Bionika u biologiji ukratko. Prezentacija o biologiji "bionika-živa radionica prirode". Dizajneri crpe svoje ideje iz poznatih struktura divljih životinja.

Kreirajte model u bionika- to je pola bitke. Za rješavanje konkretnog praktičnog problema potrebno je ne samo provjeriti dostupnost svojstava modela koja su od interesa za praksu, već i razviti metode za proračun unaprijed određenih tehničkih karakteristika uređaja, te razviti metode sinteze koje osiguravaju postizanje indikatori potrebni u zadatku.

I tako mnogo bionic modeli, prije nego što dobiju tehničko oličenje, počinju svoj život na kompjuteru. Izgrađen je matematički opis modela. Po njemu se sastavlja kompjuterski program - bionički model. Na ovakvom kompjuterskom modelu moguće je obraditi različite parametre u kratkom vremenu i otkloniti nedostatke u dizajnu.

Tako je, na osnovu softvera modeliranje po pravilu analiziraju dinamiku funkcionisanja modela; Što se tiče posebne tehničke konstrukcije modela, takvi radovi su nesumnjivo važni, ali je njihovo ciljno opterećenje različito. Glavna stvar u njima je pronaći najbolju osnovu na kojoj se potrebna svojstva modela mogu rekreirati najefikasnije i najpreciznije. Akumulirano u bionika praktično iskustvo modeliranje izuzetno složeni sistemi su od opšteg naučnog značaja. Ogroman broj njegovih heurističkih metoda, koje su apsolutno neophodne u radovima ove vrste, već se naširoko koristi za rješavanje važnih problema u eksperimentalnoj i tehničkoj fizici, ekonomskih problema, problema u projektovanju višestepenih razgranatih komunikacionih sistema itd.

Danas bionika ima nekoliko pravaca.

Arhitektonska i građevinska bionika proučava zakonitosti nastajanja i formiranja strukture živih tkiva, analizira strukturne sisteme živih organizama na principu uštede materijala, energije i obezbeđivanja pouzdanosti. Neurobionika proučava funkcionisanje mozga, istražuje mehanizme pamćenja. Intenzivno se proučavaju organi čula životinja i unutrašnji mehanizmi reakcije na okolinu i kod životinja i kod biljaka.

Živopisan primjer arhitektonske i građevinske bionike je potpuna analogija strukture stabljika žitarica i modernih visokih zgrada. Stabljike biljaka žitarica sposobne su izdržati teška opterećenja i istovremeno se ne slomiti pod težinom cvasti. Ako ih vjetar savije na tlo, brzo vraćaju svoj okomiti položaj. u čemu je tajna? Ispostavilo se da je njihova struktura slična dizajnu modernih visokih fabričkih cijevi - jedno od najnovijih dostignuća inženjerstva. Oba dizajna su šuplja. Sklerenhimske niti stabljike biljke igraju ulogu uzdužnog ojačanja. Internodije stabljike su prstenovi za ukrućenje. Duž zidova stabljike postoje ovalne vertikalne šupljine. Zidovi cijevi imaju isto dizajnersko rješenje. Ulogu spiralne armature koja se nalazi na vanjskoj strani cijevi u stabljici žitarica igra tanka kožica. Međutim, inženjeri su do svog konstruktivnog rješenja došli sami, bez "zagledanja" u prirodu. Kasnije je otkriven identitet strukture.

Posljednjih godina bionika je potvrdila da je većina ljudskih izuma već "patentirana" po prirodi. Takav izum dvadesetog stoljeća, poput patentnih zatvarača i čičak traka, napravljen je na osnovu strukture ptičjeg perja. Bodlji od perja raznih redova, opremljeni kukama, pružaju pouzdano prianjanje.

Poznati španjolski arhitekti M. R. Cervera i J. Ploz, aktivni pristalice bionike, 1985. su započeli istraživanje „dinamičkih struktura“, a 1991. godine organizovali su „Društvo za podršku inovacijama u arhitekturi“. Grupa pod njihovim vodstvom, koja je uključivala arhitekte, inženjere, dizajnere, biologe i psihologe, razvila je projekat „Vertikalni bionički toranj grad“. Za 15 godina u Šangaju bi se trebao pojaviti grad-kula (prema naučnicima, za 20 godina stanovništvo Šangaja može dostići 30 miliona ljudi). Toranj grad je dizajniran za 100 hiljada ljudi, projekat se zasniva na "principu izgradnje drveta".

Gradska kula će biti u obliku čempresa visine 1128 m sa obimom u osnovi 133 x 100 m, a na najširem mestu 166 x 133 m. Kula će imati 300 spratova, a nalaziće se u 12 vertikalni blokovi od 80 spratova. Između kvartova nalaze se stropne košuljice, koje imaju ulogu noseće konstrukcije za svaki nivo-kvart. Unutar konaka - kuće različitih visina sa okomitim vrtovima. Ovaj pažljivo osmišljen dizajn sličan je strukturi grana i cijele krošnje čempresa. Toranj će stajati na temelju od šipova po principu harmonike, koji se ne produbljuje, već se penjenjem razvija u svim smjerovima - slično kao što se razvija korijenski sistem drveta. Vibracije vjetra na gornjim katovima su svedene na minimum: zrak lako prolazi kroz konstrukciju tornja. Za oblaganje tornja koristit će se poseban plastični materijal koji imitira poroznu površinu kože. Ukoliko izgradnja bude uspješna, planira se izgraditi još nekoliko ovakvih zgrada-gradova.

U arhitektonskoj i građevinskoj bionici velika pažnja se poklanja novim građevinskim tehnologijama. Na primjer, u području razvoja efikasnih građevinskih tehnologija bez otpada, obećavajući smjer je stvaranje slojevitih struktura. Ideja je posuđena od dubokomorskih mekušaca. Njihove jake ljušture, poput onih široko rasprostranjenog morskog ušica, sastoje se od naizmjeničnih tvrdih i mekih ploča. Kada tvrda ploča pukne, meki sloj apsorbira deformaciju i pukotina ne ide dalje. Ova tehnologija se može koristiti i za pokrivanje automobila.

Glavna područja neurobionike su proučavanje nervnog sistema ljudi i životinja i modeliranje nervnih ćelija-neurona i neuronskih mreža. Ovo omogućava unapređenje i razvoj elektronske i računarske tehnologije.

Nervni sistem živih organizama ima niz prednosti u odnosu na najsavremenije analoge koje je izumio čovjek:

Fleksibilna percepcija vanjskih informacija, bez obzira na oblik u kojem dolaze (rukopis, font, boja, tembar itd.).

Visoka pouzdanost: tehnički sistemi se pokvare ako se jedan ili više dijelova pokvari, a mozak ostaje funkcionalan čak i ako nekoliko stotina hiljada ćelija umre.

Minijaturno. Na primjer, tranzistorski uređaj sa istim brojem elemenata kao i ljudski mozak zauzimao bi zapreminu od oko 1000 m3, dok bi naš mozak zauzimao zapreminu od 1,5 dm3.

Ekonomija potrošnje energije - razlika je jednostavno očigledna.

Visok stepen samoorganizacije - brza adaptacija na nove situacije, na promjene programa aktivnosti.

Ajfelov toranj i tibija

Povodom 100. godišnjice Francuske revolucije, u Parizu je organizovana svjetska izložba. Na području ove izložbe planirano je da se podigne toranj koji bi simbolizirao i veličinu Francuske revolucije i najnovija dostignuća tehnologije. Na konkurs je pristiglo više od 700 projekata, a najboljim je proglašen projekat inženjera mostova Aleksandra Gustava Ajfela. Krajem 19. vijeka, kula, nazvana po svom tvorcu, zadivila je cijeli svijet svojom otvorenošću i ljepotom. Kula od 300 metara postala je svojevrsni simbol Pariza. Postojale su glasine da je toranj izgrađen prema crtežima nepoznatog arapskog naučnika. I tek nakon više od pola stoljeća, biolozi i inženjeri došli su do neočekivanog otkrića: dizajn Ajfelovog tornja u potpunosti ponavlja strukturu tibije, koja lako podnosi težinu ljudskog tijela. Čak se i uglovi između nosivih površina podudaraju. Ovo je još jedan odličan primjer bionika U akciji.

Bionika je nauka koja proučava divlje životinje kako bi koristila stečeno znanje u praktičnim ljudskim aktivnostima. Problemi bionike: proučavanje obrazaca strukture i funkcije pojedinih delova živih organizama (nervni sistem, analizatori, krila, koža) kako bi se na osnovu toga stvorio novi tip računara, lokatora, letelica, aparata za plivanje itd. .; proučavanje bioenergetike za stvaranje ekonomičnih motora poput mišića; proučavanje procesa biosinteze supstanci sa ciljem razvoja odgovarajućih grana hemije. Bionika je usko povezana sa tehničkim (elektronika, komunikacije, pomorstvo, itd.) i prirodnim naukama (, medicina) disciplinama, kao i sa kibernetikom (vidi).

Bionika (engleski bionics, od bion - živo biće, organizam; grč. Bioo - živim) je nauka koja proučava divlje životinje kako bi koristila stečeno znanje u praktičnim ljudskim aktivnostima.

Termin bionika se prvi put pojavio 1960. godine, kada su stručnjaci iz različitih oblasti okupljeni na simpozijumu u Daytoni (SAD) iznijeli slogan: "Živi prototipovi su ključ nove tehnologije". Bionika je bila svojevrsni most koji je povezivao biologiju sa matematikom, fizikom, hemijom i tehnologijom. Jedan od najvažnijih ciljeva bionike je uspostavljanje analogija između fizičko-hemijskih i informacionih procesa koji se susreću u tehnologiji i odgovarajućih procesa u živoj prirodi. Specijalista bionike privlači čitav niz "tehničkih ideja" koje je razvila živa priroda tokom mnogo miliona godina evolucije. Posebno mjesto među zadacima bionike zauzima razvoj i projektovanje sistema upravljanja i komunikacije zasnovanih na korišćenju znanja iz biologije. Ovo je bionika u užem smislu te riječi. Bionika je od velikog značaja za kibernetiku, radioelektroniku, aeronautiku, biologiju, medicinu, hemiju, nauku o materijalima, građevinarstvo i arhitekturu itd. Zadaci bionike uključuju i razvoj bioloških metoda rudarenja, tehnologije za proizvodnju složenih supstanci organska hemija, građevinski materijali i premazi koji koriste divlje životinje. Bionika podučava umjetnost racionalnog kopiranja žive prirode, pronalaženja tehničkih uslova za odgovarajuću upotrebu bioloških objekata, procesa i pojava.

Jedan od mogućih načina ovdje je funkcionalno (matematičko ili softversko) modeliranje, koje se sastoji u proučavanju blok dijagrama procesa, funkcija objekta, numeričkih karakteristika ovih funkcija, njihove namjene i promjena u vremenu. Ovakav pristup omogućava da se matematičkim sredstvima proučava proces od interesa, te da se izvrši tehnička implementacija modela kada je, u principu, utvrđena njegova efektivnost i ostaje da se provjeri ekonomske, energetske i druge mogućnosti konstruisanja takvog modela. model koji koristi raspoloživa tehnička sredstva. Postoji još jedan način - fizičko-hemijsko modeliranje, kada specijalista iz oblasti bionike proučava biohemijske i biofizičke procese kako bi proučavao principe transformacije (uključujući razgradnju i sintezu) supstanci koje se javljaju u živom organizmu. Ovaj put se najviše susreće sa hemijskim i tehnološkim problemima i otvara nove mogućnosti u razvoju energetike i hemije polimera. Treći pristup koji razvija bionika je direktna upotreba živih sistema i bioloških mehanizama u tehničkim sistemima. Ovaj pristup se obično naziva metodom inverznog modeliranja, jer u ovom slučaju bionički specijalist traži mogućnosti i uvjete za prilagođavanje živih sustava rješavanju čisto inženjerskih problema, drugim riječima, pokušava simulirati tehnički uređaj ili proces na biološkom objektu. Nastala kao odgovor na zahtjeve prakse, bionika je poslužila kao početak istraživanja zasnovanog na primjeni biološkog znanja u svim oblastima tehnologije. Njegov glavni rezultat je uspostavljanje prvih puteva za sve veći tehnički razvoj biologije.

Stuljnikov Maxim

Istraživački rad na temu "Bionika - nauka o najvećim mogućnostima"

Skinuti:

Pregled:

Regionalna naučno-praktična konferencija

u okviru regionalnog foruma mladih

"Budućnost smo mi!"

Prirodnjački smjer (fizika, biologija)

Istraživački rad na temu

"Bionika je nauka o najvećim mogućnostima"

MBOU "OOSH br. 7", Petrovsk, Saratovska oblast

Lideri:

Filyanina Olga Aleksandrovna,

Nastavnica hemije i biologije

Gerasimova Natalija Anatoljevna,

nastavnik matematike i fizike,

Petrovsk

april 2014

1. Uvodna strana 3-4
2. Od antike do modernosti. str. 5-6
3. Sekcije bionike:

3.1. arhitektonska i građevinska bionika; str. 6-8

3.2. biomehanika; str.8-12

3.3. neurobionika. str.13-14

4. Sjajne male stvari, "provirile iz prirode". str. 14-15

5. Zaključak strana 16

6. Korištena literatura i internet resursi. strana 16

ptica -

struja

Prema matematičkom zakonu

alat,

Napravite koji

u ljudskoj moći...

Leonardo da Vinci.

Želite li jednim skokom preskočiti automobile, kretati se poput Spider-Man-a, primijetiti neprijatelje s udaljenosti od nekoliko kilometara i rukama savijati čelične grede? Mora se pretpostaviti da jeste, ali, nažalost, to je nerealno. Sve dok je nerealno...

Čovjeka je od trenutka nastanka svijeta zanimalo mnogo toga: zašto je voda mokra, zašto dan slijedi noć, zašto osjećamo miris cvijeća, itd. Naravno, čovjek je za to pokušao pronaći objašnjenje. Ali što je više učio, to su se u njemu postavljala pitanja: može li čovjek letjeti kao ptica, plivati ​​kao riba, kako životinje „uče“ o približavanju oluje, o nadolazećem zemljotresu, o predstojećoj vulkanskoj erupciji, da li je moguće stvoriti veštački um?

Postoji mnogo pitanja „zašto“, često ta pitanja nisu naučno interpretirana, što je dovelo do fikcija, praznovjerja. Da biste to učinili, morate imati dobro znanje u mnogim oblastima: u fizici i hemiji, astronomiji i biologiji, geografiji i ekologiji, matematici i tehnologiji, medicini i svemiru.

Postoji li nauka koja bi ujedinila sve u sebi, bila u stanju da spoji nespojivo? Ispostavilo se - postoji!

Stavka moje istraživanje - nauka o bionici - “ BIOLOGIJA” i “TEHNIKA NIKA”.

Svrha istraživačkog rada:potreba za nastankom nauke bionike, njene mogućnosti i granice primenljivosti.

Da biste to učinili, možete staviti seriju zadaci:

1. Saznajte šta je "bionika".

2. Pratiti istoriju razvoja nauke "bionike": od antike do danas i njen odnos sa drugim naukama.

3. Odaberite glavne dijelove bionike.

4. Za šta treba da zahvalite prirodi: otvorene mogućnosti i misterije bionike.

Metode istraživanja:

teorijski:

- proučavanje naučnih članaka, literature na tu temu.

Praktično:

Opservation;

Generalizacija.

Praktični značaj.

Mislim da će moj rad biti koristan i zanimljiv širokom krugu učenika i nastavnika, jer svi živimo u prirodi po zakonima koje je ona stvorila. Čovjek samo treba vješto ovladati znanjem kako bi utjelovio sve tragove prirode u tehnologiji i otkrio njene tajne.

Od antike do modernosti

Bionika, primijenjena nauka koja proučava mogućnost kombinovanja živih organizama i tehničkih uređaja, danas se razvija veoma brzim tempom.

Želja da imamo sposobnosti koje nadmašuju one koje nam je priroda dala leži duboko u svakom čovjeku - to će potvrditi svaki fitnes trener ili plastični kirurg. Naša tijela su nevjerovatno prilagodljiva, ali postoje stvari koje ne mogu. Na primjer, ne znamo kako da razgovaramo sa onima koji su van dometa, nismo u stanju da letimo. Zato su nam potrebni telefoni i avioni. Kako bi nadoknadili svoju nesavršenost, ljudi su dugo koristili razne "vanjske" uređaje, ali s razvojem nauke, alati su se postepeno smanjivali i postajali nam bliži.

Osim toga, svi znaju da ako se nešto desi njegovom tijelu, ljekari će vršiti "popravke" koristeći najsavremenije medicinske tehnologije.

Ako spojimo ova dva jednostavna koncepta, možemo dobiti ideju o sljedećem koraku u ljudskoj evoluciji. U budućnosti, liječnici neće moći samo da obnavljaju "oštećene" ili "neuspjele" organizme, već će početi aktivno poboljšavati ljude, činiti ih jačim i bržim nego što bi to mogla priroda. To je suština bionike, a danas smo na ivici pojave novog tipa ljudi. Možda će neko od nas biti...

Rodonačelnik bionike je Leonardo da Vinci. Njegovi crteži i dijagrami aviona bili su zasnovani na strukturi ptičjeg krila. U naše vrijeme, prema crtežima Leonarda da Vincija, modeliranje se više puta provodilo. ornitopter (od grčkog órnis, rod padež órnithos - ptica i pterón - krilo), mahlet , avion teži od vazduha sa zamahujućim krilima). Među živim bićima, na primjer, ptice koriste mahajuće pokrete krila za let.

Od savremenih naučnika može se navesti ime Osip M. R. Delgado.

Uz pomoć svojih radioelektronskih uređaja proučavao je neurološke i fizičke karakteristike životinja. I na osnovu njih pokušao je razviti algoritme za kontrolu živih organizama.

Bionika (od grčkog Biōn - element života, doslovno - živi), nauka koja graniči između biologije i tehnologije, rješavajući inženjerske probleme zasnovane na modeliranju strukture i života organizama. Bionika je usko povezana sa biologijom, fizikom, hemijom, kibernetikom i inženjerskim naukama - elektronikom, navigacijom, komunikacijama, pomorstvom itd. /TSB.1978/

Smatra se da je formalna godina rođenja bionike 1960 Bionički naučnici su za svoj amblem odabrali skalpel i lemilicu, povezane integralnim znakom, a njihov moto je “Živi prototipovi su ključ nove tehnologije».

Mnogi bionički modeli, prije nego što dobiju tehničko oličenje, svoj život započinju na kompjuteru, gdje se kompilira kompjuterski program - bionički model.

Danas bionika ima nekoliko pravaca.

Sekcije bionike

1. Arhitektonska i građevinska bionika.

Upečatljiv primjer arhitektonske i građevinske bionike je potpunanalogija strukture stabljika žitaricai moderne visoke zgrade. Stabljike biljaka žitarica sposobne su izdržati teška opterećenja i istovremeno se ne slomiti pod težinom cvasti. Ako ih vjetar savije na tlo, brzo vraćaju svoj okomiti položaj. u čemu je tajna? Ispostavilo se da je njihova struktura slična dizajnu modernih nebodera fabričke cevi - jedno od najnovijih dostignuća inženjerske misli.

Poznati španski arhitekti M.R. Servera i H. Ploz, aktivni pristalice bionike, započeli su istraživanje "dinamičkih struktura" 1985. godine, a 1991. godine organizovali su "Društvo za podršku inovacijama u arhitekturi". Grupa pod njihovim vodstvom, koja je uključivala arhitekte, inženjere, dizajnere, biologe i psihologe, razvila je projekat "Vertikalni bionički toranj grad". Za 15 godina u Šangaju bi se trebao pojaviti grad-kula (prema naučnicima, za 20 godina stanovništvo Šangaja može dostići 30 miliona ljudi). Toranj grad je dizajniran za 100 hiljada ljudi, projekat se zasniva na "principu izgradnje drveta".

Toranj-grad će poprimiti formučempres Visok 1128 m sa obimom u osnovi 133 x 100 m, a na najširem mestu 166 x 133 m. Kula će imati 300 spratova, a biće smeštene u 12 vertikalnih blokova od po 80 spratova.

Povodom 100. godišnjice Francuske revolucije, u Parizu je organizovana svjetska izložba. Na području ove izložbe planirano je da se podigne toranj koji bi simbolizirao i veličinu Francuske revolucije i najnovija dostignuća tehnologije. Na konkurs je pristiglo više od 700 projekata, a najboljim je proglašen projekat inženjera mostova Aleksandra Gustava Ajfela. Krajem 19. vijeka, kula, nazvana po svom tvorcu, zadivila je cijeli svijet svojom otvorenošću i ljepotom. Kula od 300 metara postala je svojevrsni simbol Pariza. Postojale su glasine da je toranj izgrađen prema crtežima nepoznatog arapskog naučnika. I tek nakon više od pola stoljeća, biolozi i inženjeri došli su do neočekivanog otkrića: dizajna ajfelova kula tačno ponavlja strukturu velikog tibija koji lako podnosi težinu ljudskog tela. Čak se i uglovi između nosivih površina podudaraju. Ovo je još jedan sjajan primjer bionike na djelu.

U arhitektonskoj i građevinskoj bionici velika pažnja se poklanja novim građevinskim tehnologijama. Na primjer, u području razvoja efikasnih građevinskih tehnologija bez otpada, obećavajući smjer je stvaranjeslojevitih struktura. Ideja je pozajmljena oddubokomorskih mekušaca. Njihove jake ljušture, poput onih široko rasprostranjenog morskog ušica, sastoje se od naizmjeničnih tvrdih i mekih ploča. Kada tvrda ploča pukne, meki sloj apsorbira deformaciju i pukotina ne ide dalje. Ova tehnologija se može koristiti i za pokrivanje automobila.

2. Biomehanika

lokatori prirode. Barometri i seizmografi uživo.

Najnaprednije istraživanje u bionici je razvoj bioloških sredstava za detekciju, navigaciju i orijentaciju; kompleks studija vezanih za modeliranje funkcija i struktura mozga viših životinja i ljudi; stvaranje bioelektričnih kontrolnih sistema i istraživanje problema "čovek-mašina". Ove oblasti su usko povezane jedna s drugom. Zašto je, uz sadašnji nivo tehnološkog razvoja, priroda toliko ispred čovjeka?

Odavno je poznato da ptice, ribe i insekti vrlo osjetljivo i precizno reagiraju na promjene vremena. Nizak let lastavica najavljuje grmljavinu. Ribolovci iz gomilanja meduza u blizini obale saznaju da mogu ići na pecanje, more će biti mirno.

Životinje - "biosinoptika"prirodno obdaren jedinstvenim super-osjetljivim "uređajima". Zadatak bionike nije samo pronalaženje ovih mehanizama, već i razumijevanje njihovog djelovanja i ponovno stvaranje u elektronskim kolima, uređajima, strukturama.

Proučavanje složenog navigacionog sistema riba i ptica, koji tokom seobe prelaze hiljade kilometara i nepogrešivo se vraćaju na svoja mjesta radi mriještenja, zimovanja, uzgoja pilića, doprinosi razvoju visoko osjetljivih sistema za praćenje, pokazivanje i prepoznavanje objekata.

Mnogi živi organizmi imaju takve sisteme analizatora koje ljudi nemaju. Na primjer, skakavci na 12. segmentu antene imaju tuberkulozu koja percipira infracrveno zračenje. Ajkule i raže imaju kanale na glavi i prednjem dijelu tijela koji percipiraju temperaturne promjene od 0,10 C. Puževi, mravi i termiti imaju uređaj koji percipira radioaktivno zračenje. Mnogi reaguju na promjene u magnetskom polju (uglavnom ptice i insekti koji vrše migracije na velike udaljenosti). Sove, slepi miševi, delfini, kitovi i većina insekata percipiraju infracrvene i ultrazvučne vibracije. Oči pčele reaguju na ultraljubičasto svetlo, bubašvabe na infracrveno.

Temperaturno osjetljiv organ zvečarke razlikuje temperaturne promjene od 0,0010 C; električni organ ribe (razbojke, električne jegulje) percipira potencijale od 0,01 mikrovolta, oči mnogih noćnih životinja reaguju na pojedinačne kvante svjetlosti, ribe osjećaju promjenu koncentracije tvari u vodi od 1 mg/m3 (= 1 μg / l).

Postoji mnogo više sistema orijentacije u prostoru, čiji uređaj još nije proučen: pčele i ose su dobro orijentisane prema suncu, muški leptiri (na primjer, noćno paunovo oko, mrtva glava jastreba itd.) traže ženka na udaljenosti od 10 km. Morske kornjače i mnoge ribe (jegulje, jesetra, losos) plivaju nekoliko hiljada kilometara od svojih matičnih obala i nepogrešivo se vraćaju da polažu jaja i mrijeste se na istom mjestu gdje su i sami započeli svoj životni put. Pretpostavlja se da imaju dva sistema orijentacije - udaljeni, po zvijezdama i suncu, i bliži - po mirisu (hemija priobalnih voda).

Šišmiši su obično mali i, budimo iskreni, za mnoge od nas neugodna, pa čak i odbojna stvorenja. No, slučajno se prema njima odnosi s predrasudama, čija su osnova, po pravilu, razne vrste legendi i vjerovanja koja su se razvila čak i kada su ljudi vjerovali u duhove i zle duhove.

Šišmiš je jedinstveni objekat za bioakustičke naučnike. Potpuno je slobodna da se kreće u potpunom mraku, bez naleta na prepreke. Štoviše, s lošim vidom, šišmiš u letu otkriva i hvata male insekte, razlikuje letećeg komarca od trunčice koja juri na vjetru, jestivog insekta od neukusne bubamare.

Italijanski naučnik Lazzaro Spallanzani prvi put se zainteresovao za ovu neobičnu sposobnost slepih miševa 1793. godine. U početku je pokušao otkriti kako različite životinje pronalaze put u mraku. Uspio je ustanoviti: sove i druga noćna bića dobro vide u mraku. Istina, u potpunom mraku oni, kako se ispostavilo, postaju bespomoćni. Ali kada je počeo eksperimentirati sa šišmišima, otkrio je da im takav potpuni mrak nije prepreka. Onda je Spallanzani otišao dalje: jednostavno je lišio vida nekoliko slepih miševa. I šta? To nije ništa promijenilo u njihovom ponašanju, bili su jednako odlični u lovu na insekte kao i oni koji vide. Spallanzani se u to uvjerio kada je otvorio želudac eksperimentalnim miševima.

Zanimanje za misteriju je raslo. Pogotovo nakon što se Spallanzani upoznao s eksperimentima švicarskog biologa Charlesa Jurina, koji je 1799. godine došao do zaključka da slepi miševi mogu i bez vida, ali je svako ozbiljno oštećenje sluha pogubno za njih. Čim su začepili uši posebnim bakrenim cijevima, počeli su naslijepo i nasumično nailaziti na sve prepreke koje im se pojavljuju na putu. Uz to, niz različitih eksperimenata je pokazao da poremećaji u aktivnosti organa vida, dodira, mirisa i okusa nemaju nikakvog utjecaja na let slepih miševa.

Spallanzanijevi eksperimenti su nesumnjivo bili impresivni, ali su očigledno bili ispred svog vremena. Spallanzani nije mogao odgovoriti na glavno i znanstveno sasvim ispravno pitanje: ako ne sluh ili vid, šta onda, u ovom slučaju, pomaže slepim miševima da se tako dobro snalaze u svemiru?

Tada nisu znali ništa o ultrazvuku, niti da životinje možda imaju neke druge organe (sisteme) percepcije, a ne samo uši i oči. Inače, u tom duhu su pokušali da objasne neki od naučnih eksperimenata Spallanzanija: kažu, slepi miševi imaju najfinije čulo dodira, čiji se organi nalaze, najverovatnije, u membranama njihovih krila.. .

Stvar se završila činjenicom da su Spallanzanijevi eksperimenti dugo bili zaboravljeni. Tek u naše vrijeme, više od sto godina kasnije, riješen je takozvani "problem slepih miševa", kako su ga sami naučnici nazvali. To je postalo moguće zahvaljujući pojavi novih istraživačkih alata zasnovanih na elektronici.

G. Pierce, fizičar sa Univerziteta Harvard, uspio je otkriti da slepi miševi ispuštaju zvukove koji se nalaze iznad praga čujnosti ljudskog uha.

Elementi aerodinamike.

Osnivač moderne aerodinamike, N. E. Zhukovsky, pažljivo je proučavao mehanizam leta ptica i uslove koji im omogućavaju da lebde u zraku. Na osnovu proučavanja leta ptica pojavila se avijacija.

Insekti imaju još savršeniji avion u divljini. Što se tiče ekonomičnosti leta, relativne brzine i manevarske sposobnosti, nemaju premca u divljini. Ideja o stvaranju aviona, koji bi se zasnivao na principu leta insekata, čeka na odobrenje. Kako bi spriječili štetne vibracije u letu, brzoleteći insekti imaju hitinska zadebljanja na krajevima krila. Sada dizajneri aviona koriste slične uređaje za krila aviona, čime se eliminira opasnost od vibracija.

Mlazni pogon.

Mlazni pogon koji se koristi u avionima, raketama i svemirskim projektilima karakterističan je i za glavonošce - hobotnice, lignje, sipe. Najveći interes za tehnologiju je mlazni pogon lignje. U suštini, lignja ima dva fundamentalno različita pokretača. Kada se kreće polako, koristi veliku peraju u obliku dijamanta, koja se povremeno savija. Za brzo bacanje životinja koristi mlazni pogon. Mišićno tkivo - plašt sa svih strana okružuje tijelo mekušaca, njegov volumen je gotovo polovica volumena njegovog tijela. Kod mlaznog plivanja, životinja usisava vodu u šupljinu plašta kroz otvor plašta. Kretanje lignje se stvara izbacivanjem mlaza vode kroz usku mlaznicu (lijevak). Ova mlaznica je opremljena posebnim ventilom, a mišići ga mogu okretati, mijenjajući tako smjer kretanja. Propulzor lignje je vrlo ekonomičan, zahvaljujući čemu može postići brzinu od 70 km/h, a neki istraživači smatraju da čak i do 150 km/h.

Hidroplan oblik tijela je sličan delfinu. Jedrilica je prekrasna i brzo se vozi, imajući priliku, prirodno, poput delfina, da se igra u valovima, mašući perajama. Telo je napravljeno od polikarbonata. Motor je ipak veoma moćan. Prvi takav delfin napravio je Innespace 2001. godine.

Tokom Prvog svetskog rata engleska flota je pretrpela ogromne gubitke zbog nemačkih podmornica. Bilo je potrebno naučiti kako ih otkriti i pratiti. U tu svrhu stvoreni su posebni uređaji. hidrofoni. Ovi uređaji su trebali da pronađu neprijateljske podmornice po buci propelera. Postavljali su se na brodove, ali je tokom kretanja broda kretanje vode na prijemnom otvoru hidrofona stvaralo buku koja je prigušila buku podmornice. Fizičar Robert Wood predložio je da inženjeri uče od foka, koje mogu dobro čuti kada se kreću u vodi. Kao rezultat toga, prijemna rupa hidrofona dobila je oblik ušne školjke tuljana, a hidrofoni su počeli da "čuju" čak i pri punoj brzini broda.

3. Neurobionika.

Koji dječak ne bi volio da se igra robota, ili da gleda film o Terminatoru ili Rasomahi. Najposvećeniji bioničari su inženjeri koji dizajniraju robote. Postoji stajalište da će roboti u budućnosti moći efikasno funkcionirati samo ako budu što sličniji ljudima. Programeri - bionika polaze od činjenice da će roboti morati funkcionirati u urbanim i kućnim uvjetima, odnosno u "ljudskom" okruženju sa stepenicama, vratima i drugim preprekama određene veličine. Stoga, u najmanju ruku, moraju odgovarati osobi po veličini i principima kretanja. Drugim riječima, robot mora imati noge, a kotači, gusjenice itd. nisu nimalo prikladni za grad. A od koga kopirati dizajn nogu, ako ne od životinja? Minijaturni, oko 17 cm dug, šestonožni robot (heksapod) sa Univerziteta Stanford već trči brzinom od 55 cm/sek.

Od bioloških materijala napravljeno je vještačko srce. Novo naučno otkriće moglo bi okončati nedostatak organa.

Grupa istraživača sa Univerziteta u Minesoti pokušava da stvori fundamentalno novu metodu lečenja 22 miliona ljudi – toliko ljudi u svetu živi sa srčanim oboljenjima. Naučnici su uspjeli ukloniti mišićne stanice iz srca, zadržavajući samo okvir srčanih zalistaka i krvnih sudova. Nove ćelije su presađene u ovu skelu.

Trijumf bionike - umjetna ruka. Naučnici sa Instituta za rehabilitaciju u Čikagu uspeli su da naprave bioničku protezu koja omogućava pacijentu ne samo da kontroliše ruku uz pomoć misli, već i da prepozna neke senzacije. Vlasnica bioničke ruke bila je Claudia Mitchell, koja je prethodno služila u američkoj mornarici. 2005. Mitchell je povrijeđen u nesreći. Hirurzi su morali da amputiraju Mitchellu lijevu ruku do ramena. Kao rezultat toga, živci koji su se kasnije mogli koristiti za kontrolu proteze ostali su bez upotrebe.

Sjajne male stvari "provirile iz prirode"

Čuvenu pozajmicu napravio je švicarski inženjer George de
Mestral 1955. godine. Često je šetao sa svojim psom i primijetio da se neke nerazumljive biljke stalno lijepe za njeno krzno. Nakon istraživanja fenomena, de Mestral je utvrdio da je to moguće zbog malih udica na plodovima čička. Kao rezultat toga, inženjer je shvatio važnost svog otkrića i osam godina kasnije patentirao je praktičan čičak.

Odojci su izmišljeni dok su proučavali hobotnice.

Proizvođači bezalkoholnih pića neprestano traže nove načine pakiranja svojih proizvoda. U isto vrijeme, obična jabuka je odavno riješila ovaj problem. Jabuka je 97% vode, upakovana ne u drvenu kutiju, već u jestivu koru koja je dovoljno ukusna da privuče životinje koje jedu voće i šire zrna.

Paukove niti - nevjerovatna kreacija prirode, privukla je pažnju inženjera. Mreža je bila prototip za projektovanje mosta na dugim savitljivim kablovima, čime je postavljen temelj za izgradnju snažnih lepih visećih mostova.

Sada je razvijena nova vrsta oružja koje može šokirati neprijateljske trupe pomoću ultrazvuka. Ovaj princip uticaja je pozajmljen od tigrova. Rikanje grabežljivca sadrži ultra niske frekvencije, koje, iako ih osoba ne percipira kao zvuk, imaju paralitički učinak na njega.

Igla za skarifikaciju, koja se koristi za vađenje krvi, dizajnirana je po principu koji u potpunosti ponavlja strukturu sjekutića zuba šišmiša, čiji je ugriz bezbolan i praćen jakim krvarenjem.

Nama poznata klipna šprica imitira aparat za sisanje krvi - komarca i buvu, čiji je ugriz svima poznat.

Pahuljasti "padobrani" usporavaju padanje sjemenki maslačka na zemlju, kao što padobran usporava čovjekov pad.

Zaključak.

Potencijal bionike je zaista neograničen...

Čovječanstvo pokušava izbliza sagledati metode prirode, kako bi ih kasnije bilo razumno koristiti u tehnologiji. Priroda je poput ogromnog inženjerskog biroa, koji uvijek ima pravi izlaz iz svake situacije. Savremeni čovek ne treba da uništava prirodu, već da je uzme za uzor. Uz raznovrsnu floru i faunu, priroda može pomoći čovjeku da pronađe pravo tehničko rješenje za složene probleme i izlaz iz svake situacije.

Bilo mi je veoma zanimljivo raditi na ovoj temi. U budućnosti ću nastaviti da radim na proučavanju dostignuća bionike.

PRIRODA KAO STANDARD - I BIONIKA IMA!

književnost:

1. Bionika. V. Martek, ur. - u: Mir, 1967

2. Šta je bionika. Serija "Naučna popularna biblioteka". Astašenkov P.T. M., Vojnoizdavaštvo, 1963

3.Arhitektonska bionika Yu.S. Lebedev, V. I. Rabinovich i dr. Moskva, Stroyizdat, 1990. 4.

Korišteni internet resursi

Htth://www/cnews/ru/news/top/index. Shtml 2003/08/21/147736;

Bio-nika.narod.ru

www.computerra.ru/xterra

- http://ru.wikipedia.org/ wiki/Bionics

www.zipsites.ru/matematika_estestv_nauki/fizika/astashenkov_bionika/‎

http://factopedia.ru/publication/4097

http://roboting.ru/uploads/posts/2011-07/1311632917_bionicheskaya-perchatka2.jpg

http://newostey.com

http://images.yandex.ru/yandsearch

http://school-collection.edu.ru/catalog

Slogan Bionike: "Priroda zna najbolje." Kakva je ovo nauka? Sam naziv i takav moto nam daje da shvatimo da je bionika povezana s prirodom. Mnogi od nas se svakodnevno susreću sa elementima i rezultatima aktivnosti bionike, a da to i ne znaju.

Jeste li čuli za takvu nauku kao što je bionika?

Biologija je popularno znanje sa kojim se upoznajemo u školi. Iz nekog razloga, mnogi vjeruju da je bionika jedan od pododjeljaka biologije. Zapravo, ova izjava nije sasvim tačna. Zaista, u užem smislu te riječi, bionika je nauka koja proučava žive organizme. Ali češće nego ne, navikli smo da povezujemo nešto drugo s ovim učenjem. Primijenjena bionika je nauka koja spaja biologiju i tehnologiju.

Predmet i objekt bioničkih istraživanja

Šta proučava bionika? Da bismo odgovorili na ovo pitanje, potrebno je razmotriti strukturnu podjelu same doktrine.

biološka bionika istražuje prirodu kakva jeste, bez pokušaja da se miješa. Predmet njegovog proučavanja su procesi koji se odvijaju u njemu

Teorijska bionika bavi se proučavanjem onih principa koji su uočeni u prirodi i na osnovu njih stvara teorijski model, koji se dalje primjenjuje u tehnologijama.

Praktična (tehnička) bionika je primjena teorijskih modela u praksi. Takoreći, praktično uvođenje prirode u tehnički svijet.

Gdje je sve počelo?

Otac bionike se zove veliki Leonardo da Vinci. U zapisima ovog genija mogu se naći prvi pokušaji tehničkog oličenja prirodnih mehanizama. Da Vinčijevi crteži ilustruju njegovu želju da stvori letelicu sposobnu da pomera krila poput ptice u letu. Nekada su takve ideje bile previše hrabre da bi bile tražene. Primorani su da skrenu pažnju na sebe mnogo kasnije.

Prvi koji je primijenio principe bionike u arhitekturi bio je Antoni Gaudi i Curnet. Njegovo ime je čvrsto utisnuto u istoriju ove nauke. Arhitektonske strukture koje je projektirao veliki Gaudi bile su impresivne u vrijeme svoje izgradnje, a isti užitak izazivaju mnogo godina kasnije kod modernih posmatrača.

Sljedeći koji je podržao ideju o simbiozi prirode i tehnologije bio je Pod njegovim vodstvom počela je široka upotreba bioničkih principa u dizajnu zgrada.

Afirmacija bionike kao nezavisne nauke dogodila se tek 1960. godine na naučnom simpozijumu u Daytoni.

Razvoj kompjuterske tehnologije i matematičkog modeliranja omogućavaju modernim arhitektama da mnogo brže i sa većom preciznošću utjelovljuju naznake prirode u arhitekturi i drugim industrijama.

Prirodni prototipovi tehničkih izuma

Najjednostavniji primjer manifestacije nauke o bionici je pronalazak šarki. Poznati nosač zasnovan na principu rotacije jednog dijela konstrukcije oko drugog. Ovaj princip koriste školjke kako bi kontrolirale svoja dva krila i po potrebi ih otvarale ili zatvarale. Pacifički džinovski kokoši dosežu veličinu od 15-20 cm.Princip šarke u povezivanju njihovih školjki jasno je vidljiv golim okom. Mali predstavnici ove vrste koriste istu metodu pričvršćivanja ventila.

U svakodnevnom životu često koristimo razne pincete. Oštar i krpeljski kljun kumovca postaje prirodni analog takvog uređaja. Ove ptice koriste tanak kljun, zabijajući ga u meko tlo i vade male bube, crve i tako dalje.

Mnogi moderni uređaji i oprema opremljeni su usisnim čašama. Na primjer, koriste se za poboljšanje dizajna nogu raznih kuhinjskih aparata kako bi se spriječilo njihovo klizanje tokom rada. Također, specijalne cipele za čistače prozora visokih zgrada opremljene su usisnim čašama kako bi se osiguralo njihovo sigurno pričvršćivanje. Ovaj jednostavan uređaj također je posuđen iz prirode. Žaba na drvetu, koja ima odojke na nogama, neobično se spretno drži na glatkim i skliskim listovima biljaka, a hobotnici su potrebni za bliski kontakt sa svojim žrtvama.

Može se naći mnogo takvih primjera. Bionika je samo nauka koja pomaže čoveku da za svoje izume pozajmi tehnička rešenja iz prirode.

Ko je prvi - priroda ili ljudi?

Ponekad se dešava da je ovaj ili onaj izum čovječanstva odavno "patentiran" od strane prirode. Odnosno, pronalazači, kada nešto stvaraju, ne kopiraju, već sami smišljaju tehnologiju ili princip rada, a kasnije se ispostavi da to u prirodi postoji već duže vrijeme i moglo bi se jednostavno zaviriti i usvojiti .

To se dogodilo s uobičajenim čičak trakom, koji osoba koristi za pričvršćivanje odjeće. Dokazano je da se kuke, slične onima koje se nalaze na čičak trakama, koriste i za međusobno povezivanje tankih brada.

U strukturi fabričkih cevi postoji analogija sa šupljim stabljikama žitarica. Uzdužno ojačanje koje se koristi u cijevima slično je trakama sklerenhima u stabljici. Čelični prstenovi za ukrućenje - međuprostori. Tanka kožica na vanjskoj strani stabljike je analog spiralnog ojačanja u strukturi cijevi. Unatoč kolosalnoj sličnosti strukture, naučnici su samostalno izmislili upravo takav način izgradnje fabričkih cijevi, a tek kasnije su vidjeli identitet takve strukture sa prirodnim elementima.

Bionika i medicina

Upotreba bionike u medicini omogućava spašavanje života mnogih pacijenata. Neprestano se radi na stvaranju vještačkih organa sposobnih da funkcioniraju u simbiozi s ljudskim tijelom.

Prvi je imao sreću da testira Danca Dennisa Aaboa. Izgubio je polovinu ruke, ali sada ima sposobnost da opaža predmete dodirom koristeći izum ljekara. Njegova proteza je povezana sa nervnim završecima povređenog ekstremiteta. Umjetni senzori za prste u stanju su prikupiti informacije o dodirivanju predmeta i prenijeti ih u mozak. Dizajn trenutno još nije dovršen, vrlo je glomazan, što ga otežava korištenje u svakodnevnom životu, ali i sada se ova tehnologija može nazvati pravim otkrićem.

Sva istraživanja u ovom pravcu u potpunosti su zasnovana na kopiranju prirodnih procesa i mehanizama i njihovoj tehničkoj implementaciji. Ovo je medicinska bionika. Recenzije naučnika kažu da će uskoro njihovi radovi omogućiti promjenu dotrajalih živih ljudskih organa i korištenje mehaničkih prototipova. Ovo će zaista biti najveći napredak u medicini.

Bionika u arhitekturi

Arhitektonska i građevinska bionika je posebna grana bioničke nauke, čiji je zadatak organsko ujedinjenje arhitekture i prirode. U posljednje vrijeme sve češće se pri projektiranju modernih struktura okreću bioničkim principima posuđenim od živih organizama.

Danas je arhitektonska bionika postala zaseban arhitektonski stil. Ona je nastala iz jednostavnog kopiranja formi, a sada je zadatak ove nauke postao usvajanje principa, organizacionih karakteristika i njihovo tehničko sprovođenje.

Ponekad se ovaj arhitektonski stil naziva eko stilom. To je zato što su osnovna pravila bionike:

• traženje optimalnih rješenja;
• princip uštede materijala;
• princip maksimalne ekološke prihvatljivosti;
• princip uštede energije.

Kao što vidite, bionika u arhitekturi nije samo impresivne forme, već i napredne tehnologije koje vam omogućavaju da kreirate strukturu koja ispunjava moderne zahtjeve.

Karakteristike arhitektonskih bioničkih struktura

Na osnovu dosadašnjeg iskustva u arhitekturi i građevinarstvu, možemo reći da su sve ljudske strukture krhke i kratkotrajne ako ne koriste zakone prirode. Bioničke zgrade, pored nevjerovatnih oblika i hrabrih arhitektonskih rješenja, imaju izdržljivost, sposobnost da izdrže nepovoljne prirodne pojave i kataklizme.

U eksterijeru zgrada izgrađenih u ovom stilu mogu se uočiti elementi reljefa, oblika i kontura koje su projektanti vješto kopirali sa živih, prirodnih objekata i majstorski utjelovili od arhitekata i graditelja.

Ako vam se iznenada, kada razmišljate o nekom arhitektonskom objektu, učini da gledate umjetničko djelo, s velikom vjerovatnoćom imate zgradu u bioničkom stilu. Primjeri takvih struktura mogu se vidjeti u gotovo svim glavnim gradovima zemalja i velikim tehnološki naprednim gradovima svijeta.

Izgradnja novog milenijuma

Još 90-ih, španski tim arhitekata kreirao je projekat zgrade zasnovan na potpuno novom konceptu. Riječ je o zgradi od 300 spratova, čija će visina premašiti 1200 m. Planirano je da se kretanje duž ove kule odvija uz pomoć četiri stotine vertikalnih i horizontalnih liftova, čija je brzina 15 m/s. Zemlja koja je pristala da sponzoriše ovaj projekat bila je Kina. Za izgradnju je izabran najgušće naseljeni grad Šangaj. Realizacijom projekta će se riješiti demografski problem regije.

Toranj će imati potpuno bioničku strukturu. Arhitekti vjeruju da samo to može osigurati snagu i izdržljivost konstrukcije. Prototip strukture je stablo čempresa. Arhitektonska kompozicija će imati ne samo cilindrični oblik, sličan deblu, već i "korijene" - novu vrstu bioničke osnove.

Vanjski omotač zgrade je plastični i prozračni materijal koji imitira koru drveta. Sistem klimatizacije ovog vertikalnog grada biće analogan funkciji regulacije toplote kože.

Prema prognozama naučnika i arhitekata, takva građevina neće ostati jedina te vrste. Nakon uspješne implementacije, broj bioničkih struktura u arhitekturi planete samo će se povećavati.

Bioničke zgrade oko nas

U kojim se poznatim kreacijama koristila nauka o bionici? Primjere takvih struktura je lako pronaći. Uzmite barem proces stvaranja Ajfelovog tornja. Dugo su se šuškale da je ovaj simbol Francuske od 300 metara izgrađen prema crtežima nepoznatog arapskog inženjera. Kasnije je otkrivena njegova potpuna analogija sa strukturom ljudske tibije.

Pored Ajfelovog tornja, postoji mnogo primera bioničkih struktura širom sveta:

• podignut po analogiji sa lotosovim cvetom.
• Pekinška nacionalna opera - imitacija kapi vode.
• Plivački kompleks u Pekingu. Izvana, ponavlja kristalnu strukturu vodene rešetke. Nevjerovatno dizajnersko rješenje kombinuje korisnu sposobnost konstrukcije da akumulira sunčevu energiju, a zatim je koristi za napajanje svih električnih uređaja koji rade u zgradi.
• Neboder "Aqua" izgleda kao mlaz vode koja pada. Smješten u Chicagu.
• Kuća osnivača arhitektonske bionike, Antonija Gaudija, jedna je od prvih bioničkih struktura. Do danas je zadržao svoju estetsku vrijednost i ostaje jedno od najpopularnijih turističkih mjesta u Barceloni.

Znanje koje je svima potrebno

Sumirajući, možemo sa sigurnošću reći: sve što bionika proučava relevantno je i neophodno za razvoj modernog društva. Svako treba da se upozna sa naučnim principima bionike. Bez ove nauke nemoguće je zamisliti tehnološki napredak u mnogim oblastima ljudske aktivnosti. Bionika je naša budućnost u potpunom skladu sa prirodom.

Tekst rada je postavljen bez slika i formula.
Puna verzija rada dostupna je na kartici "Job Files" u PDF formatu

UVOD

BIONIKA - smjer biologije i kibernetike; proučava karakteristike strukture i života organizama u cilju stvaranja novih uređaja, mehanizama, sistema i unapređenja postojećih.

Čovjek često uči od prirode, stvarajući alate i uređaje koje je priroda koristila godinama, usavršavajući svoje vještine u procesu evolucije. Često koristimo alate kao što su kliješta, čekići, češljevi, četke i drugo i ne razmišljamo o tome kako su se pojavili. Izvorno je ovaj kreator bila priroda. Ona je ta koja ima mnogo alata, samo što su oni napravljeni još boljim, boljim i preciznijim od alata tehnologije. Oni nisu napravljeni od metala, već, na primjer, od hitina, poput insekata. Studiranje nauke - Bionika - pojavila su se pitanja. Koliko ljudi zna o ovoj nauci? A koje uređaje i alate koje je stvorila priroda koristimo kod kuće? Može li čovjek bez ovih alata?

hipoteza: Pretpostavili smo da se čovjek u svakodnevnom životu često koristi alatima koje je stvorila priroda i da ne može bez njih.

svrha rada: Studija alata koji se nalaze u stanu prosječne statističke porodice.

Ciljevi istraživanja:

1. Pogledajte raznovrsnost alata u stanu i istražite kako je priroda prvobitno koristila ovaj predmet.
2. Odredite za koje se svrhe alati koriste i da li je moguće bez njih.
3. Provesti anketu među studentima o znanju nauke - BIONIKA, objektima njenog proučavanja i primjeni znanja u praksi.
4. Izrada brošure za upoznavanje studenata sa naukom - BIONIKA.

Predmet proučavanja:alati koje koristi čovjek.

Predmet studija: znanje o prirodi koje čovjek koristi pri stvaranju alata.

Metode istraživanja: sociološko istraživanje, proučavanje alata koje koristi čovjek, izrada brošure.

PREGLED LITERATURE

1.1 Nauka - BIONIKA - nastala je u drugoj polovini 20. veka. Bionika - "BIOLOGIJA" i "TEHNIKA", što znači "učiti od prirode tehnologiju sutrašnjice", koja će donijeti veće koristi čovjeku i prirodi od tehnologije koja postoji danas. (Internet resurs)

Bionika ima simbol: ukršteni skalpel, lemilicu i integralni znak.

BIONIKA je nauka na granici između biologije i tehnologije, koja rješava inženjerske probleme zasnovane na modeliranju strukture i života organizma

Sa razvojem avijacije, poboljšali su se i avioni. Međutim, lepršavost je dugo vremena bila strašna pošast brze avijacije - vibracije krila koje se iznenada pojavljuju pri određenoj brzini, što je dovelo do činjenice da su se najtrajnije konstrukcije zrakoplova raspale u zraku za nekoliko sekundi. Nakon brojnih nesreća, dizajneri su naučili da se nose sa ovom katastrofom: krila su počela da se izrađuju sa zadebljanjem na kraju. I tek tada su pronašli potpuno ista hitinska zadebljanja na krajevima krila leptira.

Posmatrajući ljuskare i kako se oni hvataju kandžama, naučnici su došli do praktičnih medicinskih stezaljki koje su i danas u upotrebi.

Modeliranje tijela meduze koja hvata infrazvuk omogućilo je stvaranje tehničkog uređaja koji mnogo sati prije upozorava na početak oluje i ukazuje na smjer iz kojeg će doći.

Aerodinamičan oblik morskog psa i njegova vanjska struktura postali su prototip modernih podmornica. Lignje, uzimajući vodu u sebe, silom je istiskuju. To mu pomaže da se kreće velikom brzinom. Čovjek je primijenio ovaj princip da stvori mlazni motor [2].

Tokom leta, šišmiš je vođen refleksijom zvučnih talasa koje on neprekidno stvara. Aparat za lociranje miševa precizniji je od radio uređaja i sonara koje je napravio čovjek.

Gustave Eiffel je 1889. godine napravio crtež Ajfelovog tornja. Ova struktura se smatra jednim od najranijih jasnih primjera upotrebe bionike u inženjerstvu. Hermann von Meyer je pregledao strukturu kostiju glave bedrene kosti na mjestu gdje se savija i ugrađuje u zglob.

2. EKSPERIMENTALNO

Predmet proučavanja:science - BIONIKA.

2.1 Provođenje sociološkog istraživanja

Za sprovođenje školskog sociološkog istraživanja sastavljeno je 8 pitanja sa izborom odgovora (Prilog 1.).

Anketa je sprovedena među učenicima od 5. do 9. razreda. Ukupno je 126 ispitanika. Tabela rezultata istraživanja br. 1 (Prilog 2.)

Prvo pitanje je otkrilo koncept same nauke – bionike. Prema formulaciji pitanja, skoro svi učenici su se tačno orijentisali, odgovorili su na njega - 95,5%. Iako su mnogi tvrdili da nemaju pojma šta ova nauka proučava. Otkrili smo koncept - BIONIKA, a zatim nastavili odgovarati na pitanja. Najlošije su se snašli učenici petog razreda - 63,8%, a najbolje su odgovorili učenici 9. razreda - 93%. Ovo govori o velikom prtljagu znanja stečenog tokom 9 godina školovanja. Ali prema odgovorima (Dodatak 2. Tabela br. 2) možete pratiti i vidjeti da je svima najlakše bilo pitanje broj 5, skoro svi su tačno odgovorili. A najteže pitanje je bilo i broj 8. Samo 9 - ki, mnogi su mogli tačno odgovoriti, jer su u potpunosti proučavali ljudsku anatomiju.

2.2 Proučavanje oruđa koje koristi čovjek.

2.2.1Alat: Kombinovana kliješta(Dodatak 3. Tabela br. 1)

prirodni objekat: Mravinje grinje- Mravi lav se hrani larvama insekata. On razbija lijeve u pijesku, ako mrav upadne u ovu zamku, tada mravlji lav baca pijesak za njim, čime ga sprečava da se vrati. Pritom koristi svoje klešta kao lopaticu za pijesak. Dok isisava sadržaj svog plijena, izbacuje praznu školjku iz lijevka. Mravinje grinje mogu sipati pijesak, zgrabiti plijen i ugristi ga; djeluju kao šprica, mala usisna pumpa ili alat za bacanje. Dakle, predstavljaju vrstu kombinovanih grinja sa šest funkcija.[ 1 ]

Upotreba alata: Najčešće se pri radu koriste kliješta koja mogu obavljati četiri funkcije. Njihovi zahvatni krajevi imaju užljebljene kontaktne površine i stoga mogu, na primjer, držati lim. U zarezu ovih kliješta nalaze se zupci koji vam omogućavaju da rotirate cijev. Sa strane se zavoji alata sijeku, što omogućava rezanje žice. Takođe mogu zakucati eksere.

Izlaz: Kombinirana kliješta su laka za korištenje, jer zamjenjuju nekoliko alata.

2.2.2 Alat:Pinceta(Prilog 3. Tabela br. 2)

prirodni objekat: Godwit- veliki šljukavac iz porodice šljuka sa veoma dugim kljunom i dugim nogama. Svojim dugim kljunom od 15 cm pipaju tlo, zabijajući ga u meko tlo. U isto vrijeme, vrh kljuna ptice otvara se i zatvara u pravo vrijeme. Stoga joj je lako zgrabiti male crve i drugi plijen.

Kljun je kombinovani instrument. Prije hvatanja hrane, kljun se komprimira i služi kao alat za branje i traženje. Samo duboko u zemlji otvara se kao dva krila pincete, obavljajući u ovom slučaju funkciju preciznog hvataljnog mehanizma.[1]

Upotreba alata: Oštri krajevi pincete lako prodiru u gornji sloj predmeta. Stiskanjem obje polovice pincete prstima možete uhvatiti i najmanje predmete. Ako ih otpustite, pinceta će se otvoriti i osloboditi predmet.

Izlaz: Pinceta je neophodna za rad sa malim predmetima, jer ljudski prsti ne mogu precizno manipulisati takvim predmetima.

2.2.3Alat:Jackknife(Prilog 2. Tabela br. 3)

Prirodni objekat:Buba balegaživi u mekoj zemlji i stajnjaku. Za svoje napredovanje koristi posebne lopatice koje su mu na potkoljenici. Kada buba ne treba, može staviti nogu u žljeb potkolenice, a zatim umetnuti potkoljenicu u butnu nišu. Tako su postavljeni njegovi alati, čime se štedi prostor.[ 1 ]

Upotreba alata:Jackknife sastoji se od mnogo odvojenih dijelova: velikih i malih oštrica, makaza, vadičepa, otvarača za flaše, odvijača, čačkalice, itd. svi ovi elementi smješteni su u malom prostoru. Takav nož se može staviti u džep pantalona, ​​a da se ne ozlijedi. Tako je čovjek razvio cijeli sistem za uštedu prostora, kao i mala balega buba sa svojim oštricama za kopanje.

Izlaz: Sklopivi nož može držati nekoliko različitih alata, a pritom je vrlo kompaktan i zauzima malo prostora.

2.2.4Alat:Bušilice(Prilog 3. Tabela br. 4)

Prirodni objekat:Ocrnogorični rep sa. Jajonosac velike crnogorične ose, kada se priprema za polaganje jaja, puzi uz granu do samog debla,

okreće stražnji dio tijela prema sebi, oslobađa jajovod iz njega i udobno ga postavlja. Insekt "buši" i najmanje rupe na drvetu do dubine od oko dva centimetra. Ako je drvo crnogorično, to će trajati oko 20 minuta. Kada je rupa spremna, osa postavlja jaja kroz svoj dugi šuplji jajoložak poput bušilice.[1]

Upotreba alata: Za bušenje rupa za tiple, vijke i vijke koriste se bušilice koje su po izgledu i principu rada slične ovipositoru velike crnogorične ose. Za razliku od ovipozitora velike crnogorične ose, tehničke bušilice obavljaju samo jednu funkciju - mogu samo bušiti.

Izlaz: Bušilica je neophodna i vrlo zgodna za bušenje rupa u raznim građevinskim materijalima (drvo, beton, metal).

2.2.5Alat:Velcro zatvarač(Prilog 3. Tabela br. 5)

Prirodni objekat:Čičak. Plodovi čička pokazuju koliko je potrebno, postoje udice. U plodovima čička postoji mnogo načina na koje seme same biljke mogu raspršiti. Njegovi plodovi, koji imaju preko 200 udica, vezani su za životinjsko krzno. Životinje ih nose sa sobom, a zatim ih otresu.[ 1 ]

Upotreba alata: Uz njihovu pomoć možete, na primjer, pričvrstiti sportsku obuću; u ovom slučaju vezice više nisu potrebne. Osim toga, dužina se može lako podesiti - to je jedna od njegovih prednosti.

Izlaz:Čičak je veoma udoban. Štedi vrijeme za pričvršćivanje obuće i odjeće itd. Čak i malo dijete može obući cipele bez pomoći odrasle osobe.

2.2.6Alat:Tehničke gumene čašice(Prilog 3. Tabela br. 6)

Prirodni objekat:Octopus izumio je sofisticiranu metodu lova na svoj plijen: on ga zagrli pipcima i siše stotine sisa, čiji su cijeli redovi na pipcima. Oni mu također pomažu da se kreće po klizavim površinama bez klizanja prema dolje.[ 1 ]

Upotreba alata: Tamo gdje postoje glatke površine, često se koriste gumene čašice. U svakodnevnom životu koriste se prvenstveno u kuhinji i kupatilu. Kada se usisna kuka pritisne na pločice u kupaonici, stvara se vakuumski prostor.

Izlaz: Tehničke gumene čaše su vrlo zgodne u svakodnevnom životu, bez upotrebe eksera i ljepila, mogu držati razne predmete (kuke za peškire, sapunice, kupaonske prostirke itd.).

2.2.7Alat:Baterija(Prilog 3. Tabela br. 7)

Prirodni objekat:električna jegulja može emitovati električna pražnjenja do 700 volti, s kojima može omamiti ili ubiti neprijatelje i svoj plijen. Električni organ koji stvara napon se sastoji od posebnih mišića. Napon se, kao u bateriji, stvara strujom jona i prazni nizom šokova, koji brzo slijede jedan za drugim.[1]

Upotreba alata Svaki dom ima ogroman broj uređaja koji rade na baterije (satovi, baterijske lampe).

Izlaz: Baterija je nezamjenjiva za mnoge električne kućanske aparate, čak i ako je struja isključena - baterija će nas spasiti!

2.2.8 Alat:igla za ubrizgavanje(Prilog 3. Tabela br. 8)

Prirodni objekat:Wasp. Ubod ose. Dužina uboda ose ne prelazi 3 mm, a debljina 0,001 mm. Ako je osa u opasnosti, ona je koristi za zaštitu. Ubod se lako upija u ljudsku kožu, pretvarajući se u sićušni bodež. Istovremeno, to je špric za injekcije.[ 1 ]

Upotreba alata: Intravenske i intramuskularne injekcije.

Izlaz: Mnogi ljudi drže injekcijske špriceve za hitnu pomoć u svom kompletu prve pomoći.

ZAKLJUČAK

U toku rada studenti su intervjuisani na temu ​ Kako se ispostavilo, mnogi ne poznaju ovu nauku, ali na brzaka u odabiru odgovora mogu zamisliti šta ona radi.

Istražen je i alat koji se nalazi u stanu i koji se koristi za svoju namjenu. Ove alate i uređaje stvorio je čovjek, koristeći znanje o prirodi.

Dakle, u srcu pronalaska kombinovana klešta je princip rada mravlje lavlje grinje. Ovaj alat je multifunkcionalan i pogodan je za popravke stana. Pinceta ponavlja kljun godwit vrlo zgodan kada radite sa malim predmetima. Jackknife imitira nogu sa lopaticama balega buba- kompaktan i multifunkcionalan. Nije zamjenjiv na planinarenju, putovanju, a prilikom skladištenja i prijenosa poštuju se sigurnosne mjere. Bušilica,kao Iicecladeatčetinarska osa, neophodan i veoma pogodan za bušenje rupa u raznim građevinskim materijalima (drvo, beton, metal) tokom izgradnje i popravke. Kopče Velcro lepljiv kao čičak voće. Veoma zgodan za pričvršćivanje torbi, obuće i odjeće. A posebno štede vrijeme majkama male djece, jer je bebi lakše nositi se s čičakom na cipelama nego s pertlama. U prekrasnoj pločici uvijek je šteta napraviti rupu bušilicom, izlaz tehničke naivčine. Nezaobilazni su u kupatilu, jer čvrsto pričvršćuju kuke, posude za sapun, police bez ljepila i eksera, kao sucker octopus. Nemoguće je zamisliti bilo koji stan, kuću bez baterije, koriste se u satovima, telefonima, baterijskim lampama, ali nikad se ne zna gdje! A princip rada baterije ponavlja električni organ električna jegulja. Mnogi ljudi drže u kućnoj kutiji prve pomoći špricevi za injekcije za hitnu pomoć. Ne tehnologija, već priroda stvara najefikasnije i najtanje špriceve za injekcije, kao ubod ose. Nažalost, tehnologija još nije stvorila igle nalik ubodu koje se ne savijaju ili lome. Kada bi bilo moguće napraviti takve špriceve za injekcije, onda bi vakcinacije, na primjer, postale gotovo bezbolne.

Proučavajući kako čovjek primjenjuje svoje znanje o prirodi stvarajući alate. I istražujući alate u stanu, kako ih osoba koristi. Potvrdili smo našu hipotezu, zaista, osoba često u svom svakodnevnom životu koristi oruđe koje je stvorila priroda i ne može bez njih.

Kao rezultat rada stvorena je brošura koja se može koristiti u nastavi svijeta oko nas. I da studentima daju ideju o nauci - BIONIKA.

REFERENCE

1. Vorontsova Z.S. Radionica prirode. - M.: "Likovna umjetnost", 1981 - 32 razglednice.

1. Nakhtigal V.N. Veliki niz znanja. BIONIKA. - M.: OOO "Svijet knjiga", 2003. - 128 str.

web stranica:

1. Rječnici i enciklopedije na ACADEMICShttps://dic.academic.ru/
2. http://www.microarticles.ru/

3.https://www.google.ru/search?q=symbol+bionics

Dodatak 1.

Pitanja sociološke ankete:

1. Kako se zove nauka čiji je cilj korištenje biološkog znanja za rješavanje inženjerskih problema i razvoj tehnologije?

a) dizajn; b) planiranje; c) bionika +

1. Šta je osnivač aerodinamike N.E. Zhukovsky? Na osnovu njegovih istraživanja pojavila se avijacija.

a) fizika; b) brodogradnja;

1. Napredniji avion u prirodi poseduje...

a) insekti +; b) gmizavci; c) lišće drveća

1. Po analogiji sa principom koji leži u osnovi eholokacije kod slepih miševa, ...

b) radari; c) ostala oprema

1. Koje životinje su električno aktivne?

a) riba +; b) miševi; c) mladeži

1. Upotreba bionike u medicini je...

a) razvoj lijekova; b) izgradnja zdravstvenih ustanova;

1. Koju strukturu kopiraju moderne visoke zgrade u kojima ljudi žive?

a) stabljike žitarica +; b) bilje; c) grmlje

1. Koji princip je u osnovi strukture Ajfelovog tornja?

Dodatak 2

Rezultati sociološkog istraživanja

tabela broj 1

Uporedna tabela rezultata socioloških istraživanja

tabela broj 2

Aneks 3.