Bionics (fra andet græsk βίον "levende") er en anvendt videnskab om anvendelsen i tekniske anordninger og systemer af principperne for organisering, egenskaber, funktioner og strukturer af levende natur , det vil sige former for levende ting i naturen og deres industrielle modparter.
Skelne:
Bionics er tæt forbundet med biologi , fysik , kemi , kybernetik og ingeniørvidenskab: elektronik , navigation , kommunikation , proteser (menneskelige lemmer og organer og andre levende væsener), maritime anliggender og andre.
Navnet på bionik kommer fra det oldgræske ord bion - "livets celle". Studerer bionik , biologiske systemer og processer for at anvende den erhvervede viden til at løse tekniske problemer. Bionics hjælper en person med at skabe originale tekniske systemer og teknologiske processer baseret på ideer fundet og lånt fra naturen .
I engelsk og oversat litteratur bruges udtrykket biomimetik (fra andre græske βίος "liv" + μίμησις "efterligning") oftere i betydningen - en tilgang til skabelsen af teknologiske enheder, hvor ideen og hovedelementerne i enheden er lånt fra dyrelivet . [1] Bionics bekræfter, at mange menneskelige opfindelser har analoger i naturen, for eksempel blev lynlåse og velcro lavet baseret på strukturen af en fugls fjer. Fjer modhager af forskellige ordrer, udstyret med kroge, giver pålideligt greb. Et af de vellykkede eksempler på biomimetik er den udbredte tekstillukning , hvis prototype var frugterne af burre -planten , der klæbede sig til håret på den schweiziske ingeniør Georges de Mestrals hund .
Ideen om at anvende viden om dyrelivet til at løse tekniske problemer tilhører Leonardo da Vinci , der forsøgte at bygge et fly med flagrende vinger som fugle: ornithopter .
Fremkomsten af kybernetik , som overvejer de generelle principper for kontrol og kommunikation i levende organismer og maskiner, er blevet et incitament til en bredere undersøgelse af strukturen og funktionerne af levende systemer for at klarlægge deres fælles lighed med tekniske systemer, samt bruge den indhentede information om levende organismer til at skabe nye anordninger, mekanismer, materialer mv.
De vigtigste arbejdsområder inden for bionik dækker følgende emner:
At skabe en model i bionik er halvdelen af kampen. For at løse et specifikt praktisk problem er det nødvendigt ikke kun at kontrollere tilstedeværelsen af modelegenskaber, der er af interesse for praksis, men også at udvikle metoder til beregning af forudbestemte tekniske egenskaber for enheden og at udvikle syntesemetoder, der sikrer opnåelse af de indikatorer, der kræves i opgaven.
Og derfor begynder mange bioniske modeller, før de modtager en teknisk udførelsesform, deres liv på en computer. Der bygges en matematisk beskrivelse af modellen. Ifølge den er et computerprogram kompileret - en bionisk model. På en sådan computermodel er det muligt at behandle forskellige parametre på kort tid og eliminere designfejl.
Det er sådan, de på basis af softwaresimulering som regel analyserer dynamikken i modellens funktion; Hvad angår den specielle tekniske konstruktion af modellen, er sådanne værker uden tvivl vigtige, men deres målbelastning er anderledes. Det vigtigste i dem er søgningen efter det bedste eksperimentelle teknologiske grundlag, hvorpå modellens nødvendige egenskaber kan genskabes mest effektivt og mest præcist. Den praktiske erfaring, der er akkumuleret i bionik i ikke-formaliseret "fuzzy" modellering af ekstremt komplekse systemer er af generel videnskabelig betydning. Et stort antal af dets heuristiske metoder, som er absolut nødvendige i værker af denne art, er allerede blevet udbredt til at løse vigtige problemer med optimal kontrol, eksperimentel og teknisk fysik, økonomiske problemer, problemer med at designe flertrins forgrenede kommunikationssystemer osv.
Neurobionics studerer hjernens funktion, udforsker hukommelsens mekanismer. Dyrenes sanseorganer og de indre reaktionsmekanismer på miljøet hos både dyr og planter undersøges intensivt. Hovedområderne for neurobionics er studiet af fysiologien af det menneskelige og dyrs nervesystem og modellering af nerveceller -neuroner og nervenetværk . Dette gør det muligt at forbedre og udvikle arkitekturen for elektronisk og computerteknologi . Der er teorier om, at udviklingen af neurobionik var grundlaget for skabelsen af kunstig intelligens .