Направления бионики. Бионика – «техника» живых организмов

Направления бионики: биологическая, теоретическая, техническая бионика. Различают три направления бионики:

1) биологическую бионику, изучающую процессы, происходящие в биологических системах;

2) теоретическую бионику, которая строит математические модели этих процессов;

3) техническую бионику, применяющую модели теоретической бионики для решения инженерных задач.

Моделирование «живых» объектов и систем. Бионическая модель. Бионика на стыке биологии, кибернетики, психологии и других наук. Создание модели в бионике – это половина дела. Для решения конкретной практической задачи необходима не только проверка наличия интересующих нас, с практической точки зрения, свойств модели, но и разработка методов расчёта заранее заданных технических характеристик устройства, разработка методов синтеза, обеспечивающих достижения требуемых в задаче показателей.

И поэтому многие бионические модели, до того как получают техническое воплощение, начинают свою жизнь на компьютере. Строится математическое описание модели. По ней составляется компьютерная программа – бионическая модель. На такой компьютерной модели можно за короткое время обработать различные параметры и устранить конструктивные недостатки.

Именно так, на основе программного моделирования, как правило, проводят анализ динамики функционирования модели; что же касается специального технического построения модели, то такие работы являются, несомненно, важными, но их целевая нагрузка другая. Главное в них – изыскание лучшей основы, на которой эффективнее и точнее всего можно воссоздать необходимые свойства модели.

Накопленный в бионике практический опыт моделирования чрезвычайно сложных систем имеет общенаучное значение. Огромное число её эвристических методов, совершенно необходимых в работах такого рода, уже сейчас получило широкое распространение для решения важных задач экспериментальной и технической физики, экономических задач, задач конструирования многоступенчатых разветвлённых систем связи и т.п.

Профессия «бионик» на стыке наук.Специалиста, работающего в области бионики, именуют биоником. Бионику необходимо обладать знаниями в области химии и физики, биологии и кибернетики, а также автоматики и телемеханики. Этот специалист должен обладать навыками работы со скальпелем, паяльником, логарифмической линейкой и энтомологическим сачком. Весь труд бионика направлен на совершенствование вычислительной техники, новых устройств автоматики и телемеханики, а также на разработку новых научных идей. Бионики необходимы для работы на предприятиях по разработке и внедрению новых технологий.

Профессия бионик подразумевает постоянный поиск инженерных решений, поэтому здесь необходимо креативное мышление, хорошая память и внимательность. Он должен иметь определённый вкус к техническому конструированию, а также обладать способностями изобретателя. Бионик не должен забывать об ответственности. Его разработки не должны причинить вред обществу и природе.

Бионик изучает нервную систему, исследует нервные клетки и занимается поиском связей между ними. Он изучает органы чувств и принципы ориентации и навигации у животных, это необходимо для дальнейших разработок в создании техники. Бионик может также заниматься изготовлением материала для научных исследований или создавать математические модели явлений, над которыми проводится исследование. В настоящее время многие компании заинтересованы в специалистах области бионики. Поэтому профессиональный бионик не останется без трудоустройства. Исследования в данной области продолжаются. Обычно компании по разработке новых технологий заинтересованы в стимулировании труда своих сотрудников и хорошо поощряют за новые идеи и предложения. Поэтому бионик может претендовать на высокую зарплату.

Выводы

Бионика – активно развивающаяся наука, с которой связано как появление новых областей исследований, требующих междисциплинарного подхода, так и появление профессии «бионик».

Контрольные вопросы

1. Перечислить и охарактеризовать направления бионики.

2. Дать определение архитектурно-строительной бионики и обозначить задачи этого направления науки.

3. Дать определение нейробионики и обозначить задачи этого направления науки.

4. Рассказать о моделировании «живых» объектов.

5. Обозначить особенности бионического подхода.

6. В чем заключается отличие теоретической и технической бионик?

7. Каким образом происходит моделирование живых объектов и систем?

8. Расскажите о профессии «бионик»: какие знания требуются этому специалисту?

Вопросы для дискуссии

1. Какое направление бионики Вы считаете наиболее перспективным и почему?

2. Какой Вы видите профессию «бионик» в будущем?

3. Каковы, по Вашему мнению, перспективы развития архитектурно-строительной бионики?

4. Какие инженерные решения природы можно использовать в нейробионике, кроме уже известных проектов?

5. Предложите идею бионического объекта будущего для обсуждения.

Базовое учебное пособие:

1. Макарова Т.Л. Бионика. Практикум. – М.: МФПА, 2010. – 38 с.

Основная литература:

2. Цойх М. Бионика. – М.: Мир книги (Серия: Зачем и почему), 2007. – 48 с.

3. Бурень В. М., Бурень О. В. Биология и нанотехнология. Материалы для современной и будущей бионики. – М.: Феникс, 2006. – 125 с.

Дополнительная литература:

4. Френч Х. История архитектуры/Х.Френч; Пер. с англ. М.С. Ремизовой. – М.: ООО «Издательство АСТ»: ООО «Издательство «Астрель», 2003 – 144 с.: ил.

5. Николаев В. Гармонические каноны в природе. – М.: «Энергия», 2002, N 11. С. 51-55

Интернет-источники:

6. http://bio-nica.narod.ru/

7. http://www.an-krepost.com/stil-organika.html

8. http://www.art.thelib.ru/construction/raz/arhitekturnaya_bionika.html

9. http://www.i-u.ru/biblio

10. http://www.mensh.ru/planirovka_domov_frenka_lloida_raita

11. http://www.museum.ru/N27950

12. http://www.mensh.ru/arhitekturnyi_stil_antonio_gaudi

13. http://www.architime.ru/architects/a_antonio_gaudi.htm

14. http://www.architime.ru/architects/a_eero_saarinen.htm

15. http://sreda.boom.ru/libr/designers/s/libr_300_saarinen1.htm

16. http://www.visual-form.ru/article/004.html

17. http://sagmu.moeobrazovanie.ru/professions_bionik.html

Самостоятельная работа студентов.*