БИОНИКА
Био́ника (от др.-греч. βίον «живущее») — прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формах живого в природе и их промышленных аналогах.
Различают:
- биологическую бионику, изучающую процессы, происходящие в биологических системах;
- теоретическую бионику, которая строит математические модели этих процессов;
- техническую бионику, применяющую модели теоретической бионики для решения инженерных задач.
Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками: электроникой, навигацией, связью, протезированием (конечностей и органов человека и др. живых существ), морским делом и другими.
Название бионики происходит от древнегреческого слова бион — «ячейка жизни». Изучает бионика биологические системы и процессы с целью применения полученных знаний для решения технических задач. Бионика помогает человеку создавать оригинальные технические системы и технологические процессы на основе идей, найденных и заимствованных у природы.
В англоязычной и переводной литературе чаще употребляется термин биомиме́тика (от др.-греч. βίος «жизнь» + μίμησις «подражание») в значении — подход к созданию технологических устройств, при котором идея и основные элементы устройства заимствуются из живой природы.[1] Бионика подтверждает, что многие человеческие изобретения имеют аналоги в живой природе, например, застежки «молния» и «липучки» были сделаны на основе строения пера птицы. Бородки пера различных порядков, оснащенные крючками, обеспечивают надежное сцепление. Одним из удачных примеров биомиметики является широко распространенная текстильная застёжка, прототипом которой стали плоды растения репейник, цеплявшиеся за шерсть собаки швейцарского инженера Жоржа де Местраля.
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 и функций 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.
Бионика — это наука о создании искусственных систем, обладающих некоторыми характеристиками живых систем.
Бионика не является специализированной наукой. Это межнаучная дисциплина, тема, тесно связанная с биологией. Ее можно сравнить с кибернетикой: бионику и кибернетику называют двумя сторонами одной медали.
Обе дисциплины используют модели живых систем: бионика — для поиска новых идей для полезных искусственных машин и систем, кибернетика — для поиска объяснения поведения живых существ.Бионика относится к потоку концепций от биологии к инженерии и наоборот. Следовательно, существуют две несколько разные точки зрения относительно значения этого слова.
В медицине бионика означает замену или усовершенствование органов (или других частей тела) механическими версиями. Бионические имплантаты отличаются от простых протезов тем, что очень точно имитируют исходную функцию или даже превосходят ее.
Бионика (также известная как биомиметика, биогноз, биомимикрия или бионическая креативная инженерия) — это применение биологических методов и систем, встречающихся в природе, для изучения и проектирования инженерных систем и современных технологий.
Слово «бионический» было придумано Джеком Э. Стилом в 1958 году. Возможно, оно происходит от греческого слова «βίον» (произносится как «бион», что означает «единица жизни») с добавлением суффикса -ic (означающего «подобный» или «таким образом»), следовательно, переводится «как жизнь». Некоторые словари, однако, объясняют это слово как образованное от «биология» + «электроника».
Таким образом, бионика отличается от биоинженерии (или биотехнологии), которая заключается в использовании живых веществ для выполнения определенных промышленных задач, таких как выращивание дрожжей на нефти для получения пищевых белков, использование микроорганизмов, способных концентрировать металлы из низкосортных руд, и переваривание отходов бактериями в биохимических батареях для подачи электроэнергии.
Передача технологий между формами жизни и синтетическими конструкциями желательна, поскольку эволюционное давление обычно заставляет живые организмы, включая фауну и флору, становиться высокооптимизированными и эффективными.
Классическим примером является разработка грязе- и водоотталкивающей краски (покрытия), основанной на наблюдении, что поверхность цветка лотоса практически ни к чему не прилипает (эффект лотоса). Примеры бионики в инженерном деле включают:
- корпуса лодок, имитирующие толстую кожу дельфинов;
- гидролокатор, радар и медицинское ультразвуковое изображение, имитирующее эхолокацию летучих мышей.