Care sunt regulile de bază ale bionicii. Nanotehnologia dă o nouă viață bionică

Bionica. Și realizările ei

Efectuat:

Stepin K.S.

Profesor:
Ponomareva O.N.

Introducere_________________________________________________ 3

Primele aplicații ale bionicii_________________________________ 4

Exemple clasice:

Structura internă a tulpinii unei plante erbacee ........................................ ...... 5

Distribuția fructelor și semințelor ............................................................. ..................... ................. 5

Clasa de insecte. Diptere de detașare ............................................................. ............. ........... 7

Structura și funcțiile regiunilor creierului ................................................ .... .6

Descoperiri moderne:

Schelet de bureți de adâncime ............................................... ................... ...................... opt

Roiuri de termite, în folosul societății ............................................... ..... .................. 9

Roboți care alergă și sărituri ............................................. ................ .................. 9

Concluzie________________________________________________ 10

Anexa_____________________________________________ 11

Referințe _________________________________________________ 15

Introducere

Bionica(din greacă biōn - element al vieții, literalmente - viu) - știință aplicată a aplicării în dispozitive și sisteme tehnice a principiilor, proprietăților, funcțiilor și structurilor vieții sălbatice. Ideea de a folosi cunoștințele despre fauna sălbatică pentru a rezolva problemele de inginerie îi aparține lui Leonardo da Vinci, care a încercat să construiască o aeronavă cu aripi care bat ca păsările: un ornitopter.

Studiul modelelor de formare a organismelor pentru construcția de obiecte artificiale în asemănarea lor este de obicei atribuit fără echivoc domeniului bionicii [o nouă direcție științifică de la sfârșitul anilor 50 ai secolului XX. Apariția acestei științe a fost o consecință a dezvoltării ciberneticii, biofizicii, biochimiei, biologiei spațiale, psihologiei ingineriei etc. Simpozion de la Daytona (SUA) în septembrie 1960. a dat numele noii științe - bionica. Sloganul simpozionului: „Prototipuri vii - cheia noii tehnologii” determină bine perspectivele dezvoltării bionicii de mulți ani.] De fapt, principiile construirii de bioforme, biostructuri, biofuncții cu scopul de a le folosi în crearea de sisteme tehnice sau obiecte arhitecturale sunt investigate nu de una, ci de mai multe științe biofizice.

Distinge:

Bionica biologică, care studiază procesele care au loc în sistemele biologice;

Bionica teoretică, care construiește modele matematice ale acestor procese;

Bionica tehnică, care utilizează modele de bionică teoretică pentru a rezolva probleme de inginerie.

Bionica este strâns legată de biologie, fizică, chimie, cibernetică și științe inginerești: electronică, navigație, comunicații, afaceri maritime și altele.

Apariția ciberneticii, având în vedere principii generale controlul și comunicarea în organismele și mașinile vii, a devenit un stimulent pentru un studiu mai amplu al structurii și funcțiilor sistemelor vii pentru a clarifica comunitatea acestora cu sistemele tehnice, precum și pentru a utiliza informațiile obținute despre organismele vii pentru a crea noi dispozitive, mecanisme, materiale etc.

Principalele domenii de activitate în bionică acoperă următoarele aspecte:

un studiu sistem nervos uman și animal și modelarea celulelor nervoase (neuroni) și a rețelelor neuronale pentru îmbunătățirea în continuare a tehnologiei informatice și dezvoltarea de noi elemente și dispozitive de automatizare și telemecanică (neurobionica);

à cercetarea organelor de simț și a altor sisteme de percepție ale organismelor vii cu scopul de a dezvolta noi senzori și sisteme de detectare;

à studiul principiilor de orientare, localizare și navigare la diferite animale pentru a utiliza aceste principii în tehnologie;

à studiul caracteristicilor morfologice, fiziologice, biochimice ale organismelor vii pentru a prezenta noi idei tehnice și științifice.

Primele aplicații ale bionicii

Aproape orice problemă tehnologică cu care se confruntă proiectanții sau inginerii a fost mult timp rezolvată cu succes de alte ființe vii. De exemplu, producătorii de băuturi răcoritoare caută în mod constant noi modalități de a-și împacheta produsele. În același timp, un măr obișnuit a rezolvat această problemă cu mult timp în urmă. Un măr este 97% apă, ambalat nu în cutie de lemn, ci într-o coajă comestibilă suficient de apetisantă pentru a atrage animalele care mănâncă fructele și răspândesc boabele.

Experții în bionică argumentează în acest fel. Când se confruntă cu o problemă de inginerie sau de proiectare, ei caută o soluție în „baza științifică” de dimensiuni nelimitate care aparține animalelor și plantelor.

Gustave Eiffel, care în 1889 a construit un desen al Turnului Eiffel, a făcut ceva asemănător. Această structură este considerată unul dintre cele mai vechi exemple clare de utilizare a bionicii în inginerie.

Designul Turnului Eiffel se bazează pe munca științifică a profesorului elvețian de anatomie Hermann Von Meyer. Cu patruzeci de ani înainte de construcția miracolului ingineresc parizian, profesorul a studiat structura osoasă a capului femural în punctul în care acesta se îndoaie și intră în unghi în articulație. Și, în același timp, din anumite motive, osul nu se rupe sub greutatea corpului. Von Meyer a descoperit că capul osului este acoperit cu o rețea complicată de oase în miniatură, datorită căreia sarcina este redistribuită într-un mod uimitor peste os. Această rețea avea o structură geometrică strictă, pe care profesorul a documentat-o ​​(Anexa Fig. Nr. 1).

În 1866, inginerul elvețian Carl Cullman a oferit o bază teoretică pentru descoperirea lui von Meyer, iar 20 de ani mai târziu, distribuția naturală a sarcinii folosind șublere curbe a fost folosită de Eiffel (Anexa Fig. Nr. 2).

Un alt împrumut celebru a fost făcut de inginerul elvețian Georges de Mestral în 1955. Mergea adesea cu câinele său și observa că unele plante de neînțeles se lipesc constant de blana ei. Obosit să curețe constant câinele, inginerul a decis să afle motivul pentru care buruienile se lipesc de blană. După ce a investigat fenomenul, de Mestral a stabilit că a fost posibil datorită cârligelor mici de pe fructele de cocklebur (astfel se numește această buruiană). Drept urmare, inginerul și-a dat seama de importanța descoperirii sale și opt ani mai târziu a brevetat Velcro convenabil, care este acum utilizat pe scară largă la fabricarea nu numai a îmbrăcămintei militare, ci și a celor civile (Anexa Fig. Nr. 3).

Exemple clasice

„Structura internă a tulpinii unei plante erbacee”

Secțiunile transversale ale tulpinilor plantelor erbacee au o structură diferită față de cele lemnoase. De exemplu, într-o secțiune transversală, tulpina unei plante pufos (aplicație

orez. Nr. 5 -b) are forma de cerc. Tulpina plantei de jos este goală și există cavități de aer 2 în ea, concepute pentru circulația aerului. Șuvițele de sclerenchyma 1 conferă rezistență plantei atunci când este expusă la sarcinile vântului. Peel 3 protejează tulpina de fenomenele atmosferice și climatice. Miezul tulpinii crește mai repede decât pielea. Acesta din urmă pare să-și frâneze creșterea. Miezul este întins, pielea este comprimată. Ca rezultat, se creează tensiuni interne în structura tulpinii. Acest lucru dă elasticitate tulpinii.

Bionica, studiind modelele de formare a naturii, creează structuri de construcție originale, economice. Coșul fabricii (Anexa fig. Nr. 5-c) în secțiune transversală este similar ca structură cu tulpina plantei pufos. Armătura longitudinală 1 îi conferă rezistență ca firele din tijă, golurile 2 facilitează construcția. Orificiul rotund central din secțiune este un coș de fum, fitinguri spiralate 3. La fabricarea țevii au fost folosite mai puține materiale de construcție, al cărei design a fost împrumutat de la natură, decât dacă ar fi monolitic, s-a cheltuit mai puțină muncă fizică. Rezistența la sarcinile vântului a unei astfel de țevi nu este mai slabă decât omologul său natural.

„Răspândirea fructelor și a semințelor”

Modelul pentru forma aripilor aeronavei austriece „Taube” (Anexa Fig. Nr. 6-a) în zorii construcției aeronavelor a fost sămânța zburătoare a rampei Zenonia (Anexa Fig. Nr. 6-b). Seamănă cu o sămânță de dovleac cu capete curbate. Datorită greutății sale reduse, sămânța are calități excelente de zbor. Această împrejurare a atras atenția inventatorului Etrich din Boemia. În 1904 și-a construit primul planor fără coadă. Anvergura aripilor 6 m. Planorul putea transporta o sarcină utilă de 25 kg. În următorii ani, Etrich, împrumutând analogii naturale, a creat noi modele de planoare, le-a îmbunătățit, îmbunătățind calitățile zborului.

Polenul plantelor de cereale are două cochilii umplute cu aer, a căror densitate este mai mică decât densitatea aerului din jur. Acest lucru creează portanță pentru polen și astfel călătorește pe distanțe lungi prin aer.

Principiul portanței, realizat în natură, a fost folosit de om în primul avion pe care l-a creat: balon cu aer cald plin cu aer cald, într-un balon, dirijabil. Volanul care cade la badminton seamănă cu un fruct de parașuta de păpădie. Poate că el, sau o parașută similară cu fructe, i-a sugerat lui Leonardo da Vinci ideea unei parașute.

„Clasa de insecte. Diptere de detașare »

Să acordăm atenție prezenței chemoreceptorilor pe picioarele unei muscă - un fel de senzori biologici în miniatură. Musca are patru tipuri: unii analizează compoziția apei, alții determină zahărul, alții examinează diverse săruri, iar al patrulea indică prezența alimentelor proteice. Aceiași receptori sunt în trompa ei. Datorită lor, musca știe întotdeauna ce este exact sub picioare: mâncare, băutură sau ceva necomestibil. Proboscisul muștei răspunde automat la indicațiile receptorilor pielii. S-a întins - și musca începe să bea sau să mănânce. Îndreptând proboscisul, se poate judeca ce substanțe și în ce concentrații prinde insecta. Analiza substanței se efectuează în câteva secunde. Astfel natura a dobândit cele mai perfecte metode de analiză chimică. Fizicienii și chimiștii pot profita de ele dezvăluind metodele folosite de muscă.

În laboratorul de geofizică al Institutului de transfer de căldură și transfer de masă al Academiei de Științe a BSSR, din pulbere de silice a fost creată o substanță lipicioasă cu vâscozitatea vaselinei. Dacă este aplicat pe o roată în câmp electromagnetic, se întărește instantaneu. Roata este lipită ferm de suprafața de susținere. La retragere camp magnetic substanța revine la starea vâscoasă anterioară. Inginerii au creat un robot de mers (Anexa Fig. Nr. 7). El caută defecte pe o suprafață metalică. Pe corpul 5 sunt atașate șase picioare 4 și fiecare dintre ele are două antrenări (motor cu roți dințate). Unul pentru mișcare orizontală și unul pentru mișcare verticală. Piciorul se termină cu un pantof cu o pernă 3 impregnată cu o substanță lipicioasă. Este alimentat de la rezervor la suporturile goale pentru picioare. Cele șase picioare ale robotului sunt combinate în două grupuri, câte trei în fiecare. Robotul merge simultan cu un grup de picioare, în timp ce celălalt este lipit de suprafața de susținere. Alternativ, curent electric este furnizat pantofilor unuia sau celuilalt grup de picioare - iar pernuțele pentru picioare sunt lipite de suprafața de susținere.

Robotul are un ochi - o cameră TV 1, un furtun 2 cu un cablu electric și un tub pentru alimentarea cu aer comprimat la actuatoarele pneumatice.

„Structura și funcțiile creierului”

A dezvălui principiile creierului, care rămân încă în mare parte un mister, înseamnă a găsi cheia pentru proiectarea computerului viitorului. O nouă știință - neurocibernetica este angajată în construcția unui creier artificial. Primul computer a fost desemnat să efectueze operații aritmetice. Odată cu dezvoltarea tehnologiei informatice, computerul a început să efectueze operații mai complexe, să lucreze mai rapid, dimensiunea sa a scăzut (Tabel p. 8).

Descoperiri moderne

Bionica modernă este în mare măsură asociată cu dezvoltarea de noi materiale care le copiază pe cele naturale. Același Kevlar a apărut datorită muncii comune a biologilor genetici și inginerilor, specialiști în materiale.

În prezent, unii oameni de știință încearcă să găsească analogi ai organelor corpului uman pentru a crea, de exemplu, o ureche artificială (este deja în vânzare în SUA) sau un ochi artificial (în curs de dezvoltare).

Schelet de bureți de adâncime

Alți dezvoltatori se concentrează pe studiul organismelor naturale. De exemplu, cercetătorii de la Bell Labs (Lucent Corporation) au descoperit recent o fibră optică de înaltă calitate în corpul bureților de adâncime din genul Euplectellas. Cercetătorii de la Bell Labs, o divizie a Lucent Technologies, au descoperit că bureții de adâncime conțin fibre care sunt foarte asemănătoare ca proprietăți cu fibrele de ultimă generație utilizate în rețelele de telecomunicații. În plus, în unele privințe, fibrele naturale pot fi mai bune decât cele artificiale(anexa fig. Nr. 8) .

Conform clasificării general acceptate astăzi, bureții formează un tip independent de nevertebrate primitive. Ei duc un stil de viață complet imobil. Buretele din genul Euplectella trăiește în mările tropicale. Atinge o lungime de 15-20 cm.Cadru interior din plasă este format din tije cilindrice din dioxid de siliciu transparent. La baza buretelui se află un mănunchi de fibre, care are forma unui fel de coroană. Lungimea acestor fibre este de la 5 la 18 cm, grosimea este ca cea a unui păr uman. În cursul studiilor acestor fibre, s-a dovedit că acestea constau din mai multe straturi concentrice clar definite, cu proprietăți optice diferite. Partea centrală a cilindrului este formată din dioxid de siliciu pur, iar în jurul acestuia sunt cilindri, care conțin o cantitate notabilă de materie organică.

Oamenii de știință au fost uimiți de cât de aproape s-au dovedit a fi structurile fibrelor optice naturale de acele mostre care au fost dezvoltate în laboratoare de mulți ani. Deși transparența în partea centrală a fibrei este oarecum mai mică decât cea a celor mai bune mostre artificiale, fibrele naturale s-au dovedit a fi mai rezistente la stres mecanic, în special la rupere și îndoire. Aceste proprietăți mecanice fac rețelele optice de transmisie a informațiilor vulnerabile - dacă apar fisuri sau rupturi în fibră, aceasta trebuie înlocuită, iar aceasta este o operațiune foarte costisitoare. Oamenii de știință de la Bell Labs citează următorul fapt, care demonstrează rezistența și flexibilitatea extrem de ridicată a fibrelor naturale - acestea pot fi legate într-un nod și, în același timp, nu își pierd proprietățile optice. Astfel de acțiuni cu fibre artificiale vor duce inevitabil la rupere sau cel puțin la formarea de fisuri interne, ceea ce înseamnă în cele din urmă și o pierdere a proprietăților funcționale ale materialului.

Oamenii de știință nu știu încă cum o astfel de creație a naturii poate fi reprodusă în laborator. Faptul este că fibra optică modernă se obține în cuptoare din topituri la o temperatură foarte ridicată, iar bureții de mare o sintetizează în mod natural în cursul dezvoltării prin depunere chimică la temperatura apei mării. Dacă este posibil să se simuleze acest proces, acesta va fi, printre altele, și profitabil din punct de vedere economic.

Conform rezultatelor testelor, s-a dovedit că materialul din scheletul acestor bureți de 20 cm poate transmite un semnal digital nu mai rău decât cablurile de comunicații moderne, în timp ce fibra naturală este mult mai puternică decât cea umană datorită prezenței unei învelișuri organice. A doua caracteristică care i-a surprins pe oamenii de știință este posibilitatea formării unei astfel de substanțe la o temperatură de aproximativ zero grade Celsius, în timp ce plantele Lucent folosesc procesarea la temperatură înaltă în acest scop. Acum, oamenii de știință se gândesc cum să mărească lungimea noului material, deoarece scheletele bureților de mare nu depășesc 15 cm.

Roiuri de termite, în folosul societății

Pe lângă dezvoltarea de noi materiale, oamenii de știință raportează constant despre descoperirile tehnologice care se bazează pe „potențialul intelectual” al naturii. De exemplu, în octombrie 2003, s-a dezvoltat Centrul de Cercetare Xerox Palo Alto tehnologie nouă mecanism de alimentare pentru copiatoare și imprimante.

În dispozitivul AirJet, dezvoltatorii au copiat comportamentul unui roi de termite, în care fiecare termită ia decizii independente, dar în același timp roiul se îndreaptă spre un scop comun, cum ar fi construirea unui cuib.

Proiectat în Palo Alto, circuitul imprimat este echipat cu multe duze de aer, fiecare dintre acestea funcționând independent, fără comenzi de la procesorul central, dar în același timp contribuie la sarcina generală de avansare a hârtiei. Nu există piese mobile în dispozitiv, ceea ce face posibilă reducerea costului de producție. Fiecare circuit imprimat conține 144 de seturi de 4 duze direcționate în direcții diferite, precum și 32 de mii de senzori optici și microcontrolere (Anexa Fig. Nr. 9).

Roboți care alergă și săresc

Dar cei mai devotați adepți ai bionicii sunt inginerii care sunt angajați în construcția roboților. Astăzi, există un punct de vedere foarte popular printre dezvoltatori că în viitor roboții (mai multe despre robotică vezi aici) vor putea funcționa eficient doar dacă sunt cât mai asemănători cu oamenii. Oamenii de știință și inginerii pornesc de la faptul că vor trebui să funcționeze în condiții urbane și casnice, adică într-un interior „uman” - cu scări, uși și alte obstacole de o anumită dimensiune. Prin urmare, trebuie să corespundă cel puțin unei persoane ca mărime și din punct de vedere al principiilor de mișcare. Cu alte cuvinte, robotul trebuie să aibă picioare (roțile, omizile etc. nu sunt potrivite pentru oraș). Dar de la cine să copiem designul picioarelor, dacă nu de la animale?

Oamenii de știință de la Universitatea Stanford au avansat cel mai departe în direcția creării de roboți bipezi verticali. Ei au experimentat de aproape trei ani cu un robot miniatural cu șase picioare, un hexapod, construit dintr-un studiu al sistemului de locomoție al unui gândac.

Primul hexapod a fost proiectat pe 25 ianuarie 2000 (anexa fig. Nr. 10). Acum, designul rulează foarte repede - cu o viteză de 55 cm (mai mult de trei lungimi proprii) pe secundă - și, de asemenea, depășește cu succes obstacolele.

Stanford a dezvoltat, de asemenea, un monopod de sărituri cu un singur picior de mărime umană, care este capabil să mențină un echilibru instabil sărind în mod constant. După cum știți, o persoană se mișcă „căzând” de pe un picior pe altul și petrece cea mai mare parte a timpului pe un picior. În viitor, oamenii de știință de la Stanford speră să creeze un robot biped cu un sistem de mers uman (Anexa Fig. Nr. 11).

Concluzie

Conceptul de bionica nu este deloc nou. De exemplu, încă de acum 3.000 de ani, chinezii au încercat să adopte metoda de fabricare a mătăsii din insecte. Dar la sfârșitul secolului al XX-lea, bionica a câștigat un al doilea vânt, tehnologiile moderne fac posibilă copierea structurilor naturale în miniatură cu o precizie fără precedent. Deci, în urmă cu câțiva ani, oamenii de știință au reușit să analizeze ADN-ul păianjenilor și să creeze un analog artificial al pânzei mătăsoase - Kevlar. În acest material, am enumerat mai multe domenii promițătoare ale bionicii moderne și am citat cele mai cunoscute cazuri de împrumut de la natură.

În ultimul deceniu, bionica a primit un impuls semnificativ către o nouă dezvoltare. Acest lucru se datorează faptului că tehnologiile moderne se deplasează la nivelul giga și nano și permit copierea structurilor naturale miniaturale cu o acuratețe fără precedent. Bionica modernă este asociată în principal cu dezvoltarea de noi materiale care copiază analogi naturali, robotică și organe artificiale.

Natura oferă inginerilor și oamenilor de știință oportunități nesfârșite de a împrumuta tehnologii și idei. Anterior, oamenii nu puteau vedea ceea ce este literalmente în fața nasului lor, dar mijloacele tehnice moderne și modelarea computerizată ajută la înțelegerea măcar puțin cum lumea, și încercați să copiați câteva detalii din acesta pentru propriile nevoi.

Textul lucrării este plasat fără imagini și formule.
Versiunea completa munca este disponibilă în fila „Fișiere de lucru” în format PDF

INTRODUCERE

BIONICA - directie in biologie si cibernetica; studiază caracteristicile structurii și vieții organismelor pentru a crea noi dispozitive, mecanisme, sisteme și pentru a le îmbunătăți pe cele existente.

Omul învață adesea de la natură, creând instrumente și dispozitive pe care natura le-a folosit de-a lungul anilor, perfecționându-și abilitățile în procesul de evoluție. Folosim adesea unelte precum clești, ciocane, piepteni, perii și multe altele și nu ne gândim la cum au apărut. Inițial, acest creator a fost natura. Ea este cea care are multe instrumente, doar că ele sunt făcute și mai bune, mai bune și mai precise decât instrumentele tehnologiei. Nu sunt din metal, ci, de exemplu, din chitină, ca insectele. Studierea științei - Bionica - au apărut întrebări. Câți oameni știu despre această știință? Și ce dispozitive și instrumente create de natură folosim acasă? Poate o persoană să se descurce fără aceste instrumente?

Ipoteză: Am presupus că o persoană folosește adesea instrumente create de natură în viața de zi cu zi și nu se poate descurca fără ele.

Obiectiv: Studiul instrumentelor situate în apartamentul familiei medii de statistică.

Obiectivele cercetării:

1. Priviți varietatea de instrumente din apartament și explorați modul în care natura a folosit inițial acest obiect.
2. Determinați în ce scopuri sunt utilizate instrumentele și dacă este posibil să faceți fără ele.
3. Efectuați un sondaj în rândul studenților cu privire la cunoștințele științei - BIONICA, obiectele studiului acesteia și aplicarea cunoștințelor în practică.
4. Realizarea unei broșuri pentru familiarizarea studenților cu știința - BIONICS.

Obiect de studiu:unelte folosite de om.

Subiect de studiu: cunoștințe despre natură folosite de om la crearea uneltelor.

Metode de cercetare: anchetă sociologică, studiul instrumentelor folosite de om, realizarea unei broșuri.

REVIZUIRE DE LITERATURA

1.1 Știința - BIONICA - s-a format în a doua jumătate a secolului XX. Bionica – „BIOLOGIE” și „TEHNICĂ”, care înseamnă „a învăța de la natură tehnologia de mâine”, ceea ce va aduce omului și naturii beneficii mai mari decât tehnologia care există astăzi. (resursa de internet)

Bionica are un simbol: un bisturiu încrucișat, un fier de lipit și un semn integral.

BIONICS este o știință la granița dintre biologie și tehnologie, care rezolvă probleme de inginerie bazată pe modelarea structurii și vieții unui organism.

Odată cu dezvoltarea aviației, aeronavele s-au îmbunătățit și ele. Cu toate acestea, flutterul a fost un flagel teribil al aviației de mare viteză pentru o lungă perioadă de timp - vibrații ale aripilor care apar brusc la o anumită viteză, ceea ce a dus la faptul că cele mai durabile structuri de aeronave s-au destrămat în aer în câteva secunde. După numeroase accidente, designerii au învățat să facă față acestui dezastru: aripile au început să fie realizate cu o îngroșare la capăt. Și abia atunci au găsit exact aceleași îngroșări chitinoase la capetele aripilor fluturilor.

Prin observarea crustaceelor ​​și a modului în care aceștia se apucă cu ghearele, oamenii de știință au venit cu cleme medicale convenabile care sunt încă folosite astăzi.

Modelarea corpului unei meduze care captează infrasunetele a făcut posibilă crearea unui dispozitiv tehnic care avertizează cu multe ore înainte de apariția unei furtuni și indică direcția din care va veni.

Forma simplă a rechinului și a acestuia structura externă a devenit prototipul submarinelor moderne. Calamarul, luând apă în sine, o împinge afară cu forță. Acest lucru îl ajută să se miște cu viteză mare. Omul a aplicat acest principiu pentru a crea un motor cu reacție [2].

În timpul zborului, liliacul este ghidat de reflexia undelor sonore create continuu de acesta. Aparatul de localizare al șoarecilor este mai precis decât radiourile și sonarele artificiale.

Gustave Eiffel în 1889 a construit un desen al Turnului Eiffel. Această structură este considerată unul dintre cele mai vechi exemple clare de utilizare a bionicii în inginerie. Hermann von Meyer a examinat structura osoasă a capului femural în punctul în care acesta se curbează și se înclină în articulație.

2. EXPERIMENTAL

Obiect de studiu:stiinta - BIONICA.

2.1 Efectuarea unei anchete sociologice

Pentru a realiza un sondaj sociologic școlar, au fost compilate 8 întrebări cu o alegere de răspunsuri (Anexa 1.).

Sondajul a fost realizat în rândul elevilor din clasa a V-a până în clasa a IX-a. În total, sunt 126 de respondenți. Tabelul cu rezultatele sondajului nr. 1 (Anexa 2.)

Prima întrebare a dezvăluit conceptul de știință în sine - bionica. Conform formulării întrebării, aproape toți elevii s-au orientat corect, răspunzând la aceasta - 95,5%. Deși mulți au susținut că habar nu au ce studiază această știință. Am dezvăluit conceptul - BIONICS, apoi am continuat să răspundem la întrebări. Elevii de clasa a cincea au făcut față cel mai rău dintre toți - 63,8%, iar cei de clasa a IX-a au răspuns cel mai bine - 93%. Aceasta vorbește despre un bagaj mare de cunoștințe dobândite pe parcursul a 9 ani de școlarizare. Dar conform răspunsurilor (Anexa 2. Tabelul nr. 2), puteți urmări și observați că pentru toată lumea cea mai ușoară întrebare a fost nr. 5, aproape toată lumea a răspuns corect. Și, de asemenea, cea mai dificilă întrebare a fost numărul 8. Doar 9 - ki, mulți au putut să răspundă corect, deoarece au studiat complet anatomia umană.

2.2 Studiul instrumentelor folosite de om.

2.2.1Instrument: Clești combinați(Anexa 3. Tabelul nr. 1)

obiect natural: Acarienii de furnici- Leul furnică se hrănește cu larve de insecte. El sparge pâlnii în nisip, dacă o furnică cade în această capcană, atunci furnica leul aruncă nisip după el, împiedicându-l astfel să se întoarcă. În acest sens, își folosește cleștele ca o linguriță de nisip. Pe măsură ce aspiră conținutul prăzii, ejectează coaja goală din pâlnie. Acarienii furnici pot turna nisip, pot apuca prada și pot mușca în ea; acţionează ca o seringă, o mică pompă de aspiraţie sau un instrument de aruncare. Astfel, ei reprezintă un tip de acarieni combinați cu șase funcții.[ 1 ]

Utilizarea instrumentului: Cel mai adesea, atunci când se lucrează, se folosesc clești care pot îndeplini patru funcții. Capetele lor de prindere au suprafețe de contact canelate și, prin urmare, pot, de exemplu, să țină tablă. În crestătura acestor clești există dinți care vă permit să rotiți tubul. Din laterale, coturile instrumentului se intersectează, ceea ce face posibilă tăierea firului. De asemenea, pot bate cuie.

Concluzie: Cleștii combinați sunt ușor de utilizat, deoarece înlocuiesc mai multe unelte.

2.2.2 Instrument:Pensetă(Anexa 3. Tabelul nr. 2)

obiect natural: nălucă- un sandpiper mare din familia lăcaticinilor cu ciocul foarte lung și picioare lungi. Cu ciocul lor lung de 15 cm, ei simt pământul, lipindu-l în pământ moale. În același timp, vârful ciocului păsării se deschide și se închide la momentul potrivit. Astfel, îi este ușor să apuce viermi mici și alte pradă.

Ciocul este un instrument combinat. Înainte de a captura alimente, ciocul este comprimat și servește ca instrument de cules și de căutare. Numai adânc în pământ, se deschide ca două aripi de pensetă, îndeplinind în acest caz funcția de mecanism de prindere care funcționează cu precizie.[ 1 ]

Utilizarea instrumentului: Capetele ascuțite ale pensetei pătrund cu ușurință în stratul superior al obiectelor. Strângând ambele jumătăți ale pensetei cu degetele, puteți captura chiar și cele mai mici obiecte. Dacă le eliberați, penseta se va deschide și va elibera obiectul.

Concluzie: Pensele sunt necesare pentru lucrul cu obiecte mici, deoarece degetele umane nu pot manipula cu precizie astfel de obiecte.

2.2.3Instrument:Jackknife(Anexa 2. Tabelul nr. 3)

Obiect natural:Gandac de balegar trăiește în pământ moale și gunoi de grajd. Pentru avansarea sa, el folosește omoplați speciali care sunt pe piciorul inferior. Când gândacul nu are nevoie de ele, își poate pune piciorul în șanțul piciorului inferior și apoi introduce piciorul inferior în nișa coapsei. Astfel, instrumentele sale sunt amplasate, economisind spațiu.[ 1 ]

Utilizarea instrumentului:Jackknife constă din multe părți separate: lame mari și mici, foarfece, tirbușon, deschizător de sticle, șurubelniță, scobitoare etc. toate aceste elemente sunt plasate într-un spațiu restrâns. Un astfel de cuțit poate fi pus în buzunarul pantalonilor fără să se rănească. Astfel, omul a dezvoltat un întreg sistem care economisește spațiu, la fel ca și micul gândac de bălegar cu lamele sale de săpat.

Concluzie: Cuțitul pliabil poate ține mai multe unelte diferite, fiind în același timp foarte compact și ocupă puțin spațiu.

2.2.4Instrument:Burghie(Anexa 3. Tabelul nr. 4)

Obiect natural:Oconiferous horntail sa. Ovipozitorul viespei mari de conifere, când se pregătește să depună ouă, se târăște de-a lungul crengii până la trunchiul copacului,

își întoarce partea din spate a corpului spre el, eliberează ovipozitorul din el și îl așează confortabil. Insecta „forează” cele mai mici găuri din copac la o adâncime de aproximativ doi centimetri. Dacă copacul este conifer, va dura aproximativ 20 de minute. Când gaura este gata, viespa plasează ouăle prin ovipozitorul său lung ca un burghiu.[ 1 ]

Utilizarea instrumentului: Pentru a găuri găuri pentru dibluri, șuruburi și șuruburi, se folosesc burghie, care ca aspect și principiul de funcționare sunt similare cu ovipozitorul viespei mari de conifere. Spre deosebire de ovipozitorul viespei mari de conifere, burghiile tehnice îndeplinesc o singură funcție - nu pot decât să foreze.

Concluzie: Un burghiu este necesar și foarte convenabil pentru a găuri în diverse materiale de construcție (lemn, beton, metal).

2.2.5Instrument:Închidere cu velcro(Anexa 3. Tabelul nr. 5)

Obiect natural:Brusture. Fructele de brusture arată cât de necesar, există cârlige. În fructele de brusture, există multe moduri prin care semințele să fie dispersate de plantele înseși. Fructele sale, care au peste 200 de cârlige, sunt prinse de blana animalului. Animalele le poartă cu ele și apoi le scutură.[ 1 ]

Utilizarea instrumentului: Cu ajutorul lor, puteți, de exemplu, să fixați pantofi sport; în acest caz, șireturile nu mai sunt necesare. În plus, lungimea poate fi reglată cu ușurință - acesta este unul dintre avantajele sale.

Concluzie: Velcro este foarte confortabil. Economisește timp pentru fixarea pantofilor și hainelor etc. Chiar și un copil mic se poate încălța fără ajutorul unui adult.

2.2.6Instrument:Ventuze tehnice(Anexa 3. Tabelul nr. 6)

Obiect natural:Caracatiță a inventat o metodă sofisticată de a-și vâna prada: o îmbrățișează cu tentacule și suge sute de ventuze, dintre care rânduri întregi sunt pe tentacule. De asemenea, îl ajută să se deplaseze pe suprafețe alunecoase fără să alunece în jos.[ 1 ]

Utilizarea instrumentului: Acolo unde există suprafețe netede, se folosesc adesea ventuze. În viața de zi cu zi sunt folosite în principal în bucătărie și baie. Atunci când cârligul de aspirație este apăsat pe gresia baie, se creează un spațiu de vid.

Concluzie: Ventuzele tehnice sunt foarte convenabile in viata de zi cu zi, fara a folosi cuie si lipici, pot sustine diverse obiecte (carlige pentru prosoape, sapunera, covoare de baie etc.).

2.2.7Instrument:Baterie(Anexa 3. Tabelul nr. 7)

Obiect natural:țipar electric poate emite descărcări electrice de până la 700 de volți, cu care poate ucide sau ucide inamicii și prada. Organul electric care generează tensiune este format din mușchi speciali. Tensiunea, la fel ca într-o baterie, este creată de un flux de ioni și descărcată printr-o serie de șocuri, care se succed rapid unul după altul.[ 1 ]

Utilizarea instrumentului Fiecare casă are un număr mare de dispozitive care funcționează cu baterii (ceasuri, lanterne).

Concluzie: Bateria este indispensabilă pentru multe aparate electrocasnice, chiar dacă electricitatea este oprită - bateria ne va salva!

2.2.8 Instrument:ac de injectare(Anexa 3. Tabelul nr. 8)

Obiect natural:Viespe.Înțepătură de viespe. Lungimea înțepăturii de viespe nu depășește 3 mm, iar grosimea este de 0,001 mm. Dacă viespea este în pericol, o folosește pentru protecție. Înțepătura este ușor absorbită în pielea umană, transformându-se într-un pumnal mic. În același timp, este o seringă de injecție.[ 1 ]

Utilizarea instrumentului: Injecții intravenoase și intramusculare.

Concluzie: Mulți oameni păstrează seringi injectabile pentru îngrijiri de urgență în trusa lor de prim ajutor.

CONCLUZIE

Pe parcursul lucrării, studenții au fost intervievați pe ideea de știință - Bionics. După cum sa dovedit, mulți nu cunosc această știință, dar la promptul în alegerea răspunsului, își pot imagina ce face.

Au fost investigate și uneltele care se află în apartament și sunt folosite în scopul propus. Aceste instrumente și dispozitive au fost create de om, folosind cunoștințele despre natură.

Deci, în centrul invenției clește combinat este principiul de lucru acarienii furnici leu. Acest instrument este multifuncțional și este convenabil atunci când reparați un apartament. Pensetă repetă ciocul dumnezeiască foarte util atunci când lucrați cu obiecte mici. Jackknife imită un picior cu omoplați gandac de balegar- compact si multifunctional. Nu este înlocuibil la o drumeție, o excursie, iar la depozitare și transfer, sunt respectate măsurile de siguranță. Burghiu,ca euicecladelaviespe coada cornului conifere, necesar și foarte convenabil pentru găurirea în diverse materiale de construcție (lemn, beton, metal) în timpul construcției și reparațiilor. Închizători Velcro la fel de lipicios ca fructe de brusture. Foarte la îndemână pentru a fixa genți, pantofi și haine. Și mai ales economisesc timp pentru mamele copiilor mici, pentru că este mai ușor pentru un bebeluș să facă față cu Velcro pe pantofi decât cu șireturi. Într-o țiglă frumoasă, este întotdeauna păcat să faci o gaură cu un burghiu, o ieșire năluci tehnici. Sunt indispensabile în baie, deoarece atașează ferm cârlige, vase de săpun, rafturi fără lipici și cuie, ca caracatiță rădăcină. Este imposibil să-ți imaginezi orice apartament, casă fără baterii, sunt folosite la ceasuri, telefoane, lanterne, dar nu se stie niciodata unde! Și principiul de funcționare al bateriei repetă organul electric țipar electric. Mulți oameni păstrează în trusa de prim ajutor acasă seringi de injectare pentru ajutor de urgență. Nu tehnologia, ci natura creează cele mai eficiente și mai subțiri seringi de injectare, așa cum înțepătură de viespe. Din păcate, tehnologia nu a creat încă ace asemănătoare cu înțepăturile care să nu se îndoaie sau să nu se spargă. Dacă ar fi posibil să se creeze astfel de seringi de injectare, atunci vaccinurile, de exemplu, ar deveni aproape nedureroase.

Studiind modul în care omul își aplică cunoștințele despre natură creând instrumente. Și explorarea instrumentelor din apartament, modul în care o persoană le folosește. Ne-am confirmat ipoteza, într-adevăr, o persoană folosește adesea în viața de zi cu zi instrumente create de natură și nu se poate descurca fără ele.

Ca urmare a lucrării, a fost creată o broșură care poate fi folosită în lecțiile lumii din jur. Și pentru a da o idee studenților despre știință - BIONICA.

REFERINȚE

1. Vorontsova Z.S. Atelierul naturii. - M.: „Arte plastice”, 1981 - 32 de cărți poștale.

1. Nakhtigal V.N. Mare serie de cunoștințe. BIONICA. - M .: OOO „Lumea cărților”, 2003 - 128 p..

Site web:

1. Dicționare și enciclopedii la ACADEMICShttps://dic.academic.ru/
2. http://www.microarticles.ru/

3.https://www.google.ru/search?q=symbol+bionics

Atasamentul 1.

Întrebări ale anchetei sociologice:

1. Cum se numește știința al cărei scop este să folosească cunoștințele biologice pentru a rezolva probleme de inginerie și a dezvolta tehnologie?

a) proiectare; b) planificare; c) bionica +

1. Ce a făcut fondatorul aerodinamicii N.E. Jukovski? Pe baza cercetărilor sale, a apărut aviația.

a) fizica; b) constructii navale;

1. O aeronavă mai avansată în natură este deținută de...

a) insecte +; b) reptile; c) frunzele copacilor

1. Prin analogie cu principiul care stă la baza ecolocației la lilieci, ...

b) radare; c) alte echipamente

1. Ce animale sunt active electric?

a) peste +; b) soareci; c) alunite

1. Utilizarea bionicii în medicină este...

a) dezvoltarea medicamentelor; b) construirea de instituţii medicale;

1. Ce structură este copiată de clădirile moderne înalte în care locuiesc oamenii?

a) tulpini de cereale +; b) ierburi; c) tufișuri

1. Ce principiu stă la baza structurii Turnului Eiffel?

Anexa 2

Rezultatele anchetei sociologice

tabelul numarul 1

Tabel comparativ al rezultatelor anchetei sociologice

tabelul numarul 2

Anexa 3.

Omul a adoptat multe din natură, dacă nu totul. Capacitatea de a face un foc, de a se ascunde într-o nurcă de vreme rea, de a păstra alimente în rezervă, de a se deghiza în mediul înconjurător și multe alte lucruri despre care știm de atâta timp încât nu ne mai gândim la apariția lor în viața noastră.

Există însă o întreagă știință – bionica – al cărei scop este să facă lumea oamenilor și mai convenabilă, cu ajutorul tehnologiei create prin spionarea faunei sălbatice.

Leonardo da Vinci este considerat părintele bionicii. El a fost cel care, pentru prima dată, a decis să facă o mașină zburătoare, inspirată de zborul păsărilor. Înaintea lui, a existat Icar, descris în miturile grecești antice. Dar acesta este mai mult un vis, dar legendarul inventator a decis să-l transforme în realitate. Desenele sale cu tot felul de scheme pentru dispozitivul mahletului au supraviețuit până în zilele noastre. Adevărat, invenția lui nu a decolat niciodată, dar primul pas a fost făcut. Și nașterea oficială a bionicii ca știință a avut loc în 1960. Apoi a avut loc primul simpozion pe această temă.

De atunci, datorită bionicii, în viața noastră au apărut multe lucruri minunate. Cele mai interesante dintre ele:

În centrul construcției, simbolul Parisului, celebrul Turn Eiffel este principiul structurii oaselor umane. Arhitectul Eiffel și-a împrumutat ideea din lucrările științifice ale profesorului de anatomie Hermann von Meyer, care a studiat structura scheletului.

Velcro este, de asemenea, observat din natură. George de Mestral își plimba adesea câinele. Își iubea animalul de companie, dar era foarte enervat când a fost necesar să-și piaptăne spinii de pe blană. Decizând să studieze această plantă mai în detaliu și să scape de problema lui, inginerul a venit cu una dintre cele mai convenabile modalități de fixare.

Clădirile moderne înalte, în care locuim cei mai mulți dintre noi, copiază exact structura tulpinilor de cereale.

Bionica în viața umană

Se spune că o dată pe secol se naște un geniu pe Pământ. Leonardo da Vinci a fost un geniu. Cel mai mare artist, sculptor, matematician, inginer și anatomist Leonardo da Vinci a căutat să găsească adevărul, să-l cunoască și să-l descrie.

„Am luat natura drept mentor, profesorul tuturor profesorilor.”

De ce acest mare om de știință a luat natura drept profesor?

Viața în forma sa cea mai primitivă a apărut pe Pământ în urmă cu aproximativ 2 miliarde de ani. Selecția naturală fără milă a durat milioane de secole, în urma căreia cei mai puternici și mai perfecți au supraviețuit. Împrumută ce este mai bun de la natură pentru a-i împuternici mai întâi pe om și a sugerat Leonardo da Vinci. În 1485, a creat un avion mecanic - ornitoptel, al cărui principiu l-a copiat de la păsări. Și deși atunci o persoană nu a reușit să învețe să zboare, dar aceasta a pus bazele unei noi științe - bionica. Bionica este o simbioză între biologie și tehnologie.

Dacă istoria Pământului - 4,5 miliarde de ani - este prezentată ca o zi, atunci se dovedește că o persoană rezonabilă a apărut pe planetă în urmă cu mai puțin de un minut. Au trecut literalmente fracțiuni de secundă și el și-a imaginat deja un creator și deja nu poate crea nimic mai rău decât natura. Până de curând, când inventau ceva nou, oamenii nu și-au dat seama că acesta există deja. Trebuie doar să vezi și să aplici. 99% din descoperirile științifice pe care omul le-a spionat natura. Tot ceea ce ne înconjoară are omologul său firesc.

Bionica(din Βίον - viaţă ) - aplicat privind aplicarea în dispozitive și sisteme tehnice a principiilor de organizare, proprietăți, funcții și structuri . Mai simplu spus, bionica este o conexiune și . Data nașterii Bionics: 13 septembrie 1960.Bionica are un simbol: un bisturiu încrucișat, un fier de lipit și un semn integral. Această uniune a biologiei, tehnologiei și matematicii ne permite să sperăm că știința bionicii va pătrunde acolo unde nimeni nu a pătruns încă și va vedea ceea ce nimeni nu a văzut încă.

Omul a visat întotdeauna să cucerească cerul. Dar era disponibil doar păsărilor. Și păsările au fost cele care le-au dat oamenilor ideea de zbor.

Visele de zbor și implementarea lor efectivă sunt lucruri foarte diferite. Și în ciuda ideilor îndrăznețe, precum cele ale lui Leonardo da Vinci, omenirea va rămâne legată de pământ pentru multe secole de acum încolo. Studiul păsărilor, structura aripilor și cozii lor, a dus la faptul că omul a inventat avionul. Structura ochiului uman a pus bazele obiectivului fotografic, structura inflorescenței de floarea soarelui - pentru panouri solare. Pieptănând inflorescențele de brusture și părul unui câine bufniță după o plimbare, celebrul designer a inventat elemente de fixare cu velcro. Insectele au cerut ideea oamenilor de știință despre elicoptere. Peștele a determinat crearea submarinelor. MercedesBenz Corporation a dezvoltat un vehicul bionic copiat dintr-un bodyfish tropical. În ciuda formei sale de valiză, mașina are o rezistență extrem de scăzută la aer.

Ne confruntăm în fiecare zi cu invenții bionice fără să știm. Cel mai adesea, principiile adoptate din natură se regăsesc în arhitectură. De exemplu, în designul celebrului Turn Eiffel se află structura femurului uman. Pe capul osului există multe puncte de referință, datorită acestora, sarcina pe articulație este distribuită uniform. Acest lucru permite femurului curbat să susțină o greutate corporală mare. Aceleași puncte de referință pot fi găsite la baza Turnului Eiffel. Designul său este considerat un reper arhitectural pentru durabilitate.

Un alt turn, Ostankinskaya, are și un analog natural. Silueta ei zveltă este recunoscută. Prototipul Turnului Ostankino este o tulpină de grâu. Capacitatea sa de a nu se rupe sub greutatea inflorescenței a stat la baza turnului.

Arhitecții apelează din ce în ce mai mult la principiile funcționării organismelor vii. Pentru a înțelege cum funcționează, designerul trebuie să studieze biologia. Peștii, păsările, plantele și chiar corpul uman devin prototipuri naturale ale structurilor arhitecturale.

Bionica nu sta pe loc. Această știință creează o adevărată revoluție. Observație obișnuită, modelarea este capabilă de multe.Profesia mea viitoare este legată de inginerie mecanică. Industria ingineriei este cea mai robotică. Pentru prima dată aplicarea sa practicăroboți industrialia primit mulțumiri inginerilor americani D. Devol și D. Engelberg la sfârșitul anilor 50 și începutul anilor 60 ai secolului XX. Acestea sunt folosite pentru a efectua diverse procese tehnologice în scopul creșterii eficienței întreprinderii.

Designul robotului poate conține unul sau mai mulți manipulatori, în timp ce manipulatorul în sine poate avea o capacitate de încărcare diferită, precizie de poziționare, grad de libertate. Atunci când se creează un robot industrial, modelele bionice sunt utilizate în mod activ. Manipulatorul unui robot industrial constă dintr-un anumit număr de legături (axe) mobile conectate între ele. Este aranjat pe principiul membrelor artropode. Cu cât sunt mai multe axe, cu atât designul robotului este mai versatil.Amplasarea și flexibilitatea conexiunii axelor robotului a fost realizată cu grijă după modelul uman (conectarea articulațiilor). Axele manipulatorului sunt controlate de senzori. Ele sunt asemănătoare cu organele de simț și reacționează la lumină, poziție în spațiu

Natura păstrează încă multe mistere, armonia creațiilor sale a surprins și va continua să surprindă lumea umană. Dar întrebarea este: „Vom avea timp să folosim „brevetele de natură sălbatică” rămase? Având în vedere ritmul cu care plantele și animalele dispar de pe fața pământului, iar statisticile afirmă inexorabil: anual - o specie de animale și zilnic - o specie de plante, întrebarea pusă sună foarte alarmant. În acest sens, conservarea speciilor rare și pe cale de dispariție de animale și plante, menținerea mediului în condiții favorabile vieții întregii vieți de pe Pământ este o problemă urgentă și o garanție a dezvoltării ulterioare a omenirii.

Creați un model în bionica- asta e jumătate din bătălie. Pentru a rezolva o problemă practică specifică, este necesar nu numai să se verifice disponibilitatea proprietăților modelului care sunt de interes pentru practică, ci și să se dezvolte metode pentru calcularea caracteristicilor tehnice predeterminate ale dispozitivului și să se dezvolte metode de sinteză care să asigure realizarea indicatorii solicitați în sarcină.

Și atât de multe bionic modelele, înainte de a primi o realizare tehnică, își încep viața pe un computer. Este construită o descriere matematică a modelului. Potrivit acestuia, este compilat un program de calculator - model bionic. Pe un astfel de model de computer, este posibil să procesați diferiți parametri într-un timp scurt și să eliminați defectele de proiectare.

Așa este, bazat pe software modelare, de regulă, analizați dinamica funcționării modelului; În ceea ce privește construcția tehnică specială a modelului, astfel de lucrări sunt, fără îndoială, importante, dar sarcina lor țintă este diferită. Principalul lucru în ele este să găsiți cea mai bună bază pe care proprietățile necesare ale modelului pot fi recreate cel mai eficient și mai precis. Acumulat în bionica experienta practica modelare sisteme extrem de complexe are o importanță științifică generală. Un număr mare de metodele sale euristice, care sunt absolut necesare în lucrări de acest fel, sunt deja utilizate pe scară largă pentru a rezolva probleme importante din fizica experimentală și tehnică, probleme economice, probleme în proiectarea sistemelor de comunicații ramificate în mai multe etape și așa mai departe.

Astăzi, bionica are mai multe direcții.

Bionica arhitecturii și a construcțiilor studiază legile formării și formării structurii țesuturilor vii, analizează sistemele structurale ale organismelor vii pe principiul economisirii materialelor, energiei și asigurării fiabilității. Neurobionica studiază funcționarea creierului, explorează mecanismele memoriei. Organele de simț ale animalelor, mecanismele interne de reacție la mediu inconjurator atât la animale cât și la plante.

Un exemplu viu de bionică arhitecturală și de construcție este o analogie completă a structurii tulpinilor de cereale și a clădirilor înalte moderne. Tulpinile plantelor de cereale sunt capabile să reziste la sarcini grele și, în același timp, să nu se rupă sub greutatea inflorescenței. Dacă vântul le îndoaie spre pământ, își restabilesc rapid poziția verticală. Care este secretul? Se dovedește că structura lor este similară cu designul țevilor moderne de fabrici înalte - una dintre cele mai recente realizări ale ingineriei. Ambele modele sunt goale. Șuvițele de sclerenchim ale tulpinii plantei joacă rolul de întărire longitudinală. Internoduri ale tulpinilor sunt inele de rigidizare. De-a lungul pereților tulpinii există goluri verticale ovale. Pereții țevii au aceeași soluție de proiectare. Rolul armăturii spiralate situată pe partea exterioară a țevii în tulpina plantelor de cereale este jucat de o piele subțire. Cu toate acestea, inginerii au ajuns singuri la soluția lor constructivă, fără a „privi” în natură. Identitatea structurii a fost dezvăluită ulterior.

În ultimii ani, bionica a confirmat că majoritatea invențiilor umane sunt deja „patentate” de natură. O astfel de invenție a secolului XX, precum fermoarele și velcro, a fost realizată pe baza structurii unei pene de pasăre. Barbe de pene de diferite ordine, echipate cu cârlige, asigură o prindere sigură.

Faimoșii arhitecți spanioli M. R. Cervera și J. Ploz, adepți activi ai bionicii, au început cercetările privind „structurile dinamice” în 1985, iar în 1991 au organizat „Societatea pentru sprijinirea inovațiilor în arhitectură”. Un grup sub conducerea lor, care includea arhitecți, ingineri, designeri, biologi și psihologi, a dezvoltat proiectul „Vertical Bionic Tower City”. În 15 ani, un oraș-turn ar trebui să apară în Shanghai (conform oamenilor de știință, în 20 de ani populația din Shanghai poate ajunge la 30 de milioane de oameni). Orașul turn este proiectat pentru 100 de mii de oameni, proiectul se bazează pe „principiul construcției unui copac”.

Turnul orașului va avea forma unui chiparos înalt de 1128 m cu circumferința la bază de 133 pe 100 m, iar în punctul cel mai lat 166 pe 133 m. Turnul va avea 300 de etaje, urmând să fie amplasate în 12. blocuri verticale de 80 de etaje. Între sferturi se află șape de tavan, care joacă rolul unei structuri de susținere pentru fiecare nivel-sfert. În interiorul cartierelor - case de diferite înălțimi cu grădini verticale. Acest design atent gândit este similar cu structura ramurilor și cu întreaga coroană a unui chiparos. Turnul va sta pe o fundație grămadă conform principiului unui acordeon, care nu se adâncește, ci se dezvoltă în toate direcțiile pe măsură ce urcă - similar cu modul în care se dezvoltă sistemul de rădăcină al unui copac. Vibrațiile vântului de la etajele superioare sunt minimizate: aerul trece cu ușurință prin structura turnului. Pentru fațarea turnului se va folosi un material plastic special care imită suprafața poroasă a pielii. Dacă construcția are succes, se plănuiește să se construiască mai multe astfel de orașe-cladiri.

În bionica arhitecturii și a clădirilor, se acordă multă atenție noilor tehnologii de construcție. De exemplu, în domeniul dezvoltării tehnologiilor de construcție eficiente și fără deșeuri, o direcție promițătoare este crearea de structuri stratificate. Ideea este împrumutată de la moluștele de adâncime. Cochiliile lor puternice, cum ar fi cele ale abalone-ului răspândit, constau din plăci alternante tari și moi. Când o placă tare se crăpă, deformația este absorbită de stratul moale și fisura nu merge mai departe. Această tehnologie poate fi folosită și pentru acoperirea mașinilor.

Principalele domenii ale neurobionicei sunt studiul sistemului nervos al oamenilor și animalelor și modelarea celulelor nervoase-neuroni și rețelelor neuronale. Acest lucru face posibilă îmbunătățirea și dezvoltarea tehnologiei electronice și informatice.

Sistemul nervos al organismelor vii are o serie de avantaje față de cei mai moderni analogi inventați de om:

Percepție flexibilă a informațiilor externe, indiferent de forma în care aceasta vine (scris de mână, font, culoare, timbru etc.).

Fiabilitate ridicată: sisteme tehnice eșuează atunci când una sau mai multe părți se sparg, iar creierul rămâne funcțional chiar și după moartea a câteva sute de mii de celule.

Miniatură. De exemplu, un dispozitiv tranzistor cu același număr de elemente ca și creierul uman ar ocupa un volum de aproximativ 1000 m3, în timp ce creierul nostru ocupă un volum de 1,5 dm3.

Economie de consum de energie - diferența este pur și simplu evidentă.

Un grad înalt de autoorganizare - o adaptare rapidă la situații noi, la schimbări în programele de activitate.

Turnul Eiffel și tibia

Cu ocazia împlinirii a 100 de ani de la Revoluția Franceză, la Paris a fost organizată o expoziție mondială. S-a planificat ridicarea unui turn pe teritoriul acestei expoziții, care să simbolizeze și măreția Revolutia Francezași cele mai recente progrese în tehnologie. La concurs au fost depuse peste 700 de proiecte, proiectul inginerului de pod Alexander Gustave Eiffel a fost recunoscut drept cel mai bun. La sfârșitul secolului al XIX-lea, turnul, numit după creatorul său, a lovit întreaga lume cu ajurat și frumusețe. Turnul de 300 de metri a devenit un fel de simbol al Parisului. Au existat zvonuri că turnul a fost construit după desenele unui om de știință arab necunoscut. Și abia după mai bine de jumătate de secol, biologii și inginerii au făcut o descoperire neașteptată: designul Turnului Eiffel repetă exact structura tibiei, care suportă cu ușurință greutatea corpului uman. Chiar și unghiurile dintre suprafețele de rulment se potrivesc. Acesta este un alt exemplu excelent bionica In actiune.