Екатерина Бородина: С помощью бионического подхода уже создано множество инновационных разработок
Бионика - это научная дисциплина, которая изучает принципы функционирования живых организмов и природных систем с целью создания технологий и инноваций. Как это работает на благо человека рассказала эксперт
Одной из главных задач бионики является изучение и адаптация механизмов в природе для применения в различных областях человеческой деятельности. Педагог и автор курса для детей Екатерина Бородина рассказала RuNews24.ru о том, как с помощью бионического подхода ученые уже создали многочисленные инновационные разработки: от прочных материалов, имитирующих свойства кости или птичьего оперения, до роботов-жуков, способных передвигаться по сложным поверхностям
В основе бионики лежит идея использования природных решений для разработки новых материалов, устройств и систем, способных эффективно выполнять задачи, аналогичные тем, которые стоят перед живыми организмами. Еще Карло Гольдони говорил: «Природа – великий учитель, особенно для того, кто умеет наблюдать».
Все то, что было создано человеком, не сравниться с теми эффективными и компактными «устройствами», которыми оснащены крылья, ноги или плавники животных. Изучая действие таких систем у животных, ученые и инженеры надеются спроектировать и построить гораздо более совершенные (по сравнению с существующими) приборы и механизмы.
«В развитии этого направления участвуют представители множества различных отраслей науки и техники от собственно биологов, которые изучают животных, до математиков и инженеров, которые пытаются воплотить результаты научных исследований в необходимые человеку приборы и устройства», - рассказала преподаватель Екатерина Бородина.
За основу бионики берутся принципы, которые природа использовала для эволюции различных организмов на протяжении миллионов лет. Растения и животные развивались, разнообразились и приспосабливались к всевозможным изменениям окружающей среды. В результате выжили только те виды, у которых выработались средства защиты и нападения или иные приспособительные особенности.
В процессе естественного отбора были созданы такие механизмы, как ультразвуковые локаторы летучей мыши или дельфина, глаза лягушки или защитная система бабочки. Лабораторией этим животным служила окружающая среда, а продолжающаяся всю жизнь борьба за существование была их исследовательской работой. И вот теперь человек обратился к этим животным-экспертам в поисках принципов, которые он мог бы использовать для решения своих собственных проблем.
«История развития бионики начинается еще в древности, когда люди начали наблюдать природу и черпать вдохновение из ее решений. Это отразилось даже в мифологии. Например, в греческой мифологии указывалось на опасность слепого копирования природы: когда Икар поднялся к солнцу на крыльях, сделанных из перьев и воска, он тут же упал в море, так как палящие солнечные лучи растопили воск. Попытки человека летать подобно птицам всегда терпели неудачу. Лишь после того, как были частично поняты основы динамики полета, человеку удалось полететь».
Современная бионика начала зарождаться в середине XX века. Создаваемые человеком механизмы и приборы становятся все более сложными и дорогостоящими. Все возрастающие требования к повышению надежности навигационных систем, систем связи и различных других систем, имеющих важное значение в нашей жизни, заставили ученых и инженеров обратиться к животным в поисках новых принципов, которые можно было бы положить в основу более простых и надежных устройств. В 1950-х годах были сделаны первые серьезные научные попытки объединить биологические и инженерные науки. С развитием компьютерной техники и технологий, бионика начала пользоваться возможностями моделирования и симуляции. Теперь ученые могут использовать компьютерные модели для исследования принципов, лежащих в основе жизни, и применить их в различных областях, включая робототехнику, медицину, авиацию и многое другое. Пытаясь спроектировать «синтетические» организмы, специалисты, работающие в области бионики, вовсе не стремятся бездумно копировать природу вплоть до мельчайших деталей. Их интересуют принципы, на которых основано действие той или иной системы.
Таким образом появилось много систем, «подсмотренных» у природы. Например, гидролокаторы, радиолокаторы и даже аппараты УЗИ, имитируют эхолокацию летучих мышей. Отражатели, которые в том числе используют сейчас на дорогах, изобретены Перси Шоу в 1935 году после изучения механизма работы кошачьих глаз. Кохлеарный имплантат так же был одним из величайших достижений бионики, впервые он позволил человеку вернуть слух (при рабочем слуховом нерве).
Таких примеров можно приводить еще много, ведь наука не стоит на месте. Но можно с уверенностью сказать одно в ближайшем будущем бионика будет развиваться, чтобы плавно интегрировать живые организмы с инженерными устройствами для повышения качества жизни и функциональности живых существ
