Этапы развития бионики

     Кроме разработки новых материалов, ученые постоянно сообщают о технологических  открытиях, которые базируются на «интеллектуальном  потенциале» природы. Например, в  октябре 2003 года в исследовательском  центре Xerox в Пало-Альто разработали новую технологию подающего механизма для копиров и принтеров.

     В устройстве AirJet разработчики скопировали  поведение стаи термитов, где каждый термит принимает независимые решения, но при этом стая движется к общей  цели, например, построению гнезда.

     Сконструированная в Пало Альто печатная схема оснащена множеством воздушных сопел, каждое из которых действует независимо, без команд центрального процессора, однако в то же время они способствуют выполнению общей задачи — продвижению  бумаги. В устройстве отсутствуют  подвижные части, что позволяет  удешевить производство. Каждая печатная схема содержит 144 набора по 4 сопла, направленных в разные стороны, а  также 32 тыс. оптических сенсоров и  микроконтроллеров.

     Самые преданные адепты бионики — это  инженеры, которые занимаются конструированием роботов. Сегодня среди разработчиков  весьма популярна точка зрения, что  в будущем роботы  смогут эффективно действовать только в том случае, если они будут максимально похожи на людей. Ученые и инженеры исходят из того, что им придется функционировать в городских и домашних условиях, то есть в «человеческом» интерьере — с лестницами, дверями и другими препятствиями специфического размера. Поэтому, как минимум, они обязаны соответствовать человеку по размеру и по принципам передвижения. Другими словами, у робота обязательно должны быть ноги (колеса, гусеницы и прочее не подходит для города). Но у кого копировать конструкцию ног, если не у животных?

     В направлении создания прямоходящих двуногих роботов дальше всех продвинулись ученые из Стенфордского университета. Они уже почти три года экспериментируют с миниатюрным шестиногим роботом, гексаподом, построенным  по  результатам  изучения  системы  передвижения  таракана.

Миниатюрный, длиной около 17 см., шестиногий робот (гексапод) из Стенфордского университета уже  бегает со скоростью 55 см/сек.

     Первый  гексапод был сконструирован 25 января 2000 г. Сейчас конструкция бегает весьма шустро — со скоростью 55 см (более  трех собственных длин) в секунду  — и так же успешно преодолевает препятствия.

     В Стэнфорде так же разработан одноногий прыгающий монопод человеческого роста, который способен удерживать неустойчивое равновесие, постоянно прыгая. Как известно, человек перемещается путем «падения» с одной ноги на другую и большую часть времени проводит на одной ноге. В перспективе ученые из Стенфорда надеются создать двуногого робота с человеческой системой ходьбы.

     Известные испанские архитекторы М. Р. Сервера  и Х. Плоз, активные приверженцы бионики, с 1985 года начали исследования «динамических  структур», а в 1991 году организовали «Общество поддержки инноваций  в архитектуре». Группа под их руководством, в состав которой вошли архитекторы, инженеры, дизайнеры, биологи и психологи, разработала проект «Вертикальный  бионический город-башня». Через 15 лет  в Шанхае должен появиться город-башня  (по прогнозам ученых, через 20 лет численность Шанхая может достигнуть 30 млн человек). Город-башня рассчитан на 100 тысяч человек, в основу проекта положен «принцип конструкции дерева».

     Башня-город  будет иметь форму кипариса высотой  1128 м с обхватом у основания 133 на 100 м., а в самой широкой точке 166 на 133 м. В башне будет 300 этажей, и расположены они будут в 12 вертикальных кварталах по 80 этажей. Между кварталами — перекрытия-стяжки, которые играют роль несущей конструкции для каждого уровня-квартала. Внутри кварталов — разновысокие дома с вертикальными садами. Эта тщательно продуманная конструкция аналогична строению ветвей и всей кроны кипариса. Стоять башня будет на свайном фундаменте по принципу гармошки, который не заглубляется, а развивается во все стороны по мере набора высоты — аналогично тому, как развивается корневая система дерева. Ветровые колебания верхних этажей сведены к минимуму: воздух легко проходит сквозь конструкцию башни. Для облицовки башни будет использован специальный пластичный материал, имитирующий пористую поверхность кожи. Если строительство пройдет успешно, планируется построить еще несколько таких зданий-городов.

     В архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям. Например, в области разработок эффективных и безотходных строительных технологий перспективным направлением является создание слоистых конструкций. Идея заимствована у глубоководных моллюсков. Их прочные ракушки, например у широко распространенного «морского уха», состоят из чередующихся жестких и мягких пластинок. Когда жесткая пластинка трескается, то деформация поглощается мягким слоем и трещина не идет дальше. Такая технология может быть использована и для покрытия автомобилей.

     Однако  бионика все время подвержена изменениям и что не мало важно  в лучшую сторону. XXI век называют веком биологии. Сегодня эксперты склонны предполагать, что самые большие технологические прорывы человечества будут связаны с науками о жизни.

     По  прогнозу Outlook Report 2009, гонка биомедицинских и генетических технологий станет одной из самых острых и дорогостоящих в мировой экономике и будет сопоставима по масштабам с космической гонкой прошлого столетия. Создав космический корабль, атомную станцию, мобильную связь, человек понял, что технический прогресс коснулся в основном его окружения, но, ни него и его жизни, здоровья. Сам он так же стареет, болеет и умирает, но по утверждениям ученых он еще способен жить да жить -  куда больше 100 лет.

     Новые знания о генах и клетках, полученные в конце XX — начале XXI века, и новые технические возможности наконец-то позволят человеку жить дольше и жить лучше. Эксперты полагают, что в ближайшие 20-30 лет найдут применение прорывные технологии в трех направлениях, для которых уже есть программы. Самое широкое распространение получат телемедицина и роботизация в здравоохранении. В науки уже есть пример, о том, как робот проводил операцию в Сахалине, а врач находился в Москве и вел наблюдения за ней при помощи компьютера. Робота признают даже лучшие хирурги, по их мненинию робот проводит  операцию ювелирно, а значит почти бескровно и без осложнений. Как правило, после такой операции пациент восстанавливается быстрее.  Проведение таких операций существенно сокращает расходы на перемещение, ведь в мире известны многие случаи, о том, что человека вовремя не смогли спасти, потому что он не смог приехать из одной страны в другую. 

  Так же будет внедрена технология замены человеческих органов искусственными. Все это еще раз доказывает, что бионика, является одной из самых востребованных наук последнего двадцатилетия.  
 
 
 

     Заключение.                                                                                                               Исходя из вышесказанного, можно сделать  вывод о том, что наука бионика  сможет улучшить качество жизни и здоровья человека, поможет спасти людей с неизлечимыми заболеваниями и выведет науку на новый виток развития.

     Основным  методом бионики является метод  функциональных аналогий. Применение бионики  во всех важных сферах жизнедеятельности побуждает к поиску новых никому неизвестных технологий и помогает развить творческую мысль, заставляет думать, искать, познавать законы природы.

     Так же по прогнозам  ученых применение бионики поможет изобрести более  мощный космический корабль, который  позволит исследовать планеты и  вселенную.

     Наиболее  продвинувшиеся исследования в бионике – это 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». 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной  литературы: 

1. Ковалев И. Трубы из крыльев бабочек/ И. Ковалев // Наука и жизнь.-2005 -№9.
2. Геворкян Э. Нанореволюции: проклятие или благословие?// Наука и религия -2007 № 12
3. Аксючиц В. Человеческий вид и искусственный интеллект //Наука и религия -2007 – № 12
4. Костина Г.Н. Человек, освобождающийся // Эксперт – 2009.- №37.