Здравствуйте, в этой статье я расскажу вам про Бионику. Как она необходима в нашей жизни.
Введение
Большинство людей задаётся вопросом: сможет ли человек достичь такого уровня развития, как природа? Научится ли понимать и использовать механизмы, отточенные эволюцией миллиарды лет с пользой для человечества? Раньше люди относились к природе потребительски, не обращая внимания на последствия. Но со временем, в условиях разрастающихся масштабов экологического кризиса, мы стали осознавать хрупкость природных экосистем и бережнее относиться к окружающей среде. Оказалось, что природа сама помогает нам найти правильный подход к решению самых сложных технических вопросов. Заимствуя совершенные механизмы созданные естественным путем эволюции, мы можем развиваться, не нанося колоссальный вред природе. За многие годы исследований и наблюдений за природой, выделилось отдельное междисциплинарное прикладное направление исследований – бионика, которая занимается разработкой технологий, основанных на структуре и принципах, позаимствованных у живой природы.
Бионика — отдельная прикладная наука, занимающаяся разработкой технологий, основанных на структуре и принципах, позаимствованных у живой природы. Природа помогает нам найти правильный подход к решению самых сложных технических вопросов. Главным методом исследования в бионике является метод моделирования. Метод моделирования – это процесс построения моделей на основе изученной информации об определённом объекте. Бионика— междисциплинарная сфера, объединяющая в себе как элементы механики, так и биологии, занимается разработкой технологий, основанных на структуре и принципах, позаимствованных у живой природы.
Бионика охватывает множество сфер деятельности, таких как: архитектура, дизайн, экология и даже IT-технологии (нейросети). Бионика как отдельная наука существует с 13 сентября 1960 года.
Основоположником Бионики считается Леонардо да Винчи, который в своё время разрабатывал проект летающего аппарата, который должен был махать крыльями для полёта, как птица.
Бионику можно разделить на три направления:
- Биологическую бионику, которая изучает процессы, происходящие в биологических системах - это целостные системы компонентов, выполняющих определенную функцию в живых системах.
- Теоретическую бионику, которая строит математические модели процессов биологических систем.
- Техническую бионику, применяющую математические модели теоретической бионики для решения инженерных задач.
Технологии бионики в жизни человека
- «Застёжка-липучка». Текстильная застёжка, в простонародье «липучка», изобретена Джорджем де Местралем в 1955 году. Прототипом служил плод репейника. Липучка применяется в быту, в легкой промышленности.
- «Снегоход». Снегоход – транспортное средство, необходимое для передвижения по снегу. В основу конструкции снегохода был приложен принцип передвижения пингвинов по снегу.
- «Присоски». Присоска – это конструкция в форме вогнутого диска, необходимая для крепления к твердым поверхностям, например, к стеклу. Присоски были изобретены после изучения осьминогов. Присоски применяются в быту.
- «Подводные лодки». Подводная лодка – это корабль, который может продолжительное время находится под водой. Принцип погружения подводных лодок был взят у рыб. Рыбы наполняют газ в плавательный пузырь, чем больше воздуха, тем выше рыба поднимается на поверхность воды. Также подводные лодки имеют хорошую обтекаемую форму, что позволяет оказывать минимальное сопротивление на судно.
- «Светоотражающая разметка». Кошачьи глаза способны отображать свет, благодаря тонкому отражающему слою, который состоит из прозрачных клеток. Благодаря этому открытию и изобрели светоотражающие знаки.
Исследование вероятных перспектив объединения информационных и медицинских технологий в современной науке
Бионика как наука о биологическом подобии техники может заняться разработкой модификаций сигналов головного мозга человека для достижения определённых результатов. к перспективным направлениям моделирования можно отнести:
- Создание нейроинтерфейса за счёт добавления специфических электроимпульсов к нейронам головного мозга, гипотетически возможно благодаря тому, что сигналы в головном мозгу передаются электрическими зарядами и есть возможность добавить свои. Что может дать возможность заменить человеку конечность, потерянную им в ходе какого-либо случая, на биопротез, который может передавать ощущения, словно она (конечность) настоящая, а не искусственная. Либо же дать парализованному человеку возможность двигаться.
- Генерация нейромедиаторов. Нейромедиaтор — биологически активное химическое вещество, посредством которого осуществляется передача импульса между нейронами или от нейронов к мышечной ткани и железистым клеткам. Возможно и искусственное создание нейромедиаторов в головном мозге, тут есть множество тонкостей, например то, что нельзя просто загрузить серотонин в огромном количестве и ждать эффекта (если и вовсе не разовьётся серотониновый синдром), но если суметь настроить аппарат на селективное ингибирование процесса обратного захвата серотонина, то по мнению редакции получится здорово, тоже самое возможно и со стимулирующими нейромедиаторами дофамина, адреналина/норадреналина, но это уже не такое уж и важное новшество, хотя для лечения нарколепсии путём автоматического введения сопутствующих нейромедиаторов может оказаться полезным.
- Введение необходимых препаратов исходя из мониторинга состояния человека, например будет довольно эффективен автоматический ввод нейролептиков при распознавании признаков психоза или просто состояния крайнего стресса с риском получения психической травмы, когда человеку уж точно будет не до самостоятельного ввода медикаментов. Также система может применяться для оказания первой помощи и при неплохом исполнении вполне реально может быть применима на практике.
- Искусственный интеллект (ИИ). Искусственный интеллект – это машина или система, которая способна имитировать человеческое мышление, чтобы выполнять определенные функции. Искусственный интеллект постоянно обучается, т.е. набирает информацию, тем самым совершенствует себя. Применение ИИ: от игры в шахматы до беспилотных автомобилей. Главной целью ИИ является расширение человеческих умений, многозадачность. Примером ИИ можно привести автомобиль «Tesla». Автопилот – это устройство, включающее в себя искусственный интеллект, которое ведёт транспортное средство по заданной траектории. ИИ способен рассчитать самый безопасный маневр для предотвращения ДТП. Время реакции значительно меньше чем у человека.
Исходя из графика, можно заметить, что автопилот значительно безопаснее, чем человек за рулем. Автопилоты позволяют сокращать смертельные ДТП до минимума, делая движение по дорогам безопаснее. Это большой прорыв в истории человечества.
Заключение
Бионика играет большую роль в жизни человека. С каждым годом применение бионических механизмов все больше внедряются в наш быт. Применение этих технологий облегчают нам жизнь и человеческую деятельность. В процессе изучения и использования механизмов, мы сближаемся с природой, мы осознаем главную и важную роль природы, а также мы познаём гениальность величайшего в мире инженера – Природы. Для успешного развития бионики, человек должен использовать природные ресурсы рационально и не причиняя вреда природе.
Всем спасибо за внимание, добра и позитива!