Mavzular

Bionika - tarix, mavzular va misollar

Bionika - tarix, mavzular va misollar



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Evolyutsiyani o'rganish texnologiyani o'rganish demakdir

Evolyutsiya faqat mavjud material bilan ishlashi mumkin va aslo mukammal emas: masalan, orangutanlar daraxt egalari, ammo daraxt hayotiga 100% optimallashtirilgan emas. Odamlarda, umurtqa pog'onasi disklarining shikastlanishi kabi kasalliklar tik yurish natijasida yuzaga keladi.

Inson konstruktsiyalarida yuzaga keladigan deyarli barcha muammolar uchun tabiatda bu muammoni hal qilish uchun modellarni taklif qiladigan qarama-qarshi narsalar mavjud: kondensatorning keng parvozi, masalan, katta jism havoda qanday qilib yiqilmasdan uchib ketishi, pingvinlar, delfinlar va akulalar jasadlari qaysi shakllarni suv ostiga o'tkazish yaxshiroq ekanligini ko'rsatadi.

Bionika nima

Bionika, bio- (mantiqiy) va (texnologiya) biologik echimlarni inson texnologiyasiga o'tkazish bo'yicha ilmiy amaliyotni anglatadi. Zoologlar, botaniklar va neyrobiologlar, kimyogarlar va fiziklar shifokorlar, muhandislar va dizaynerlar bilan birgalikda ishlaydi.

Texnik biologiya va bionika

Texnik biologiya shakli, tuzilishi va funktsiyasi o'rtasidagi munosabatlarni o'rganayotganda va buning uchun texnik usullardan foydalanadi, bionika tabiatning tuzilmalari va tuzilmalarini texnik jihatdan amalga oshirishga harakat qiladi.

Biologik funktsiyalar, moslashuvlar, jarayonlar, organizmlar va printsiplar texnik muammolarga echimlarni taklif qiladi.

Hayvonlar va o'simliklar bionikaga faol printsiplarni tabiatdan texnologiyaga o'tkazish g'oyalari bilan ta'minlaydi. Bunga biotexnologiya, ya'ni fermentlarni, hujayralarni va butun organizmni texnik qo'llanmalarda qo'llash kiradi.

Pastdan yuqoriga yoki yuqoridan pastga

Bionik mahsulot bir necha bosqichda rivojlanadi - yuqoridan pastga (yuqoridan pastga) yoki pastdan yuqoriga (pastdan yuqoriga).

Pastdan yuqoriga o'tish biologik asosni, shaklni, tuzilishni va funktsiyani o'rganishdan boshlanadi (gekkoning oyoqlari qanday tuzilgan?). Keyin tadqiqotchilar printsiplar va qonunlarni tushunishga harakat qilishadi (nega gekko shiftga tushishi mumkin?).

Bundan keyin abstraktsiya kuzatiladi. Olimlar biologik kontekstdan chiqib ketdilar, faol printsiplarni texnik jihatdan amalga oshirish uchun funktsional modellar va matematik modellarni ishlab chiqmoqdalar

Oxir-oqibat, texnik amalga oshirish laboratoriya miqyosida, sanoat miqyosida va nihoyat bozor mahsuloti sifatida amalga oshiriladi.

Yuqoridan pastga aylanish boshqa yo'ldir. Boshida texnik muammo mavjud. Masalan, mavjud mahsulot yaxshilanishi kerak. Lekin qanday? Keyin biologik echimlarni qidirish boshlanadi, undan keyin biologik asoslar, abstraktsiya va amalga oshiriladi.

Bionika innovatsion va ijodiy bo'lishi kerak, endi bu nafaqat tabiatni nusxalash, balki fundamental effektlarni turli sohalarga o'tkazish haqida.

Sun'iy tanalar

Angliya-Amerika mintaqasida Bionika deganda, tirik misolni taqlid qiladigan yoki qoplaydigan sun'iy ravishda ishlab chiqarilgan tanalar va organlar tushuniladi. Buning boshqa shartlari robototexnika yoki protezlardir.

Masalan, nevrologiya hozirda odamning oyoq-qo'llarini taqlid qiladigan va aqliy buyruqlarga javob beradigan protezlar bilan tajriba o'tkazmoqda. Reja ma'lumotni miyaga etkazish va shu bilan ta'sirlanganlarga teginish hissini berishdir.

Evolyutsiya rol modeli sifatida

Umuman olganda, hayotning evolyutsiyasi texnologiya uchun modelni taklif etadi - shuningdek, tabiiy ijodkorlikda. Charlz Darvinning fikricha, evolyutsiya "tabiiy tanlanish orqali selektsiya", maxsus qobiliyatlarga ega bo'lgan eng maqbul turlar muayyan vaziyatga moslashishini anglatadi.

Tana qismlari va sezgilarning asl funktsiyasi butunlay o'zgarishi mumkin: yaralarning oldingi qismi, masalan, qanotlarga o'ralgan holda.

Tabiat va texnologiya

Shunday qilib, tabiat funktsional muammolarni odamlar o'ylashi mumkin bo'lgan hamma narsadan oshib ketadigan echimlarni topish uchun cheksiz potentsialni taklif etadi. Biroq, bu texnik taraqqiyotga o'xshash: ayniqsa, raqamli inqilob kabi sanoat davrlarida "innovatsiyalarda sakrash" talab etiladi.

Masalan, dengiz tubidagi daralarda namuna oladigan va to'siqlardan qochadigan mashinalarni qanday qurish mumkin? G'ildirakli "suv osti vagonlari" suv osti kemalari kabi vayronalar va g'orlar o'rtasida harakatlana olmaydigan narsa emas.

Robotlar bu erda lobsters, kerevit va kerevit baliqlarida modellashtirilgan, sakkizoyoq modeli turadigan qo'llari bilan echim taklif qilmoqdalar.

Mezonlar

Mahsulot faqat bionik hisoblanadi, agar u:
1) biologik rol modeliga ega
2) ushbu modeldan mavhum
3) texnik qo'llanmaga o'tkazilsa

Tabiat olimlarni har kuni yana hayratda qoldiradi: Deyarli har bir texnik muammo evolyutsiyada paydo bo'lgan yoki paydo bo'lgan va tabiat o'z echimini topgan muammodir.

Bionika va evolyutsiya

Bugungi bioniklar o'zlarining yondashuvlarini evolyutsion jarayon bilan taqqoslashadi:

individualYaratilishOptimallashtiriladigan ob'ekt
mutatsiyaGenetik ma'lumotlarning tasodifiy o'zgarishiO'zgaruvchan kirish parametrlarining tasodifiy o'zgarishi
(= Ob'ekt parametrlari)
RekombinatsiyaOta-ona genomining aralashmasiOta-ona ob'ekti parametrlarining yangi kombinatsiyasi
tanlashAtrof-muhitga eng mos keladigan shaxslarni tanlashOptimallash mezoniga eng yaxshi javob beradigan shaxslarni tanlash

Shu tarzda optimallashtirilgan mahsulotlar chiqindilarni himoya qilishga xizmat qiladi, ular resurslarni tejaydi, atrof-muhitni yengillashtiradi va atrof-muhitni muhofaza qilishni qo'llab-quvvatlaydi.

Hayvonlar va texnologiyalar

Hayvonlardan o'rganish texnologiyani rivojlantirishni anglatadi. Biologiya ko'plab muhandislik yutuqlarini ilhomlantirdi: qirg'ich baliqchisiga o'xshash tezyurar poyezdlar, suvga urilganda suyak qatlami namlanadi yoki akvartski o'zining suvsimon qog'oz tuzilishi bilan sho'ng'in kostyumlari namunasi sifatida; Alabalık rul balonining prototipi edi, o'rmonchilar esa bolta va jekxammer uchun ilhom edi; Oktopuslar tabiiy shaklga ega bo'lib, bog'laydigan boshlar va bilakli qo'llardir.

Madaniyat boshida

Bionika - bu juda yosh atama, ammo u har bir insoniyat madaniyatining boshida turadi. Odamlarning biosotsial rivojlanishi har doim tabiatni madaniy ravishda nusxalashni anglatgan.

Qadimgi ajdodlarimiz lochinning uchishini ko'rishgan, kamonlar va o'qlarni yasashgan va shu bilan bu parvozdan nusxa ko'chirishgan. Nayzalar fillarning bo'g'ozida va antilopning shoxlarida o'z modeliga ega, pichoq katta mushuklar va bo'rilarning tishlarini nusxalashadi. Odamlar hayvonlarni ov qilib, mo'ynasidan kiyim yasashganda, ular atrofdagi odamlarga iliqlik beradigan mo'ynaga taqlid qilishgan.

Ushbu bog'liqlikni biladigan an'anaviy madaniyat ushbu modelni ob'ektlarda aks ettiradi: Amerikalik tubjoylar o'qlarining uchlarini lochin boshlari shaklida o'ygan.

Qush kabi uching

Kabutarlar bardosh bergandek tez va juda katta jism bilan uchadilar - shuning uchun ular yo'lovchi samolyotida bo'lishi kerak bo'lgan barcha xususiyatlarga ega. Aslida, Igo Etriel tomonidan ishlab chiqilgan eng kam parchalanadigan samolyot model sifatida kaptarga ega edi.

Aviatsiya kashshofi shahar kabutarlaridan yasalgan sun'iy samolyotining fuselaji va dumini ko'zdan kechirdi va shunday deb yozdi: "1909-1910 yil qishda men qush modeliga qarab (...) sirpanish holatida qurilmani yaratdim."

Leonardo da Vinchi

Leonardo da Vinchi allaqachon qushlarni o'zining uchadigan apparatlari uchun namuna sifatida olgan va parvozning alohida qush turlari uchun qanday ishlashini sinchkovlik bilan hisoblagan. Da Vinchi Toskana shahrida o'sgan.

Leonardoning rasmlari, haykallari va uning muhandislik mashinalari uni hatto Uyg'onish davridagi universal olimlar orasida ham mutafakkir sifatida ta'riflagan: u mexanik kabi rassom, olim kabi anatomist va me'mor kabi tabiiy faylasuf edi.

Ammo shu kungacha afsonaning orqasida uning dunyoga hissiy kirish imkoniyati yo'qoldi. Da Vinchi yerga singib ketgan darajada ijodiy edi. Leonardoning tug'ilgan joyi atrofidagi qishloq manzaralari rasmlari shuni ko'rsatadiki, Toskana qishloq dahosi chambarchas bog'liq edi.

Uyg'onish davri rassomi uchun g'ayrioddiy narsa shundaki, u san'at sohasida erta bolalikdan ta'lim olmagan. Buning o'rniga u Italiyaning shimolidagi madaniy tabiatda o'sgan va bola ko'p vaqtini tabiiy muhitda o'tkazgan.

Bu erda bola yirtqich qushlarning harakatlarini o'rganib chiqdi va o'zining keyingi uchadigan mashinalari uchun ilhom oldi. Uning eng qadimgi xotiralaridan biri bu tushda yirtqich qush Leonardoning yuziga uchib kelib, uning dumini tush ko'ruvchining labiga bosgan edi.

Bunday xotiralar shuni ko'rsatadiki, Da Vinchining bilim olishga bo'lgan ilk ildizlari xristian ma'nosida diniy va zamonaviy ilmiy emas, balki hissiy tajriba va tabiiy voqelikni muntazam tushunishni birlashtirgan an'anaviy madaniyatlarning shamanik tafakkuriga o'xshaydi. Ushbu fikrlash uslubida ilm-fan, san'at va tabiiy falsafa bir-biridan ajratilmagan, lekin bir xil idrokning turli jihatlari.

Leonardo qush qanotlari shakli qanday o'zgarishini o'rganib chiqdi, ya'ni qo'llar qanotlari tizzadan tushganda, xizmat paytida qulab tushadi va u qush patining tuzilishi va funktsiyasini o'rganib chiqdi. Shu asosda u parvoz qiladigan odamlar uchun qanotlarini siltab qo'ydi. Ammo ular ishlay olishmadi, chunki odamning tana og'irligi mushaklarining ishiga mutanosib ravishda juda katta.

Otto Lilienthal

Otto Lilienthal, havodagi birinchi muvaffaqiyatli odam bolaligida oq laylaklarning parvozini diqqat bilan kuzatdi. 1889 yilda u "Qushlarning parvozi parvoz san'atining asosi" nomli asarini nashr etdi.

Stakanlar unga sirpanish uchish uchun juda muhim ekanligini o'rgatdi. Bo'ri uzoq masofani bosib o'tadi va ko'p energiya tejaydi. Ornitologik muhandis, agar inson qush kabi qanotlarini boshqara oladigan bo'lsa, ushbu sirpanchiq parvozga taqlid qilish mumkin degan xulosaga keldi.

Bambuk va xom tayoqdagi paxta yelkani Lilienthalning balandligi slaydiga aylandi. U birinchi bo'lib ochiq havoda parvozdan ko'ra balandroq bo'lgan. Lilienthal 2000 marta muvaffaqiyatli parvoz qildi, so'ng qulab tushdi va vafot etdi.

Mushaklar bilan uchish - kondor

Andor kondori ucha oladigan eng katta qushlardan biridir. U turish uchun iliq havo oqimlariga bog'liq.

Pol MakKitid, amerikalik muhandis, 70-yillarda kondor parvozini va ob-havo hodisalarini o'rgangan. Uning rejasi havoga oz miqdordagi energiya sarflaydigan iloji boricha ko'proq og'irliklarni tashlaydigan uchadigan mashinani ishlab chiqish edi.

Uning vazni 13 kilogramm va qanotlari kengligi 3,50 m gacha bo'lgan kondensator uchish tezligida deyarli 6000 m ga etdi.

Makkit allaqachon kuzatganki, konditsionerlar sovuq ertalabdan boshlamaydilar va hatto katta ovqatdan keyin ham er yuzida ko'p vaqt sarflashlari kerak. Bundan xulosa shuki, bu kondensatorning kuchi emas, balki og'irlikni ko'tarishga imkon beradigan qanot qanoti.

U "Gossamer Condor" (o'rgimchak ipi kondor), qanotlari 29,25 metr va uzunligi 9,14 metr bo'lgan samolyotni yaratdi. Alyuminiy trubalar va maxsus poliester plyonkaning qurilishi atigi 31,75 kilogrammni tashkil etdi.

Qurilmani pedallar boshqarishi mumkin edi. 1977 yilda professional velosipedchi Bryan Allen "Kondor" bilan shug'ullanishni boshladi. Allen birinchi bo'lib erdan mustaqil ravishda ko'tarildi.

Bir necha yil o'tgach, MakKit "Gossamer Albatros" ni yaratdi, qushlarning yagona guruhi nomi bilan ataldi, ularning ba'zilari Kondordan ham kengroq edi va Allen u bilan birga ingliz kanalida uchib o'tdi.

Qanotlar

Qushlar orasidagi sirpanishlar tashqi tuklarni qo'shma qanotlarga yoyib, shu bilan qanotda hosil bo'ladigan havo aylanishlarini kamaytiradi - ular havo oqimini ko'plab kichik "oqimlarga" bo'lishadi. Shunday qilib, ular energiya olishadi.

Aviatsiya kichik "vertolyotlar" dan kichik vertikal samolyot qanotlari ko'rinishida foydalanadi. Ular qiruvchi uchuvchilarning tezligini va transport mashinalarining energiya sarfini oshiradi.

Berlindagi TU shamol tunnelida eksperimentlar o'tkazdi, bunda qanotlari alohida sozlanishi mumkin edi.

Kaltakka o'xshab uchish

Klement Ader qushlardan emas, balki yarasalardan o'zining Éole samolyoti uchun namuna sifatida foydalangan. U birinchi boshqariladigan parvozni amalga oshirdi. Biroq, 50 metrdan keyin u tugadi.

Reyslarda Kingfisher

Ixtirochilarni samolyotlar yaratishga ilhomlantiradigan qushlar - bu birinchi qarashda mantiqiy. Ammo havoda porlayotgan ko'k marvarid kabi turadigan, keyin suvga sho'ng'ib baliq tutayotgan baliqchi nima qilsin?

Eiji Nakatsu Tokioni Hakata bilan bog'laydigan tezkor Shinkansen poezdini ishlab chiqdi. Poezd tunnelga tushganda bosim farqi shunchalik katta ediki, u har safar baland ovoz bilan otilib chiqdi - yo'lovchilar uchun bu juda muhim edi.

Bosh muhandis tabiatda echimlarni qidirdi va havo qarshilikida tez o'zgarishga olib keladigan baliqchi topdi.

Qushlarning uzun tumshug'i zaif havo va kuchli suvga chidamliligi o'rtasidagi zarbani kamaytiradi. Shinkasen tunnel muammosini, shuningdek baliq ovlash paytida suv yuzasiga kirishni hal qilgan "uzun nayrang" ga ega bo'ldi.

Poyezd tezroq harakatlanib, kamroq energiya sarflaydi.

Biroq, bu baliqchi tanasida yagona "mo''jiza" emas: uning retinasida ikkita ko'rish chuqurlari mavjud. Suv tashqarisida u ulardan bittasini, suvda esa faqat ikkinchisini ishlatadi. Bundan tashqari, uning to'r pardasida yog 'tomchilari mavjud bo'lib, u ranglarni yaxshiroq idrok eta oladi va o'zini suv ostida yo'naltira oladi.

Agar fan ushbu "suv osti tizimi" qanday ishlashini tushunsa, uni suv osti suvosti suvosti tizimining ko'rinishini yaxshilash uchun moslamalar qurish uchun ishlatish mumkin.

Tuna dizaynidagi samolyot korpusi

Ideal fuselage uchun model qush emas, balki baliq edi. Aviatsiya bo'yicha mutaxassis Geynrix Xertel aerodinamik samolyot uchun tabiatda naqsh izlayotgan edi va orkinos shablonni berdi.

Bonitoslar ayniqsa takomillashtirilgan, chunki ularning tanasi eng katta hajmga ega bo'lgan qismi boshda emas, balki gillalarning orqasida. Shunday qilib, suv ularning ustiga teng ravishda oqadi. Bundan tashqari, tanasi asta-sekin dumga tegmaydi, ammo keskin. Natijada, oqim faqat tananing kichik qismida uziladi.

Boshqa chuqur dengiz baliqlari va dengiz sutemizuvchilarining solishtiradigan tana shakllari, tarpon va delfinlar bor va ular ham samolyot muhandislari uchun namuna bo'lib xizmat qiladi.

"Smartfish" deb nomlangan shveytsariyalik samolyot ushbu modelni taqdim etgan dengiz hayvonlariga ta'zim qiladi. U orkinos singari egri korpusga ega va shuning uchun bir xil hajmdagi boshqa samolyotlarga qaraganda kamroq yoqilg'i sarflaydi, boshqarilishi oson va turbulentlikka kamroq moyil bo'ladi.

Biroq, orkinos tezroq harakat qilish uchun yana bir tuzatishni ishlab chiqdi. Uning pektoral qirralari tizma va tormoz vazifasini bajaradi. Tunalar "to'liq tezlikda" bo'lganda, ular korpusga qanotlarini urishadi. Bugungi kunda tadqiqotchilar aerodinamikani yaxshilash uchun avtoulovlar va baliqlarning "tashqi qismlari" ni yuqori tezlikda yig'ish mumkinmi yoki yo'qligini sinab ko'rishmoqda.

Rulda va alabalık

Alabalık shablonni zamonaviy rul uchun balon bilan ta'minladi.

Zeppelinlar qisqa vaqt ichida 20-asrning boshlarida gullab-yashnagan. Zeppelin Hindenburg ikkita eng katta samolyotlardan biri edi. 1937 yil 6-mayda vodorodli mato to'ldiruvchisi yonib ketdi va 36 kishi vafot etdi.

Kema yarim daqiqada AQShning Leykhurst aeroportida alyuminiy parchalariga o't qo'ydi. Kapitan qotilga ishongan, aniq sabab hozircha noma'lum. Biroq, natija aniq edi: zeppelinlar bilan havo qatnovi keskin yakunlandi.

Ammo bugungi kunda bunday boshqaruvchi sharlar qaytarib berilishi mumkin. Ob-havo bashorati bugungi kunda ancha ishonchli va shuning uchun bo'ronlarning oldini olish mumkin. Zamonaviy texnologiyalar xavfli gaz aralashmalarini ham boshqarishi mumkin edi.
Shveytsariya Empa ilmiy-tadqiqot va texnologiya instituti alabalıkni kelajakdagi havo kemalari uchun arxetip sifatida tekshiradi.

Alabalık ozgina mushak massasiga ega. Shpindel shaklidagi tanasi bilan u tezda tezlashadi. Oqim chovgumini ideal ishlatadi va minimal qarshilik bilan harakat qiladi. Buning uchun u tanani egib, quyruq finini teskari tomonga uradi.

Shveytsariyalik olimlar hozirda ushbu harakatni yangi boshqariladigan balonga qo'llaydilar. Elektroaktiv polimerlar (EAPs) bu energiyani elektr energiyasini harakatga o'tkazish orqali quvvatlantiradi. Ushbu polimerlar alabalıkning yon va quyruqlari yotadigan joyda, va muskullar suvdagi to'lqin harakatlarini olib boradigan joyda joylashgan. Tadqiqotchilar alabalıkdan energiyani harakatga qanday o'zgartirish mumkinligini aniqladilar.

Sho'ng'in kostyumlari uchun akula terisi

Bundan yigirma yil oldin, silliq sirt suv ostida harakatlanish uchun ideal deb hisoblangan. Shu bilan birga, dengizning doimiy suzuvchilari, bolg'a köpekbalığı yoki blacktip köpekbalığı, akula tishlari bilan bir xil materialdan qilingan plakoid tarozi bilan qoplangan.

Ularning tarozilari gofrirovka qilingan va bir-biridan qoplangan. Bu suv va tananing yuzasi orasidagi ishqalanishni kamaytiradi, va akulalar tezligini oshiradi. Tarozi shuningdek bakteriyalar tarqalishini oldini oladi.

Shark terisi 2008 yilgi Olimpiya o'yinlarida mayo kiyimlarini nusxalashgan va ularning kiyimi rekordlarga erishgan.

Biroq, akulalar gidrodinamikasi ko'proq qiziqish uyg'otadi: bugungi kunda "akula terisi" qoplamali kemalar kam yoqilg'i sarflaydilar, "akula samolyotlari" esa vaqt masalasidir.

Okean tubida robot nurlari

Manta nurlari suv ostida uchadi. Zoologlar nurlarning qanotlarini to'g'ri deb atashadi, chunki baliqlar ular bilan birga havoda uchib yuradigan qushlar kabi yurishadi.

Olimlar suv bosimi havo bosimidan yuqori bo'lsa-da, stingrays bu uchun qanday energiya olishini qiziqtirgan.

Skate tanasi muammoni bosimga qarshi turish orqali hal qiladi: nur parchalari bosim ostida qolmaydi, aksincha unga qarab harakatlanadi. Nemis tadqiqotchisi Leif Knies fin nurlarining ta'siri haqida gapiradi.

Nurlar xaftaga tushadigan baliqdir. Ularning ko'p baliqlarga o'xshagan suyaklari yo'q, ammo ularning skeletlari xaftaga tushadi. Evolyutsiyada skelet yuqoridan yassilangan, bu uning qirralarini yon tomonlarga yoyilishiga imkon bergan.

Berlin bionisti Rolf Bannasch manta ray arxetipi asosida biomimetik robotni yaratdi. Bannasch Tema dengiz tubini robot nurlari bilan o'rganmoqchi. Ushbu mashinada parvona yo'q edi va shuning uchun endi biotopni aylanib yuruvchi baliqdan tashqari bezovta qilmaydi.

Sun'iy nur, masalan, pastki kabellarni ko'rib chiqishi mumkin. Ammo fin nurlari effektini butunlay boshqa sohalarda ham qo'llash mumkin: Shtutgart yaqinidagi Esslingen shahridagi Festo AG baliq parchasi modeliga asoslangan bionik tutqichni ishlab chiqdi.

Ushbu "FinGripper" kaudal qopqog'iga o'xshaydi va uchta "fin nurlaridan" iborat bo'lib, xuddi shunga o'xshash metall tutqichdan 90% engilroq.

Qopqoq baliq mashinasi

Bugungi kunda avtoulov ishlab chiqaruvchilari doimiy ravishda kam yoqilg'i ishlab chiqaradigan mashinalarni ishlab chiqarish usullarini izlamoqda. Birinchidan, bunday transport vositalari engil bo'lishi kerak, ikkinchidan, ular havo oqimida yaxshi bo'lishi kerak, kamroq material arzon, ozroq resurs talab qiladi va vazn kamroq bo'ladi.

Bioniklar dengizda nimani qidirayotganlarini topdilar: marjon riflarida istiqomat qiluvchi bassik baliq, qiziquvchan burchak shakliga ega, bu uning nomini beradi. Ushbu shaklda u suvda juda barqaror bo'lib, suyak zirh suv bosimiga bardosh beradi. Uning shakli oqimga mukammal mos keladi. Sürükleme koeffitsienti (tortish koeffitsienti) 0,06 ni tashkil qiladi. Bu oqim qarshiligini pasaytiradi.

Suyak zirhini avtomobil tanasiga o'tkazish mumkin. Ammo baliq baliqini to'g'ridan-to'g'ri nusxa olib bo'lmaydi. Avtomobil nafaqat kattaroq bo'lgani uchun, u suvda emas, balki havoda ham harakat qiladi.

Natijada Mercedes-Benz bionik avtomobili paydo bo'ldi. Maksimal hajmni minimal oqim qarshiligi bilan birlashtiradi. Bionik optimallashtirish usullari og'irlikni 30% ga kamaytirdi. O'z sinfidagi yoqilg'i boshqa mashinalarga qaraganda 20% past.

Kalamush - askarlar uchun orzu

Cho'lda och-jigarrang rangdagi flekkarn, o'rmonda och-bargli yashil, qorda oq-oq - kamuflyaj harbiy mahoratning bir qismidir. Askarlar ma'lum bir hududda samarali ravishda kamuflyaj qilishlari mumkin, agar ular to'satdan atrofni o'zgartirsa. Yuzida loy bilan dubulg'a kiygan "botqoq jangchisi" qumli cho'lda tungi dengizdagi mayoqqa o'xshaydi.

Ehtimol, ahtapot, agar u buni ongli ravishda bajargan bo'lsa, askarlarning niqoblarini ko'rib kuladi, chunki bu kamuflyaj kiyimi har soniyada rangining o'zgarishiga qaraganda zerikarli ko'rinadi. Squids rang naqshini bir tekisda yoki dog'lar va chiziqlar bilan butunlay o'zgartiradi. Bunga xromatoforlar, pigmentlar bilan to'ldirilgan teri ostidagi cho'ntaklar yordam beradi.

Ushbu sumkalar hayvonlarni taranglashtirib kengaytirishi yoki tortib olishi mumkin. Mollyuskalar har qanday fonda birlashadi va yirtqichlarga va o'ljalarga qarshi mukammal ravishda kamuflyaj qilishadi.

Massachusetts olimlari ushbu naqshni yuqori qatlamlarning o'zgarishi orqali tasvirlarni yaratadigan ekranni yaratish uchun ishlatishdi. Naqsh elektr impulslarini faollashtiradi - ahtapot kabi, ular olgan elektr signallariga qarab mushaklarini bo'shashtiradi.

Harbiylar shu vaqt ichida kalamushning kerakli xususiyatlarini askar terisiga o'tkazish uchun kamuflyaj farishtasi ustida ishlamoqda.

Ahtapotning rangi o'zgarishi 2015 yilda Yura davri dunyosi kinoteatrlarni to'ldirganda paydo bo'ldi. Sun'iy ravishda yaratilgan dinozavr Indominus Reks unda kalamush genlariga ega va shuning uchun u Tyrannosaurus Rexga qaraganda ko'proq halokatli qurolga aylanishi mumkin.

Gekkoga o'xshab turing

Gekkos - bu iliq mamlakatlarda son-sanoqsiz yashash joylarida yashaydigan kertenkitlarning katta guruhi: cho'llar kabi yomg'ir o'rmonlari, plyajlar kabi tog'lar, Hindistonning ochiq havzasi, shuningdek, Tailanddagi mehmonxonalardagi neon chiroqlari.

Gekkolarning ko'p turlari nafaqat daraxt shoxlariga vertikal ravishda yuqoriga va pastga yugurishadi, balki gorizontal holatda ham pastga qarab shisha panalarda - nam yoki quruq bo'lishadi. Shunday qilib, ular bir necha mikrosaniyadagi javobgarlikni bekor qiladilar va hech qanday kuch ishlatmaydilar.

Uning siri millionlab tuklardadir (setae), ular o'z navbatida yuzlab belkurak shaklidagi varaqalarga (spatulae) bo'linadi. Ushbu nanalar faqat nano diapazonida ko'rinadigan burmalarda. Har bir soch ozgina yopishqoq kuchga ega. Biroq, bu millionlab marta juda katta bo'lib chiqadi.

Stanislav N. Grob boshchiligidagi tadqiqot guruhi endi tukli, quyuq va qo'ziqorin shaklidagi tuzilmalarni o'rganib chiqdi va oynaga gekkosning yopishqoq kuchining yarmiga yetadigan yopishqoq plyonka ishlab chiqdi.

Sun'iy "gekko shoxlari" quruq, bir necha marta olib tashlanishi mumkin va har qanday materialga yopishadi.

Amerika maxfiy xizmatlari hozirda disklarni soniyasiga 4 sm tezlikka ko'taradigan "Stickybot" gekko robotida ishlamoqda. Stenford universiteti prototipni ishlab chiqdi.

O'rgimchak ipak

O'rgimchak ipaklari boshqa materiallar kabi bioniklarni hayajonga soladi: u kauchukdan ko'ra egiluvchan va po'latdan yirtilishga chidamli va juda engil. O'rgimchak to'rlarining ramkalari va kalçalari ayniqsa kuchli, tutib olish spiralining iplari esa juda cho'zilgan.

Taxminan 20000 o'rgimchak turlari o'ljani qo'lga olish uchun ipak to'r quradilar. Bizning xoch o'rgimchimiz shuningdek barqaror ramka iplari va elastik tutash spirallarini ishlab chiqaradi. Ipak kristalli qismlarga ega bo'lgan uzun zanjirli oqsil molekulasi va valentlikni ta'minlaydigan amorf matritsadir.

O'rgimchaklar qorin bo'shlig'idagi o'murtqa bezda ipak oqsillarini ishlab chiqaradilar. Bundan tashqari, siz ularni aylantiruvchi kanal orqali o'tkazishingiz mumkin, bunda ular oqsillarni ion almashinuvi orqali tuzlaydi. PH ning o'zgarishi strukturani o'zgartiradi, keyin o'rgimchak orqa oyoqlari bilan tortiladi va oqsillar ipak ipga aylanadi.

Biotexnologiya sun'iy ipak xom ashyosini ishlab chiqaradi va uni nasos yordamida texnik ivish kanaliga yo'naltiradi, u erda ionlar almashinadi va ipak oqsil eritmasi boyitiladi. Eritma rollarda tortib ipak ipga aylanadi.

Sun'iy o'rgimchak ipakni endi mikrokapsulalar, iplar, nanosferalar, gidrojellar, plyonkalar va ko'piklar, tibbiyot va sanoatda topish mumkin.

Kemiruvchi pichoq

Po'latdan yasalgan pichoqlar xiralashadi, ertami-kechmi plastmassa, qog'oz yoki yog'och po'latni po'latdan o'chiradi. Pichoqlarni keskinlashtirish kerak, chunki bu mashinalar uchun olib tashlash, keskinlashtirish, qayta o'rnatish va realizatsiya qilishni anglatadi. Bu zerikarli, vaqt, pul va kuch talab qiladi.

Kemiruvchilarda bu muammo bo'lmaydi. Sizning tirsaklaringiz pichoq kabi ishlaydi, ammo puch qilmaydi. Ular har haftada bir necha millimetr o'sib boradilar va umuman qisqarmaydilar. Aksincha: kemiruvchilar qattiq ovqatga muhtoj, aks holda tishlar uzunroq bo'ladi. Tishlar har doim o'tkir bo'lib, bu ularni bionika uchun qiziqarli qiladi.

Teshiklar ichidagi yumshoq tish va tashqi tomondan qattiq emaldan iborat. Ushbu ikkita material turli xil uzunliklarga bo'linib ketganligi sababli, yumshoq tishlar qisqaradi va qattiq emal qoladi, chunki tishlar keskin bo'lib qoladi.

Printsipning bionik mavhumligi: shuning uchun o'z-o'zidan o'tkir pichoqlar turli xil qattiqlikdagi ikkita materialdan iborat bo'lishi kerak. Bunday pichoqlar mavjud: ularning yadrosi po'latdan yasalgan bo'lib, u tashqi seramika qatlamiga nisbatan tezroq eskiradi va qattiq qatlam kesilgan qirralar sifatida qoladi. Ushbu pichoqlar tijorat mahsulotlariga qaraganda uzoqroq davom etadi va ular har doim ham o'tkirdir.

Qutb ayig'i va termit uyi

Ba'zi termitlar o'zlarining tuzilmalarini shamollatish uchun quyoshning isishi va metabolizmdan foydalanadilar. Havo naycha tizimidan yuqoriga va sirtdan pastga qarab oqadi. Bu binoning iliq tepasi va salqin er osti joylari orasidagi issiqlik gradyanlari yordamida amalga oshiriladi. Uglerod oksidi gözenekli qurilish materiallari orqali tarqaladi, kislorod unga tarqaladi.

Oq qutilarda oq sochlar qorong'u teriga yorug'lik va issiqlik o'tkazadi. U erda ular so'riladi. Ayiq terisidagi yopiq havo bo'shliqlari bilan birga, hayvon issiqlikni oshiradi.

1996 yilda W. Nachtigall va G. Rummel, termitlarning passiv gözenekli shamollatilishini qutb ayiqining shaffof issiqlik izolatsiyasi bilan birlashtirgan kam energiya uyini qurdilar. (Doktor Utz Anhalt)

Bionika bilan ishlaydigan odamlar, kompaniyalar va universitetlar(Tanlash):

Moslashtirilgan texnologiyalar guruhi
Vena texnik universiteti

Ilg'or ishlab chiqarish tizimlari uchun INPRO innovatsion kompaniyasi
avtomobil sanoatida mbH

Karlsrue Texnologiya Instituti (KIT)

Otto Lilienthal muzeyi

Bayrut universiteti, Biomateriallar kafedrasi

Muallif va manbalar haqida ma'lumot

Ushbu matn tibbiy adabiyotlarning o'ziga xos xususiyatlariga, tibbiy ko'rsatmalarga va joriy ishlarga mos keladi va tibbiy shifokorlar tomonidan tekshirilgan.

Doktor fil Utz Anhalt, Barbara Schindewolf-Lensch

Shishmoq:

  • Bionik-online.de: www.bionik-online.de (kirish: 2017 yil 20-iyun), Bionika nima?
  • Spektr: www.bionik-online.de (kirish: 2017 yil 18-iyun), bionika
  • Zerbst, Ekkehard W .: Bionika: Biologik funktsional printsiplar va ularning texnik qo'llanmalari, Springer, 2013
  • Nachtigall, Verner: Bionika: tabiatdan o'rganish, C.H.Bek, 2008 yil
  • Rozen, Robert: "Bionika qayta ko'rib chiqilgan", ichida: Mashina metafora va vosita sifatida, 1993 yil, Springer Link
  • Nachtigall, Verner: Bionika: muhandislar va tabiatshunoslar uchun asoslar va misollar, Springer, 1998
  • Reger, Bernard D. va boshqalar: "Miyani robotlar bilan bog'lash: asab to'qimalarining hisoblash xususiyatlarini o'rganish uchun sun'iy tana", unda: Sun'iy hayot, 6-jild, 4-son, 2000 yil, MIT Press-jurnallari
  • Zeuch, Martin; Reymon, Eberxard: Bionik, TESSLOFF Verlag, 2006 yil


Video: Trigonometrik tengsizliklar YANGI DARSLAR SAYTIGA JOYLASHTIRIB BORILYAPTI (Avgust 2022).