Живі прототипи – ключ до нової техніки»

Біоніка.

Підготовка до конференції: «Девіз біоніки:

Живі прототипи - ключ до нової техніки».

Ціль: здійснити мікродослідження на основі інформаційних джерел; складати короткі тези виступів, презентації, представляти їх аудиторії.

В єдину електронну папку надати:

1. інформаційні джерела за курсом біоніка та окремо за своєю темою мікродослідження – окремий файл.

2. Презентація на цю тему.

3. Тези виступу для захисту на 4 – 7 хв. - word.

Тематика мікродосліджень.

Цікаві відомості з історії біоніки. Житенева Є.

З давніх-давен думка людини шукала відповідь на запитання: «Чи може людина досягти того ж, чого досягла жива природа?» Протягом усієї своєї історії людина навчалася у природи, створюючи штучні системи на кшталт природних.

Наші далекі предки у своїй діяльності свідомо чи інтуїтивно зверталися до живої природи, яка допомагала їм вирішувати різні проблеми. Ще найбільший грецький філософ матеріаліст Демокріт (близько 460—370 рр. е.) писав: «Від тварин ми шляхом наслідування навчилися найважливішим справам. Ми учні павука в ткацькому та кравецьких ремеслах, учні ластівки у побудові жител. » Батьком біоніки вважається Леонардо да Вінчі. Його креслення та схеми літальних апаратів були засновані на будові крила птиці. В наш час, за кресленнями Леонардо да Вінчі неодноразово здійснювалося моделювання орнітоптера.

Біоніка - (від грец. Слова "bion" - осередок життя) - це самостійний напрямок у науці та техніці, що використовує біологічні знання для вирішення інженерних завдань та розвитку техніки.

Біоніка займаєтьсявивченням біологічних систем, їх властивостей, принципів та закономірностей та їх використанням при створенні штучних систем.

Девіз біоніки: "Живі прототипи - ключ до нової техніки".

Біоніка (від грец. biōn – елемент життя, буквально – живий), наука, прикордонна між біологією та технікою, що вирішує інженерні завдання на основі моделювання структури та життєдіяльності організмів. Біоніка тісно пов'язана з біологією, фізикою, хімією, кібернетикою та інженерними науками - електронікою, навігацією, зв'язком, морською справою та ін [БСЕ, 1978р.]

Біоніка як наука. З історії біоніки. Сучасна біоніка. Барбашов В.

Напрямок кібернетики, що вивчає структури та життєдіяльність організмів з метою використання відкритих закономірностей та виявлених властивостей для вирішення інженерних завдань та побудови технічних систем, що наближаються за своїми характеристиками до живих організмів. (Сучасний словник іншомовних слів - М., 2001)

Теоретична біоніка – будує математичні моделі цих процесів.

Основні напрямки робіт з біоніки

- вивчення нервової системи людини і тварин та моделювання нервових клітин (нейронів) та нейронних мереж для подальшого вдосконалення обчислювальної техніки та розробки нових елементів та пристроїв автоматики та телемеханіки (нейробіоніка);

- дослідження органів чуття та інших сприймаючих систем живих організмів з метою розробки нових датчиків та систем виявлення;

- вивчення принципів орієнтації, локації та навігації у різних тварин для використання цих принципів у техніці;

- Дослідження морфологічних, фізіологічних, біохімічних особливостей живих організмів для висування нових технічних та наукових ідей.

Біологічна біоніка.Біологічна біоніка – вивчає процеси, що відбуваються в біологічних системах. Клітина як біологічна система. Скакаліна Ю.

Перспективи біоніки. В останнє десятиліття біоніка отримала сильний імпульс до нового розвитку, оскільки сучасні технології переходять на гіга- та нанорівень і дозволяють копіювати мініатюрні природні конструкції з небувалою раніше точністю.

Біологічна біоніка. Біологічна біоніка – вивчає процеси, що відбуваються в біологічних системах. Тканини. Зайцева І.

5. Сучасна біоніка пов'язана з розробкою нових матеріалів, що копіюють природні аналоги, робототехнікою та штучними органами.

Біологічна біоніка. Біологічна біоніка – вивчає процеси, що відбуваються в біологічних системах. Організм як єдине ціле. Старих М.

Технічна біоніка. Титова К.

Технічна біоніка - застосовує моделі теоретичної біоніки на вирішення інженерних завдань.

Біоніка – авіації. Довгий час проблемою швидкісної авіації був флаттер — вібрації крил, що раптово і бурхливо виникають на певній швидкості. Через ці вібрації літак розвалювався в повітрі за кілька секунд. Після численних аварій конструктори знайшли вихід – крила почали робити із потовщенням на кінці. Через деякий час аналогічні потовщення були виявлені на кінцях крил бабки. У біології ці потовщення називаються птеростигми.

Кібернетика та робототехніка тісно пов'язані з біонікою. Перші згадки про людиноподібні машини зустрічаються ще в давньогрецьких міфах. Термін "робот" був уперше введений К. Чапеком у п'єсі "R. U. R." (1920 р.), де роботами називали механічних людей. Робот - машина з антропоморфною (людиноподібною) поведінкою, яка частково або повністю виконуєфункції людини (іноді тварини) при взаємодії з навколишнім світом.

Маніпулятори. Конструктори промислових роботів, вивчивши особливості руху клешні раку, наділили ними механічну руку робота: захоплення предмета, переміщення його у просторі та звільнення.

Архітектурно - будівельна біоніка. Козлов А.

Архітектурна біоніка – вирішує різні архітектурні проблеми за допомогою патентів живої природи.

Архітектурно-будівельна біоніка вивчає закони формування та структуроутворення живих тканин, займається аналізом конструктивних систем живих організмів за принципом економії матеріалу, енергії та забезпечення надійності

Зародження архітектурно-будівельної біоніки. У єгипетській архітектурі відзначалося активне застосування законів утворення форм живої природи (квіти та стебла рослин папірусу, лотоса в капітелях та колонах). Пізніше архітектори античної Стародавню Грецію стали освоювати природні форми, маю на увазі як образотворчі, а й конструктивні завдання. Вони стали глибше проникати у процеси живої природи.

Спочатку люди пізнавали зовнішні (загальні) ознаки явища, звідси на зорі формування людства з'являється в архітектурі наслідування форм живої природи та будівельної діяльності тварин.

Нейробіоніка. Родіонова П.

Нейробіоніка – розробляє штучні системи, здатні до самоорганізації. Нейробіоніка вивчає роботу мозку, досліджує механізми пам'яті; Інтенсивно вивчаються органи почуттів тварин, внутрішні механізми реакцію навколишнє середовище і в тварин, і в рослин. Основні напрямки нейробіоніки: вивчення нервової системи людини та тварин; моделювання нервових клітин - нейронів та нейронних мереж. Це дає можливість удосконалювати та розвивати електронну таобчислювальну техніку.

Переваги нервової системи живих організмів перед найсучаснішими аналогами, винайденими людиною: гнучке сприйняття зовнішньої інформації, незалежно від форми, у якій вона надходить (почерк, шрифт, колір, тембр); висока надійність: технічні системи виходять з ладу при поломці однієї чи кількох деталей, а мозок зберігає працездатність при загибелі навіть кількох сотень тисяч клітин; економічність споживання енергії.

Переваги нервової системи живих організмів перед найсучаснішими аналогами, винайденими людиною: мініатюрність (транзисторний пристрій з таким самим числом елементів, як головний мозок людини, займав би об'єм близько 1000 м3, тоді як наш мозок займає об'єм 1,5 дм3); високий ступінь самоорганізації - швидке пристосування до нових ситуацій, зміни програм діяльності.

Найбільш просунуті дослідження в біоніці: розробка біологічних засобів виявлення, навігації та орієнтації; комплекс досліджень, пов'язаних з моделюванням функцій та структур мозку вищих тварин та людини; створення систем біоелектричного управління та дослідження з проблеми "людина-машина".