Бионика(от греч. bion - элемент жизни, буквально - живущий),
наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на
основе моделирования структуры и жизнедеятельности организмов.
Формальным годом рождения бионики принято считать 1960 г. Учёные –
бионики избрали своей эмблемой скальпель и паяльник, соединённые знаком
интеграла, а девизом – «Живые прототипы – ключ к новой технике».
Сегодня бионика имеет несколько направлений.
Архитектурно-строительная бионика изучает законы
формирования и структурообразования живых тканей, занимается анализом
конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии
и обеспечения надежности. Нейробионика изучает работу мозга, исследует
механизмы памяти. Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние
механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений.
В последние годы бионика подтверждает, что большинство
человеческих изобретений уже "запатентовано" природой. Такое
изобретение ХХ века, как застежки "молния" и "липучки",
было сделано на основе строения пера птицы. Бородки пера различных порядков,
оснащенные крючками, обеспечивают надежное сцепление.
Изучение гидродинамических особенностей строения китов
и дельфинов помогло создать особую обшивку подводной части кораблей, которая
обеспечивает повышение скорости на 20–25% при той же мощности двигателя.
Называется эта обшивка ламинфло и, аналогично коже дельфина, не смачивается и
имеет эластично-упругую структуру, что устраняет турбулентные завихрения и
обеспечивает скольжение с минимальным сопротивлением. Такой же пример можно
привести из истории авиации. Долгое время проблемой скоростной авиации был
флаттер — внезапно и бурно возникающие на определенной скорости вибрации
крыльев. Из-за этих вибраций самолет разваливался в воздухе за несколько
секунд. После многочисленных аварий конструкторы нашли выход — крылья стали
делать с утолщением на конце. Через некоторое время аналогичные утолщения были
обнаружены на концах крыльев стрекозы. В биологии эти утолщения называются
птеростигмы. Новые принципы полета, бесколесного движения, построения
подшипников и т. д. разрабатываются на основе изучения полета птиц и насекомых,
движения прыгающих животных, строения суставов.
Через 15 лет в Шанхае должен появиться город-башня (по
прогнозам ученых, через 20 лет численность Шанхая может достигнуть 30 млн
человек). Город-башня рассчитан на 100 тысяч человек, в основу проекта положен
"принцип конструкции дерева".
Башня-город будет иметь форму кипариса высотой 1128 м
с обхватом у основания 133 на 100 м., а в самой широкой точке 166 на 133 м. В
башне будет 300 этажей, и расположены они будут в 12 вертикальных кварталах по
80 этажей. Между кварталами — перекрытия-стяжки, которые играют роль несущей
конструкции для каждого уровня-квартала. Внутри кварталов — разновысокие дома с
вертикальными садами. Эта тщательно продуманная конструкция аналогична строению
ветвей и всей кроны кипариса. Стоять башня будет на свайном фундаменте по
принципу гармошки, который не заглубляется, а развивается во все стороны по
мере набора высоты — аналогично тому, как развивается корневая система дерева.
Ветровые колебания верхних этажей сведены к минимуму: воздух легко проходит
сквозь конструкцию башни. Для облицовки башни будет использован специальный
пластичный материал, имитирующий пористую поверхность кожи. Если строительство
пройдет успешно, планируется построить еще несколько таких зданий-городов.(от греч. bion - элемент жизни, буквально - живущий),
наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на
основе моделирования структуры и жизнедеятельности организмов.
Формальным годом рождения бионики принято считать 1960 г. Учёные –
бионики избрали своей эмблемой скальпель и паяльник, соединённые знаком
интеграла, а девизом – «Живые прототипы – ключ к новой технике». Сегодня бионика имеет несколько направлений. Архитектурно-строительная бионика изучает законы
формирования и структурообразования живых тканей, занимается анализом
конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии
и обеспечения надежности. Нейробионика изучает работу мозга, исследует
механизмы памяти. Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние
механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений.
В последние годы бионика подтверждает, что большинство
человеческих изобретений уже "запатентовано" природой. Такое
изобретение ХХ века, как застежки "молния" и "липучки",
было сделано на основе строения пера птицы. Бородки пера различных порядков,
оснащенные крючками, обеспечивают надежное сцепление.
Изучение гидродинамических особенностей строения китов
и дельфинов помогло создать особую обшивку подводной части кораблей, которая
обеспечивает повышение скорости на 20–25% при той же мощности двигателя.
Называется эта обшивка ламинфло и, аналогично коже дельфина, не смачивается и
имеет эластично-упругую структуру, что устраняет турбулентные завихрения и
обеспечивает скольжение с минимальным сопротивлением. Такой же пример можно
привести из истории авиации. Долгое время проблемой скоростной авиации был
флаттер — внезапно и бурно возникающие на определенной скорости вибрации
крыльев. Из-за этих вибраций самолет разваливался в воздухе за несколько
секунд. После многочисленных аварий конструкторы нашли выход — крылья стали
делать с утолщением на конце. Через некоторое время аналогичные утолщения были
обнаружены на концах крыльев стрекозы. В биологии эти утолщения называются
птеростигмы. Новые принципы полета, бесколесного движения, построения
подшипников и т. д. разрабатываются на основе изучения полета птиц и насекомых,
движения прыгающих животных, строения суставов.
Через 15 лет в Шанхае должен появиться город-башня (по
прогнозам ученых, через 20 лет численность Шанхая может достигнуть 30 млн
человек). Город-башня рассчитан на 100 тысяч человек, в основу проекта положен
"принцип конструкции дерева".
Башня-город будет иметь форму кипариса высотой 1128 м
с обхватом у основания 133 на 100 м., а в самой широкой точке 166 на 133 м. В
башне будет 300 этажей, и расположены они будут в 12 вертикальных кварталах по
80 этажей. Между кварталами — перекрытия-стяжки, которые играют роль несущей
конструкции для каждого уровня-квартала. Внутри кварталов — разновысокие дома с
вертикальными садами. Эта тщательно продуманная конструкция аналогична строению
ветвей и всей кроны кипариса. Стоять башня будет на свайном фундаменте по
принципу гармошки, который не заглубляется, а развивается во все стороны по
мере набора высоты — аналогично тому, как развивается корневая система дерева.
Ветровые колебания верхних этажей сведены к минимуму: воздух легко проходит
сквозь конструкцию башни. Для облицовки башни будет использован специальный
пластичный материал, имитирующий пористую поверхность кожи. Если строительство
пройдет успешно, планируется построить еще несколько таких зданий-городов. |
