Бионика примеры: Современные примеры бионики в архитектуре и дизайне интерьеров

Содержание

Современные примеры бионики в архитектуре и дизайне интерьеров

Папа мастер! > Новости > Современные примеры бионики в архитектуре и дизайне интерьеров

Самые совершенные формы, как с точки зрения красоты, так и с точки зрения организации и функционирования, созданы самой природой и развились в процессе эволюции. Человечество с давних пор заимствовало у природы структуры, элементы, построения для решения своих технологических задач. В настоящее время техногенная цивилизация отвоевывает у природы все большие территории, вокруг доминируют прямоугольные формы, сталь, стекло и бетон, а мы живем в так называемых городских джунглях.

И с каждым годом все более ощутимой становится потребность человека в естественной гармоничной среде обитания, наполненной воздухом, зеленью, природными элементами. Поэтому экологическая тематика становится все более актуальной в градостроительстве и ландшафтном дизайне. В данной статье мы познакомимся с примерами бионики — интересного современного направления в архитектуре и дизайне интерьеров.

Примеры бионики в архитектуре. Научный и художественный подход

Бионика – это направление в первую очередь научное, а потом уже творческое. Применительно к архитектуре оно означает использование принципов и методов организации живых организмов и форм, созданных живыми организмами, при проектировании и строительстве зданий. Первым архитектором, работающим в стиле бионики,был А. Гауди. Его знаменитыми работами до сих пор восхищается мир (Дом Бальо, Дом Мила, Храм Святого Семейства, Парк Гуэля и др.).

: Дом Мила Антонио Гауди в Барселоне

: Национальный оперный театр в Пекине

Современная бионика базируется на новых методах с применением математического моделирования и широкого спектра программного обеспечения для расчета и 3d-визуализации. Основной ее задачей является изучение законов формирования тканей живых организмов, их структуры, физических свойств, конструктивных особенностей с целью воплощения этих знаний в архитектуре.

Живые системы являются примером конструкций, которые функционируют на основе принципов обеспечения оптимальной надежности, формирования оптимальной формы при экономии энергии и материалов. Именно эти принципы и положены в основу бионики. Знаменитые примеры бионики представлены на сайте.

: Оперный театр в Сиднее

: Плавательный комплекс в Пекине

Вот несколько величайший сооружений на основе бионики во всем мире:

Эйфелева башня в Париже (повторяет форму берцовой кости)
Стадион «Ласточкино гнездо» в Пекине (внешняя металлическая конструкция повторяет форму птичьего гнезда)
Небоскреб Аква в Чикаго (внешне напоминает поток падающей воды, также форма здания напоминает складчатую структуру известковых отложений по берегам Великих Озер)
Жилой дом «Наутилус» или «Раковина» в Наукальпане (его дизайн взят из природной структуры – раковины моллюска)
Оперный театр в Сиднее (подражает раскрывшимся лепесткам лотоса на воде)
Плавательный комплекс в Пекине (конструкция фасада состоит из «пузырьков воды», повторяет кристаллическую решетку, она позволяет аккумулировать солнечную энергию, используемую на нужды здания)
Национальный оперный театр в Пекине (имитирует каплю воды)

Бионика включает в себя и создание новых для строительства материалов, структуру которых подсказывают законы природы. На сегодняшний день существует уже множество примеров бионики, каждый из которых отличается удивительной прочностью своей структуры. Таким образом, можно получить новые дополнительные возможности для возведения сооружений различных масштабов.

: Скульптура Облачные ворота в Чикаго

: Примеры бионики в дизайне интерьера

Особенности дизайна интерьеров в стиле бионики с примерами

Бионический стиль пришел и в дизайн интерьера:как в жилых помещениях, так и в помещениях сферы услуг, социального и культурного назначения. Примеры бионики можно увидеть в современных парках, библиотеках, торговых центрах, ресторанах, выставочных центрах и т.д. Что же характерно для этого модного стиля? Каковы его особенности? Как и в случае архитектуры, бионика интерьера использует природные формы в организации пространства, в планировании помещений, в дизайне мебели и аксессуаров, в декоре.

Свои идеи дизайнеры черпают из знакомых структур живой природы:

Воск и пчелиные соты – основа для создания необычных конструкций в интерьере: стен и перегородок, элементов мебели, декора, стеклянных конструкций, элементов стеновых и потолочных панелей, оконных проемов и т. д.
Паутина является необычайно лёгким и экономным сетчатым материалом. Часто применяется как основа в дизайне перегородок, дизайне мебели и осветительных приборов, гамаков.
Наружные или внутренние лестницы могут быть выполнены в виде спиральных или необычных конструкций, созданных из комбинированных природных материалов, повторяющих плавные природные формы. В дизайне лестниц художники бионического направления чаще всего отталкиваются от растительных форм.
Цветные стекла и зеркала используются в примерах бионики для того, чтобы создать интересное освещение.

В деревянных домах в качестве несущих колон могут использоваться стволы деревьев. Вообще дерево – один из самых распространенных материалов интерьера в стиле бионики. Также применяют шерсть, кожу, лен, бамбук, хлопок и др.
Из водной глади берутся и гармонично вписываются зеркальные и глянцевые поверхности.
Отличным решением является применение перфорации с целью уменьшения веса отдельных конструкций. Пористые костные структуры часто используются для создания интересной мебели, при этом экономя материал, создавая иллюзию воздушности и легкости.

Светильники также повторяют биологические структуры. Красиво и оригинально смотрятся светильники, имитирующие водопад, светящиеся деревья и цветы, облака, небесные светила, морских обитателей и т.д.Примеры бионики зачастую используют природные материалы, которые являются экологически чистыми. Характерными особенностями данного направления считаются плавные линии, натуральная цветовая гамма. Это попытка создать атмосферу, приближенную к естественной природе, при этом не упраздняя удобств, которые человек приобрел с развитием техники. Электронику вписывают в дизайн таким образом, чтобы она не бросалась в глаза.

: небоскреб Aqua в Чикаго

: пример бионики в дизайне интерьера

: стадион Ласточкино гнездо в Пекине

В примерах бионики в интерьере можно рассмотреть аквариумы, интересные необычные конструкции и уникальные формы, которые, как и в природе, не повторяются.

Можно сказать, что в бионике нет четких границ и зонирования пространства, одни помещения плавно «перетекают» в другие. Природные элементы не обязательно будут применимы ко всему интерьеру. Очень распространены в настоящее время проекты с отдельными элементами бионики – мебелью, повторяющей структуру тела, структуру растений и других элементов живой природы, органические вставки, декор из натуральных материалов.

Стоит отметить, что ключевой особенностью бионики в архитектуре и дизайне интерьера является подражание природным формам с учетом научных знаний о них. Создание благоприятной для человека экологически безопасной среды обитания с применением новых энергоэффективных технологий может стать идеальным направлением развития городов. Поэтому бионика является новым быстро развивающимся направлением, захватывающим умы архитекторов и дизайнеров.

чему люди могут научиться у тараканов, ящериц и морских раковин? — T&P

Бионика — наука об использовании свойств, функций и структур живой природы в технических устройствах — известна еще со времен Леонардо да Винчи, который пытался сконструировать летательный аппарат, имитирующий полет птицы.

Многие ученые обращаются к природе в надежде найти решение сложных вопросов, стоящих перед человечеством. Живая природа предлагает множество готовых решений — необходимо лишь адаптировать их для конкретных технологических проблем. Результаты своих исследований на эту тему представили в рамках конференций TEDGlobal Маркус Фишер, Жанин Бенюз и Роберт Фулл.

Летающий робот-птица

Многие роботы способны летать, но ни один из них не летает, как настоящая птица. Так было до тех пор, пока инженер Маркус Фишер и его команда из немецкой компании Festo не сконструировали по образу и подобию чайки сверхлегкого робота, самостоятельно летающего с помощью крыльев. Целью этого исследования было создание сверхлегких энергоэффективных механизмов, изучение свойств воздуха и воздушных потоков применительно к таким механизмам.

Робот-птица называется СмартБерд, весит 450 г, длина крыла составляет — 1,6 метра, а размах крыльев — около 2 метров. Робот изготовлен из углеродного волокна, оснащен мотором и передаточным механизмом. Кроме того, он имеет особую конструкцию крыльев, разделенных на две части, за счет чего достигается высокая аэродинамическая эффективность. Потребление энергии составляет 25 ватт для взлета и 16-18 ватт во время полета. Птица обладает отличными аэродинамическими характеристиками и способна самостоятельно летать, взмахивая крыльями.

12 ключевых идей из мира живой природы

Жанин Бенюз, биолог, автор книги «Бионика: инновации, вдохновленные природой», изучает возможности использования явлений живой природы в технологической сфере и в дизайне. Ее исследования вызывают большой интерес среди архитекторов, дизайнеров и инженеров, осознавших, сколько гениальных идей можно почерпнуть, наблюдая за тем, как функционируют живые организмы и биологические системы. 12 наиболее интересных и перспективных идей помогут, по мнению ученого, решить многие научно-технические проблемы.

com/go/getflashplayer» type=»application/x-shockwave-flash» wmode=»transparent» bgcolor=»#ffffff» allowfullscreen=»true» allowscriptaccess=»always» flashvars=»vu=http://video.ted.com/talk/stream/2005/Blank/JanineBenyus_2005-320k.mp4&su=http://images.ted.com/images/ted/tedindex/embed-posters/JanineBenyus-2005.embed_thumbnail.jpg&vw=384&vh=288&ap=0&ti=18&lang=eng&introDuration=15330&adDuration=4000&postAdDuration=830&adKeys=talk=janine_benyus_shares_nature_s_designs;year=2005;theme=speaking_at_tedglobal2009;theme=a_greener_future;theme=evolution_s_genius;theme=animals_that_amaze;theme=inspired_by_nature;event=TED2005;tag=Design;tag=Science;tag=Technology;tag=animals;tag=biology;tag=biomimicry;tag=dna;tag=environment;tag=evolution;tag=fish;&preAdTag=tconf.ted/embed;tile=1;sz=512×288;»/>

Самосборка. Этот термин часто употребляется применительно к нанотехнологиям. Что касается живой природы, достаточно вспомнить морские раковины. Морская раковина — это самособирающийся материал. Перламутр также формируется сам по себе из морской воды. Это многослойная структура, очень прочная — во много раз прочнее высокотехнологичной керамики, произведенной в специальных печах. Возможность использования этого явления открывает перспективы создания высокотехнологичной керамики и других твердых материалов с гораздо меньшими затратами энергии и ресурсов.

Биологический силикон. Клетки диатомовых водорослей имеют панцирь, состоящий из кремнезема. Изучение механизма его образования перспективно для получения материалов на основе диоксида кремния и решения проблемы канцерогенных отходов при производстве микрочипов.

Использование углекислого газа в качестве исходного сырья. Для растений СО2 не представляет угрозу существованию. Растения перерабатывают углекислый газ в крахмал и глюкозу. Уже сейчас существуют технологии переработки углекислого газа в поликарбонат — вещество, из которого производят биологически разлагаемый пластик.

Трансформация солнечной энергии. Идет изучение механизмов поглощения солнечной энергии внутри пурпурной бактерии. Кроме того, обнаружен железосодержащий фермент под названием гидрогеназа, способный образовывать водород из протона и электронов. Этот фермент может также вызывать диссоциацию водорода. В топливных элементах этот процесс происходит благодаря платиновому катализатору. В природе это происходит с помощью обычного железа.

Жанин Бенюз — автор книги [«Биомимикрия: инновации, на которые вдохновляет природа»](http://www.amazon.com/Biomimicry-Innovation-Inspired-Janine-Benyus/dp/0060533226), в которой она объясняет очевидную и поэтому совершенно забытую вещь: «самый умный, элегантный и гибкий дизайн уже создан природой. Мир невероятно сложен, взаимосвязан и при этом великолепно продуман».

Форма. Мы знаем, что плавники кита покрыты бугорками. Точно такие же бугорки, расположенные на кромке самолета, повышают его эффективность на 32%, что влечет за собой огромную экономию природного топлива. Возможно ли образование цвета без красящих пигментов? Перо павлина, имея сложную слоистую структуру, синтезирует цвет благодаря своей форме. Свет проходит через одни слои и отражается от других. Это явление называется тонкопленочной интерференцией. Листья лотоса имеют особую структуру поверхности, благодаря которой загрязнения не могут закрепиться на ней. Этот принцип используется при производстве самоочищающейся фасадной краски Lotusan, которая при высыхании имитирует неровности на поверхности листа лотоса. Это позволяет стенам здания легко очищаться — грязь стекает вместе с дождевыми каплями.

Сбор пресной воды. Намибийский жук подсказал людям решение проблемы нехватки пресной воды в пустыне: жук добывает воду из тумана. А мокрица способна «улавливать» воду в воздухе. Установки по отбору воды из воздуха в Атланте и из тумана в Монтерее используют технологии, основанные на изучении этих представителей живой природы.

Выделение. Оказывается, возможно добывать металл без трудоемкой работы на рудниках. Микроорганизмы способны «выхватывать» металл из водного потока. Этот принцип используется в конструкции фильтров, применяющихся для выделения руды из обломочных потоков. Постепенно «зеленая» химия приходит на смену промышленной. Основной средой для этой эко-науки является вода и органические растворы, при этом используются лишь некоторые элементы периодической системы химических элементов.

Запрограммированное разложение. Мидии прикрепляются к скалам с помощью нитей, которые начинают растворяться по истечении двух лет. Эта идея могла бы найти свое воплощение в производстве упаковочных материалов.

Здоровье. Существует проблема обязательного хранения вакцин в холодильниках во время транспортировки. Холодильники часто ломаются, и вакцины не доходят до больных. Решение можно позаимствовать у тихоходки, организма, относящегося к типу микроскопических беспозвоночных. При неблагоприятных условиях тихоходка способна на многие месяцы впадать в состояние анабиоза за счет высушивания, а затем, при наступлении благоприятных условий, оживать. Уже существует способ высушивать вакцины, чтобы их можно было транспортировать без охлаждения.

Обмен информацией. В мире происходит 3,6 миллиона автомобильный аварий в год, а 80 миллионов особей саранчи, движущихся в пределах 1 кв. км, никогда не сталкиваются друг с другом. Почему? Ученые из Ньюкасла выяснили, что избегать столкновений саранче помогает особый крупный нейрон, и сейчас работают над внедрением принципов работы этого нейрона в системы безопасности автомобилей.

Увеличение плодородия. Проблема деградации фермерства и истощения почвы может быть решена с использованием опыта функционирования целостных экосистем, которые сами создают условия, благоприятные для живых существ. Например, растительный мир прерий улучшает состояние почвы; стадо местных копытных животных улучшает состояние пастбища; болота не только очищают воду, но и способствуют увеличению продуктивности. Живые организмы сами создают условия для продолжения жизни: улучшают почву, очищают воздух и воду, производят газы, необходимые нам, чтобы дышать. При этом они полностью удовлетворяют свои потребности — одно не исключает другого. Вот чему нам необходимо научиться в первую очередь — удовлетворять свои потребности, не разрушая среду обитания, в которой будут жить наши потомки.

Насекомые вдохновляют создателей роботов-спасателей

Биолог из Калифорнийского университета Роберт Фулл изучает движение живых существ и затем использует полученную информацию в конструировании роботов. Темой его недавнего исследования является стопа и ее функции. Наблюдая за пауками, тараканами, осьминогом и другими обитателями живыми существами, Роберт Фулл пришел к выводу, что у всех них функции стопы при движении по неровной поверхности распределены по всей длине ноги или даже по всей длине тела. Это позволяет им с легкостью преодолевать сложные препятствия или передвигаться по непривычным поверхностям с привычной скоростью. Данный принцип был использован при создании робота RHex, передвигающегося на шести ногах, имеющих полукруглую форму.

Другое интересное наблюдение: лапки тараканов покрыты маленькими иголочками, которые легко сгибаются в одном направлении, чтобы насекомое могло вытащить лапку, которая застряла между неровностями, а в противоположном направлении эти иголочки не сгибаются, чтобы лапка лишний раз никуда не проваливалась при беге. Роберт Фулл протестировал эти иголочки на крабах, и эффект был точно такой же. Краб, который был не способен бежать по сетке, с иголочками смог без проблем быстро передвигаться по сетчатой поверхности. Иголочки были добавлены на ноги робота, и он стал еще более ловким — смог перелезть через гладкие стальные рельсы, которые раньше представляли для него большую трудность.

Наблюдения за ящерицами показали, что при беге по сухому песку и по воде их лапы действуют как ласты, позволяя передвигаться с большой скоростью. Этот принцип лежит в основе создания робота Aqua RHex — очень ловкого водоплавающего родственника робота RHex.

Следующим рубежом для робота стала возможность взбираться по вертикальным поверхностям. Некоторые насекомые, например муравьи, используют специальное клейкое вещество, благодаря которому они прикрепляются к поверхности. Но еще более интересный механизм есть у ящериц гекконов. Внутренняя поверхность их лап покрыта очень мелкими волосками, кончики которых расщеплены на множество еще более мелких волосков. Каждая лапка имеет около миллиарда таких расщепленных кончиков размером в 200 нанометров, что позволяет им очень тесно соприкасаться с поверхностью и прикрепляться к ней только за счет силы межмолекулярного притяжения. Этот механизм используется для разработки самоочищающейся клейкой ленты из полиуретана, которая обладает уникальными свойствами: она воздухопроницаема, легко отклеивается, не вызывает раздражения, может использоваться в воде.

Роберт Фулл также делится подробностями создания поисково-спасательного робота, который мог бы передвигаться в горной местности. Робот называется Rise, имеет 6 ног и хвост. В конструкции его стопы используются все упомянутые выше приспособления.

Rise действительно способен карабкаться по гладкой вертикальной стене, и Роберт убежден, что со временем роботу покорятся и более сложные поверхности.

Bionic Humans: 10 лучших технологий

Живая наука поддерживается аудиторией. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот почему вы можете доверять нам.

Bionic Humans

В отличие от шимпанзе, человеческий мозг с возрастом уменьшается. Возрастная потеря объема мозга может быть ценой, которую мы платим за то, чтобы пережить наши репродуктивные годы. (Изображение предоставлено: Национальный институт общих медицинских наук, Артур Тога, Калифорнийский университет, Лос-Анджелес)

Ученые приближаются к созданию бионического человека или, по крайней мере, за 6 миллионов долларов. Сегодня мы можем воспроизвести или восстановить больше органов и различных частей тела, чем когда-либо прежде. От дарования зрения слепым до создания языка, более точного, чем любой человеческий вкус, джентльмены, у нас есть технология.

Бионические глаза

Пациент будет носить специальный набор очков с небольшой цифровой камерой, установленной в объективе.

У камеры будет провод, который связывается с внешним сигнальным процессором, который, в свою очередь, будет переводить изображение с камеры в нейронные импульсы и передавать их по беспроводной связи на имплантированный стимулятор. Стимулятор будет управлять электродом, хирургическим путем помещенным в мозг, и передавать изображения в зрительную систему. (Изображение предоставлено Джоном Пезарисом, адаптировано с разрешения D.H. Hubel)

Когда вы слепы, способность видеть даже основы света, движения и формы может иметь большое значение. И протез сетчатки Argus II, который в настоящее время проходит испытания FDA, и система, разрабатываемая научным сотрудником Гарвардского университета доктором Джоном Пезарисом, записывают основную визуальную информацию с помощью камеры, преобразуют ее в электронные сигналы и отправляют по беспроводной связи на имплантированные электроды. В Argus II используются электроды, вживляемые в глаза, которые могут помочь людям, частично утратившим функцию сетчатки. Система доктора Пезариса, все еще находящаяся на ранних стадиях исследований, будет полностью обходить глаза, отправляя визуальные данные прямо в мозг. Обе системы бионического глаза будут лучше всего работать с людьми, которые когда-то могли видеть, потому что их мозг уже знает, как обрабатывать информацию. «Зрительный мозг зависит от визуального опыта для нормального развития», — объяснил Пезарис.

Вросшая кость

(Изображение предоставлено Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе)

С 1960-х годов исследователи знали о белках, которые могут побуждать костную ткань к росту собственных заплат для отсутствующих или поврежденных частей. К сожалению, эта технология никогда не работала идеально, часто выращивая неправильный тип ткани или наращивая кость там, где кости быть не должно. В 2005 году исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе решили эту проблему, используя специально разработанный белок, способный запускать рост только определенных типов клеток. Этот белок, названный UCB-1, в настоящее время используется для роста новой кости, которая может срастаться и обездвиживать секции позвонков, облегчая сильную боль в спине у некоторых пациентов.

Портативная поджелудочная железа

(Изображение предоставлено stock.xchange)

Искусственная поджелудочная железа, способная контролировать уровень сахара в крови человека и регулировать уровень инсулина в соответствии с потребностями организма, вероятно, появится на рынке в течение нескольких коротких лет. , сказал Аарон Ковальски, директор стратегических исследовательских проектов в ювенильном фонде исследования диабета. Ковальски сказал, что устройство изначально будет представлять собой комбинацию двух существующих технологий: инсулиновой помпы и непрерывного монитора уровня глюкозы. Это приспособление может помочь инсулинозависимым диабетикам вести более нормальную жизнь и облегчить им избегание уродующих и опасных для жизни побочных эффектов слишком низкого или слишком высокого уровня сахара в крови.

Нечеловеческий вкус

(Изображение предоставлено stock.xchng)

Язык может быть мощным инструментом, но также очень субъективным, сказал Дин Нейкирк, профессор вычислительной техники и электротехники Техасского университета в Остине. Когда пищевые компании хотят каждый раз создавать один и тот же вкус, они обращаются к электронному языку, устройству, разработанному Нейкирком и его командой для анализа жидкостей и определения их точного химического состава. Язык Нейкирка использует микросферы, крошечные датчики, которые меняют цвет при воздействии на определенные цели, такие как определенные виды сахара. В результате получается система, которая не может заменить человека, который говорит: «Это вкусно!» но может убедиться, что химия хорошего вкуса надежно воспроизведена.

Новые конечности

i-LIMB имеет гибкие гидравлические приводы, расположенные непосредственно в подвижных суставах пальцев. (Изображение предоставлено: Touch Bionics, Ортопедическая университетская больница)

Люди с ампутированными конечностями теперь могут использовать протез руки так же, как и настоящий: силой мысли. Разработанная доктором Тоддом Куикеном из Реабилитационного института Чикаго, «бионическая рука» связана с мозгом здоровыми двигательными нервами, которые раньше шли к отсутствующей конечности пациента. Эти нервы перенаправляются в другую область тела, например, в грудь, где нервные импульсы, которые они несут, могут быть уловлены электродами в бионической руке. Когда пациент решает пошевелить рукой, нервы, которые посылали бы сигнал в настоящую руку, вместо этого посылают его в искусственную. Теперь команда доктора Куикена работает над улучшением руки, используя уцелевшие сенсорные нервы для передачи ощущения температуры, вибрации и давления от бионической руки в мозг пациента.

Умное колено

(Изображение предоставлено Ossur)

Колено — это не часть тела, которую вы ожидаете думать самостоятельно, а RHEO, протез колена, разработанный исследователями искусственного интеллекта Массачусетского технологического института Хью Херром и Ари. Уилкенфельд действительно имеет собственное мнение. Ранее электронные коленные системы обычно должны были быть запрограммированы техническим специалистом, когда пациент впервые их надевал. Колено RHEO, с другой стороны, само по себе создает реалистичные и комфортные движения, изучая то, как ходит пользователь, и используя датчики, чтобы выяснить, по какой местности он идет. Система делает ходьбу с протезом ноги более легкой и менее утомительной.

Носимая почка

(Изображение предоставлено 3Dscience.com)

Людям с почечной недостаточностью для удовлетворения основных жизненных потребностей, таких как удаление токсинов из крови и поддержание сбалансированного уровня жидкости, требуются часы, подключенные к диализному аппарату размером с одежду. сушилка. Но новая портативная искусственная почка, достаточно маленькая и легкая, чтобы поместиться на поясной системе, могла бы изменить это. Несмотря на свои небольшие размеры, автоматизированная носимая искусственная почка (AWAK), разработанная Мартином Робертсом и Дэвидом Б. Н. Ли из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, на самом деле работает лучше, чем традиционный диализ, потому что его можно использовать 24 часа в сутки, семь дней в неделю, как настоящую почку.

Искусственные клетки

(Изображение предоставлено Тоддом Макдевиттом, Технологический институт Джорджии)

Иногда, когда вам нужно доставить лекарство в нужное место в теле, таблетка или инъекция не помогут. У Дэниела Хаммера, профессора биоинженерии Пенсильванского университета, есть лучший метод: искусственные клетки, сделанные из полимеров, которые могут имитировать легкость, с которой лейкоциты перемещаются по телу. Эти фальшивые клетки, получившие название c, могут доставлять лекарства прямо туда, где они необходимы, что упрощает и делает более безопасным борьбу с некоторыми заболеваниями, включая рак.

Старик, новый пенис

Туляремия, или кроличья лихорадка, может передаваться от кроликов, енотов, скунсов или других мелких млекопитающих.

(Изображение предоставлено Stock.xchng.)

Эректильная дисфункция может лишить мужскую жизнь удовольствия, но Энтони Атала и его команда из Университета Уэйк Форест придумали метод, который может вернуть весну многим парням. , шаг. В 2006 году Атала удалось вырастить новые кавернозные тела, губчатую ткань, которая наполняется кровью во время эрекции, для самцов кроликов, которым удалили собственные. Новая ткань была выращена из собственных клеток кроликов, и через месяц кролики вернулись к тому, что у них получается лучше всего.

Протезы для вашего мозга

изображение мозга. (Изображение предоставлено Dreamstime.)

Заменить часть вашего мозга не так просто, как заменить конечность, но в будущем это может быть. Теодор Бергер, профессор Университета Южной Калифорнии, создал компьютерный чип, который может заменить гиппокамп — часть мозга, отвечающую за кратковременную память и пространственное понимание. Имплантат гиппокампа, часто повреждаемый такими вещами, как болезнь Альцгеймера и инсульт, может помочь поддерживать нормальную функцию у людей, которые в противном случае были бы серьезно инвалидами.

Бергер все еще тестирует этот имплантат, но он хотел бы увидеть больше. Он даже написал книгу «На пути к запасным частям мозга» в 2005 г.

бионика

Бионика (также известная как биомиметика , биогнозис , биомимикрия или бионическая креативная инженерия ) представляет собой применение биологических методов и систем, обнаруженных в природе, для изучения и проектирования инженерных систем и современных технологий. Слово «бионический» было придумано Джеком Э. Стилом в 1958 году и, возможно, произошло от греческого слова «βίον», произносимого как «бион», означающего «единица жизни», и суффикса -ic, означающего «подобный» или «в манера», следовательно, «как жизнь». Некоторые словари, однако, объясняют, что это слово образовано от «

био логика» + «электро никс »

Передача технологий между формами жизни и синтетическими конструкциями желательна, поскольку эволюционное давление обычно заставляет живые организмы, включая фауну и флору, становиться высоко оптимизированными и эффективными. Классический пример — разработка грязе- и водоотталкивающей краски (покрытия) из наблюдения, что поверхность цветка лотоса практически ни к чему не липнет (эффект лотоса). Примеры бионики в технике включают корпуса лодок, имитирующие толстую кожу дельфинов; сонар, радар и медицинское ультразвуковое изображение, имитирующее эхолокацию летучих мышей.

В области информатики изучение бионики привело к созданию искусственных нейронов, искусственных нейронных сетей и группового интеллекта. Эволюционные вычисления также были мотивированы идеями бионики, но они развили эту идею, моделируя эволюцию in silico и создавая хорошо оптимизированные решения, которые никогда не появлялись в природе.

По оценке Джулиана Винсента, профессора биомиметики в Университете Бата в Великобритании, «в настоящее время существует лишь 10% совпадение между биологией и технологией с точки зрения используемых механизмов».

Дополнительные рекомендуемые знания

Содержимое

1 История
2 метода
3 Примеры биомиметиков
4 Особые случаи использования термина
- 4. 1 В медицине
- 4.2 Политика
- 4.3 Другое использование
5 См. также
6 Каталожные номера
7 Примечания

История

Название биомиметика было придумано Отто Шмиттом в 1950-е годы. Термин «бионика» был придуман Джеком Э. Стилом в 1958 году, когда он работал в Отделе аэронавтики на базе ВВС Райт-Паттерсон в Дейтоне. Однако биомимикрия или биомиметика более предпочтительна в мире технологий, чтобы избежать путаницы между медицинским термином бионика.

Методы

Часто при изучении бионики упор делается на реализацию функции, встречающейся в природе, а не просто на имитации биологических структур. Например, в компьютерных науках кибернетика пытается смоделировать механизмы обратной связи и управления, присущие интеллектуальному поведению, в то время как искусственный интеллект пытается смоделировать интеллектуальную функцию независимо от конкретного способа ее достижения.

Сознательное копирование примеров и механизмов из природных организмов и экологии является формой прикладного рассуждения, основанного на прецедентах, рассматривающего саму природу как базу данных решений, которые уже работают. Сторонники утверждают, что избирательное давление, оказываемое на все естественные формы жизни, сводит к минимуму и устраняет неудачи.

Хотя можно сказать, что почти вся инженерия является формой биомимикрии, современное происхождение этой области обычно приписывается Бакминстеру Фуллеру, а ее более поздняя классификация как факультета или области исследований — Джанин Бенюс.

Грубо говоря, в прохладной ^{[ расплывчатой ]} биологии можно выделить три биологических уровня, на которых можно моделировать технологию:

Имитирующие натуральные методы производства
Имитирующие механизмы встречающиеся в природе (липучки)
Изучение организационных принципов социального поведения организмов , таких как стайное поведение птиц или эмерджентное ^{[ неясное ]} поведение пчел и муравьев

Примеры биомиметиков

Липучка — самый известный пример биомиметики. В 1948 году швейцарский инженер Жорж де Местраль чистил свою собаку от колючек, подобранных на прогулке, когда понял, как крючки колючек цепляются за шерсть.

Рефлекторы «кошачий глаз» были изобретены Перси Шоу в 1935 году после изучения механизма кошачьих глаз. Он обнаружил, что у кошек есть система отражающих клеток, известная как Tapetum licidum, которая способна отражать мельчайшие частички света.

Летающие машины и корабли Леонардо да Винчи являются ранними примерами рисования с натуры в технике.

Джулиан Винсент опирался на изучение сосновых шишек, когда в 2004 году разработал «умную» одежду, которая адаптируется к изменению температуры. «Я хотел создать неживую систему, которая реагировала бы на изменения влажности изменением формы», — сказал он. «В растениях есть несколько таких систем, но большинство из них очень маленькие — сосновая шишка самая большая и, следовательно, с ней легче всего работать». Сосновые шишки реагируют на более высокие температуры, открывая чешуйки (чтобы рассеять семена). Умная ткань делает то же самое, открываясь, когда тепло, и плотно закрываясь, когда холодно.

«Морфинговые крылья самолета», которые меняют форму в зависимости от скорости и продолжительности полета, были разработаны в 2004 году учеными-биомиметиками из Университета штата Пенсильвания. На создание морфирующих крыльев вдохновили разные виды птиц, у которых крылья разной формы в зависимости от скорости, с которой они летают. Чтобы изменить форму и основную структуру крыльев самолета, исследователям нужно было сделать так, чтобы верхняя оболочка также могла изменяться, что и делает их дизайн, покрывая крылья рыбьей чешуей, которые могли бы скользить друг по другу. В некотором отношении это усовершенствование конструкции с поворотным крылом.

Некоторые краски и черепица были спроектированы так, чтобы они могли самоочищаться, копируя механизм лотоса Nelumbo. ^[1]

Наноструктуры и физические механизмы, которые создают сияющий цвет крыльев бабочки, были воспроизведены in silico Грегом Паркером, профессором электроники и информатики в Университете Саутгемптона, и студентом-исследователем Лукой Платтнер в области фотоники. , то есть электроника, использующая фотоны в качестве носителя информации вместо электронов.

Нейроморфные чипы, силиконовые сетчатки или улитки, имеют проводку, которая смоделирована по образцу реальных нейронных сетей. SA: подключение
Синтетическая или «роботизированная» растительность, которая помогает в сохранении и восстановлении ^[1] , представляет собой машины, предназначенные для имитации многих функций живой растительности.

Особые случаи использования термина

В медицине

Бионика — это термин, обозначающий поток идей из биологии в инженерию и наоборот. Следовательно, существуют две несколько разные точки зрения на значение этого слова.

В медицине бионика означает замену или улучшение органов или других частей тела механическими версиями. Бионические имплантаты отличаются от простых протезов тем, что очень точно имитируют первоначальную функцию или даже превосходят ее.

Немецкий аналог Bionics «Bionik» всегда имеет более широкий охват, поскольку пытается разрабатывать инженерные решения на основе биологических моделей. Этот подход мотивирован тем фактом, что биологические решения всегда будут оптимизированы эволюционными силами.

Хотя технологии, которые делают возможными бионические имплантаты, все еще находятся на очень ранней стадии, несколько бионических устройств уже существуют, наиболее известным из которых является кохлеарный имплантат, устройство для глухих. К 2004 году были разработаны полностью функциональные искусственные сердца. Ожидается, что значительный дальнейший прогресс будет иметь место с появлением нанотехнологий. Хорошо известным примером предлагаемого наноустройства является респироцит, искусственная эритроцит, разработанный (но еще не построенный) Робертом Фрейтасом.

Квабена Боахен из Ганы была профессором кафедры биоинженерии Пенсильванского университета. За восемь лет работы в Пенсильвании он разработал силиконовую сетчатку, способную обрабатывать изображения так же, как живая сетчатка. Он подтвердил результаты, сравнив электрические сигналы от его кремниевой сетчатки с электрическими сигналами, производимыми глазом саламандры, когда две сетчатки смотрели на одно и то же изображение.

Политика

Политической формой биомикрии является биорегиональная демократия, в которой политические границы соответствуют естественным экорегионам, а не человеческим культурам или результатам предшествующих конфликтов.

Критики этих подходов часто утверждают, что экологический отбор сам по себе является плохой моделью сведения к минимуму производственной сложности или конфликтов и что свободный рынок полагается на сознательное сотрудничество, соглашение и стандарты в той же мере, что и на эффективность, что больше похоже на половой отбор. Сам Чарльз Дарвин утверждал, что и то, и другое уравновешено естественным отбором, хотя его современники часто избегали откровенных разговоров о сексе или любых предположений о том, что успех на свободном рынке основан на убеждении, а не на ценности.

Защитники, особенно в антиглобалистском движении, утверждают, что похожие на спаривание процессы стандартизации, финансирования и маркетинга уже являются примерами безудержной эволюции — создания системы, привлекательной для потребителя, но неэффективной в использовании энергии и сырье. Они утверждают, что биомимикрия является эффективной стратегией восстановления базовой эффективности.

Биомимикрия также является вторым принципом природного капитализма.

Другое использование

В более конкретном смысле это метод творчества, который пытается использовать биологические прототипы для получения идей для инженерных решений. Такой подход мотивирован тем, что биологические организмы и их органы были хорошо оптимизированы эволюцией.

Другое, более позднее значение термина «бионика» относится к слиянию организма и машины. Результатом такого подхода является гибридная система, объединяющая биологическую и инженерную части, которую также можно назвать кибернетическим организмом (киборгом).

homyrouz.ru — Банкетный зал Хоми Роуз