Бионика.
Подготовка к Конференции: «Девиз бионики:
Живые прототипы – ключ к новой технике».
Цель: осуществить микроисследование на основе информационных источников; составлять краткие тезисы выступлений, презентации, представлять их аудитории.
В единую электронную папку предоставить:
1. информационные источники по курсу бионика и отдельно по своей теме микроисследования - отдельный файл.
2. Презентация по данной теме.
3. Тезисы выступления для защиты на 4 - 7 мин. - word.
Тематика микроисследований.
Интересные сведения из истории бионики. Житенёва Е.
С незапамятных времен мысль человека искала ответ на вопрос: «Может ли человек достичь того же, чего достигла живая природа?» На протяжении всей своей истории человек учился у природы, создавая искусственные системы по типу природных.
Наши далекие предки в своей деятельности сознательно или интуитивно обращались к живой природе, которая помогала им решать самые различные проблемы. Еще крупнейший греческий философ материалист Демокрит (около 460—370 гг. до н.э.) писал: «От животных мы путем подражания научились важнейшим делам. Мы ученики паука в ткацком и портняжных ремеслах, ученики ласточки в построении жилищ...» Прародителем бионики считается Леонардо да Винчи. Его чертежи и схемы летательных аппаратов были основаны на строении крыла птицы. В наше время, по чертежам Леонардо да Винчи неоднократно осуществлялось моделирование орнитоптера.
Бионика – (от греч. слова "bion"- ячейка жизни) - это самостоятельное направление в науке и технике, использующее биологические знания для решения инженерных задач и развития техники.
Бионика занимается изучением биологических систем, их свойств, принципов и закономерностей и их использованием при создании искусственных систем.
Девиз бионики: «Живые прототипы – ключ к новой технике».
Бионика (от греч. biōn - элемент жизни, буквально - живущий), наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе моделирования структуры и жизнедеятельности организмов. Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками - электроникой, навигацией, связью, морским делом и др. [БСЭ, 1978г.]
Бионика как наука. Из истории бионики. Современная бионика. Барбашов В.
Современная бионика
Направление кибернетики, изучающее структуры и жизнедеятельность организмов с целью использования открытых закономерностей и обнаруженных свойств для решения инженерных задач и построения технических систем, приближающихся по своим характеристикам к живым организмам. (Современный словарь иностранных слов - М., 2001)
Теоретическая бионика - строит математические модели этих процессов.
Основные направления работ по бионике
- изучение нервной системы человека и животных и моделирование нервных клеток (нейронов) и нейронных сетей для дальнейшего совершенствования вычислительной техники и разработки новых элементов и устройств автоматики и телемеханики (нейробионика);
- исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с целью разработки новых датчиков и систем обнаружения;
- изучение принципов ориентации, локации и навигации у различных животных для использования этих принципов в технике;
- исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых технических и научных идей.
Биологическая бионика. Биологическая бионика - изучает процессы, происходящие в биологических системах. Клетка как биологическая система. Скакалина Ю.
Перспективы бионики. В последнее десятилетие бионика получила сильный импульс к новому развитию, поскольку современные технологии переходят на гига- и наноуровень и позволяют копировать миниатюрные природные конструкции с небывалой ранее точностью.
Биологическая бионика. Биологическая бионика - изучает процессы, происходящие в биологических системах. Ткани. Зайцева И.
5.Современная бионика связана с разработкой новых материалов, копирующих природные аналоги, робототехникой и искусственными органами.
Биологическая бионика. Биологическая бионика - изучает процессы, происходящие в биологических системах. Организм как единое целое. Старых М.
Техническая бионика. Титова К.
Техническая бионика - применяет модели теоретической бионики для решения инженерных задач.
Бионика – авиации. Долгое время проблемой скоростной авиации был флаттер — внезапно и бурно возникающие на определенной скорости вибрации крыльев. Из-за этих вибраций самолет разваливался в воздухе за несколько секунд. После многочисленных аварий конструкторы нашли выход — крылья стали делать с утолщением на конце. Через некоторое время аналогичные утолщения были обнаружены на концах крыльев стрекозы. В биологии эти утолщения называются птеростигмы.
Кибернетика и робототехника тесно связаны с бионикой. Первые упоминания о человекоподобных машинах встречаются ещё в древнегреческих мифах. Термин "робот" был впервые введён К. Чапеком в пьесе "R. U. R." (1920 г.), где Роботами называли механических людей. Робот - машина с антропоморфным (человекоподобным) поведением, которая частично или полностью выполняет функции человека (иногда животного) при взаимодействии с окружающим миром.
Манипуляторы. Конструкторы промышленных роботов, изучив особенности движения клешней рака, наделили ими механическую руку робота: захват предмета, перемещение его в пространстве и освобождение.
Архитектурно – строительная бионика. Козлов А.
Архитектурная бионика - решает различные архитектурные проблемы с помощью патентов живой природы.
Архитектурно-строительная бионика изучает законы формирования и структурообразования живых тканей, занимается анализом конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности
Зарождение архитектурно-строительной бионики. В египетской архитектуре отмечалось активное применение законов образования форм живой природы (цветы и стебли растений папируса, лотоса в капителях и колоннах). Позже зодчие античной Древней Греции стали осваивать природные формы, имея в виду не только изобразительные, но и конструктивные задачи. Они стали глубже проникать в процессы живой природы.
Вначале люди познавали внешние (общие) признаки явления, отсюда на заре формирования человечества появляется в архитектуре подражание формам живой природы и строительной деятельности животных.
Нейробионика. Родионова П.
Нейробионика - разрабатывает искусственные системы, способные к самоорганизации. Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти; Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений. Основные направления нейробионики: изучение нервной системы человека и животных; моделирование нервных клеток - нейронов и нейронных сетей. Это дает возможность совершенствовать и развивать электронную и вычислительную технику.
Преимущества нервной системы живых организмов перед самыми современными аналогами, изобретенными человеком: гибкое восприятие внешней информации, независимо от формы, в которой она поступает (почерк, шрифт, цвет, тембр); высокая надежность: технические системы выходят из строя при поломке одной или нескольких деталей, а мозг сохраняет работоспособность при гибели даже нескольких сотен тысяч клеток; экономичность потребления энергии.
Преимущества нервной системы живых организмов перед самыми современными аналогами, изобретенными человеком: миниатюрность (транзисторное устройство с таким же числом элементов, как головной мозг человека, занимало бы объем около 1000 м3, тогда как наш мозг занимает объем 1,5 дм3); высокая степень самоорганизации — быстрое приспособление к новым ситуациям, к изменению программ деятельности.
Наиболее продвинувшиеся исследования в бионике: разработка биологических средств обнаружения, навигации и ориентации; комплекс исследований, связанных с моделированием функций и структур мозга высших животных и человека; создание систем биоэлектрического управления и исследования по проблеме "человек-машина".
Бионика.
Подготовка к Конференции: «Девиз бионики:
Живые прототипы – ключ к новой технике».
Цель: осуществить микроисследование на основе информационных источников; составлять краткие тезисы выступлений, презентации, представлять их аудитории.
В единую электронную папку предоставить:
1. информационные источники по курсу бионика и отдельно по своей теме микроисследования - отдельный файл.
2. Презентация по данной теме.
3. Тезисы выступления для защиты на 4 - 7 мин. - word.
Тематика микроисследований.