نمونه هایی از فناوری بیولوژیکی نمونه های مدرن بیونیک در معماری و طراحی داخلی. آنالوگ اشکال طبیعی در پزشکی

بیونیک علمی است که به مطالعه طبیعت زنده با هدف استفاده از دانش به دست آمده در فعالیت های عملی انسان می پردازد. مسائل بیونیک: مطالعه الگوهای ساختار و عملکرد بخش‌های مجزای موجودات زنده (سیستم عصبی، آنالیزورها، بال‌ها، پوست) با هدف ایجاد بر این اساس نوع جدیدی از رایانه، مکان یاب، پرواز، دستگاه شنا، و غیره.؛ مطالعه بیوانرژیک برای ایجاد موتورهای عضلانی کارآمد. تحقیق در مورد فرآیندهای بیوسنتز مواد با هدف توسعه شاخه های مرتبط شیمی. بیونیک ارتباط نزدیکی با رشته های فنی (الکترونیک، ارتباطات، امور دریایی و غیره) و علوم طبیعی (پزشکی) و همچنین سایبرنتیک دارد (نگاه کنید به).

بیونیک (به انگلیسی bionics، از bion - موجود زنده، ارگانیسم؛ یونانی Bioo - زنده) علمی است که به مطالعه طبیعت زنده با هدف استفاده از دانش به دست آمده در فعالیت های عملی انسان می پردازد.

اصطلاح بیونیک برای اولین بار در سال 1960 ظاهر شد، زمانی که متخصصان رشته های مختلف در سمپوزیومی در دیتونا (ایالات متحده آمریکا) گرد هم آمدند و این شعار را مطرح کردند: "نمونه های اولیه زنده کلید فناوری جدید هستند." بیونیک نوعی پلی بود که زیست شناسی را با ریاضیات، فیزیک، شیمی و فناوری مرتبط می کرد. یکی از مهمترین اهداف بیونیک ایجاد قیاس بین فرآیندهای فیزیکوشیمیایی و اطلاعاتی موجود در فناوری و فرآیندهای مربوطه در طبیعت زنده است. یک متخصص بیونیک توسط انواع «ایده‌های فنی» که توسط طبیعت زنده طی میلیون‌ها سال تکامل ایجاد شده است، جذب می‌شود. جایگاه ویژه ای در میان وظایف بیونیک، توسعه و ساخت سیستم های کنترل و ارتباط بر اساس استفاده از دانش زیست شناسی است. این بیونیک به معنای محدود کلمه است. بیونیک برای سایبرنتیک، الکترونیک رادیویی، هوانوردی، زیست شناسی، پزشکی، شیمی، علم مواد، ساخت و ساز و معماری و غیره مهم است. وظایف بیونیک همچنین شامل توسعه روش های بیولوژیکی معدن، فن آوری برای تولید مواد پیچیده شیمی آلی است. ، مصالح ساختمانی و پوشش هایی که توسط حیات وحش استفاده می شود. بیونیک هنر کپی برداری منطقی از طبیعت زنده، یافتن شرایط فنی برای استفاده مناسب از اشیاء، فرآیندها و پدیده های بیولوژیکی را آموزش می دهد.

یکی از راه‌های ممکن در اینجا مدل‌سازی تابعی (ریاضی یا نرم‌افزاری) است که شامل مطالعه نمودار ساختاری فرآیند، توابع شی، ویژگی‌های عددی این توابع، هدف آنها و تغییرات در طول زمان است. این رویکرد امکان مطالعه فرآیند مورد علاقه با استفاده از ابزارهای ریاضی و اجرای فنی مدل را در زمانی که اثربخشی آن به طور اصولی ثابت شده باشد و بررسی احتمالات اقتصادی، انرژی و سایر موارد ساخت این نوع مدل باقی مانده است، ممکن می‌سازد. مدل با استفاده از ابزار فنی موجود. راه دیگری وجود دارد - مدل سازی فیزیکی و شیمیایی، زمانی که یک متخصص در زمینه بیونیک فرآیندهای بیوشیمیایی و بیوفیزیکی را به منظور مطالعه اصول تبدیل (از جمله تجزیه و سنتز) موادی که در یک موجود زنده رخ می دهد، مطالعه می کند. این مسیر بیشترین ارتباط را با مسائل شیمیایی-تکنولوژیکی دارد و فرصت های جدیدی را در توسعه انرژی و شیمی پلیمری باز می کند. سومین رویکرد توسعه یافته توسط بیونیک، استفاده مستقیم از سیستم های زنده و مکانیسم های بیولوژیکی در سیستم های فنی است. این رویکرد معمولاً روش مدل‌سازی معکوس نامیده می‌شود، زیرا در این مورد یک متخصص بیونیک به دنبال امکانات و شرایط سازگاری سیستم‌های زنده برای حل مشکلات صرفاً مهندسی است، به عبارت دیگر سعی می‌کند یک دستگاه یا فرآیند فنی را بر روی یک شی بیولوژیکی شبیه‌سازی کند. بیونیک که در پاسخ به درخواست‌های عملی ظهور کرد، به عنوان آغازی برای تحقیقات مبتنی بر کاربرد دانش بیولوژیکی در تمام زمینه‌های فناوری عمل کرد. نتیجه اصلی آن ایجاد اولین مسیرها برای تسلط فنی روزافزون در زیست شناسی است.

بیونیک در زندگی انسان

آنها می گویند هر قرن یک بار یک نابغه روی زمین متولد می شود. چنین نابغه ای لئوناردو داوینچی بود. لئوناردو داوینچی بزرگترین هنرمند، مجسمه ساز، ریاضیدان، مهندس و آناتومیست، به دنبال یافتن حقیقت، شناخت و توصیف آن بود.

"من طبیعت را به عنوان مربی خود، معلم همه معلمان گرفتم."

چرا این دانشمند بزرگ طبیعت را معلم خود قرار داد؟

حیات در ابتدایی ترین شکل خود حدود 2 میلیارد سال پیش روی زمین پدید آمد. انتخاب طبیعی بی رحمانه میلیون ها قرن دوام آورد و در نتیجه قوی ترین و کامل ترین ها زنده ماندند. لئوناردو داوینچی اولین کسی بود که پیشنهاد وام گرفتن بهترین ها از طبیعت را برای گسترش توانایی های انسان داد. در سال 1485، او یک ماشین پرنده مکانیکی ایجاد کرد - اورنیتوپتل، که اصل عملیاتی آن را از پرندگان کپی کرد. و اگرچه انسان در آن زمان موفق به یادگیری پرواز نشد، این آغاز یک علم جدید - بیونیک است. بیونیک همزیستی زیست شناسی و فناوری است.

اگر تاریخ زمین - 4.5 میلیارد سال - به عنوان یک روز نشان داده شود، معلوم می شود که انسان خردمند کمتر از یک دقیقه پیش روی این سیاره ظاهر شده است. به معنای واقعی کلمه یک کسری از ثانیه گذشته است و او از قبل خود را به عنوان یک خالق تصور می کند و نمی تواند بدتر از طبیعت خلق کند. تا همین اواخر، هنگام اختراع چیزی جدید، مردم هیچ تصوری از وجود آن نداشتند. فقط باید ببینید و اعمال کنید. انسان 99 درصد اکتشافات علمی را از طبیعت کشف کرده است. هر چیزی که ما را احاطه کرده است مشابه طبیعی خود را دارد.

بیونیک(از جانب Βίον - زندگي كردن ) - کاربردی در مورد کاربرد اصول، ویژگی ها، عملکردها و ساختارهای سازمانی در دستگاه ها و سیستم های فنی . به زبان ساده، بیونیک یک ارتباط است و . تاریخ تولد بیونیک: 13 سپتامبر 1960.Bionics یک نماد دارد: یک چاقوی جراحی متقاطع، یک آهن لحیم کاری و یک علامت انتگرال. این اتحاد زیست شناسی، فناوری و ریاضیات به ما این امکان را می دهد که امیدوار باشیم علم بیونیک در جایی نفوذ کند که قبلاً کسی به آن نفوذ نکرده است و آنچه را که قبلاً کسی ندیده است ببینیم.

انسان همیشه آرزوی تسخیر آسمان را داشته است. اما فقط برای پرندگان قابل دسترسی بود. و این پرندگان بودند که ایده پرواز را به مردم دادند.

رویاهای مربوط به پرواز و اجرای واقعی آنها چیزهای بسیار متفاوتی هستند. و با وجود ایده‌های جسورانه، مانند ایده‌های لئوناردو داوینچی، بشریت برای قرن‌های آینده به زنجیر زمین می‌ماند. مطالعه پرندگان، ساختار بال و دم آنها، منجر به اختراع هواپیما شد. ساختار چشم انسان پایه و اساس عدسی عکاسی را گذاشت و ساختار گل آذین آفتابگردان باعث ایجاد پنل های خورشیدی شد. این طراح معروف در حالی که گل آذین بیدمشک و خز سگش را بعد از پیاده روی شانه می کرد، بست های Velcro را اختراع کرد. حشرات ایده هلیکوپتر را به دانشمندان دادند. ماهی ها الهام بخش ساخت زیردریایی ها بودند. شرکت مرسدس بنز یک خودروی بیونیک ساخته است که از بدنه ماهی گرمسیری الگوبرداری شده است. این دستگاه علیرغم شکل چمدان مانند آن، مقاومت بسیار کمی در برابر هوا دارد.

ما هر روز بدون اینکه بدانیم با اختراعات بیونیک روبرو می شویم. اغلب، اصول اقتباس شده از طبیعت در معماری یافت می شود. به عنوان مثال، طراحی برج معروف ایفل بر اساس ساختار استخوان ران انسان است. نقاط تکیه گاه زیادی روی سر استخوان وجود دارد که به لطف آنها، بار روی مفصل به طور مساوی توزیع می شود. این به استخوان ران خمیده اجازه می دهد تا وزن زیادی را تحمل کند. همان نقاط مرجع را می توان در پایه برج ایفل یافت. طراحی آن به عنوان یک معیار معماری برای پایداری در نظر گرفته می شود.

برج دیگری به نام Ostankino نیز مشابه طبیعی دارد. سیلوئت باریک او قابل تشخیص است. نمونه اولیه برج Ostankino یک ساقه گندم است. توانایی آن برای شکستن زیر وزن گل آذین اساس برج را تشکیل داد.

معماران به طور فزاینده ای به اصول عملکرد موجودات زنده روی می آورند. برای درک اینکه چگونه کار می کند، طراح باید زیست شناسی را مطالعه کند. ماهی ها، پرندگان، گیاهان و حتی بدن انسان به نمونه های طبیعی سازه های معماری تبدیل می شوند.

Bionics ثابت نمی ماند. این علم در حال ایجاد یک انقلاب واقعی است. مشاهده و مدل سازی معمولی می تواند کارهای زیادی انجام دهد.حرفه آینده من مربوط به مهندسی مکانیک است. صنعت مهندسی مکانیک رباتیک ترین صنعت است. برای اولین بار کاربرد عملی آنربات های صنعتیبا تشکر از مهندسان آمریکایی D. Devol و D. Engelberg در اواخر دهه 50 و اوایل دهه 60 قرن بیستم. آنها برای انجام فرآیندهای مختلف فناوری به منظور افزایش کارایی شرکت استفاده می شوند.

طراحی یک ربات ممکن است شامل یک یا چند دستکاری باشد و خود دستکاری کننده ممکن است ظرفیت بارگذاری، دقت موقعیت و درجه آزادی متفاوتی داشته باشد. هنگام ایجاد یک ربات صنعتی، از مدل های بیونیک به طور فعال استفاده می شود. دستکاری کننده یک ربات صنعتی از تعداد معینی پیوند متحرک (محور) متصل به یکدیگر تشکیل شده است. این بر اساس اصل اندام های بندپایان طراحی شده است. هرچه تعداد محورها بیشتر باشد، طراحی ربات همه کاره تر است.چیدمان و انعطاف پذیری اتصال محورهای ربات بر اساس مدل انسانی (اتصال مشترک) با دقت انجام شد. محورهای دستکاری با استفاده از سنسورها تنظیم می شود. آنها شبیه اندام های حسی هستند و به نور و موقعیت در فضا واکنش نشان می دهند

طبیعت هنوز اسرار بسیاری را حفظ کرده است. اما سوال اینجاست: "آیا ما برای استفاده از "اختراعات حیات وحش" باقیمانده خواهیم داشت؟ با توجه به سرعت ناپدید شدن گیاهان و حیوانات از روی زمین، و آمار به طور غیرقابل انکار بیان می کند: سالانه - یک گونه حیوانی و روزانه - یک گونه گیاهی - سوال مطرح شده بسیار نگران کننده به نظر می رسد. در این راستا، حفظ گونه‌های کمیاب و در معرض خطر انقراض جانوران و گیاهان، حفظ محیط زیست در شرایط مساعد برای زندگی همه حیات روی زمین، مشکلی فوری و کلید توسعه بیشتر بشر است.

شعار بیونیک این است: "طبیعت بهتر می داند." این چه نوع علمی است؟ خود نام و این شعار به ما می فهماند که بیونیک با طبیعت مرتبط است. بسیاری از ما هر روز بدون اینکه بدانیم با عناصر و نتایج علم بیونیک مواجه می شویم.

آیا در مورد علمی مانند بیونیک شنیده اید؟

زیست شناسی دانش رایجی است که در مدرسه با آن آشنا می شویم. به دلایلی، بسیاری از مردم معتقدند که بیونیک یکی از زیر شاخه های زیست شناسی است. در واقع، این بیانیه کاملاً دقیق نیست. در واقع، در معنای محدود کلمه، بیونیک علمی است که به مطالعه موجودات زنده می پردازد. اما اغلب ما عادت داریم که چیز دیگری را با این آموزش مرتبط کنیم. بیونیک کاربردی علمی است که زیست شناسی و فناوری را ترکیب می کند.

موضوع و موضوع تحقیق بیونیک

بیونیک چه چیزی را مطالعه می کند؟ برای پاسخ به این سوال، باید تقسیم بندی ساختاری خود آموزش را در نظر بگیریم.

بیونیک بیولوژیکیطبیعت را همانطور که هست، بدون تلاش برای دخالت می کند. هدف مطالعه آن فرآیندهای رخ داده در داخل سیستم های بیولوژیکی است.

بیونیک نظریبه مطالعه اصولی می پردازد که در طبیعت مورد توجه قرار گرفته اند و بر اساس آنها یک مدل نظری ایجاد می کند که متعاقباً در فناوری مورد استفاده قرار می گیرد.

بیونیک عملی (فنی).کاربرد مدل های نظری در عمل است. بنابراین، معرفی عملی طبیعت به دنیای فنی.

همه چیز از کجا شروع شد؟

لئوناردو داوینچی بزرگ را پدر علم بیونیک می نامند. در یادداشت های این نابغه می توان اولین تلاش ها را برای اجرای فنی مکانیسم های طبیعی یافت. نقاشی‌های داوینچی نشان‌دهنده تمایل او برای ایجاد هواپیمایی است که بتواند بال‌های خود را مانند پرنده‌ای در حال پرواز باشد. زمانی، چنین ایده هایی برای محبوب شدن بیش از حد جسورانه بود. آنها خیلی دیرتر مورد توجه قرار گرفتند.

اولین کسی که اصول بیونیک را در معماری به کار برد، آنتونی گائودی ای کورنت بود. نام او در تاریخ این علم استوار نقش بسته است. سازه های معماری طراحی شده توسط گائودی بزرگ در زمان ساختشان چشمگیر بودند و سال ها بعد همان لذت را در بین ناظران مدرن تداعی می کنند.

فرد بعدی که از ایده همزیستی طبیعت و فناوری حمایت کرد، تحت رهبری او، استفاده گسترده از اصول بیونیک در طراحی ساختمان آغاز شد.

تأسیس بیونیک به عنوان یک علم مستقل تنها در سال 1960 در یک سمپوزیوم علمی در دیتونا رخ داد.

توسعه فناوری رایانه و مدل‌سازی ریاضی به معماران مدرن این امکان را می‌دهد که نشانه‌های طبیعت را در معماری و سایر صنایع بسیار سریع‌تر و با دقت بیشتر پیاده‌سازی کنند.

نمونه های اولیه طبیعی اختراعات فنی

ساده ترین مثال علم بیونیک اختراع لولا است. چفت و بست برای همه آشنا است، بر اساس اصل چرخش یک قسمت از ساختار به دور دیگری. این اصل توسط صدف ها به منظور کنترل دو دریچه خود و باز یا بسته شدن آنها در صورت نیاز استفاده می شود. قلب ماهی های غول پیکر اقیانوس آرام به اندازه های 15-20 سانتی متر می رسد. نمایندگان کوچک این گونه از همان روش ثابت کردن دریچه ها استفاده می کنند.

در زندگی روزمره، ما اغلب از انواع موچین استفاده می کنیم. منقار تیز و گیره‌ای شکل خداحافظی به یک آنالوگ طبیعی چنین وسیله‌ای تبدیل می‌شود. این پرندگان از یک منقار نازک استفاده می کنند و آن را در خاک نرم می چسبانند و سوسک های کوچک، کرم ها و غیره را بیرون می آورند.

بسیاری از دستگاه ها و دستگاه های مدرن مجهز به مکنده هستند. به عنوان مثال، از آنها برای بهبود طراحی پایه های لوازم مختلف آشپزخانه برای جلوگیری از لیز خوردن آنها در حین کار استفاده می شود. همچنین از مکنده ها برای تجهیز کفش های مخصوص شیشه پاک کن ها در ساختمان های بلند استفاده می شود تا از تثبیت ایمن آنها اطمینان حاصل شود. این وسیله ساده نیز از طبیعت به عاریت گرفته شده است. قورباغه درختی با داشتن فنجان های مکنده بر روی پاهای خود به طرز غیرمعمولی بر روی برگ های صاف و لغزنده گیاهان می ماند و اختاپوس برای تماس نزدیک با قربانیان خود به آنها نیاز دارد.

شما می توانید نمونه های زیادی از این دست پیدا کنید. بیونیک دقیقاً علمی است که به مردم کمک می کند تا برای اختراعات خود راه حل های فنی را از طبیعت قرض بگیرند.

چه کسی اول است - طبیعت یا مردم؟

گاهی اوقات اتفاق می افتد که یک یا آن اختراع بشر مدت طولانی توسط طبیعت "اختراع" شده است. یعنی مخترعان هنگام خلق چیزی کپی نمی‌کنند، بلکه خودشان به یک فناوری یا اصل عملیاتی می‌رسند و بعداً معلوم می‌شود که مدت‌هاست در طبیعت وجود داشته است و می‌توان به سادگی از آن جاسوسی کرد و آن را اتخاذ کرد. .

این اتفاق با بست معمولی Velcro رخ داد که توسط یک فرد برای بستن لباس ها استفاده می شود. ثابت شده است که از قلاب‌هایی مشابه قلاب‌هایی که روی Velcro یافت می‌شود، برای اتصال خارهای نازک به هم استفاده می‌شود.

ساختار دودکش های کارخانه ها شبیه ساقه های توخالی غلات است. تقویت طولی مورد استفاده در لوله ها مشابه رشته های اسکلرنشیم در ساقه است. حلقه های سفت کننده فولادی - فاصله ها. پوست نازک در قسمت بیرونی ساقه شبیه به تقویت مارپیچی در ساختار لوله ها است. علیرغم شباهت عظیم ساختار، دانشمندان به طور مستقل چنین روشی را برای ساخت لوله های کارخانه اختراع کردند و تنها بعداً هویت چنین ساختاری را با عناصر طبیعی دیدند.

بیونیک و پزشکی

استفاده از بیونیک در پزشکی امکان نجات جان بسیاری از بیماران را فراهم می کند. کار مداوم برای ایجاد اندام های مصنوعی که قادر به عملکرد همزیستی با بدن انسان هستند در حال انجام است.

Dane Dennis Aabo اولین کسی بود که آن را آزمایش کرد. او نیمی از بازوی خود را از دست داد، اما اکنون به کمک یک اختراع پزشکی توانایی درک اشیاء را با لمس دارد. پروتز او به انتهای عصب اندام آسیب دیده متصل است. حسگرهای انگشت مصنوعی قادر به جمع آوری اطلاعات مربوط به لمس اشیاء و انتقال آن به مغز هستند. طراحی آن هنوز نهایی نشده است، که استفاده از آن را در زندگی روزمره دشوار می کند، اما اکنون می توانیم چنین فناوری را یک کشف واقعی بنامیم.

تمام تحقیقات در این راستا کاملاً مبتنی بر کپی برداری از فرآیندها و مکانیسم های طبیعی و اجرای فنی آنها است. این بیونیک پزشکی است. بررسی های دانشمندان می گوید که کار آنها به زودی جایگزینی اندام های زنده فرسوده انسان و استفاده از نمونه های اولیه مکانیکی را به جای آن ممکن می کند. این واقعاً بزرگترین پیشرفت در پزشکی خواهد بود.

بیونیک در معماری

بیونیک معماری و ساختمان شاخه خاصی از علم بیونیک است که وظیفه آن اتحاد مجدد ارگانیک معماری و طبیعت است. اخیراً ، بیشتر و بیشتر هنگام طراحی سازه های مدرن ، آنها به اصول بیونیک وام گرفته شده از موجودات زنده روی می آورند.

امروزه بیونیک معماری به یک سبک معماری جداگانه تبدیل شده است. از یک کپی ساده از فرم ها متولد شد و اکنون وظیفه این علم اتخاذ اصول، ویژگی های سازمانی و اجرای فنی آنها شده است.

گاهی به این سبک معماری اکو استایل می گویند. این به این دلیل است که قوانین اساسی بیونیک عبارتند از:

• جستجو برای راه حل های بهینه؛
• اصل صرفه جویی در مواد؛
• اصل حداکثر دوستی با محیط زیست؛
• اصل صرفه جویی در انرژی

همانطور که می بینید، بیونیک در معماری نه تنها اشکال چشمگیر، بلکه فن آوری های مترقی است که امکان ایجاد ساختاری را فراهم می کند که نیازهای مدرن را برآورده کند.

ویژگی های ساختمان های بیونیک معماری

با توجه به تجربیات گذشته در معماری و ساخت و ساز، می توان گفت که تمام سازه های انسانی در صورت عدم استفاده از قوانین طبیعت، شکننده و کوتاه مدت هستند. ساختمان‌های بیونیک علاوه بر اشکال شگفت‌انگیز و راه‌حل‌های معماری جسورانه، انعطاف‌پذیر بوده و قادر به مقاومت در برابر پدیده‌ها و بلایای طبیعی ناگوار هستند.

در نمای بیرونی ساختمان‌هایی که به این سبک ساخته شده‌اند، می‌توان عناصری از نقش برجسته‌ها، شکل‌ها و خطوط را مشاهده کرد که مهندسان طراح به طرز ماهرانه‌ای از اشیای زنده و طبیعی کپی‌برداری کرده‌اند و به طرز ماهرانه‌ای توسط معماران ساختمان تجسم یافته‌اند.

اگر به طور ناگهانی هنگام تفکر در یک شیء معماری، به نظر می رسد که به یک اثر هنری نگاه می کنید، به احتمال زیاد ساختمانی به سبک بیونیک در مقابل شما قرار دارد. نمونه‌هایی از این سازه‌ها را می‌توان تقریباً در تمام پایتخت‌های کشورها و شهرهای بزرگ از نظر فناوری پیشرفته دنیا مشاهده کرد.

طراحی برای هزاره جدید

در دهه 90، یک تیم معمار اسپانیایی یک پروژه ساختمانی را بر اساس یک مفهوم کاملاً جدید ایجاد کردند. این ساختمان 300 طبقه است که ارتفاع آن بیش از 1200 متر خواهد بود که حرکت در امتداد این برج با استفاده از چهارصد آسانسور عمودی و افقی با سرعت 15 متر بر ثانیه انجام شود. کشوری که با حمایت مالی این پروژه موافقت کرد، چین بود. پرجمعیت ترین شهر، شانگهای، برای ساخت و ساز انتخاب شد. اجرای این طرح مشکل جمعیتی منطقه را حل می کند.

این برج ساختاری کاملا بیونیک خواهد داشت. معماران معتقدند که تنها این می تواند استحکام و دوام سازه را تضمین کند. نمونه اولیه سازه درخت سرو است. ترکیب معماری نه تنها شکل استوانه ای، شبیه به تنه درخت، بلکه "ریشه" خواهد داشت - نوع جدیدی از پایه بیونیک.

پوشش بیرونی ساختمان یک ماده پلاستیکی و قابل تنفس است که شبیه پوست درخت است. سیستم تهویه مطبوع این شهر عمودی مشابه عملکرد تنظیم حرارت پوست خواهد بود.

به گفته دانشمندان و معماران، چنین ساختمانی تنها در نوع خود باقی نخواهد ماند. پس از اجرای موفقیت آمیز، تعداد ساختمان های بیونیک در معماری این سیاره تنها افزایش می یابد.

ساختمان های بیونیک در اطراف ما

چه مخلوقات معروفی از علم بیونیک استفاده کرده اند؟ نمونه هایی از چنین ساختارهایی را می توان به راحتی پیدا کرد. به عنوان مثال، روند ایجاد برج ایفل را در نظر بگیرید. مدت ها شایعه بود که این نماد 300 متری فرانسه بر اساس نقشه های یک مهندس ناشناس عرب ساخته شده است. بعدها، تشابه کامل آن با ساختار استخوان درشت نی انسان آشکار شد.

علاوه بر برج ایفل، می توانید نمونه های بسیاری از سازه های بیونیک را در سراسر جهان بیابید:

• به قیاس با گل نیلوفر ساخته شد.
• خانه اپرای ملی پکن - تقلید قطره آب.
• مجموعه شنا در پکن. در خارج، ساختار کریستالی شبکه آب را تکرار می کند. یک راه حل طراحی شگفت انگیز همچنین توانایی مفید سازه برای انباشته شدن انرژی خورشیدی و متعاقبا استفاده از آن برای تامین انرژی تمام وسایل الکتریکی فعال در ساختمان را ترکیب می کند.
• آسمان خراش آکوا شبیه یک جریان آب در حال سقوط است. واقع در شیکاگو.
• خانه بنیانگذار بیونیک معماری، آنتونیو گائودی، یکی از اولین سازه های بیونیک است. تا به امروز ارزش زیبایی شناختی خود را حفظ کرده است و یکی از محبوب ترین مکان های گردشگری در بارسلون است.

دانشی که همه به آن نیاز دارند

به طور خلاصه، می توان با خیال راحت گفت: هر چیزی که بیونیک مطالعه می کند برای توسعه جامعه مدرن مرتبط و ضروری است. همه باید با اصول علمی بیونیک آشنا شوند. بدون این علم، تصور پیشرفت فنی در بسیاری از زمینه های فعالیت انسانی غیرممکن است. بیونیک آینده ما در هماهنگی کامل با طبیعت است.

1. بیونیک به عنوان یک علم - تاریخچه توسعه، تعاریف، ماهیت
2. آنالوگ اشکال طبیعی در پزشکی
3. اصول بیونیک در خدمت پزشکی
نتیجه
کتابشناسی - فهرست کتب

1. بیونیک به عنوان یک علم - تاریخچه توسعه، تعاریف، ماهیت

تاریخ رسمی تولد یکی از علوم جدید که در قرن بیستم مدرن به وجود آمد، بیونیک، 13 سپتامبر 1960 در نظر گرفته می شود - روز افتتاحیه اولین سمپوزیوم ملی آمریکا با موضوع "نمونه های اولیه زنده سیستم های مصنوعی - کلید فناوری جدید.» با این حال، ناگفته نماند که برگزاری چنین سمپوزیومی تنها به این دلیل امکان پذیر شد که در این زمان حجم زیادی از داده ها در مورد اصول سازماندهی و عملکرد سیستم های زنده جمع آوری شده بود و فرصت هایی برای استفاده عملی از دانش به دست آمده برای حل تعدادی از مشکلات فنی فوری
نام " بیونیک"از ریشه یونانی باستان "bion" - عنصر زندگی، سلول زندگی یا به طور دقیق تر، عناصر یک سیستم بیولوژیکی می آید.
بلافاصله یک نماد و شعار به وجود آمد که دارای تصویری نمادین از جوهر علمی بیونیک است - برای ترکیب دانش انباشته شده در علوم مختلف. ذاتی قرن بیستم. روند فشرده جدایی و پراکندگی رشته های علمی، درجه شدید مشخص شدن اهداف و مقاصد علوم فردی منجر به ظهور بیش از یک و نیم هزار شاخه دانش شد. برای یک دوره نسبتاً طولانی، چنین تمایز دانش به توسعه موفقیت آمیز بیشتر شاخه های علم و فناوری کمک کرد، اما در حال حاضر تخصص محدود دانشمندان دانش را دشوار می کند و نیاز فوری به یکپارچه سازی نتایج تحقیقات علمی در مورد وجود دارد. اساس اصول یکپارچه و جامع است.
اولین تلاش برای یکپارچگی جدید سایبرنتیک بود که اصل اصلی یکپارچگی آن جهانی بودن روش‌های کنترل موجودات زنده و غیرزنده و ارتباطات آنها بود.
بیونیکاز بسیاری جهات ادامه منطقی سایبرنتیک است، اما تضادهای ناشی از تخصصی شدن علوم و جدایی آنها را از بین می برد و اطلاعات ناهمگون را مطابق با وحدت طبیعت زنده یا اصل بیولوژیکی یکپارچه می کند. بنابراین، نماد بیونیک یک چاقوی جراحی و یک آهن لحیم کاری است که توسط یک علامت انتگرال به هم متصل شده است و شعار آن "نمونه های اولیه زنده - کلید فناوری جدید" است.
هنوز هیچ اتفاق نظری در مورد محتوای بیونیک وجود ندارد - شاید محبوب ترین علوم جوانی که در قرن بیستم ظهور کرد. بسیاری از کارشناسان بیونیک را شاخه جدیدی از سایبرنتیک می دانند، برخی دیگر آن را به علوم زیستی نسبت می دهند، اما ظاهراً کسانی که بیونیک را به عنوان یک علم مستقل متمایز می کنند، بیش از همه حق دارند.
با عطف به ثابت ترین تعریف، می توان گفت که بیونیکعلمی است که اصول ساخت و عملکرد سیستم‌های بیولوژیکی و عناصر آنها را مطالعه می‌کند و دانش کسب شده را برای بهبود اساسی ماشین‌ها، دستگاه‌ها، دستگاه‌ها، سازه‌های ساختمانی و فرآیندهای تکنولوژیکی موجود و ایجاد اساساً جدید به کار می‌گیرد. بیونیک را می توان علم ساخت وسایل فنی نیز نامید که مشخصات آن تا حد امکان به ویژگی های سیستم های زنده نزدیک باشد.
مانند بسیاری از علوم، ساختار بیونیک ناهمگن است. در حال حاضر، مرسوم است که سه حوزه روش شناختی بیونیک را تشخیص دهیم: بیولوژیکی، ریاضی (نظری) و فنی.
بیونیک بیولوژیکیبر اساس شاخه های مختلف زیست شناسی و پزشکی، از دستاوردهای آنها برای شناسایی اصول خاصی از طبیعت زنده استفاده می کند که می تواند مبنایی برای حل مسائل مهندسی خاص باشد.
محتوای بیونیک نظری توسعه یک دستگاه ریاضی برای مدل‌سازی بیولوژیکی و همچنین مدل‌های ریاضی پدیده‌ها و فرآیندهایی است که در موجودات زنده، سیستم‌های زنده یا حتی در جوامع موجودات زنده رخ می‌دهند.
زمینه فعالیت بیونیک فنی، اجرای مدل‌های ریاضی یا سایر جنبه‌های فعالیت موجودات زنده است که غالباً در جریان تحقیقات بیونیک بیولوژیکی و نظری با هدف بهبود موجود و ایجاد ابزارها و سیستم‌های فنی کاملاً جدید به دست می‌آید. که از نظر مشخصات فنی نسبت به آنهایی که قبلاً ایجاد شده بودند و بر اساس اصول بیولوژیکی عمل می کنند برتری دارند.
در روند تکامل طولانی، طبیعت موجودات زنده بی شماری را بر روی زمین ایجاد کرده است، که بسیاری از آنها را می توان به حق به عنوان "سیستم های مهندسی زنده" طبقه بندی کرد که بسیار دقیق، علمی و اقتصادی عمل می کنند و با دقت، مصلحت و توانایی شگفت انگیز در پاسخ مشخص می شوند. برای تغییرات ظریف در بسیاری از عوامل خارجی، این تغییرات را به خاطر بسپارید و آنها را در نظر بگیرید و با انواع واکنش های تطبیقی ​​به آنها پاسخ دهید.
بیایید کاربرد روش ها و راه حل های بیونیک را در پزشکی در نظر بگیریم - آن شاخه ای از علوم زیستی که هر فرد بیش از یک بار در زندگی خود با آن مواجه می شود.
بسیاری از "اختراعات" طبیعت، حتی در دوران باستان، به حل تعدادی از مشکلات فنی کمک کردند. به عنوان مثال، پزشکان عرب صدها سال پیش هنگام انجام جراحی های چشم، درک درستی از شکست پرتوهای نور هنگام عبور از یک محیط شفاف به محیط دیگر به دست آوردند. مطالعه عدسی چشم پزشکان باستانی را بر آن داشت تا به فکر استفاده از عدسی های ساخته شده از کریستال یا شیشه برای بزرگنمایی تصویر و سپس اصلاح بینایی بیفتند.
هنگامی که جرالد دارل در یکی از سفرهای خود مجبور شد با شرط بندی موافقت کند که معنای آن نام بردن چهار اختراع برجسته و اثبات این بود که اصل زیربنای آنها قبل از اینکه انسان به آن فکر کند توسط حیوانات استفاده می شد، یکی از اختراعات این بود که استفاده از بیهوشی توسط زنبورها وقتی زنبورهای جاده غذا را برای لاروهای آینده "آماده می کنند" از روش هایی استفاده می کنند که هر پزشکی می تواند آن را روش های بیهوشی رسانا بنامد - نیش با تزریق یک ماده نوروپلژیک (فلج کننده اعصاب) در ناحیه تنه های عصبی بزرگ کاملاً فلج می شود. عنکبوت را که بی حرکت در لانه زنبور قرار دارد، نمی کشد تا زمانی که لاروها از کلاچ ظاهر شوند، که این غذا برای آن تهیه شده است.

2. آنالوگ اشکال طبیعی در پزشکی

بسیاری از ابزارهای پزشکی نمونه اولیه خود را در بین نمایندگان دنیای زنده دارند. سوزن scarifier که برای جمع‌آوری خون محیطی استفاده می‌شود (مثلاً برای انجام آزمایش خون عمومی که به طور مکرر توسط پزشکان با همه مشخصات برای هر یک از ما تجویز می‌شود)، بر اساس این اصل طراحی شده است که کاملاً تکرار می‌شود. ساختار دندان ثنایا خفاش که نیش آن از یک طرف بی درد متفاوت است و از طرف دیگر همیشه با خونریزی بسیار شدید همراه است.
سرنگ پیستونی آشنا از بسیاری جهات از دستگاه مکیدن خون حشرات - پشه ها و کک ها تقلید می کند که با نیش آنها مطمئناً همه افراد با آن آشنا هستند. سوزن مورد استفاده در طی یک عمل جراحی که برای بخیه زدن اندام ها و بافت های داخلی فرد استفاده می شود، چندین قرن است که شکل اصلی خود را تغییر نداده است - شکل استخوان های ساحلی ماهی های بزرگ، و چاقوی جراحی هنوز هم شکل نی را تکرار می کند. برگ با لبه برش طبیعی خود.
اما اینها تنها ساده ترین نمونه هایی هستند که به معنای واقعی کلمه از زمان های بسیار قدیم به ما رسیده اند و توسعه مدرن بیونیک مربوط به بسیاری از فناوری های پزشکی بسیار پیشرفته است. نمونه بارز آن فناوری مدرن بازسازی و گسترش مینای دندان است که یکی از "نهنگ های" دندانپزشکی مدرن و فناوری کاشت ناخن و مو در زیبایی است. اساس این فناوری ها اصل ساخت اسفنج های دریایی و همچنین تکنیک ساخت لانه های چرخدار است. هر دوی این اصول ساخت و ساز مبتنی بر تکنیک های شیمی درمانی و لایت کیور هستند.

3. اصول بیونیک در خدمت پزشکی

یکی از دستاوردهای مرتبط با بیونیک در پزشکی، استفاده از جریان های زیستی است. هنگامی که در پایان قرن 18. فیزیولوژیست ایتالیایی، لوئیجی گالوانی، به عنوان محصول جانبی آزمایشات بر روی تشریح قورباغه ها، کشف کرد که در حین حرکت، استفاده از جریان های زیستی در آینده بسیار محدود به نظر می رسد. با این حال، نتایج تحقیقات مدرن دقیقاً خلاف این را می گوید. مغز که حرکات دست را فرمان می دهد، به ارسال جریان های زیستی - یک سیگنال الکتریکی ضعیف - به عضلات دست ادامه می دهد، حتی زمانی که قسمت پایین دست قطع می شود. البته در این حالت هیچ حرکتی وجود ندارد، زیرا تکانه ها با ورود به انتهای عصب عضله کوتاه شده استامپ، فقط حرکات خاصی را احساس می کنند و بستر مادی حرکات (ماهیچه ها) وجود ندارد.
اولین مدل دست مصنوعی کنترل شده توسط پتانسیل زیستی در سال 1957 ساخته شد. این دست دارای یک محرک الکترومغناطیسی و یک سیستم بسیار دست و پا گیر برای تقویت و تبدیل سیگنال های بیوالکتریک گرفته شده از هر ماهیچه بود. اولین دست مصنوعی فقط سیگنال‌های کلی مانند "انگشتتان را فشار دهید"، "انگشتتان را باز کنید" و ساده‌ترین تناوب این دستورات را بدون درک سیگنال‌هایی از نوع تنظیمی دریافت کرد که نشان می‌دهد با چه نیرویی حرکت باید انجام شود. تلاش برای سلام کردن به شخصی با چنین "دست آهنین" ناگزیر به آسیب می رسد.
بهبود پروتزهای کنترل شده توسط جریان های زیستی واقعاً با جهش در حال پیشرفت بود و قبلاً در تابستان 1960، شرکت کنندگان در اولین کنگره بین المللی فدراسیون کنترل خودکار، که در مسکو برگزار شد، دیدند که چگونه پسری بدون دست قطعه ای را برداشت. از گچ با دست مصنوعی و به وضوح و واضح روی آن نوشت: «سلام به شرکت کنندگان در کنگره.» دست مصنوعی که به وضوح منقبض و باز می شد، توسط جریان های زیستی کنترل می شد. وضوح حرکات به دست آمد که برای عملکرد مناسب پروتز کافی بود و هدف بعدی دانشمندان تشکیل بازخورد، توانایی احساس پروتز بود.
کمی بعد، در کنفرانس بیونیک که در باکو برگزار شد، مدلی از دست با حسگرهای حساس به فشار که روی نوک انگشتان آن نصب شده بود، ساخته شده از لاستیک رسانا یا سیم نازک، نشان داده شد. تحت تأثیر فشار روی سنسورها، سیگنال های دریافتی از آنها فرکانس ارتعاش زنگ هشدار را که روی بازوی نزدیک عصب به سمت مغز نصب می شود، تغییر می دهد. در حال حاضر، حسگرهایی که از ارتعاش استخوان و تحریک الکتریکی استخوان استفاده می‌کنند، امیدوارکننده‌ترین به نظر می‌رسند، با این حال، برای شفاف‌سازی پارامترهای سیگنال‌ها، و همچنین طراحی عناصر تأثیرگذار، هنوز زمان قابل‌توجهی مورد نیاز است، پر از آزمایش‌ها و کارهای تحقیقاتی. .
یکی دیگر از جنبه‌های استفاده از جریان‌های زیستی در پزشکی، استفاده از آن‌ها در درمان فلج و فلج، اصلاح تعدادی از شرایط پاتولوژیک در دوران بارداری و احتمالاً برای کاهش وضعیت بیماران فلج اطفال و فلج مغزی است که درمان کافی برای آنها وجود ندارد. در حال حاضر وجود دارد.
انجام عملیات گسترده و پیچیده بر روی قلب و مغز به لطف معرفی روش هیپوترمی کنترل شده در عمل پزشکی امکان پذیر شد (یعنی هیپوترمی آگاهانه بدن فرد تحت عمل برای کند کردن فرآیندهای متابولیک در بافت ها و اندام ها) . اما تعداد کمی از مردم می دانند که هیپوترمی اساس آنابیوز و پاروبیوز - حالت خواب زمستانی عمیق - بسیاری از حشرات و برخی جوندگان کوچک در زمان های نامطلوب زمستان است. در این حیوانات، هیپوترمی همچنین با هدف کند کردن فرآیندهای متابولیک در اندام‌ها و بافت‌ها انجام می‌شود و باعث مصرف کمتر بسترهای انرژی نسبت به حالت فعال می‌شود.
روش حرکت برخی از تک یاخته ها به نمونه اولیه برای ایجاد یک پروب خودکار دستگاه گوارش تبدیل شد که جالب ترین و امیدوارکننده ترین چشم انداز برای تحقیقات ابزاری در گاستروسکوپی است.
با بازگشت به پروتز اندام، لازم به ذکر است که نوع مدرن دیگری از پروتز، که عمدتاً برای پروتز اندام تحتانی یا به جای پروتزهای مبتنی بر سیلیکون استفاده می شود، همچنین حاوی یک اصل طبیعی است - اصل ساختار هیدرولیکی پاهای راه رفتن عنکبوت، حرکات آن بر اساس انتقال وضعیت یک کلوئید بیولوژیکی بر اساس نوع "ژل سل" است.
تا حدودی دستاوردهای بیونیک در زمینه پزشکی بر اساس ساختار خود شخص است. بنابراین، فیلم‌های پرفیوژن که روی سطوح سوختگی بزرگ اعمال می‌شوند و برای جلوگیری از عفونت زخم استفاده می‌شوند، تقریباً به طور کامل ساختار لایه‌های سطحی پوست دست‌نخورده انسان را تقلید می‌کنند که دارای خواص باکتری‌کشی است و با نیمه نفوذپذیری مشخص می‌شود.
دستاوردهای بیونیک از بسیاری جهات نویدبخش بهبود وضعیت یا جبران تقریباً کامل کیفیت زندگی بیمارانی است که قبلاً وضعیت آنها تقریباً ناامید کننده تلقی می شد.
یکی از اولین گام ها در این مسیر ایجاد دستگاه هایی با قابلیت شنوایی است. کم شنوایی برای فرد قابل توجه و خطرناک است و منجر به ناتوانی کامل یا تقریباً کامل می شود. این مشکل یکی از مشکلات بسیار پیچیده و عملا غیر قابل حل پزشکی است.
اخیراً، بسیاری از ناشنوایان با کمک دستگاهی که بر اساس آخرین کشف فیزیولوژیست ها ایجاد شده است، فرصت واقعی شنیدن را دریافت کردند: ارتعاشات با فرکانس پایین که توسط گوش انسان درک می شود را می توان با عصب زنده دندان درک کرد و منتقل کرد. به مغز مهندسان رادیو به اصطلاح "دندان رادیویی" را ایجاد کرده اند - سیستمی که با کمک آن افرادی که قبلاً شنیده نشده بودند می توانند بشنوند. برای نصب چنین دستگاهی، وجود یک عصب دندانی زنده ضروری است و عدم وجود کامل اعصاب دندانی زنده حتی برای یک حفره دهان کاملاً آسیب دیده معمول نیست.
طراحی دستگاه را می توان تقریباً به شرح زیر توصیف کرد: یک میکروفون مینیاتوری که می تواند مانند ساعت روی مچ دست بسته شود، به همان فرستنده مینیاتوری متصل است که صدا را به سیگنال های رادیویی تبدیل می کند که توسط گیرنده نصب شده دریافت می شود. در دندان گیرنده یک لایه نازک از آلیاژ نیمه هادی است که روی انتهای عصب آزاد واقع در کانال دندانی اعمال می شود. این آلیاژ نیمه هادی یک عنصر پیزوالکتریک را تشکیل می دهد که روی آن لایه ای از طلا یا نقره قرار دارد که به عنوان آنتن عمل می کند. از نظر ظاهری، این طرح عملاً هیچ تفاوتی با پرکردگی ها و روکش های فلزی رایج در دندانپزشکی ارتوپدی مدرن ندارد.
سیگنال فرستنده رادیویی دریافت شده توسط چنین آنتنی وارد عنصر پیزوالکتریک می شود. ارتعاشات در عنصر پیزوالکتریک ایجاد می شود که با پایانه های عصبی آزاد در دندان تحریک می شود و به شکل تکانه های عصبی به مراکز شنوایی قشر مغز و زیر قشری مغز منتقل می شود. بنابراین، فردی که تا این لحظه در دنیایی بدون صدا زندگی می کرد، شروع به شنیدن می کند. البته در زندگی واقعی، شخصی که به چنین وسیله ای مجهز است، همچنان محدودیت های قابل توجهی دارد، مثلاً در استفاده از تلفن همراه و همچنین هنگام کار با به اصطلاح تولید کننده نویز، اما این محدودیت ها به چه معناست. در مقایسه با ناشنوایی کامل، که به فرد توانبخشی اجتماعی کامل نمی دهد؟
اخیراً در تعدادی از کشورها، تحقیقات در زمینه به اصطلاح تشخیص شبه شنیداری با هدف ایجاد دستگاه هایی که سمعک را شبیه سازی می کنند، فراگیر شده است. برخی از دستگاه هایی که عملکرد اندام های شنوایی را بازتولید می کنند قبلا ساخته و آزمایش شده اند. بنابراین، در دانشگاه لیدن، در ارتباط با تحقیقات در مورد مکانیسم درک انسان از صداها، یک مدل الکترونیکی از گوش (به شکل یک سیستم فیلتر) ساخته شد که ویژگی های فرکانس گوش را بازتولید می کند. مدل سازی این امکان را فراهم می کند که مدل شنوایی و به ویژه ترکیب پدیده هایی مانند درک صدا و صداها در پویایی آنها باشد.
مدل دانشمندان آمریکایی V. Caldwell، E. Glener، J. Stewart برای تجزیه و تحلیل وابستگی شدت صوت فرکانس های مختلف در صداهایی که توسط یک فرد به موقع تلفظ می شود، به منظور شناسایی علائمی که شخص با آن صداها را تشخیص می دهد، طراحی شده است. واج ها و کلماتی که توسط افراد مختلف تلفظ می شود. این مطالعات می تواند هم برای اهداف پزشکی از نظر ایجاد سمعک های پیشرفته تر و هم برای بهبود فناوری رایانه مفید باشد.

نتیجه

بنابراین، تنها از چند مثال می‌توان به نقش مهم بیونیک در دنیای علمی مدرن نتیجه‌گیری کرد، نه فقط به عنوان یک علم انتزاعی، نه خالی از ارزش کاربردی، بلکه به عنوان اساس اساسی فناوری و فناوری مدرن. طبیعت برای سال‌های بی‌شماری مهارت‌های مهندسی خود را تقویت کرده است، که توضیح می‌دهد جزئیات و حتی مینیاتوری عملکردها و اشکال اشیاء طبیعی را توضیح می‌دهد. انسان نسبتاً اخیراً مهارت های مهندسی را به دست آورده است ، به این معنی که رویکرد او به اشیاء طبیعی اساساً صحیح است و چیزهای جالب و غیرمنتظره زیادی را در آینده نوید می دهد و بنابراین پیشرفت یکی از علوم جدید - بیونیک را تعیین می کند.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Berezin F. B. سازگاری روانی و روانی یک فرد. L.: Nauka، 1988.
2. جرالد دارل. در سراسر جهان. سریال سبز. M.: Armado-press، 2001.
3. Venchikov A.I. م.: مدیز، 1962.
4. Matyukhin V. A., Razumov A. N. فیزیولوژی اکولوژیکی انسان و پزشکی ترمیمی. M.: GOETAR "پزشکی"، 1999.
5. پوگووکینا N. A. زیست شناسی عمومی. M.: "prosveshchenie"، 1990.
6. تاریخ پزشکی: مجموعه مقالات. انتشارات ولگوگراد. عسل. دانشگاهی، 1994.
7. چیزهای شگفت انگیز در دنیای حیوانات / ویرایش. Konstantinova A. S.، Larina N. I. انتشارات سارات. حالت دانشگاه، 1970.

بیونیک. و دستاوردهای او

تکمیل شد:

استپین ک.اس.

معلم:
پونوماروا O.N.

مقدمه_________________________________________________ 3

اولین کاربردهای بیونیک _________________________________ 4

نمونه های کلاسیک:

ساختار داخلی ساقه یک گیاه علفی ..................................... ........... 5

توزیع میوه و دانه ................................................ ...................... 5

حشرات کلاس. سفارش دیپترا ................................................ ......... .......... 7

ساختار و عملکرد بخش هایی از مغز ................................ .......... .6

اکتشافات مدرن:

اسکلت اسفنج های اعماق دریا.......................................... ................................ 8

ازدحام موریانه ها به نفع جامعه.......................................... ................................ 9

ربات های دونده و پرش ...................................... ................................ 9

نتیجه گیری _________________________________________________ 10

پیوست _________________________________________________ 11

منابع ________________________________________________ 15

معرفی

بیونیک(از یونانی biōn - عنصر حیات، به معنای واقعی کلمه - زنده) - علم کاربردی در مورد کاربرد اصول، خواص، عملکردها و ساختارهای طبیعت زنده در دستگاه ها و سیستم های فنی. ایده به کارگیری دانش در مورد حیات وحش برای حل مشکلات مهندسی از لئوناردو داوینچی بود، که سعی کرد هواپیمایی با بال‌های بالنده مانند پرندگان بسازد: یک پرنده کوپتر.

مطالعه الگوهای مورفوژنز موجودات برای ساخت اشیاء مصنوعی در شباهت آنها معمولاً به طور واضح به حوزه بیونیک [یک جهت علمی جدید اواخر دهه 50 قرن بیستم، نسبت داده می شود. ظهور این علم پیامد توسعه سایبرنتیک، بیوفیزیک، بیوشیمی، زیست شناسی فضایی، روانشناسی مهندسی و غیره بود. سمپوزیوم در دیتونا (ایالات متحده آمریکا) در سپتامبر 1960. نام علم جدید - بیونیک را داد. شعار سمپوزیوم: «نمونه‌های اولیه زنده کلید فناوری جدید هستند» به خوبی چشم‌انداز توسعه بیونیک را برای سال‌ها مشخص می‌کند.] در واقع، اصول ساخت بیوفرم‌ها، ساختارهای زیستی، عملکردهای زیستی به منظور استفاده از آنها در ایجاد سیستم های فنی یا اشیاء معماری توسط نه یک، بلکه چندین علم بیوفیزیک مورد مطالعه قرار می گیرد.

وجود دارد:

بیونیک بیولوژیکی، که فرآیندهای رخ داده در سیستم های بیولوژیکی را مطالعه می کند.

بیونیک نظری، که مدل‌های ریاضی این فرآیندها را می‌سازد.

بیونیک فنی، که از مدل‌های بیونیک نظری برای حل مسائل مهندسی استفاده می‌کند.

بیونیک ارتباط نزدیکی با زیست شناسی، فیزیک، شیمی، سایبرنتیک و علوم مهندسی دارد: الکترونیک، ناوبری، ارتباطات، علوم دریایی و غیره.

ظهور سایبرنتیک که اصول کلی کنترل و ارتباط را در موجودات زنده و ماشین‌ها در نظر می‌گیرد، انگیزه‌ای برای مطالعه گسترده‌تر ساختار و عملکرد سیستم‌های زنده به منظور روشن شدن اشتراک آن‌ها با سیستم‌های فنی و همچنین استفاده شده است. اطلاعات به دست آمده در مورد موجودات زنده برای ایجاد دستگاه ها، مکانیسم ها، مواد و غیره جدید.

زمینه های اصلی کار بر روی بیونیک مشکلات زیر را پوشش می دهد:

مطالعه سیستم عصبی انسانها و حیوانات و مدلسازی سلولهای عصبی (نورونها) و شبکههای عصبی برای بهبود بیشتر فناوری رایانه و توسعه عناصر و دستگاههای جدید اتوماسیون و تله مکانیک (نوروبیونیک).

تحقیق در مورد اندام های حسی و سایر سیستم های ادراکی موجودات زنده به منظور توسعه حسگرها و سیستم های تشخیص جدید.

مطالعه اصول جهت یابی، مکان یابی و جهت یابی در حیوانات مختلف برای استفاده از این اصول در فناوری.

مطالعه خصوصیات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی موجودات زنده برای ارائه ایده های فنی و علمی جدید.

اولین کاربردهای بیونیک

تقریباً هر مشکل تکنولوژیکی که طراحان یا مهندسان با آن روبرو هستند مدتهاست که توسط سایر موجودات زنده با موفقیت حل شده است. به عنوان مثال، تولیدکنندگان نوشابه دائما به دنبال راه های جدیدی برای بسته بندی محصولات خود هستند. در همان زمان، یک درخت سیب معمولی این مشکل را مدت ها پیش حل کرد. یک سیب 97 درصد آب است که نه در مقوای چوبی، بلکه در پوسته خوراکی بسته بندی شده است که به اندازه کافی اشتها آور است تا حیوانات را برای خوردن میوه و توزیع دانه ها جذب کند.

متخصصان بیونیک اینگونه استدلال می کنند. هنگامی که آنها با یک مشکل مهندسی یا طراحی مواجه می شوند، به دنبال راه حلی در "پایه علمی" نامحدود حیوانات و گیاهان می گردند.

گوستاو ایفل تقریباً همین کار را انجام داد که در سال 1889 نقاشی از برج ایفل کشید. این ساختار یکی از اولین نمونه های واضح استفاده از بیونیک در مهندسی به حساب می آید.

طراحی برج ایفل بر اساس کار علمی پروفسور آناتومی سوئیسی هرمان فون مایر است. 40 سال قبل از ساخت معجزه مهندسی پاریس، پروفسور ساختار استخوانی سر استخوان ران را در محلی که خم می شود و با زاویه وارد مفصل می شود بررسی کرد. و با این حال به دلایلی استخوان زیر وزن بدن نمی شکند. فون مایر کشف کرد که سر استخوان با شبکه پیچیده ای از استخوان های مینیاتوری پوشیده شده است که به لطف آن بار به طرز شگفت انگیزی در سراسر استخوان توزیع می شود. این شبکه ساختار هندسی دقیقی داشت که استاد آن را مستند کرده است (پیوست شکل شماره 1).

در سال 1866، مهندس سوئیسی کارل کولمن، مبنایی نظری برای کشف فون مایر فراهم کرد و 20 سال بعد توزیع بار طبیعی با استفاده از تکیه گاه های منحنی توسط ایفل مورد استفاده قرار گرفت (پیوست شکل شماره 2).

یکی دیگر از وام های معروف دیگر توسط مهندس سوئیسی ژرژ د مسترال در سال 1955 انجام شد. او اغلب با سگش راه می رفت و متوجه می شد که گیاهان عجیبی دائماً به خز آن می چسبند. مهندس که از مسواک زدن مداوم سگ خسته شده بود، تصمیم گرفت دلیل چسبیدن علف های هرز به خز سگ را بیابد. پس از مطالعه این پدیده، د مسترال تشخیص داد که به لطف قلاب های کوچک روی میوه های کاکلبور (نام این علف هرز) امکان پذیر است. در نتیجه، مهندس به اهمیت کشف خود پی برد و هشت سال بعد اختراع Velcro مناسب را به ثبت رساند، که امروزه به طور گسترده در ساخت لباس های نظامی، بلکه غیرنظامی نیز استفاده می شود (پیوست شکل شماره 3).

نمونه های کلاسیک

"ساختار داخلی ساقه یک گیاه علفی"

مقاطع عرضی ساقه گیاهان علفی ساختار متفاوتی نسبت به چوبی دارد. به عنوان مثال، در مقطعی از ساقه یک گیاه پرزدار (پیوست

برنج. شماره 5 -ب) شکل دایره ای دارد. ساقه گیاه پرزدار توخالی است و 2 حفره هوا در آن وجود دارد که برای گردش هوا در نظر گرفته شده است. رشته های Sclerenchyma 1 در مواجهه با بارهای باد به گیاه قدرت می بخشد. پوست 3 از ساقه در برابر پدیده های جوی و اقلیمی محافظت می کند. هسته ساقه سریعتر از پوست رشد می کند. به نظر می رسد دومی رشد آن را مهار می کند. هسته کشیده می شود، پوست فشرده می شود. در نتیجه تنش های داخلی در ساختار ساقه ایجاد می شود. این خاصیت ارتجاعی به ساقه می دهد.

بیونیک با مطالعه قوانین شکل گیری طبیعت، سازه های ساختمانی اصلی و اقتصادی را ایجاد می کند. یک لوله کارخانه (پیوست شکل شماره 5 - ج) در مقطع عرضی شبیه به ساقه یک گیاه پرزدار است. آرماتور طولی 1 مانند رشته های ساقه به آن استحکام می بخشد، حفره های 2 ساختار را سبک می کنند. سوراخ گرد مرکزی در برش یک اگزوز دود است، اتصالات مارپیچ 3. برای ساخت لوله ای که طراحی آن از طبیعت به عاریت گرفته شده است، از مصالح ساختمانی کمتری نسبت به حالت یکپارچه استفاده شده است و کار فیزیکی کمتری صرف شده است. مقاومت در برابر بارهای باد چنین لوله ای بدتر از همتای طبیعی آن نیست.

"توزیع میوه و دانه"

مدل شکل بال های هواپیمای Taube اتریشی (پیوست شکل شماره 6 -a) در سپیده دم ساخت هواپیما، بذر پرنده تاک Zenonia بود (پیوست شکل شماره 6 -b). شبیه دانه کدو تنبل با انتهای خمیده است. بذر به دلیل وزن کم، کیفیت پرواز عالی دارد. این شرایط بود که توجه مخترع Etrich از بوهمیا را به خود جلب کرد. در سال 1904 اولین گلایدر خود را بدون دم ساخت. طول بالها 6 متر بود. گلایدر می توانست 25 کیلوگرم بار حمل کند. در طول سال های بعد، اتریک با قرض گرفتن قیاس های طبیعی، مدل های جدیدی از گلایدرها را ایجاد کرد، آنها را بهبود بخشید و کیفیت پرواز آنها را بهبود بخشید.

گرده گیاهان غلات دارای دو پوسته پر از هوا است که چگالی آنها کمتر از چگالی هوای اطراف است. این یک نیروی بالابرنده برای گرده ایجاد می کند، بنابراین مسافت های طولانی را در هوا طی می کند.

اصل نیروی بالابر، که در طبیعت تحقق یافته است، توسط انسان در اولین هواپیمایی که ایجاد کرد استفاده شد: بالون هوای گرم، بالون و کشتی هوایی. شاتل در حال سقوط در بدمینتون شبیه میوه چتر نجات قاصدک است. شاید او یا یک میوه چتر نجات مشابه، ایده چتر نجات را به لئوناردو داوینچی داده است.

«حشرات طبقه. سفارش Diptera"

بیایید به وجود گیرنده های شیمیایی روی پاهای مگس خانگی توجه کنیم - نوعی حسگر بیولوژیکی مینیاتوری. مگس چهار نوع دارد: برخی ترکیب آب را تجزیه و تحلیل می کنند، برخی دیگر قند را تعیین می کنند، برخی دیگر نمک های مختلف را بررسی می کنند و برخی دیگر وجود غذاهای پروتئینی را نشان می دهند. همان گیرنده ها در پروبوسیس او وجود دارد. به لطف آنها، مگس همیشه می داند دقیقاً چه چیزی زیر پایش است: غذا، نوشیدنی یا چیزی غیرقابل خوردن. پروبوسیس مگس به طور خودکار به خوانش گیرنده های پوست پاسخ می دهد. او دراز می کشد - و مگس شروع به نوشیدن یا خوردن می کند. با صاف کردن پروبوسیس می توانید قضاوت کنید که حشره چه موادی و در چه غلظت هایی می گیرد. این ماده در چند ثانیه تجزیه و تحلیل می شود. بنابراین، طبیعت پیشرفته ترین روش های تجزیه و تحلیل شیمیایی را به دست آورد. فیزیکدانان و شیمیدانان می توانند با درک کامل روش های استفاده شده توسط مگس از آنها استفاده کنند.

در آزمایشگاه ژئوفیزیک موسسه انتقال حرارت و جرم آکادمی علوم BSSR، یک ماده چسبنده با ویسکوزیته وازلین از پودر سیلیس ایجاد شد. اگر آن را روی یک چرخ در میدان الکترومغناطیسی بمالید، فورا سفت می شود. چرخ به طور ایمن به سطح نگهدارنده چسبانده شده است. با حذف میدان مغناطیسی، ماده حالت چسبناک قبلی خود را به دست می آورد. مهندسان یک ربات راه رفتن ساخته اند (پیوست شکل شماره 7). به دنبال نقص روی سطح فلزی است. شش پایه 4 به بدنه 5 متصل است و هر کدام دارای دو درایو (موتور با مکانیزم انتقال) می باشد. یکی برای حرکت افقی، یکی برای حرکت عمودی. پا با یک کفش با یک کوسن 3 آغشته به یک ماده چسبنده به پایان می رسد. از یک مخزن به تکیه گاه های ساق توخالی تغذیه می شود. شش پای ربات در دو گروه، سه در هر یک، ترکیب شده است. ربات به طور همزمان با یک گروه از پاها راه می رود، در حالی که پاهای دیگر به سطح حمایت کننده چسبانده شده است. به طور متناوب، یک جریان الکتریکی به کفش های یک یا آن دسته از پاها وارد می شود - و پدهای پا به سطح نگهدارنده چسبانده می شوند.

این ربات دارای یک چشم است - یک دوربین تلویزیونی 1، یک شیلنگ 2 با یک کابل برق و یک لوله برای تامین هوای فشرده به محرک های پنوماتیک.

"ساختار و عملکرد بخش هایی از مغز"

کشف اصول مغز، که هنوز تا حد زیادی یک راز باقی مانده است، به معنای یافتن کلید طراحی کامپیوترهای آینده است. علم جدید نوروسیبرنتیک به ساخت یک مغز مصنوعی می پردازد. اولین کامپیوتر وظیفه انجام عملیات حسابی را بر عهده داشت. با توسعه فناوری رایانه، رایانه شروع به انجام عملیات پیچیده تری کرد، سریعتر کار کرد و اندازه آن کاهش یافت (جدول ص 8).

گزینه ها	مغز انسان	کامپیوتر
محیط ذخیره سازی	هیجان عصبی	برق
سرعت ورودی	مدت زمان کمتر از 1 بیت در ثانیه	بیش از 106 bps
تشکیلات در حافظه	حافظه بدن
زمان عملیات	تمام زندگی	میلیاردها عملیات در ثانیه
مزایای	تمرکز انحصاری	تمرکز کمتر
	مجتمع	توابع پیچیده در
	توابع به جز	خیلی بیشتر
	در حجم بسیار کم	جلد. درجه پایین
	درجه بالای همکاری	کمال برق
	برتری فیزیکی	نورون تاج و تخت
	فرآیندهای منطقی در یک نورون
وابستگی ذخیره سازی	بستگی دارد	وابسته نیست
عبور از فرد
بخصوص
بداخلاق و احساساتی
هیچ ایالتی
ظرفیت حافظه	حداکثر نظری	107 بیت در این زمان
	مامان 108-1010 بیت	پلیس
	دوره زندگی
نوع حافظه	مختلط	مختلط
ویژگی های pa-	به خاطر سپردن معنی	حفظ مکانیک
چین و چروک	تنبل	منطقی
نوع پردازش	موازی	استوار
اطلاعات
جفت گیری
فیلتر کردن اطلاعات	بسیار موثر	فقیر
جفت گیری
زمان ذخیره سازی	ناپایدار	دائمی
تشکیلات در حافظه
استخراج از pa-
نعناع مورد نیاز
تشکل ها:
اخیرا معرفی شده است	سریع	سریع
مدت ها پیش معرفی شده است	آهسته. تدریجی	سریع
اگر آسیب دیده باشد	آثار	کار نمی کند
درک اطلاعات	از طریق بسیاری از کانال ها: بر اساس شکل، رنگ،	یک کانال
	سایه شیء، با توجه به
	فونت، دست خط،
	بو، لمس،
	تن صدا، لحن
	ملت، نقاشی و غیره
وزن	1.2-1.3 کیلوگرم	3-10 برابر بیشتر
		از مغز انسان

اکتشافات مدرن

بیونیک مدرن تا حد زیادی با توسعه مواد جدیدی مرتبط است که مواد طبیعی را کپی می کنند. همان کولار به لطف کار مشترک زیست شناسان ژنتیک و مهندسان و متخصصان مواد ظاهر شد.

در حال حاضر، برخی از دانشمندان در تلاش برای یافتن آنالوگ‌های اندام‌های بدن انسان هستند تا مثلاً یک گوش مصنوعی (که قبلاً در ایالات متحده به فروش می‌رسد) یا یک چشم مصنوعی (در دست توسعه) بسازند.

اسکلت اسفنج های عمیق دریا

توسعه دهندگان دیگر بر روی مطالعه موجودات طبیعی تمرکز می کنند. به عنوان مثال، محققان آزمایشگاه بل (شرکت لوسنت) اخیرا فیبر نوری با کیفیت بالا را در بدن اسفنج‌های اعماق دریا از جنس Euplectellas کشف کردند. محققان آزمایشگاه‌های بل، بخش فناوری‌های لوسنت، کشف کرده‌اند که اسفنج‌های اعماق دریا حاوی فیبرهای نوری هستند که از نظر خواص بسیار شبیه به آخرین فیبرهای مورد استفاده در شبکه‌های مخابراتی هستند. علاوه بر این، از برخی جهات، فیبر طبیعی ممکن است بهتر از الیاف مصنوعی باشد.(پیوست شکل شماره 8) .

طبق طبقه بندی که امروزه به طور کلی پذیرفته شده است، اسفنج ها نوع مستقلی از حیوانات بی مهرگان اولیه را تشکیل می دهند. آنها یک سبک زندگی کاملاً بی حرکت را پیش می برند. اسفنج از جنس Euplectella در دریاهای گرمسیری زندگی می کند. طول آن به 15-20 سانتی متر می رسد. قاب مشبک شکل داخلی آن توسط میله های استوانه ای ساخته شده از دی اکسید سیلیکون تشکیل شده است. در پایه اسفنج دسته ای از الیاف وجود دارد که به شکل نوعی تاج است. طول این الیاف از 5 تا 18 سانتی متر است که ضخامت آن مانند موهای انسان است. مطالعات این فیبرها نشان داد که آنها از چندین لایه متحدالمرکز به وضوح تعریف شده با خواص نوری مختلف تشکیل شده‌اند. قسمت مرکزی سیلندر از دی اکسید سیلیکون خالص تشکیل شده است و در اطراف آن استوانه هایی حاوی مقدار قابل توجهی مواد آلی وجود دارد.

دانشمندان از نزدیک بودن ساختار فیبرهای نوری طبیعی به نمونه هایی که سال ها در آزمایشگاه ها ساخته شده بودند شگفت زده شدند. اگرچه شفافیت در قسمت مرکزی الیاف کمی کمتر از بهترین نمونه های مصنوعی است، اما ثابت شده است که الیاف طبیعی در برابر تنش های مکانیکی مقاوم تر هستند، به ویژه در هنگام شکستن و خم شدن. این ویژگی‌های مکانیکی است که شبکه‌های انتقال اطلاعات نوری را آسیب‌پذیر می‌کند - اگر ترک‌هایی در فیبر نوری ایجاد شود یا شکسته شود، باید جایگزین شود، و این یک عملیات بسیار گران است. دانشمندان آزمایشگاه بل به این واقعیت اشاره می کنند که استحکام و انعطاف پذیری بسیار بالای فیبرهای نوری طبیعی را نشان می دهد - آنها را می توان به یک گره گره زد و در عین حال خواص نوری خود را از دست نمی دهد. چنین اقداماتی با فیبرهای نوری مصنوعی ناگزیر منجر به شکستگی یا حداقل ایجاد ترک های داخلی می شود که در نهایت به معنای از بین رفتن خواص عملکردی مواد نیز می باشد.

دانشمندان هنوز نمی دانند چگونه چنین خلقت طبیعت را در آزمایشگاه بازتولید کنند. واقعیت این است که فیبر نوری مدرن در کوره ها از ذوب در دمای بسیار بالا تولید می شود و اسفنج های دریایی، به طور طبیعی، در طول توسعه خود، آن را با رسوب شیمیایی در دمای آب دریا سنتز می کنند. اگر بتوانیم این فرآیند را مدل سازی کنیم، در کنار سایر موارد، از نظر اقتصادی نیز سودآور خواهد بود.

با توجه به نتایج آزمایش، مشخص شد که مواد حاصل از اسکلت این اسفنج‌های 20 سانتی‌متری می‌تواند سیگنال دیجیتالی را بدتر از کابل‌های ارتباطی مدرن منتقل کند، در حالی که فیبر نوری طبیعی به دلیل وجود یک ماده آلی بسیار قوی‌تر از فیبر انسانی است. پوسته. دومین ویژگی که دانشمندان را شگفت زده کرد، امکان تشکیل چنین ماده ای در دمای حدود صفر درجه سانتیگراد است، در حالی که کارخانه های لوسنت برای این منظور از پردازش در دمای بالا استفاده می کنند. اکنون دانشمندان به این فکر می کنند که چگونه طول ماده جدید را افزایش دهند، زیرا اسکلت اسفنج های دریایی از 15 سانتی متر تجاوز نمی کند.

ازدحام موریانه ها به نفع جامعه

علاوه بر توسعه مواد جدید، دانشمندان دائماً اکتشافات فناوری را گزارش می کنند که بر اساس "پتانسیل فکری" طبیعت است. به عنوان مثال، در اکتبر 2003، مرکز تحقیقات زیراکس پالو آلتو یک فناوری مکانیزم تغذیه جدید برای دستگاه های کپی و چاپگر توسعه داد.

در دستگاه AirJet، توسعه دهندگان رفتار یک دسته موریانه را کپی کردند، جایی که هر موریانه تصمیمات مستقلی می گیرد، اما ازدحام به سمت یک هدف مشترک مانند ساختن یک لانه حرکت می کند.

مدار چاپی که در Palo Alto طراحی شده است، دارای چندین نازل هوا است که هر یک به طور مستقل و بدون دستور پردازنده مرکزی عمل می کنند، اما در عین حال به وظیفه کلی جابجایی کاغذ کمک می کنند. دستگاه فاقد قطعات متحرک می باشد که این امر باعث کاهش هزینه تولید می شود. هر مدار چاپی شامل 144 مجموعه از 4 نازل است که در جهات مختلف هدایت می شوند و همچنین 32 هزار حسگر نوری و میکروکنترلر (پیوست شکل شماره 9).

روبات های دونده و پرش

اما فداکارترین طرفداران بیونیک مهندسانی هستند که ربات ها را طراحی می کنند. امروزه دیدگاه بسیار محبوبی در میان توسعه دهندگان وجود دارد که در آینده ربات ها (در مورد رباتیک در اینجا بیشتر بخوانید) تنها در صورتی قادر خواهند بود که تا حد ممکن شبیه به انسان باشند، به طور موثر عمل کنند. دانشمندان و مهندسان فرض می کنند که باید در شرایط شهری و خانگی، یعنی در فضای داخلی "انسان" - با پله ها، درها و سایر موانع با اندازه خاص، کار کنند. بنابراین، حداقل باید از نظر اندازه و از نظر اصول حرکت با یک فرد مطابقت داشته باشند. به عبارت دیگر، ربات باید دارای پا باشد (چرخ، مسیر و ... برای شهر مناسب نیست). اما طرح پاها را از چه کسی کپی کنیم، اگر نه از حیوانات؟

دانشمندان دانشگاه استنفورد بیشترین پیشرفت را در جهت ایجاد ربات های دوپا ایستاده داشته اند. آنها تقریباً سه سال است که بر اساس نتایج مطالعه سیستم حرکتی یک سوسک، با یک ربات مینیاتوری شش پا، شش پا، آزمایش کرده اند.

اولین شش پایه در 25 ژانویه 2000 ساخته شد (ضمیمه شکل شماره 10) اکنون طرح بسیار سریع اجرا می شود - با سرعت 55 سانتی متر (بیش از سه طول خود) در ثانیه - و همچنین با موفقیت بر موانع غلبه می کند.

استنفورد همچنین یک مونوپاد پرش یک پا به اندازه انسان ساخته است که قادر است تعادل ناپایدار را در حین پریدن مداوم حفظ کند. همانطور که می دانید، فرد با "سقوط" از یک پا به پا دیگر حرکت می کند و بیشتر زمان را روی یک پا می گذراند. در آینده، دانشمندان از استانفورد امیدوارند که یک ربات دوپا با سیستم راه رفتن انسان بسازند (پیوست شکل شماره 11).

نتیجه

مفهوم بیونیک به هیچ وجه جدید نیست. به عنوان مثال، 3000 سال پیش چینی ها سعی کردند روش ساخت ابریشم از حشرات را اتخاذ کنند. اما در پایان قرن بیستم، بیونیک بادی دوم را یافت که فناوری‌های مدرن این امکان را فراهم می‌آورد که ساختارهای طبیعی مینیاتوری را با دقت بی‌سابقه‌ای کپی کنیم. بنابراین، چند سال پیش، دانشمندان توانستند DNA عنکبوت ها را تجزیه و تحلیل کنند و یک آنالوگ مصنوعی از یک تار ابریشمی - کولار ایجاد کنند. در این مطلب، چندین حوزه امیدوارکننده از بیونیک مدرن را فهرست کردم و معروف ترین موارد وام گرفتن از طبیعت را ذکر کردم.

در دهه گذشته، بیونیک انگیزه قابل توجهی برای توسعه جدید دریافت کرده است. این به این دلیل است که فناوری های مدرن به سمت سطوح گیگا و نانو حرکت می کنند و امکان کپی برداری از ساختارهای طبیعی مینیاتوری را با دقت بی سابقه ای فراهم می کنند. بیونیک مدرن عمدتاً با توسعه مواد جدیدی مرتبط است که آنالوگ های طبیعی، روباتیک و اندام های مصنوعی را کپی می کنند.

طبیعت به مهندسان و دانشمندان فرصت های بی پایانی برای قرض گرفتن فناوری ها و ایده ها ارائه می دهد. قبلاً مردم نمی توانستند آنچه را که به معنای واقعی کلمه جلوی بینی آنها قرار دارد ببینند، اما ابزارهای فنی مدرن و مدل سازی رایانه ای به ما کمک می کند حداقل کمی بفهمیم دنیای اطرافمان چگونه کار می کند و سعی کنیم برخی از جزئیات را برای نیازهای خود کپی کنیم. .

کاربرد

©2015-2019 سایت
تمامی حقوق متعلق به نویسندگان آنها می باشد. این سایت ادعای نویسندگی ندارد، اما استفاده رایگان را فراهم می کند.
تاریخ ایجاد صفحه: 2016-04-12