Bionica (din altă greacă βίον „viu”) este o știință aplicată despre aplicarea în dispozitive și sisteme tehnice a principiilor de organizare, proprietăți, funcții și structuri ale naturii vii , adică formele viețuitoarelor din natură și ale lor industriale . omologii.
Distinge:
Bionica este strâns legată de biologie , fizică , chimie , cibernetică și științe inginerești: electronică , navigație , comunicații , protetică (membre și organe umane și alte ființe vii), afaceri maritime și altele.
Numele de bionic provine de la cuvântul grecesc antic bion - „celula vieții”. Studiază bionica , sistemele și procesele biologice pentru a aplica cunoștințele dobândite în rezolvarea problemelor tehnice. Bionica ajută o persoană să creeze sisteme tehnice originale și procese tehnologice bazate pe idei găsite și împrumutate din natură .
În literatura engleză și tradusă, termenul biomimetică (din altă greacă βίος „viață” + μίμησις „imitație”) este mai des folosit în sensul - o abordare a creării de dispozitive tehnologice, în care ideea și elementele principale ale dispozitivele sunt împrumutate de la animale sălbatice . [1] Bionics confirmă că multe invenții umane au analogi în natură, de exemplu, fermoarele și velcro au fost realizate pe baza structurii penei unei păsări. Barbe de pene de diferite ordine, echipate cu cârlige, asigură o prindere sigură. Unul dintre exemplele de succes ale biomimeticii este elementul de fixare textil larg răspândit , al cărui prototip erau fructele plantei de brusture , agățate de părul câinelui inginerului elvețian Georges de Mestral .
Ideea de a aplica cunoștințele despre faunei sălbatice pentru a rezolva problemele de inginerie îi aparține lui Leonardo da Vinci , care a încercat să construiască un avion cu aripi care bat ca păsările: ornitopterul .
Apariția ciberneticii , care ia în considerare principiile generale ale controlului și comunicării în organismele și mașinile vii, a devenit un stimulent pentru un studiu mai larg al structurii și funcțiilor sistemelor vii pentru a clarifica comunitatea acestora cu sistemele tehnice, precum și pentru a utilizați informațiile obținute despre organismele vii pentru a crea noi dispozitive, mecanisme, materiale etc.
Principalele domenii de activitate în bionică acoperă următoarele aspecte:
Crearea unui model în bionică este jumătate din luptă. Pentru a rezolva o problemă practică specifică, este necesar nu numai să se verifice prezența proprietăților modelului care sunt de interes pentru practică, ci și să se dezvolte metode de calculare a caracteristicilor tehnice predeterminate ale dispozitivului și să se dezvolte metode de sinteză care să asigure realizarea indicatorii solicitați în sarcină.
Și, prin urmare, multe modele bionice, înainte de a primi o întruchipare tehnică, își încep viața pe un computer. Este construită o descriere matematică a modelului. Potrivit acestuia, este compilat un program de calculator - un 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 se face că, pe baza simulării software, de regulă, se analizează 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 căutarea celei mai bune baze tehnologice experimentale, pe care proprietățile necesare ale modelului pot fi recreate cel mai eficient și mai precis. Experiența practică acumulată în bionică în modelarea „fuzzy” neformalizată a sistemelor extrem de complexe este de importanță științifică generală. Un număr mare de metodele sale euristice, care sunt absolut necesare în lucrări de acest gen, au devenit deja răspândite pentru rezolvarea unor probleme importante de control optim, fizică experimentală și tehnică, probleme economice, probleme de proiectare a sistemelor de comunicații ramificate în mai multe etape etc.
Neurobionica studiază funcționarea creierului, explorează mecanismele memoriei. Organele de simț ale animalelor și mecanismele interne de reacție la mediu, atât la animale, cât și la plante, sunt studiate intens. Principalele domenii ale neurobionicii sunt studiul fiziologiei sistemului nervos uman și animal și modelarea celulelor nervoase-neuroni și rețelelor nervoase . Acest lucru face posibilă îmbunătățirea și dezvoltarea arhitecturii tehnologiei electronice și informatice . Există teorii care susțin că dezvoltarea neurobionicei a stat la baza creării inteligenței artificiale .