Бионик. профессия бионик. обязанности бионика

Бионик

Бионик. Профессия бионик. Обязанности бионика

Бионика — научная дисциплина, связанная с поиском возможностей решения различных инженерных задач на основе анализа структуры и жизнедеятельности организмов. Бионика поэтому тесно связана как с биологией, физикой, химией, кибернетикой, так и с инженерными дисциплинами — электроникой, связью, навигацией и т.п.

Среди главных направлений работ по бионике — изучение нервной системы и моделирование нервных клеток и связей между ними в целях совершенствования вычислительной техники и разработки новых элементов и устройств автоматики и телемеханики (нейробионика); исследование органов чувств с целью создания различных датчиков и систем обнаружения; изучение принципов ориентации, локации и навигации у животных для использования их в технике. Важное место в бионике отводится исследованию морфологических особенностей живых организмов в целях выдвижения новых технических и научных идей — так, изучение кожи быстроходных водных животных (например, дельфина) позволило создать специальную обшивку для кораблей и увеличить, тем самым, их скорость на 15-20%.
Изучая полет птиц и насекомых, движения прыгающих животных, строение суставов и т.п., бионики разрабатывают новые принципы полета, бесколесного движения, построения подшипников, различных манипуляторов.
Спектр методов, используемых биониками, таким образом, чрезвычайно широк — от классических методов анатомического препарирования до создания математических моделей изучаемых явлений и структур. Бионикам приходится работать скальпелем и паяльником, энтомологическим сачком и логарифмической линейкой. Широкая общебиологическая и этологическая эрудиция должна сочетаться у них с основательной математической подготовкой, умением находить неординарные инженерные решения, вкусом к техническому конструированию.
Подготовку, необходимую для того, чтобы стать специалистом-биоником, можно получить на биологических факультетах университетов.

Значения в других словарях

Дополнительный поиск Бионик

Кударь, Петр Сергеевич / Работа / Обворожить / Сесть на шею / Привередливый / Мимо яблоньки яблочко не падает. / Да будет стыдно тому, кто об этом дурно думает / Где цветок, там и медок.

/ Ай, Моська! знать она сильна, Что лает на слона / Сибагатуллин, Айрат Миннемуллович / Воробью по колено / Молодец! Возьми с полки пирожок с гвоздями (с котятами) / Ириней Лионский / Уме недозрелый, плод недолгой науки! / Потерять голову / Сам смекай, где берег, где край! / Пень не околица, глупая речь не пословица. / Без четырех углов изба не рубится. / Фитуни, Леонид Леонидович / Хуеплёт / Ехало болело / Ехал прямо, да попал в яму. / Хмырь / Всякая лиса свой хвост хвалит. / Свой своему поневоле брат /

На нашем сайте Вы найдете значение «Бионик» в словаре Словарь профессий, подробное описание, примеры использования, словосочетания с выражением Бионик, различные варианты толкований, скрытый смысл.

Первая буква «Б». Общая длина 12 символа

Источник: http://my-dict.ru/dic/slovar-professiy/2199200-bionik

Достижения бионики: чему люди могут научиться у тараканов, ящериц и морских раковин?

Летающий робот-птица

Многие роботы способны летать, но ни один из них не летает, как настоящая птица.

Так было до тех пор, пока инженер Маркус Фишер и его команда из немецкой компании Festo не сконструировали по образу и подобию чайки сверхлегкого робота, самостоятельно летающего с помощью крыльев.

Целью этого исследования было создание сверхлегких энергоэффективных механизмов, изучение свойств воздуха и воздушных потоков применительно к таким механизмам.

Робот-птица называется СмартБерд, весит 450 г, длина крыла составляет — 1,6 метра, а размах крыльев — около 2 метров. Робот изготовлен из углеродного волокна, оснащен мотором и передаточным механизмом.

Кроме того, он имеет особую конструкцию крыльев, разделенных на две части, за счет чего достигается высокая аэродинамическая эффективность. Потребление энергии составляет 25 ватт для взлета и 16-18 ватт во время полета.

Птица обладает отличными аэродинамическими характеристиками и способна самостоятельно летать, взмахивая крыльями.

12 ключевых идей из мира живой природы

Жанин Бенюз, биолог, автор книги «Бионика: инновации, вдохновленные природой», изучает возможности использования явлений живой природы в технологической сфере и в дизайне.

Ее исследования вызывают большой интерес среди архитекторов, дизайнеров и инженеров, осознавших, сколько гениальных идей можно почерпнуть, наблюдая за тем, как функционируют живые организмы и биологические системы.

12 наиболее интересных и перспективных идей помогут, по мнению ученого, решить многие научно-технические проблемы.

Самосборка. Этот термин часто употребляется применительно к нанотехнологиям. Что касается живой природы, достаточно вспомнить морские раковины. Морская раковина — это самособирающийся материал. Перламутр также формируется сам по себе из морской воды.

Это многослойная структура, очень прочная — во много раз прочнее высокотехнологичной керамики, произведенной в специальных печах.

Возможность использования этого явления открывает перспективы создания высокотехнологичной керамики и других твердых материалов с гораздо меньшими затратами энергии и ресурсов.

Биологический силикон. Клетки диатомовых водорослей имеют панцирь, состоящий из кремнезема. Изучение механизма его образования перспективно для получения материалов на основе диоксида кремния и решения проблемы канцерогенных отходов при производстве микрочипов.

Использование углекислого газа в качестве исходного сырья. Для растений СО2 не представляет угрозу существованию. Растения перерабатывают углекислый газ в крахмал и глюкозу. Уже сейчас существуют технологии переработки углекислого газа в поликарбонат — вещество, из которого производят биологически разлагаемый пластик.

Трансформация солнечной энергии. Идет изучение механизмов поглощения солнечной энергии внутри пурпурной бактерии.

Кроме того, обнаружен железосодержащий фермент под названием гидрогеназа, способный образовывать водород из протона и электронов. Этот фермент может также вызывать диссоциацию водорода.

В топливных элементах этот процесс происходит благодаря платиновому катализатору. В природе это происходит с помощью обычного железа.

Жанин Бенюз — автор книги [«Биомимикрия: инновации, на которые вдохновляет природа»](http://www.amazon.com/Biomimicry-Innovation-Inspired-Janine-Benyus/dp/0060533226), в которой она объясняет очевидную и поэтому совершенно забытую вещь: «самый умный, элегантный и гибкий дизайн уже создан природой. Мир невероятно сложен, взаимосвязан и при этом великолепно продуман».

Форма.

Мы знаем, что плавники кита покрыты бугорками. Точно такие же бугорки, расположенные на кромке самолета, повышают его эффективность на 32%, что влечет за собой огромную экономию природного топлива. Возможно ли образование цвета без красящих пигментов? Перо павлина, имея сложную слоистую структуру, синтезирует цвет благодаря своей форме. Свет проходит через одни слои и отражается от других.

Это явление называется тонкопленочной интерференцией. Листья лотоса имеют особую структуру поверхности, благодаря которой загрязнения не могут закрепиться на ней. Этот принцип используется при производстве самоочищающейся фасадной краски Lotusan, которая при высыхании имитирует неровности на поверхности листа лотоса.

Это позволяет стенам здания легко очищаться — грязь стекает вместе с дождевыми каплями.

Сбор пресной воды. Намибийский жук подсказал людям решение проблемы нехватки пресной воды в пустыне: жук добывает воду из тумана. А мокрица способна «улавливать» воду в воздухе. Установки по отбору воды из воздуха в Атланте и из тумана в Монтерее используют технологии, основанные на изучении этих представителей живой природы.

Выделение. Оказывается, возможно добывать металл без трудоемкой работы на рудниках. Микроорганизмы способны «выхватывать» металл из водного потока.

Этот принцип используется в конструкции фильтров, применяющихся для выделения руды из обломочных потоков. Постепенно «зеленая» химия приходит на смену промышленной.

Основной средой для этой эко-науки является вода и органические растворы, при этом используются лишь некоторые элементы периодической системы химических элементов.

Запрограммированное разложение. Мидии прикрепляются к скалам с помощью нитей, которые начинают растворяться по истечении двух лет. Эта идея могла бы найти свое воплощение в производстве упаковочных материалов.

Здоровье. Существует проблема обязательного хранения вакцин в холодильниках во время транспортировки. Холодильники часто ломаются, и вакцины не доходят до больных. Решение можно позаимствовать у тихоходки, организма, относящегося к типу микроскопических беспозвоночных.

При неблагоприятных условиях тихоходка способна на многие месяцы впадать в состояние анабиоза за счет высушивания, а затем, при наступлении благоприятных условий, оживать. Уже существует способ высушивать вакцины, чтобы их можно было транспортировать без охлаждения.

Обмен информацией. В мире происходит 3,6 миллиона автомобильный аварий в год, а 80 миллионов особей саранчи, движущихся в пределах 1 кв. км, никогда не сталкиваются друг с другом. Почему? Ученые из Ньюкасла выяснили, что избегать столкновений саранче помогает особый крупный нейрон, и сейчас работают над внедрением принципов работы этого нейрона в системы безопасности автомобилей.

Увеличение плодородия. Проблема деградации фермерства и истощения почвы может быть решена с использованием опыта функционирования целостных экосистем, которые сами создают условия, благоприятные для живых существ.

Например, растительный мир прерий улучшает состояние почвы; стадо местных копытных животных улучшает состояние пастбища; болота не только очищают воду, но и способствуют увеличению продуктивности. Живые организмы сами создают условия для продолжения жизни: улучшают почву, очищают воздух и воду, производят газы, необходимые нам, чтобы дышать.

При этом они полностью удовлетворяют свои потребности — одно не исключает другого. Вот чему нам необходимо научиться в первую очередь — удовлетворять свои потребности, не разрушая среду обитания, в которой будут жить наши потомки.

Насекомые вдохновляют создателей роботов-спасателей

Биолог из Калифорнийского университета Роберт Фулл изучает движение живых существ и затем использует полученную информацию в конструировании роботов. Темой его недавнего исследования является стопа и ее функции.

Наблюдая за пауками, тараканами, осьминогом и другими обитателями живыми существами, Роберт Фулл пришел к выводу, что у всех них функции стопы при движении по неровной поверхности распределены по всей длине ноги или даже по всей длине тела.

Это позволяет им с легкостью преодолевать сложные препятствия или передвигаться по непривычным поверхностям с привычной скоростью. Данный принцип был использован при создании робота RHex, передвигающегося на шести ногах, имеющих полукруглую форму.

Другое интересное наблюдение: лапки тараканов покрыты маленькими иголочками, которые легко сгибаются в одном направлении, чтобы насекомое могло вытащить лапку, которая застряла между неровностями, а в противоположном направлении эти иголочки не сгибаются, чтобы лапка лишний раз никуда не проваливалась при беге.

Роберт Фулл протестировал эти иголочки на крабах, и эффект был точно такой же. Краб, который был не способен бежать по сетке, с иголочками смог без проблем быстро передвигаться по сетчатой поверхности.

Читайте также:  Библиотекарь. профессия библиотекарь

Иголочки были добавлены на ноги робота, и он стал еще более ловким — смог перелезть через гладкие стальные рельсы, которые раньше представляли для него большую трудность.

Наблюдения за ящерицами показали, что при беге по сухому песку и по воде их лапы действуют как ласты, позволяя передвигаться с большой скоростью. Этот принцип лежит в основе создания робота Aqua RHex — очень ловкого водоплавающего родственника робота RHex.

Следующим рубежом для робота стала возможность взбираться по вертикальным поверхностям. Некоторые насекомые, например муравьи, используют специальное клейкое вещество, благодаря которому они прикрепляются к поверхности. Но еще более интересный механизм есть у ящериц гекконов.

Внутренняя поверхность их лап покрыта очень мелкими волосками, кончики которых расщеплены на множество еще более мелких волосков.

Каждая лапка имеет около миллиарда таких расщепленных кончиков размером в 200 нанометров, что позволяет им очень тесно соприкасаться с поверхностью и прикрепляться к ней только за счет силы межмолекулярного притяжения.

Этот механизм используется для разработки самоочищающейся клейкой ленты из полиуретана, которая обладает уникальными свойствами: она воздухопроницаема, легко отклеивается, не вызывает раздражения, может использоваться в воде.

Роберт Фулл также делится подробностями создания поисково-спасательного робота, который мог бы передвигаться в горной местности. Робот называется Rise, имеет 6 ног и хвост. В конструкции его стопы используются все упомянутые выше приспособления.

Rise действительно способен карабкаться по гладкой вертикальной стене, и Роберт убежден, что со временем роботу покорятся и более сложные поверхности.

Источник: https://theoryandpractice.ru/posts/2745-dostizheniya-bioniki-chemu-lyudi-mogut-nauchitsya-u-tarakanov-yashcherits-i-morskikh-rakovin

Бионика

Бионика — это наука, изучающая живую природу с целью использования полученных знаний в практической деятельности человека.

Проблемы бионики: изучение закономерностей структуры и функции отдельных частей живых организмов (нервной системы, анализаторов, крыльев, кожи) с целью создания на этой основе нового типа вычислительных машин, локаторов, летательных, плавательных аппаратов и т. д.

; изучение биоэнергетики для создания экономичных двигателей, подобных мышце; исследование процессов биосинтеза веществ с целью развития соответствующих отраслей химии. Бионика тесно связана с техническими (электроника, связь, морское дело и др.) и естественнонаучными (химия, биология, медицина) дисциплинами, а также с кибернетикой (см.).

Бионика (англ. bionics, от bion — живое существо, организм; греч. Bioo — живу)— наука, изучающая живую природу с целью использования полученных знаний в практической деятельности человека.

Термин бионика впервые появился в 1960 г., когда специалисты различных профилей, собравшиеся на симпозиум в Дайтоне (США), выдвинули лозунг: «Живые прототипы — ключ к новой технике». Бионика явилась своеобразным мостом, связавшим биологию с математикой, физикой, химией и техникой.

Одна из важнейших целей бионики — установить аналогии между физико-химическими и информационными процессами, встречающимися в технике, и соответствующими процессами в живой природе. Специалиста-бионика привлекает все многообразие «технических идей», выработанных живой природой за многие миллионы лет эволюции.

Особое место среди задач бионики занимают разработка и конструирование систем управления и связи на основе использования знаний из биологии. Это — бионика в узком смысле слова.

Бионика имеет важное значение для кибернетики, радиоэлектроники, аэронавтики, биологии, медицины, химии, материаловедения, строительства и архитектуры и др.

К задачам бионики относятся также освоение биологических методов добычи полезных ископаемых, технологии производства сложных веществ органической химии, строительных материалов и покрытий, которые использует живая природа. Бионика учит искусству рационального копирования живой природы, изысканию технических условий целесообразного использования биологических объектов, процессов и явлений.

Один из возможных путей здесь — функциональное (математическое, или программное) моделирование, заключающееся в изучении структурной схемы процесса, функций объекта, числовых характеристик этих функций, их назначения и изменения во времени.

Такой подход дает возможность изучать интересующий процесс математическими средствами, а техническое воплощение модели осуществить тогда, когда в принципе установлена ее эффективность и осталось проверить экономические, энергетические и другие возможности конструирования такого рода модели имеющимися техническими средствами.

Существует и другой путь — физико-химическое моделирование, когда специалист в области бионики изучает биохимические и биофизические процессы с целью исследования принципов превращения (включая разложение и синтез) веществ, происходящих в живом организме.

Этот путь более всего примыкает к химико-технологической проблематике и открывает новые возможности в развитии энергетики и химии полимеров. Третий подход, развиваемый бионикой,— это непосредственное использование живых систем и биологических механизмов в технических системах.

Такой подход принято называть методом обратного моделирования, так как в этом случае специалист-бионик изыскивает возможности и условия приспособления живых систем для решения чисто инженерных задач, иначе говоря, пытается моделировать на биологическом объекте техническое устройство или процесс.

Возникшая в ответ на запросы практики, бионика послужила началом исследований, основанных на применении биологических знаний во всех областях техники. Основной ее результат заключается в установлении первых путей для все большего технического освоения биологии.

Источник: http://www.medical-enc.ru/2/bionika.shtml

Bionic лифтинг-гель от морщин

Bionic – качественное и эффективное омолаживающее средство. С его помощью можно разгладить мелкие и глубокие складки, сделать кожу холеной и подтянутой.

Косметический продукт действует быстро и гарантированно, обеспечивая салонный эффект! Благодаря мощным антивозрастным, восстанавливающим и регенерирующим свойствам Bionic отзывы получает восторженные от покупателей.

Сегодня в нашем обзоре уникальная новинка, благодаря которой можно выглядеть моложе без лишних усилий и больших расходов!

Наш обзор Bionic

Характеристика

Bionic – инновационный гель анти-эйдж на натуральной основе. Эффективно разглаживает морщины, обеспечивая выраженную подтяжку эпидермиса. Средство в 17 раз дешевле одной процедуры лифтинга! Гарантирует омоложение в течение сжатых сроков.

Эксклюзивный лифтинг-гель от морщин заполняет складки изнутри и начинает действовать сразу после нанесения. Текстура легкая, гелевая, отлично впитывается и не оставляет дискомфортных ощущений. Аромат приятный, без выраженных парфюмированных отдушек. Упаковка максимально удобная и эргономичная. Состав тщательно сбалансированный. Активные компоненты – известные антивозрастные вещества:

  • Высокоактивная гиалуроновая кислота – быстрое заполнение морщинок изнутри, поддерживает оптимальный баланс увлажнения кожного покрова, задерживает воду и предупреждает сухость, шелушения.
  • Коллаген (из хрящей реликтовых рыб) – запускает интенсивное омоложение и регенерацию.
  • Растительные экстракты – предупреждают окисление.
  • Витамина А и Е – восстанавливающее, очищающее, питательное и тонизирующее воздействие.
  • Масло амаранта – разглаживает эпидермис, антиоксидантные свойства, мощное заживление и питание.

Принцип действия

Бионик эффективно блокирует окислительные процессы, активизирует выработку коллагеновых волокон и действует комплексно. Это чудесный крем от морщин вокруг глаз. Его главные функции:

  1. Делает кожу упругой и подтянутой, эластичной.
  2. Качественно ухаживает за лицом.
  3. Повышает тонус мышц лица, предупреждая и устраняя дряблость.
  4. Мощный эффект лифтинга.
  5. Заполнение глубоких и разглаживание мимических складок.
  6. Питание и увлажнение.
  7. Улучшает цвет кожного покрова, делает его ровным.
  8. Подходит для любого типа кожи.
  9. Антиоксидантный эффект.
  10. Заживление и регенерация.

Применение

Использовать Bionic очень просто и легко! Содержимое одного пакетика наносить равномерно один раз в сутки на лицо, уделяя внимание проблемным участкам. Повторное нанесение – через 24 часа. Гель действует быстро, но для стойкого эффекта рекомендуется применять его ежедневно.

Супер лифтинг-гель от морщин подходит для любого типа эпидермиса. Но, перед применением рекомендуется сделать тест на чувствительность. Для этого достаточно нанести немного средства на локтевой сгиб. Если в течение суток не будет покраснения, раздражения – можно приступать к омолаживающим процедурам! Противопоказан крем при индивидуальной чувствительности.

Достоинства

Bionic – настоящая косметическая находка для представительниц прекрасного пола. Высокоэффективный гель обладает мощными антивозрастными свойствами, тщательно ухаживает за кожей лица и заметно омолаживает в минимальные сроки. Также средство имеет много достоинств. Несколько причин, почему стоит обратить внимание на лифтинг-гель от морщин:

  • Натуральный анти-эйдж состав.
  • Комплексное омолаживающее воздействие.
  • Легко и комфортно использовать.
  • Эргономичная и удобная упаковка.
  • Приятный аромат и консистенция.
  • Качественный крем от морщин вокруг глаз.
  • Оптимальная стоимость.
  • Действительно выгодное средство.

Отзывы

Источник: https://obzornash.ru/bionic/

Бионика и достижения в ней

Инфоурок › Биология › Презентации › Бионика и достижения в ней

https://www.youtube.com/watch?v=0bM0iWHpaiE

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд Описание слайда:

Бионика и достижения в ней Т.Н. Изотова, учитель биологии Кагальницкая МОШ №1

2 слайд Описание слайда:

Что такое бионика? Бионика — раздел кибернетики, связанный с построением технических устройств и систем, а также с решением различных инженерных задач на основе изучения функционирования органов и систем в живой природе.

Читайте также:  Главный управляющий по налогообложению. описание профессии главный управляющий

3 слайд Описание слайда:

Основными направлениями бионики считаются следующие: Изучение принципов повышения надежности биологических систем, их резервирования и способности к адаптации органов зрения, слуха и обоняния с целью их моделирования; Изучение и моделирование нейронов, нейронных сетей нервных центров, принципов организации мозга с целью их использования в технических системах; Изучение систем навигации, локации, ориентации и стабилизации движения у животных в целях создания принципиально новых технических устройств.

4 слайд Описание слайда:

Немного из истории бионики… Прародителем бионики считается Леонардо да Винчи. Его чертежи и схемы летательных аппаратов были основаны на строении крыла птицы.

5 слайд Описание слайда:

Немного из истории бионики… Формальным годом рождения бионики принято считать 1960 год. Ученые — бионики избрали своей эмблемой скальпель и паяльник, соединенные знаком интеграла, а девизом — «Живые прототипы — ключ к новой технике».

6 слайд Описание слайда:

Наиболее яркие достижения бионики В конце ХIХ столетия Эйфелева башня поразила весь мир ажурностью и красотой. 300-метровое сооружение стало своеобразным символом Парижа.

Спустя более чем полстолетия биологи и инженеры сделали неожиданное открытие: конструкция Эйфелевой башни в точности повторяет строение большой берцовой кости, легко выдерживающей тяжесть человеческого тела.

Совпадают даже углы между несущими поверхностями.

7 слайд Описание слайда:

Наиболее яркие достижения бионики Долгое время проблемой скоростной авиации был флаттер — внезапно и бурно возникающие на определенной скорости вибрации крыльев. Из-за этих вибраций самолет разваливался в воздухе за несколько секунд.

После многочисленных аварий конструкторы нашли выход — крылья стали делать с утолщением на конце. Через некоторое время аналогичные утолщения были обнаружены на концах крыльев стрекозы. В биологии эти утолщения называются птеростигмы.

8 слайд Описание слайда:

Бионика в архитектуре Первые попытки использовать природные формы в строительстве предпринял еще Антонио Гауди. Шедевры великого мастера дали толчок к развитию архитектуры в бионическом стиле. Сегодня современное воплощение органической архитектуры можно наблюдать в Шанхае — дом «Кипарис», в Австралии — здание Сиднейской оперы, Монреале — здание Всемирного выставочного комплекса.

9 слайд Описание слайда:

Яркий пример архитектурно-строительной бионики — полная аналогия строения стеблей злаков и современных высотных сооружений.

10 слайд Описание слайда:

Бионическая архитектура в России В 2003 году в Санкт-Петербурге по проектам архитектора Бориса Левинзона были построен «Дом Дельфин» и оформлен холл известной клиники «Меди-Эстетик».

11 слайд Описание слайда:

Использованные интернет-ресурсы: http://static.apteka.uz/images/39804_66.jpg http://gif-and-jpeg.ru/d/39092-2/jivotniy_mir0059.jpg http://krutayatema.ru/wp-content/uploads/2011/11/Untitled-9.jpg http://img0.liveinternet.ru/images/attach/c/2/65/770/65770733_3704100148_1785456cc0_o01.jpg http://www.rmnt.ru/pub/uploads/201212/8257995638136699.jpg

Общая информация

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Источник: https://infourok.ru/bionika-i-dostizheniya-v-ney-568508.html

Бионика

 БИОНИКА

Шарниры

Самое простое в природе и технике сочленение — шарнирное. Оно позволяет вращаться одной части вокруг другой и при этом не сдвигаться с места.

Тихоокеанские сердцевидки-великаны, для того чтобы сложить две свои створки, ракушки используют шарниры. Величина тихоокеанских сердцевидок-великанов достигает почти 15 сантиметров, и поэтому их сочленение хорошо видно невооруженным глазом.

У меньших по размерам сердцевидок наших побережий оно точно такое же. Левая створка, имеющая выступ, попадает в углубление правой, и наоборот.

Это шарнирное соединение состоит только из двух частей, которые очень прочно смыкаются друг с другом, выполняя свою задачу наилучшим образом.

Если в технике шарнир может состоять из трех частей, то в природе он состоит только из двух. Этот более компактный вид шарнира был со временем разработан и в технике. Вспомним защелкивающуюся крышку, например крышку шампуня, для шарнира которой необходимы только две части. Они изготавливаются с помощью литья под высоким давлением.

Технические шарниры. Технические шарниры можно приобрести на любом строительном  рынке.   Их применяют,   например,   для   того, чтобы прикрепить крышку к ящику. При этом крышка легко открывается и закрывается. Шарнирами снабжено большинство очечников.

Их крышка плотно соединяется с нижней частью и не может соскочить, поэтому, когда такой футляр кладут в  карман, очки не выпадают.  Технические шарниры     обычно состоят из двух частей, которые соединяются друг с другом с помощью стержня.

  При этом возможно единственное движение — вращение двух половинок вокруг соединительного стержня: сложить — разложить.

Экскаваторы

Для того чтобы схватить предмет или просверлить дырку, в природе и в технике используются одинаковые методы.

Ловчие   птицы.   Раньше орлов и их родственников относили к группе хищных птиц, сегодня их называют ловчими. Такое название объясняется самим принципом охоты птиц. Чтобы удержать добычу, они цепко обхватывают свою жертву и впиваются в нее острыми когтями. Из таких объятий вырваться невозможно. Беркут охотится на мелких млекопитающих и птиц.

Своими сильными и цепкими когтями он, например, намертво впивается в шкуру молодых сурков. Скопа и орлан-белохвост питаются чаще всего рыбой, которую можно поймать на поверхности воды.

Их удлиненные лапы с очень острыми загнутыми когтями и грубой жесткой чешуйчатой внутренней стороной позволяют им впиваться в скользкую, готовую в любой момент ускользнуть рыбу так, что та уже не может вырваться.

Лапы 290 видов ловчих птиц имеют свои различия: природа позаботилась о том, чтобы «захватывающий аппарат» был приспособлен для охоты на определенный вид добычи. Таким образом, птица всегда может добыть пропитание.

Присоски

Осьминог. Осьминог изобрел изощренный метод охоты на свою жертву: он охватывает ее щупальцами и присасывается сотнями присосок, целые ряды которых находятся на щупальцах. Присоски помогают ему также двигаться по скользким поверхностям, не съезжая вниз.

На щупальце осьминога хорошо видны присоски, расположенные плотными рядами.

Коврик с присосками — заимствование у природы.

Технические присоски. Если выстрелить из рогатки присасывающейся стрелой в стекло окна, то стрела прикрепится и останется на нем. Присоска слегка закруглена и расправляется при соприкосновении с преградой.

Затем эластичная шайба опять стягивается; так возникает вакуум, и присоска прикрепляется к стеклу. Квакши обыкновенные хорошо удерживаются на листьях и деревьях с помощью присосок, находящихся на концах их лапок.

Движение с помощью  колебаний

Чтобы подводные лодки могли двигаться, они снабжены вращающимся корабельным винтом. Он создает силу тяги и приводит лодку в движение. В природе также есть подобные приспособления: лапки, плавники и крылья.

При движении вперед, тунец машет своим хвостовым плавником слева направо. У дельфинов и китов, напротив, плавник движется вверх и вниз.

При этом техника плавания существенно не меняется — в основе ее лежит колебание.

Лодка с «плавниками». В то время как техника использует принцип вращения, природа использует принцип колебания. Можно ли колебание применять в технике?

Инженеры рассчитали, что тяга при колебании плавников эффективнее, чем тяга судового винта, и при этом затрачивается меньше энергии.

С конца хвоста — начала xx столетия появилось множество патентов, в которых делались попытки приводить в действие лодки и даже субмарины с помощью колебаний.

Но только недавно удалось создать настоящие подводные «лодки-рыбы», хотя и небольшого размера. Они приводятся в действие колеблющимся плавником, который похож на плавник тунца.

Двойные плавники. Тот, кто плавает с ластами, быстрее продвигается вперед, чем тот, кто плавает без них. Водолазы двигают обоими ластами поочередно. У рыбы же лишь один хвостовой плавник.

Дает ли это ей преимущество? Этот вопрос не оставлял изобретателей, и они создали «двойной плавник», который надевается сразу на обе ноги, чтобы двигать этим большим   «плавником», водолазы   должны   использовать всю мускулатуру ног, живота и спины.

Тот, кто научится этому, будет удивлен, как легко он продвигается вперед. Очевидно, что использование     только     одного большого   плавника   — лучшее решение проблемы быстрого плавания.  

Строительный материал — известь

Морские ежи — мастера в использовании извести. Они создают из этого многофункционального материала очень многое, например свои панцири и зубы.

Надежный известковый панцирь. На берегу моря часто находят прибитые к берегу панцири морских ежей. Если с усилием надавить на них пальцами, то они распадутся на шестиугольные пластинки. Рассмотрев их края, можно заметить, что они относительно толстые. Пластинки скреплены в чрезвычайно прочный панцирь.

Зубной аппарат и зубы. Морской еж имеет в области рта сложный аппарат, который управляет пятью зубами. С давних времен его называют «фонарь аристотеля».

Своими твердыми зубами морские ежи могут скоблить и растирать. При этом зубы полностью состоят из извести.

Как получается, что у морского ежа прочный, но относительно мягкий панцирь и очень твердые зубы состоят из одного и того же материала?

Читайте также:  Делопроизводитель. описание профессии делопроизводитель

Характерный признак «фонаря аристотеля» — пять зубов.

Дело в том, что отдельные молекулы известкового материала выступают в различной последовательности. В зависимости от их последовательности и в некоторой степени в зависимости от содержания других веществ может создаваться губкообразный легкий известковый слой или пластинчатый твердый слой (как у зубов). Этот факт, представляющий интерес для техники, в настоящее время широко исследуется.

Хитин — строительный материал насекомых и ракообразных

Насекомые, пауки и раки создают свои панцири из хитина. Это природное вещество может оказаться полезным и для человека.

Множество   функций. Хитин — это многофункциональный материал, который можно использовать для различных целей, изменяя его соответствующим образом.

В остов из хитиновых молекул могут, например, входить другие вещества, делающие хитин более твердым.

Именно это можно наблюдать у жал пчел и ос, которые, не сгибаясь и не ломаясь, должны проникать в ткани или у тонких, но твердых частей сочленений крыльев мух и пчел, выдерживающих большую нагрузку.

Применяемый в других последовательностях,   хитин может быть очень мягким. Это используют, например, членистоногие — в суставной коже между пластинами или трубками панциря из хитина. Только благодаря этому пластины могут сдвигаться, при этом вредные вещества не проникают в тело насекомого   между  отдельными пластинами.

И, наконец, в хитин может примешиваться известковый материал, благодаря чему панцирю придается жесткость. Ракообразный используют эту возможность, чтобы защититься от врагов.

Материал будущего. Хитин — это нарастающий материал. Его можно получить, кроме всего прочего, из панцирей крабов северного моря и потом облагородить с помощью различных химических процессов.

Хитин может стать важным материалом будущего, причем он будет иметь множество отраслей применения. Особенно большое значение этому материалу придается в медицине и в фармацевтике, так как человеческое тело не воспринимает хитин как инородное тело и поэтому не отторгает его.

С помощью наложения хитина можно, например, значительно усовершенствовать лечение ожогов.

Пинцеты

Техника использует специальные инструменты: клещи и пинцеты. Природа же работает с многочисленными «комбинированными приборами».

Веретенники.   Своим длинным    15-сантиметровым клювом веретенник ощупывает землю, втыкая его в мягкую почву. При этом кончик клюва птица в нужный момент открывает и закрывает. Таким образом ей легко хватать маленьких червяков и другую добычу. Ее тонкий клюв родит довольно глубоко в землю, и оттуда птица достает себе пищу.

Клюв — это комбинированный инструмент. Тонкий клюв веретенника является, как и клещи муравьиного льва, одним из видов комбинированного инструмента.

До захвата пищи клюв сжат и служит в качестве ковыряющего и ищущего инструмента. Только глубоко в земле он открывается, словно две створки пинцета, выполняя в этом случае функцию точно работающего хватающего механизма.

Природа создала инструмент, который способен решить большое количество задач.

Пинцет.  Человек изобрел инструмент, который выполняет те же функции, что и клюв веретенника. Это пинцет. Его острые концы легко проникают под верхний слой предметов. Сжав пальцами обе половинки пинцета, можно захватить даже самые мелкие предметы.

Если отпустить их, пинцет разожмется и выпустит предмет. Преимущество инструмента, обе половинки которого движутся навстречу друг другу, состоит в том, что захватить предмет довольно легко. Тоже самое мы наблюдаем, когда работаем ножницами.

Если удерживать одну их половину и двигать только другой, можно быстро заметить, насколько труднее режется бумага.

Источник: http://boomerangclub.ru/up/images/informaciya/priroda-sakhalina-i-kuril/multemediinie-diski/sea/fakt30.htm

БИОНИКА

вернуться на главную

= (от греч. biōn — элемент жизни, буквально — живущий), наука, решающая инженерные задачи на основе анализа структуры и жизнедеятельности организмов.

Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками — электроникой, навигацией, связью, морским делом и др.

Идея применения знаний о живой природе для решения инженерных задач принадлежит Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц — орнитоптер.

Появление кибернетики, рассматривающей общие принципы управления и связи в живых организмах и машинах, стало стимулом для более широкого изучения строения ифункций живых систем с целью выяснения их общности с техническими системами, а также использования полученных сведений о живых организмах для создания новых приборов, механизмов, материалов и т.п. В 1960 в Дайтоне (США) состоялся первый симпозиум по бионике, который официально закрепил рождение новой науки.

Основные направления работ по бионике  охватывают следующие проблемы:

  • изучение нервной системы человека и животных и моделирование нервных клеток — нейронов — и нейронных сетей для дальнейшего совершенствования вычислительной техники и разработки новых элементов и устройств автоматики и телемеханики (нейробионика);
  •  исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с целью разработки новых датчиков и систем обнаружения;
  • изучение принципов ориентации, локации и навигации у различных животных для использования этих принципов в технике;
  • исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых технических и научных идей.

Многие медицинские инструменты имеют прообраз среди представителей живого мира.

Например, поршневой шприц во многом имитирует кровососущий аппарат насекомых — комара.

Применяемая во время хирургической операции игла, используемая для наложения швов на внутренние органы и ткани человека, за несколько веков не изменила своей первоначальной формы — формы реберных костей крупных рыб, а скальпель до сих пор повторяет форму тростникового листа с его природной режущей кромкой. 

Типичным примером является современная технология реконструкции и наращивания зубной эмали, технология наращивания ногтей и волос. Основой для этих технологий является принцип построения морских губок, а также техника строения гнезд стрижей-саланганов, основа которых — химиоотвердевающая и светоотвердевающая методики.

Не менее актуальным достижением бионики в медицине является использование биотоков.

Когда в конце XVIII в. итальянский физиолог Луиджи Гальвани в качестве побочного результата опытов по анатомированию лягушек открыл биотоки, возникающие в мышцах при движении. Мозг, командуя движениями руки, продолжает посылать к мышцам руки биотоки — слабый электрический сигнал — и тогда, когда нижний сегмент руки ампутирован.

Первая модель искусственной руки, управляемой биопотенциалом, была изготовлена в 1957 г.

Она имела электромагнитный привод и весьма громоздкую систему усиления и преобразования снимаемых с какой-либо мышцы биоэлектрических сигналов.

В настоящее время созданы протезы, управляемые биотоками — достигнута четкость движений, достаточная для адекватного функционирования протеза, продемонстрирован макет руки с чувствительными к давлению датчиками, укрепленными на кончиках пальцев, созданными из токопроводящей резины или тонкой проволоки. Под влиянием  давления на датчики сигналы от них изменяют частоту вибраций зуммера, который укреплен на руке вблизи нерва, идущего в мозг.

Проведение обширнейших и сложнейших операций на сердце и головном мозге стало возможным благодаря введению в медицинскую практику метода управляемой гипотермии (т. е. осознанного переохлаждения тела оперируемого для замедления обменных процессов в тканях и органах).

Гипотермия является основой анабиоза и паробиоза — состояния глубокой спячки — многих насекомых и некоторых мелких грызунов в неблагоприятное зимнее время.

У этих животных гипотермия также направлена на замедление обменных процессов в органах и тканях, обусловливающее меньшее, чем в активном состоянии, потребление энергетических субстратов.

Достижения бионики во многом подают надежды некоторого улучшения состояния или практически полной компенсации качества жизни для больных, положение которых ранее расценивалось как практически безнадежное.

Одним из первых шагов на этом пути является создание аппаратов, способных слышать. Потеря слуха является существенной и опасной для человека и приводит к полной или практически полной инвалидизации.

Эта проблема остается одной из крайне сложных и практически неразрешимых проблем медицины.

Сравнительно недавно многие глухие люди получили реальную возможность слышать с помощью аппарата, созданного на основе новейшего открытия ученых-физиологов: низкочастотные колебания, воспринимаемые человеческим ухом, могут восприниматься и живым нервом зуба, и передаваться в мозг. 

Скачать материалы презентации по теме «Бионика»

Интернет урок  «Бионика»

Интернет урок «Использование человеком принципов растений и животных»

ссылка на видеофильм «Большой скачок. Бионика»

Видео «Живые радары»

ПРОЙТИ ТЕСТИРОВАНИЕ ПО ТЕМЕ «БИОНИКА»

вернуться на главную

Источник: http://svkuznesova.ucoz.ru/index/bionika/0-20

Ссылка на основную публикацию