В последнюю субботу июня в России отмечают День изобретателя и рационализатора. В 2026 году это 27 июня. Хороший повод поговорить о науке, которая превращает идеи из живой природы в технологии – бионике.
Как известно, в природе выживает наиболее приспособленный, задача в том, чтобы сформировать эту самую приспособленность. На протяжении всей эволюции живые организмы решают эту задачу. А иногда и человек может подглядеть и воспользоваться природным лайфхаком.
Бионика — прикладная наука, она использует принципы организации, свойства и формы живой природы для создания технических устройств и систем. Например, бионика изучает, как работает крыло, почему кость лёгкая, но прочная, и как лапки некоторых животных держатся на вертикальной поверхности.
В статье мы разбираем, какие из изобретений человека имеют прототип в живой природе.
Возникновение и развитие бионики
Стремление подражать природе зародилось ещё в древности. Первой бионической моделью, зафиксированной в культуре, можно назвать крылья мифического героя Икара.
Прародителем бионики как науки по праву считается Леонардо да Винчи. Великий изобретатель эпохи Возрождения наблюдал за птицами и летучими мышами. Изучив строение крыла, он создал чертежи орнитоптера — летательного аппарата с машущими крыльями. Хотя его изобретение так и не поднялось в воздух, сам подход — изучение живого прототипа для решения инженерной задачи — стал первым шагом к формированию бионики как науки.
На протяжении веков люди использовали бионические принципы. Например, конструкция Эйфелевой башни основана на научной работе швейцарского профессора анатомии Хермана фон Мейера, изучавшего строение головки бедренной кости. Именно удивительная способность кости выдерживать огромные нагрузки, оставаясь лёгкой, вдохновила Гюстава Эйфеля на создание башни, которая стала одной из самых известных достопримечательностей современности.
Другой пример — изобретение застёжки-липучки. В 1940-х годах швейцарский инженер Жорж де Местраль, очищая шерсть своей собаки от цепких плодов репейника, заметил, что они покрыты крошечными крючочками. Именно этот природный механизм он и воспроизвёл, создав затем знакомую всем застёжку «липучку».
Современные изобретения
Современные бионические протезы, управляемые сигналами мышц (электромиографией), могут как двигаться, так и возвращать осязание: человек снова чувствует прикосновение, давление и тепло. С помощью встроенных видеокамер протезы могут сами определять, какой предмет находится рядом, а их нейроинтерфейс подбирает нужную силу сжатия.
Также российские ученые представили первую систему бионического коленного сустава, физически и нейронно интегрированную с телом человека. Она позволяет не просто ходить, но и совершать сложные, динамичные движения – обходить препятствия, быстро менять направление и адаптироваться к неровной поверхности.
Создаются самовосстанавливающиеся искусственные мышцы и кожа для роботов. Конструкция таких мышц включает три слоя: мягкая электронная кожа из силикона для обнаружения дефектов, термопластичный эластомер для заживления и активирующий слой, приводящий мышцу в движение. Применять эти материалы можно будет для различных робототехнических систем – от бионических протезов до тяжелой техники. И дополнительный плюс самовосстанавливающихся элементов – продление срока службы устройств и сокращение отходов.
Китайские ученые разработали имплантат сетчатки из теллуровых нанопроволок. Сетку из этих проволок имплантировали в глаза слепых мышей и макак. У мышей восстановилась реакция зрачков на свет, активизировалась зрительная кора. У здоровой макаки появилось инфракрасное зрение.
Бионика развивается и в космосе. На борту биоспутника "Бион-М" №2 находились 75 мышей, более полутора тысяч мух-дрозофил, клеточные культуры, растения, мхи, семена, а также зерновые, зернобобовые и технические культуры. Цель — изучить, как живые организмы переносят полет на высокоширотной орбите, где уровень космической радиации на треть выше, чем на орбите МКС. А результаты этих наблюдений планируется применять для разработки новых способов защиты человека в экстремальных условиях.
Подробнее раскрыть тему связи человека и природы помогут цифровые уроки «Облака знаний» по биологии из Универсальной библиотеки ЦОК во ФГИС «Моя школа»:
Материал подготовлен методистом «Облака знаний» Наталией Кирилловой