concibe que el movimiento en esta torre ocurrirá con la ayuda de cuatrocientos ascensores verticales y horizontales, cuya velocidad es de 15 m / s. El país que acordó patrocinar este proyecto resultó ser China. La ciudad más poblada, Shanghai, fue elegida para la construcción. La implementación del proyecto resolverá el problema demográfico de la región.

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

El revestimiento exterior del edificio es un material plástico y transpirable que imita la corteza de un árbol. El sistema de acondicionamiento de esta ciudad vertical será un análogo de la función de regulación del calor de la piel.

Según las previsiones de los científicos y arquitectos, dicho edificio no seguirá siendo único. Después de una implementación exitosa, el número de estructuras biónicas en la arquitectura del planeta solo aumentará.

Edificios biónicos a nuestro alrededor.

¿En qué creaciones famosas se utilizó la ciencia de la biónica? Ejemplos de tales estructuras son fáciles de encontrar. 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 fue construido de acuerdo con los dibujos de un ingeniero árabe desconocido. Más tarde, se reveló su analogía completa con la estructura de la tibia del hombre.

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

• erigido por analogía con una flor de loto.
• Ópera Nacional de Beijing - imitación de una gota de agua.
• Complejo de natación en Beijing. Exteriormente repite la estructura cristalina de la red de agua. Una sorprendente solución de diseño combina la útil oportunidad de diseño para acumular la energía del sol y luego usarla para alimentar todos los electrodomésticos que funcionan en el edificio.
• El rascacielos "Aqua" parece una corriente de agua que cae. Ubicado en Chicago.
• La casa del fundador de la arquitectura biónica, Antonio Gaudí, es una de las primeras estructuras biónicas. Hasta hoy, ha conservado su valor estético y sigue siendo uno de los sitios turísticos más populares de Barcelona.

El conocimiento que todos necesitan

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