Бионика и биомиметика – это области науки, изучающие живые организмы с целью применения полученных знаний в технических устройствах и процессах. Основное различие между ними заключается в том, что бионика стремится непосредственно копировать или имитировать природные структуры и функции, в то время как биомиметика фокусируется на разработке технологий и материалов, вдохновленных природой, но не обязательно копирующих их напрямую. Например, застежка-липучка была создана на основе принципа сцепления крючков репейника, что является примером биомиметики, тогда как создание робота с гибкими конечностями, имитирующими движения паука, будет примером бионики.
Бионика.
Это название берет начало от древнегреческого бион — ячейка жизни. Бионика активно популяризировалась в Советском Союзе. Множество увлеченных идеей заимствования технических решений из живой природы юных техников и студентов конструировали фантастические для того времени шагающие механизмы, махолеты и другие чудеса технической мысли. Еще в 1926 году был получен патент на самозатачивающиеся резцы для токарных станков, сделанные по принципу устройства передних зубов многих грызунов (да, они всегда острые!).
Но первым известным биоником и, кстати, изобретателем махолета по праву является великий Леонардо да Винчи. В эпоху Возрождения гений архитектуры Филиппо Брунеллески построил купол флорентийского собора по аналогии с куриным яйцом (этому есть документальные подтверждения…).
Из более позднего времени известна классическая история применения не существовавшей еще бионики, когда французский ученый XVIII века Рене Антуан Реомюр изобрел современную бумагу, наблюдая за осами. До того бумага изготавливалась из отходов текстиля, Реомюр предложил использовать древесную щепу и опилки.
Официально же бионика родилась в 1960 году, когда этот термин был введен в обиход на научном симпозиуме в Дайтоне.
В новейшей истории известно множество примеров бионических изобретений. Правда, иногда они не имеют точного подтверждения. Например, утверждают, что Эффель — создатель знаменитой башни — строил ее по аналогии со строением большой берцовой кости человека, но автор не оставил записей на этот счет. Так же как и в этом случае, обстоит дело с изобретением присоски (осьминог), эхолокации (летучая мышь) и множества других. Скажем, не приписывать же бионике создание двигателя внутреннего сгорания из-за того, что похожий механизм есть в слюнной железе клопа? А защитный механизм жука бомбардира похож на устройство пульсирующего реактивного двигателя…
Но механический крот был создан и, действительно, в результате наблюдения за прототипом. Теперь благодаря ему прокладывают трубы под дорогами или рельсовыми путями, и никаких канав…
Это просто примеры. Интересная ситуация сложилась в области протезирования. Все, наверное, слышали выражение «бионический протез»? Это как раз использование принципов строения живых организмов, но в переложении на современные технологии и возможности медицины. Речь идет не о прямом копировании, что иногда невозможно, а часто и не нужно. Протез может внешне не быть похожим на заменяемый орган, но выполнять его функции. Как пример — очки, заменяющие поврежденную часть (фоторецепторы) сетчатки. Изображение с них по беспроводному интерфейсу передается на имплант, который воздействует на здоровую часть зрительного пути электрическими импульсами и формирует поступающее в мозг изображение. Очки совсем не похожи на сетчатку глаза, но весь комплекс работает в точности по принципу прототипа.
Технология бионических протезов сейчас хорошо развита и выручает людей в ситуации, когда совсем недавно еще медицина была бессильна. Развитие технологий позволяет протезировать все больше частей человеческого организма. Испытываются и такие импланты, как искусственное сердце. Пока не планируется полная замена этого органа, это дело будущего, но уже есть надежда на то, что устройство даст человеку возможность дождаться донорского сердца.
Надо сказать, что внедрение бионических устройств сейчас происходит совсем не так, как было во времена первопроходцев. Сейчас вовсю используются компьютерные технологии, ИИ, математические модели. Это позволяет получить нужные свойства, опираясь на возможности технологий и существующие материалы.
Кстати, о махолетах. Современная авиация, что называется: пошла другим путем. Но люди до сих пор мечтают летать как птицы, и новые конструкции продолжают появляться…
Биомиметика.
Термин происходит от древнегреческих слов биос — жизнь и мимесис — подражание. Термин придумал американский биофизик Отто Шмитт. Он разработал триггер Шмитта, изучая передачу импульсов в нервной системе кальмаров. Устройство нашло широкое применение в электронике, хотя ученый пытался воспроизвести процессы происходящие в биологической системе, чтобы лучше понять ее устройство и функционирование.
Об отличиях двух дисциплин сказано в начале статьи. Можно только добавить, что в наше время они практически стали синонимами. Но биомиметика чаще используется в англоязычной литературе. Это связано с негативным отношением к бионике, появившемся после выхода и экранизации романа Джека Э. Стила «Киборг». Бионика в романе подразумевала создание сверхлюдей при помощи искусственных частей тела с электронным управлением, что было плохо принято научным сообществом…
Заключение.
Человечество научилось пользоваться «разработками» природы. Это дает огромные возможности в разных областях. Ведь на совершенствование природных технических решений ушли миллионы лет. Есть чему поучиться!
Если вам или вашим близким нужна помощь в реабилитации после перенесенного заболевания или травмы, обратитесь в нашу сеть центров "Доброта". Наши специалисты имеют многолетний опыт реабилитации пожилых людей, ухода за ними и подготовки к предстоящим операциям. Посетите наш сайт, а по телефону: 8(495)136-97-87 можно получить консультацию и выбрать наиболее подходящий пансионат нашей сети.
Статьи нашего канала носят информационный характер и не могут служить руководством по диагностике или лечению. Следует обращаться за консультацией к врачам и выполнять их рекомендации.