Бионика - это наука, которая изучает природу для решения человеческих проблем, черпая вдохновение из естественного дизайна или процесса. Основная идея, стоящая за этой дисциплиной - это то, что природа развивалась на миллионы лет дольше, чем человеческие технологии, а значит, разумно будет заимствовать функции, существующие в природе для разработки новых продуктов.
Термин «бионика» впервые появился на симпозиуме ВВС США в 1960 году. Его ввел человек по имени Джек Стил.
Орнитоптер Леонардо да Винчи.
Праотцом бионики считается Леонардо да Винчи. Его чертежи и схемы основывались на обширных исследованиях строения крыльев птиц. В результате он спроектировал орнитоптер (или махолёт) - аппарат, создающий тягу и подъёмную силу при помощи машущих крыльев. Этот проект так и остался на бумаге, однако художник описал идею, как человек может летать. В дальнейшем несколько изобретателей работали над летающими аппаратами, вдохновленными птичьим полетом. Например Отто Лилиенталь в XIX столетии объяснил механизм парения птиц и совершил более 2500 полетов на построенных им самим планерах.
Модный репейник.
Одним из самых используемых продуктов бионики безусловно является застежка-липучка. Её изобрел технолог Жорж де Местраль в 1941 году. После каждой прогулки со своей собакой, ему приходилось очищать ее от мелких колючек и репейников. Однажды ему стало интересно, за счет чего они так эффективно цепляются за поверхности, и он решил рассмотреть колючку под микроскопом. Жорж увидел на репейнике множество маленьких крючков, и ему пришла в голову гениальная идея. Спустя несколько лет он изобрел липучку, которая сейчас используется повсеместно.
Водоотталкивающая технология, подсмотренная у листьев лотоса.
Эффект лотоса или супергидрофобность, можно наблюдать на листьях лотоса. Благодаря микровыступам, покрытым специфическим восковым налётом, их поверхность никогда не намокает, так как вода просто скатывается в крупные капли. Этот механизм так же работает на самоочищение, так как частицы грязи притягиваются к молекулам воды и скатываются с листьев вместе с каплями. После открытия этого эффекта появились фасадные краски, черепица с эффектом лотоса и влаго- и грязезащитные средства для обуви и одежды. Пропитывающие средства наносятся на поверхности, симулируя структуру листа лотоса, и защищают любые материалы от грязи, пыли и влаги, сохраняя при этом их способность «дышать».
Высокоскоростной зимородок.
Япония славится своими эффективными скоростными поездами. Однако при высокой скорости, на которой движутся экспрессы (а это более 300 км/ч) появлялась проблему - из-за давления воздуха, создаваемого передней частью локомотива, каждый раз, когда поезд выезжал из туннеля, по всей округе разносился очень громкий шум, который беспокоил местных жителей. Инженеры нашли вдохновение в довольно неожиданном источнике - зимородке. Зимородки — мастера точных и бесшумных прыжков в воду. Было решено снабдить поезда заостренным носом, похожим на клюв этой птицы. Это не только значительно снизило уровень шума, производимого поездом, но также повысило скорость на 10% и снизило потребление электроэнергии на 15%.
Болотная птица в помощь хирургам.
Еще одной птицей, значительно повлиявшей на нашу жизнь, является веретенник. Эта болотная птица охотится под водой, опуская в нее только свой длинный клюв. Клюв – это комбинированный инструмент. До захвата пищи он сжат и служит в качестве ковыряющего и ищущего инструмента. Глубоко в земле он открывается, словно две створки пинцета, выполняя в этом случае функцию точно работающего хватающего механизма. Устройство этого клюва послужило прототипом для создания медицинского пинцета.
Тема бионики невероятно богата, я обязательно напишу и о других изобретениях, вдохновленных природой. Подпишитесь на канал, я пишу о конструировании, роботостроении и электронике.