Бионика является прикладной наукой об использовании в системах и технических устройствах принципов организации, структур, функций и свойств живой природы. Проще говоря, соединение техники и биологии – это и есть бионика. Наука рассматривает технику и биологию с другой стороны, объясняя, какие различия и общие черты имеются в технике и природе.
Бионика бывает биологической, теоретической и технической. Первая изучает процессы, которые происходят в биологических системах. Вторая создает модели этих процессов, а третья предназначена для решения задач в инженерии. Бионика тесно связана с физикой, кибернетикой, химией, биологией, а также навигацией, морским делом, связью и электроникой.
Название
Название этой науки в переводе с древнегреческого языка означает «ячейка жизни». Бионика — наука, помогающая людям создавать технологические процессы и технические системы на базе идей, которые заимствованы у природы.
Биомиметика
Эта наука представляет собой подход к разработке устройств, основные элементы которых найдены в природе. Примером служит «липучка», прототипом которой являются плоды репейника.
История развития
Впервые знания о живой природе для решения технических задач стал использовать Леонардо да Винчи, который хотел сконструировать летательный аппарат по подобию птиц.
Появление кибернетики, которая рассматривает принципы связи и управления в машинах и живых организмах, стало стимулом для углубленного изучения функций и строения живых систем. Полученную информацию планируется использовать для создания новых материалов, механизмов и приборов.
Направления работ
1. Исследование нервной системы животных и людей, а также моделирование нейронных сетей и нервных клеток для разработки новых устройств и элементов телемеханики и автоматики.
2. Изучение живых организмов для создания систем обнаружения и новых датчиков.
3. Исследование принципов навигации, локации и ориентации у животных для применения в технике.
4. Изучение биохимических, физиологических и морфологических характеристик живых организмов для выдвижения научных и технических замыслов.
Моделирование живых организмов
Лишь половиной дела является изготовление модели в бионике. Наука для решения конкретной задачи использует не только проверку интересующих свойств модели, но также создание способов расчета заранее заданных параметров устройства. По этой причине некоторые бионические модели до их технической реализации рождаются на компьютере. Вначале создается описание модели, по которой составляется приложение. На бионической модели можно обрабатывать разные показатели и устранять конструктивные погрешности.
На базе программного моделирования анализируется динамика работы модели. Практический опыт «размытого» моделирования сложных систем в бионике имеет общенаучное значение. На сегодняшний день большое количество ее эвристических методик получило широкое распространение в технической и экспериментальной физике, в экономике и оптимальном управлении, а также в конструирования многоступенчатых систем связи.
