Видавнича діяльність

1. Батько біоніки - Леонардо Да Вінчі

Вступ. Біоніка - наука про застосування біологічних закономірностей живої природи в техніці
       Людство протягом всієї своєї історії черпало знання із природи. Природа знаходиться від людини на відстані погляду, протягнутої руки. Людина перейняла у природи дуже багато: уміння розводити вогонь, ховатися в нору від негоди, зберігати їжу про запас,  маскуватися під оточуюче середовище і ще багато чого, про що ми знаємо давно, що вже не задумуємося про появу в нашому житті. Але за тисячі років так і не вдалося зрозуміти всього: природа має свої таємниці, які ще не розгадано. Природа мудра, винахідлива, раціональна. Сьогодні ми не перестаємо захоплюватися її творінням. Чого тільки немає в її „патентному бюро?”:   гідравлічний привід у павука; пневматичний відбійний молоток у земляної оси; ультразвуковий локатор у кажана і дельфіна; реактивний двигун у кальмара і медузи.
        Жива природа з давніх-давен була для людини джерелом натхнення в її прагненні до наукового й технічного прогресу. Людина вчилася в природи, копіювала її „винаходи” , була найретельнішим її учнем. Ще давньогрецький філософ Демокріт зазначав: „ Від тварин ми шляхом наслідування навчилися найважливішим справам, а саме: ми учні павука в ткацькому і кравецькому ремеслах, ми учні ластівок у будівництві жител і співочих птахів – у співах. Природа сама навчає нас сільському господарству …”.    
        Ученими здійснено значні досягнення у вивченні біологічних систем, які знайшли своє застосування в техніці. Різноманітні фізичні та біологічні явища в живих організмах насправді тісно переплітаються.. 
       Усім відомий вислів „техніка на межі фантастики”. Його згадують, коли йдеться про фантастичні досягнення сучасної техніки. А от „техніка на межі … біології?”. Не дивуйтесь. Двадцяте століття „поріднило” біологію і техніку.
        На межі біології і техніки виникла наука, яка вивчає особливості будови і життєдіяльності організмів з метою використання їх для розв’язання інженерних завдань. Це – б і о н і к а. Біоніка вивчає можливості застосування біологічних процесів і методів для розв’язання інженерних задач, застосовуючи закони фізики.
        Біоніка народилася 13 вересня 1960 року у день відкриття в Дайтоні (США) американського національного симпозіуму на тему: „Живі прототипи – ключ до нової техніки”. Слово „біо” грецькою означає „осередок життя”. А емблемою біоніки є схрещені
 паяльник і скальпель, з’єднані знаком інтеграла, як символ союзу біології, техніки
(фізики) і математики.
        Протягом багатьох сотень років людина задавала природі мільйони запитань, основними з яких були „чому?” і  „як?”. Зараз кількість „чому?” набагато менша, але кількість „як?” нечувано зросла. „Як це влаштовано?”- стало основним найважливішим запитанням біоніки.
        Сьогодні покажемо єдність законів природи : застосування законів фізики у єдності із біологією (із живими організмами) для підвищення якостей і розширення функцій технічних систем, машин і приладів.

Основні напрямки робіт з біоніки:
ü вивчення нервової системи людини і тварин для подальшого вдосконалення обчислювальної техніки і розробки нових елементів і пристроїв автоматики і телемеханіки,
ü дослідження органів чуттів організмів з метою розробки нових датчиків і систем виявлення,
ü  вивчення принципів орієнтації, локації і навігації у різних тварин для використання цих принципів в техніці (нейробіоніка);
ü дослідження морфологічних, фізіологічних, біохімічних особливостей живих організмів для висунення нових технічних і наукових ідей;
ü  вивчення законів формування і структуроутворення живих тканин, аналіз конструктивних систем живих організмів за принципом економії матеріалу, енергії та забезпечення надійності (архітектурна біоніка).


Ідея застосування знань про живу природу для розв’язання технічних завдань належить першому „біоніку”  Леонардо да Вінчі .

Універсальний  геній  в  історії  людства,
„батько” біоніки  ─
Леонардо да Вінчі (1452 – 1519)
        Живописець, інженер, механік, тесляр, музикант, математик, патологоанатом, винахідник – це не повний перелік граней універсального генія. Археолог, метеоролог, астроном, архітектор … . Все це – Леонардо да Вінчі з Італії. Він випередив свій час на декілька століть наперед. У своїй творчості геній поєднував воєдино наукові дані із самих різних областей: фізики, ботаніки, медицини, геодезії, астрономії.
        При зображенні людей і тварин Леонардо, як художник, використовував наукові методи. Він закликав живописців досліджувати природу, щоб не уподібнюватись дзеркалу, яке відтворює предмети, не володіючи знаннями про них.
        Серед інших винаходів  Леонарда особливе місце займають механізми.
Він скрупульозно вивчав анатомію людини: годинами розчленовував трупи, щоб з’ясувати, як працюють його органи. Його однаково цікавило і структура кісток і будова мозку. Він зрозумів, що м’язи рухають кістками. Відвідував страти, щоб спостерігати за обличчям злочинців, які спотворені болем і страхом. Результати своїх спостережень Леонардо помістив у багатьох анатомічних малюнках. Автор легендарної усмішки „Мони Лізи” був знавцем мімічних м’язів, які пов’язані із рухом губ. 
         У інженерних конструкціях Леонардо уподібнює окремі частини механізму внутрішнім органам. Він побудував робота-лицаря, якого використовували для розваг на вечірках, який міг сидіти, рухати  щелепами. Через декілька століть деякі ідеї створення цього робота були запозичені для створення планетарних роботів-розвідників. 
        Прийшов до відкриття кулькового підшипника, зубчастої передачі, роликового ланцюга; створив ескізи підводного човна, парашута, дельтаплана, друкарського станка.
Леонардо винайшов багато видів зброї і рухомих апаратів, передбачив появу літака, гелікоптера, автомобіля.
        Він мріяв піднятися в небо, першим почав працювати над питаннями теорії польоту. До нього, починаючи від міфічного Ікара, історія цієї області носить швидше міфологічний характер.  Спостерігав за рухом птахів, намагаючись наблизитися до великої таємниці природи. У праці „Про політ птахів” дослівно описав, що робить птах при злеті, при рівномірному польоті, при посадці та інших ситуаціях. Збереглися 150  малюнків птахів при різних умовах польоту. Його зображення детально показували етапи руху частин тіла птаха.
        Розпочав роботу над конструкцією орнітоптера – літальної машини, створеної за принципом руху птаха у польоті. Розробив серію креслень літального апарата: оптимальна форма крила – крило кажана. За задумом винахідника пристрій мав підняти людину в повітрі за рахунок рухомих крил, але не піднявся. Природа підказала Леонарду інший спосіб, подібно ширянню птахів. Його кресленнями користувалися конструктори ХХ ст.
        У своїх дослідах він підійшов до відкриття законів  аеродинаміки. Якби Леонардо да Вінчі  займався тільки теорією польоту і не був великим художником і геніальним ученим у багатьох  областях науки, то тоді його ім’я не було б забуто в історії науки.
        Останні 3 роки свого життя Леонардо провів у Франції як придворний художник, інженер, архітектор і механік. Ось як про нього сказав король Франціск 1: „Я переконаний , що не має на світі людини, яка так була б обізнаною в науці і мистецтві”.
        Велика частина задумів Леонардо не була реалізована при житті майстра. Основна причина – дефіцит або відсутність необхідної сировини, не сприйняття його ідей сучасниками.
        Слава Леонардо да Вінчі як художника затьмарила його заслуги як ученого. Чому його роль у науці незрівнянно мала? Пояснимо словами німецького вченого Розенбергера  Ф. (1935 р.). Його можна було б визнати засновником нової фізики, але це відбулося  „внаслідок нездатності його сучасників сприйняти ці нові думки і сприяти їх дальшій розробці”.
        Пройшли віки і мрії  Леонардо да Вінчі здійснились. Саме він уперше перейняв багато цінного в природи і тому його вважають  „батьком”  біоніки.


2. Архітектурна біоніка

 Запозичення інженерами-біоніками «досвіду» живої природи
Архітектурна біоніка-це нове явище в архітектурній науці і практиці. Тут і можливості пошуку нових, функціонально виправданих архітектурних форм, що відрізняються красою та гармонією, і створення нових раціональних конструкцій з одночасним використанням дивовижних властивостей будівельного матеріалу живої природи, і відкриття шляхів реалізації єдності конструювання і створення архітектурних засобів з використанням енергії сонця, вітру, космічних променів. Але, мабуть, найбільш важливим її результатом може бути активна участь у створенні умов збереження живої природи та формуванні гармонійної єдності з архітектурою.

Молюски  і  архітектура
       Біоніки вивчали  також форму черепашки молюсків.
Придивившись до черепашки, архітектори дійшли висновку, що її форма досить зручна і може використовуватися при спорудженні державних будівель.
       Американці перші використали будову черепашки молюсків у будівництві. Побудували школу по спіралі: із основної частини приміщення можна легко потрапити у навчальне приміщення, у класи з технічними засобами навчання, у дитячий театр, у кабінети для адміністрації.
       На основі функції мантійної порожнини молюсків фільтрувати і сортувати частинки, що знаходяться у воді, винахідники почали споруджувати технічні берегові очисні системи. Так як водне середовище може мати різну ступінь забруднення, то такі системи удосконалюються.

Трубчасті  кістки  і  будівельна  механіка
     Міцність кісток скелета людини зумовлена не тільки їх складом, а й будовою. Довгі   
кістки (кістки плеча, передпліччя, стегна, гомілки)  в середній частині порожнисті, а на кінцях мають потовщені головки. Це – трубчасті кістки. Така будова їх забезпечує міцність і легкість. Відомо, що металева або пластмасова трубка майже така міцна, як суцільний стержень. Головки трубчастих кісток утворює губчаста речовина, шо складається з безлічі кісткових пластинок, які перехрещуються. Вони розміщені в тих напрямах, в яких кістки зазнають найбільшої деформації розтягу або стиснення. Така будова забезпечує також міцність і легкість кісток.
      Принцип будівельної механіки -  максимальна міцність споруди при найменшій затраті матеріалів і їх легкість.
 Головні металічні конструкції, деталі машин,  станків виготовляють аналогічно трубчастим кісткам.
Також виготовляють багато міцних і легких конструкцій з перехрещених металевих балок
(мости, радіощогли). Навіть Ейфелева вежа у Франції є прикладом міцності: металеві балки в цій конструкції схожі на кісткові пластинки скелету людини, що утворюють велику кількість перегородок.

Дахи будинків і листок рослини
      Подібно будові листка дерева будують дерев’яні основи для дахів будинків: уздовж розміщують основну балку, перпендикулярно прикріплюють поперечні, а вже на них накладають дошки.
У таких конструкціях дахів створюється необхідна жорсткість та стійкість, даючи можливість без опор перекривати широкі простори.
Такі будівлі добре протистоять впливу кліматичних та інших несприятливих умов.

Будинок, як дерево
      Крона дерева нагадує форму конуса – конусом вниз. Сам стовбур від кореня і до верхівки також має форму конуса, але вершиною вгору. Тобто дерево має два конуси основами разом. Такий вигляд забезпечує протидію зовнішнім впливам і тому створює умови для кращого освітлення кожного листочка сонцем.  У багатьох країнах будують будинки із формою такого дерева.
Стебло рослини і будівлі
Будівельників цікавлять також інші зразки рослинного світу. К. А. Тімірязєв писав: «Роль стебла, як відомо, головним чином архітектурна: це твердий скелет всієї споруди, який несе шатро листя, і в товщині якого подібно водопровідним трубам, закладені судини, по яких протікають соки. Саме на стеблах ми дізнались цілий ряд дивовижних факторів, які доводять, що вони побудовані за всіма правилами будівельного мистецтва».
       Якщо розглянути поперечний розріз стебла і сучасної фабричної труби, то кидається в очі подібність їх конструкцій.

Стебла злакових рослин досить цікаві для біоніки тим, що будова соломини така, що дозволяє їм постійно колихатися, а при великому вітрі нахилятися і знову випрямлятися. Адже висота злаків у 200-300 разів більша за діаметр стебла. Таємниця збереження рослинами гнучкості та міцності знаходиться у будові стебла: меживузля порожнисті, а вузли заповнені тканинами.
За принципом будови стебла злакових рослин та стовбура дерев побудована Останкінська телевізійна вежа. Її основа потовщена, верхівка гострокінцева, а по периферії вздовж стін розміщені металеві конструкції як у стеблі всередині. При сильному вітрі вежа може розгойдуватись, як стебло пшениці до 10 м із сторони в сторону, причому зберігаючи міцність. За дослідженнями вчених вона може витримати навіть землетрус у 8 балів. І проіснувати ця споруда повинна не менше, ніж 300 років.

На основі принципу будови гнучкого та міцного стебла бамбука також споруджують висотні споруди. Вони необхідні у місцевостях, де можливі поштовхи землі. Верхні поверхи можуть відхилятися на кілька десятків сантиметрів, зберігаючи стійкість.

У містах будують багатоповерхові будинки, які схожі на початки кукурудзи. Вони досить міцні і красиві зовні.

Водоплаваючі тварини та дахи стадіонів
Будова перетинкових лап водоплавних птахів, плавників риб, крил кажанів стала основою для конструювання дахів великих стадіонів, де перекриваються великі прольоти.
Бджоли – будівельники
       Для сучасної архітектури характерна увага до кращих природних зразків, наслідування їм. У проектуванні будівель розроблено, запатентовано і частково впроваджено низку конструктивних рішень, заснованих на закономірностях біоніки.
Захоплює будівельне мистецтво осель медоносних бджіл – строга геометрія їх сот, яка складається із правильних шестикутних комірок.
       Наприклад, використовуючи принцип побудови бджолиних стільників, розроблено низку планувальних і конструктивних рішень силосних корпусів елеваторів з шестигранними уніфікованими силосховищами стільниковоподібного типу, а також склади мінеральних добрив.Для будівництва елеватора із типових сотових залізобетонних конструкцій йде на 30% менше бетону, ніж на звичайний. Надійність такої споруди дуже зросла.
      

Сучасне втілення органічної архітектури
      У даний час появилася нова методика проектування « Органічна архіктетура», яка стає популярною серед багатьох країн. Це новий підхід у проектуванні, в основі якого лежить взаємодія трьох основних факторів: людина, функція, оточення. Органічна архітектура, запозичивши у природи економію власної матерії, оптимально використовує будівельний матеріал, кошти замовника. Кожне приміщення в будівлі повинно мати форму, відповідну до функціональних та естетичних вимог. Це проектування відмовляється від «прямокутного» підходу (кути кімнати необхідно додатково освітлювати, опалювати, декорувати; мала економія будматеріалу та ін..) Тому така  методика проектування стає популярною.
З 90-их років минулого століття і до сьогоднішніх днів у біонічному стилі побудована велика кількість будинків і цілих міст. Наприклад: Гуггенхайм музей спроектований так, що відвідувач, піднявшись на ліфті, потім повільно опускається по серпатину галерей, оглядаючи експозиції. Форма цієї будівлі нагадує раковину та відображає її внутрішню драматургію.             Втілення органічної архітектури можна спостерігати в Нідерландах (будинок правління NMB Банк), Австралії (будова Сіднейської опери), Монреалі (Всесвітній виставковий комплекс), Японії (хмарочос SONY і музей плодів) і в Шанхаї (місто-вежа).


Шанхайське “місто-вежа”
В Китаї є свій проект міста - хмарочоса: через 15 років у Шанхаї з’явиться Bionic Tower або «Кипарис». Башта буде будуватися за принципами біоніки, тобто поєднання новітніх розробок робототехніки та природних форм. Виглядати струнка башта заввишки 1 кілометр буде як справжній кипарис, у неї навіть будуть коріння для стійкості. Проект розроблявся протягом 7 років, зараз ведуться пошуки ідеального місця розташування хмарочоса, щоб «Вертикальне bionic місто-вежа» гармонійно вписалось в пейзаж Шанхаю, населення якого через 20 років може досягти 30 мільйонів осіб. Якщо проект виявиться вдалим, влада КНР готова ще через кілька років почати зведення інших подібних висоток.
Далі про те, що ця вежа собою являє. Трохи цифр. Висота - більше кілометра - 1,228 метрів. 300 поверхів. Загальна площа - 2 мільйони квадратних метрів, близько 400 горизонтальних і вертикальних ліфтів, швидкість яких - 15 м/с, тобто з першого на останній поверх можна буде піднятися в середньому за 2 хвилини. Діаметр башти, який має форму кипариса, в самій широкій точці - 166 на 133 метра, біля основи - 133 на 100.
В місті будуть жити 100 тисяч чоловік. Унікальна споруда, створена за законами архітектури майбутнього, імітує природні конструкції, зможе протистояти пожежі, повені, землетрусу і урагану.
Місто буде спочивати на штучному плоскому острові, вміщеному в штучне ж озеро. Штучний острів біля основи буде в 1 км в діаметрі, а озеро покликане амортизувати підземні поштовхи.
Головний принцип будови запозичений у кипариса.

3. Технічна біоніка

Технічна біоніка
   Дослідники в царині телекомунікацій, електронних та комп'ютерних систем (США) виявили в тілі глибоководних губок роду Euplectellas високоякісне оптоволокно. Матеріал з скелета цих губок може пропускати цифровий сигнал не гірше, ніж сучасні комунікаційні кабелі, при цьому природне оптоволокно значно міцніше створеного людиною завдяки наявності органічної оболонки.
„Зуб” для бурової установки
       Для біоніки цікавими стали навіть диназаври. Чому? Коли учені працювали над проблемою буріння свердловин, були створені десятки конструкцій ріжучих поверхонь до бурових колонок. Але всі вони, дійшовши до твердих порід, швидко затуплювалися. Згадали про зуби вимерших плазунів-диназаврів. Конфігурація їхніх зубів підказала винахідникам форму ножа до двохярусної бурової колонки, що збільшило робочу тривалість установки.

Ласо  -  сачок павука
        З давніх-давен людина для відловлювання коней використовували своєрідний аркан – ласо.
Цей аркан подібний на ловильні сітки окремих павуків.
       У Південній Америці живуть павуки, які із павутини роблять сачок. Удень вони перебувають  в оціпенінні і схожі на бруньки дерев. Уночі ці павуки плетуть ловчу сітку і натягують між кінцівками. Коли жертва пролітає поруч, павук миттєво витягує довгі ноги і натягує павутинну сітку на жертву.
       У Австралії живуть павуки, які на кінець нитки-павутини прикріплюють крапельку своєї клейкої рідини. При наближені жертви цей павук влучним кидком кидає нитку з клейкою краплиною на комаху, крила і лапки якої склеюються.
       Людям сподобалася ловильна дія павуків і вони зробили штучну ловильну сітку – ласо, яку використовують у господарстві для відловлювання тварин.

Шаруваті конструкції

В області розробок ефективних і безвідходних будівельних технологій перспективним напрямком є створення шаруватих конструкцій. Ідея запозичена у глибоководних молюсків. Їх міцні мушлі складаються з жорстких і м'яких пластинок ,що чергуються. Коли жорстка пластинка тріскається, тоді деформація поглинається м'яким шаром і тріщина не йде далі. Така технологія може бути використана і для покриття автомобілів.  

Квітка – дзеркало-рефлектор
              Після знайомства з будовою квітки, ми знаємо, що пелюстки можуть відкриватися і закриватися, захищаючи головні частини та утримуючи тепло. Для того, щоб зберегти тепло, пелюстки згортаються, але не повністю, утворюючи всередині ввігнуту поверхню. Промені, проникаючи в квітку, відбиваються від внутрішніх поверхонь пелюсток і концентруються на маточці. Такий принцип концентрації розсіяної енергії в одному напрямку люди використовують у техніці. Це, наприклад, ввігнуте дзеркало – рефлектор, що концентрує світлові промені в одному напрямку. Такі рефлектори використовуються у медицині, кіноапаратурі та різних приладах.

Технічні присоски
Кінцівки мух і чорних морських їжаків мають вакуумні присоски, завдяки яким їжаки, наприклад, підіймаються по абсолютно прямовисних скелях, а мухи повзають по абсолютно гладкому склу або по стелі.
Принцип вакуумної присоски стали використовувати в роботі підйомних кранів.
Восьминіг – «присоска»
      Восьминіг при полюванні охоплює свою жертву щупальцями і присмоктується сотнями присосок в неї. Присоски знаходяться на щупальцях. Вони допомагають йому також рухатися на слизьких поверхнях, не з’їжджаючи вниз.
      За принципом дії присосок восьминога працюють технічні присоски. Сама присоска злегка закруглена і розправляється при зіткненні з перешкодою. Потім еластична шайба знову стягується і між нею і перешкодою виникає вакуум. Атмосферний тиск не дозволяє їй відчепитися від перешкоди.
      За таким принципом  працюють дитячі стріли з присоскою на кінці.

Лотос – чистюля
      Листя лотоса ніколи не забруднюється. Чому? Чи не можна застосувати цю властивість листя лотоса в техніці? 
      У 70-і роки вчені-біоніки за допомогою електронного мікроскопа за декілька років досліджень і експериментів відкрили водовідштовхувальні мікро- і наноструктури, які перенесли в технічну сферу. Так виникли фарби, що не забруднюються, самоочисне скло, яке застосовують у камерах спостереження за дорожнім рухом.

Плавальні костюми «від акули»

      Зразком для виготовлення плавальних костюмів стала шкіра акули, яка складається із особливих рифлених лусочок. Завдяки їм шкіра акули є гладенькою, тому риба масою в тонну вільно рухається у воді і майже не зустрічає опору. За таким зразком були оснащені плавальні  костюми – тисячами штучнИх лусочок. Це мало ефект: спортсмен, одягнувши такий костюм, пропливав 100-метрівку в середньому на 1,5 секунди швидше, ніж конкурент у звичайному плавальному костюмі.

Біоніка в побуті
Сільничка – коробочка маку
В 1920 році австрієць Рауль Франсе взяв за основу будову плоду маку і створив сільничку.

Застібки-липучки
Ще один винахід, створенням якого ми зобов’язані природі, є звичайна «липучка», яка використовується в текстильній промисловості. Перші липкі стрічки з'явилися в 50-х роках XX століття. Швейцарський інженер Жорж де Местраль втомився постійно чистити свою собаку від незрозумілих рослин, які прилипають до неї після прогулянки і він вирішив з’ясувати, чому бур’яни прилипають до шерсті. Дослідивши рослину, Местраль визначив, що вона чіпляється завдяки маленьким гачкам. В результаті інженер усвідомив важливість зробленого відкриття і через вісім років запатентував зручну «липучку», яка сьогодні широко використовується при виготовленні одягу та взуття.
Блискавка
Такий винахід XX століття, як застібка «блискавка» було зроблено на основі будови пера птаха. Борідки пера різних порядків, оснащені гачками, забезпечують надійне зчеплення.

Дизайн меблів
Для виготовлення меблів для відпочинку дизайнери запозичили ідеї в природи.

Біоніка і медицина
Голка-скарифікатор сконструйована за принципом,що повністю повторює будову зуба-різця кажана, укус якого, з одного боку, відрізняється безболісністю, а з іншого - завжди супроводжується досить сильною кровотечею.

Вивчивши будову і функціонування людського вуха, вчені сконструювали слуховий апарат для людей із проблемами слуху.
Поршневий шприц багато в чому імітує кровосисний апарат комах - комара і блохи.

Принцип будови хобота слона і дзьоба птаха використали при конструюванні медичних інструментів.

4. Використання в техніці принципів руху живих організмів

Секрет  дятла
       Прискорене кінознімання показало: коли лісовий дятел шукає комах або готує дупло під гніздо, то його дзьоб може довбати дерево зі швидкістю удару 7 м за сек Мозок пташки ніколи не травмується! Виявилось, що секрет полягає в тому, що голова дятла переміщається тільки вперед і назад в одній площині, без будь-яких бокових зміщень. Тому голова і шия захищені від пошкоджень.
       У зв’язку з цим у інженерів виникла ідея покращити захисні шлеми космонавтів, сконструювавши їх таким чином, щоб обмежити бокові переміщення, що досягається спеціальними шийними скобами.
Також використали уміння дятла при конструюванні нових автомобільних сидінь. Такі сидіння під час аварійної ситуації погашають значні навантаження на тіло від ударів, так як людина і сидіння – єдина система (як у дятла).

Двокрилі комахи і політ літака

       Двокрилі комахи володіють одним з маневрених польотів у живому світі, вони здатні кардинально змінювати напрямок руху або повертатися назад менше ніж за 30 мілісекунд. Відбувається це завдяки двом крихітним булавовидним «органам балансування», т.з бризкальцям. Після вивчення польоту комах був створений вібраційний жиротрон. Він забезпечує високу стабілізацію напрямку польоту літака при великих швидкостях.




Черв’як  -  бурильник
       На основі будови та переміщення у грунті  дощового черв’яка вченими були створені установки для буріння свердловин.
       Скорочуючи кільцеві м’язи, дощові черв’яки роблять передній край тіла досить тонким, який легко проникає між частинками грунту. Коли скорочуються поздовжні м’язи, передній кінець потовщується, чим і розштовхує грунт, утворюючи нірку.
       У бурильних установках, пробурюючи шари землі, частина її висипається у отвори на бурильних трубах.

Кріт – «дренер»
        Інженерами створені дренажні машини для осушування боліт на основі знань про відмінне риття нір кротами у грунті.
       Головна частина такої осушувальної машини – це дренер. Ще одна складова цього механізму - плуг, який виконує функції кінцівок крота. Плуг прориває шари грунту, а дренер рухається за ним і прокладає канал, втоптуючи грунт, як кріт.


Снігохідна машина ”Пінгвін”
        Щоб не провалюватися при ходьбі по пухкому снігу, пінгвіни лягають на живіт і, відштовхуючись крилами і лапами, ковзають по снігу з швидкістю до 25 км / год.
Заснована на цьому принципі снігохідна машина «Пінгвін», лежачи на снігу днищем і відштовхуючись колісними спицями, ковзає по поверхні зі швидкістю 50 км / год. Ця машина при своєму русі по снігу не утворює глибоку колію, не грузне.

Павук -“протезист”
       Сучасний тип протезів кінцівок - протези на силіконовій основі, містить в основі своїй природній принцип - принцип гідравлічної будови ходильних ніжок павука.


Крокуючий екскаватор
       Павуків природа наділила чудовим гідроприводом, рідиною для якого служить кров тварини.
В основі руху крокуючого екскаватора лежить гідропривід, що нагадує гідропривід павуків.


Падає як кіт
         Галілео Галілей писав: «Хто не знає, що кінь, який впав з висоти 3-4 ліктів, ламає собі ноги, тоді як собака при цьому не так страждає, а кіт залишається не пошкодженим, хоча кинутий з 8-10 ліктів точно так само як цвіркун, який впав з вершини вежі, чи мураха, яка впала на землю хоча би із поверхні Місяця».
       Чому так відбувається? Міцність кісток і тканин тварин, сила тертя об повітря залежать від площі їх перерізу, маси  та об’єму тіла. Кота і коня не можна порівнювати: у них неоднакова будова тіла, різні «амортизуючі» пристосування, що пом’якшують поштовхи при ударі.

       Здатність котів падати завжди тільки на лапи використовують космонавти у космічних кораблях, де відсутня гравітація. Кішка при падінні з висоти вирівнює своє тіло відповідно до поздовжньої вісі, тобто тварина обертається у повітрі так, щоб приземлитися на чотири лапи. Це сприяє пом’якшуванню удару.

Повітряні  потоки – запорука  польоту.
 Птахи -авіатори
       Для біоніки  цікавим є політ птахів водних просторів: альбатросів, фрегатів, буревісників. Для кожного птаха є важливим вміння керувати своїм польотом.
Вони вміло використовують під час польотів переміщення повітряних потоків.
       Коли вітер потужний, альбатроси направляються вниз до води, де над поверхнею розвертаються грудьми до вітру і знову плавно піднімаються вгору, не махаючи крильми. Вони використовують для цього підіймальну силу зустрічного потоку повітря.
       Вони можуть пролетіти сотні кілометрів,  майже не витрачаючи енергії.  Птахи без потреби крилами не махають: раціонально використовують сили при максимальній дальності польоту і максимальному використані повітряних потоків.
       Авіатори постійно захоплюються польотами цих птахів. Створюючи планери, вони також використовують енергію руху повітряних мас, літаючи в повітрі без мотору. Тривалість польоту залежить від вміння використовувати повітряні потоки.
       Повітряний спорт (політ на планерах, парашутах, запуск повітряних зміїв) для катання в повітрі на висоті використовує знання про вміння польоту птахів.

Змах  крила
       Навчившись літати, людина перевершила птахів - за  швидкістю польоту, висотою  І дальністю .
За економічністю найкращі в світі повітряні лайнери, що переносять за кілька годин сотні пасажирів через моря й океани, все ще відстають від птахів. Літальний апарат лелеки майже у 10 разів економічніший, ніж у найдосконаліших літаках. Дзьоб, голова, шия плавно вигнуті під час польоту, ноги підібгані й майже не виступають із тулуба, нагадуючи прибране шасі літаків.
       Сокіл-сапсан під час горизонтального польоту розвиває швидкість біля 90 км/год; побачивши здобич, він кидається на неї з висоти і, пікіруючи, досягає швидкості 360 км/год.
       Пальму першості слід віддати найменшому представнику пернатого світу – колібрі. У погоні за комахами вони розвивають швидкість до 100 км/год, піднімаються вгору до висоти 4 тис. м. Колібрі може зупинитися в повітрі і, не перестаючи працювати крилами, тривалий час висіти, ніби вертоліт. Ця пташка вміє літати  „боком” і „заднім ходом”. Така висока маневреність польоту досягається за рахунок великої частоти змаху крил (понад 50 разів за секунду).
       Творці сучасних повітряних лайнерів мають у своєму розпорядженні такі блискучі приклади природи, щоб довести економічність і маневреність своїх кораблів до рівня, досягнутого птахами!
         

Водні тварини - суднобудівники
       Суднобудівники використовують всі відомі дані про будову тіла та рух риб у створенні пристосувань для байдарок та спортивних човнів.

       Швидкість багатьох риб досягає десятків кілометрів за годину. Наприклад, швидкість голубої акули – біля 36 км за год, а меч-риби – до 140 км за год. Така швидкість риб пояснюється обтічною формою їх тіла, кофігурацією голови, що сприяє малому лобовому опору.
       Це підказало кострукторам ідею для перегляду ряду корпусів морських і повітряних суден. Замість довгого сигароподібного корпуса, який раніше вважався оптимальним, запропонований корпус, подібний по формі з тілом цих тварин.
       Японські кораблебудівники носи своїх суден роблять схожими за формою на голову вусатих китів, і дотримуються також пропорцій тіла цієї морської тварини.
     Спостерігаючи за швидкістю плавання тунця та його стрімкими рухами у воді, на вантажних суднах почали встановлювати горизонтальні стабілізатори як плавці у тунця, завдяки чому покращилось маневрування суден.
    Кашалоти мають асиметричний череп, у його лицьовій частині утворюється жирова подушка. Цей орган слугує для керування плавучістю. Ця здатність кашалотів зацікавила конструкторів підводних апаратів, типу батискафів. Ці апарати повинні опускатися і підніматися, тому їм необхідно мати систему керування, подібну до жиру кашалотів.

Живі  „торпеди”
       Люди давно помітили, що дельфіни, граючись, обганяють будь-який корабель. Біоніки висловили думку, що це досягається завдяки великій потужності хвоста і обтічної форми тіла. Винахідники виготовили дерев’яну модель, яка копіювала форму дельфіна й  обладнану потужним двигуном.  Але виявилося, що швидкість моделі в 10 разів менша, ніж у живого дельфіна. Загадка ховалася в іншому – у шкірі дельфіна. Вона усуває завихрення водяного потоку.
       Інженери  створили спеціальні гнучкі обшивки для торпед і підводних човнів, подібні за будовою до шкіри дельфіна: опір води зменшився більш як удвічі. Крім того виявилося, що шкіра дельфіна є активним гасителем потоків води. При різкому збільшенні швидкості дельфіна опір його рухові також повинен збільшитися. Тоді шкіра  дельфіна сама починає коливатися, що приводить до гасіння вихрових потоків уздовж тіла. У сучасному суднобудуванні намагаються досягти „технічних даних” дельфіна виготовленням обшивки човнів із багатошарової гуми, в яку позмінно нагнітається й відкачується повітря. Біжуча вздовж корпусу хвиля імітує рух шкіри дельфіна.

5. Використання в техніці принципів роботи сенсорних систем  деяких тварин

Вивчення принципів роботи сенсорних систем та мозку відкриває небачені перспективи їх використання при розробці нових комп’ютерів, створенні штучних аналогів ока, носа та, врешті-решт, і штучного інтелекту.

Штучні органи чуття

         Бурхливий розвиток науки і техніки вимагає використання роботів, які б мали сенсорні системи, тобто органи чуття.
       Знання про будову вуха дали можливість вченим з’ясувати механізм утворення звуків і розшифрувати суть цих звуків у тварин. Це заклало основу науки біоакустики. Вивчення звуків тваринного світу допоможе керувати їх поведінкою. З допомогою передавання біосигналів можна відлякувати комарів, сарану, птахів, також керувати життєвими циклами риб. Проводяться дослідження у створенні імітаторів голосів людини та звуків  домашніх тварин.
    Орган нюху у людини зовсім не досконалий. Чутливими до запахів є комахи, птахи, ссавці і, навіть, рослини. Наприклад, шахтарі колись брали в шахту канарейок. Ці співочі птахи надзвичайно чутливі до токсичних газів і бурхливо реагували на їх кількість, що перевищувала допустиму норму. Болгарські вчені дослідили, що кімнатна рослина традесканція також є корисною у шахтах. Велика кількість метану змінює колір тичинок із світло-синіх до рожевих.
     Собаки та свині досить чутливі до різноманітних запахів. Собаки працюють в аеропортах та вокзалах для відшукування наркотичних речовин, а свині добре знаються на відшукуванні грибів-трюфелів, які зовсім непомітні під лісовою підстилкою. Але вчені працюють над створенням електронного носа. Його необхідність у тому, щоб допомагати визначати якість продукції, встановлювати діагнози хвороб по специфічних запахах. На промислових підприємствах електронний ніс може контролювати хід технологічного процесу, тобто заміняє людину на шкідливому виробництві.
     Дотик – це сприйняття фізичних властивостей предметів: твердість, м’якість, гладкість, температуру та біль… в результаті подразнення рецепторів шкіри та слизових оболонок. Принцип сприйняття таких фізичних властивостей використовують у побудові вимірювальних приладів, тому що сьогодні народне господарство потребує надчутливих приборів та систем. Це б дозволило ефективніше проводити процеси на промислових підприємствах, посилити контроль за якістю продукції. Загальними зусиллями біологів та електронників були створені біодатчики. Вони досить чутливі і можуть входити до складу гуморальних систем, створених людиною. Наприклад, існують такі біодатчики, які можуть визначити цукор, розчинений у 10 тисячах літрів води, а зміни температури, навіть, на одну тисячну долю градуса Цельсія. Таким чином, і механічні, і електронні роботи сприяють прогресу у багатьох галузях промисловості та охороні здоров’я.


Штучні очі
      На основі вивчення будови очей котів вчені створили «штучні очі», так звані катафоти – оптичні прилади, що світяться у сутінках. Катафот відбиває світло назад до джерела освітлення  незалежно від кута падіння променів на його поверхню. Найчастіше катофоти застосовують у велосипедах та автотранспорті для позначення габаритів. Ними оснащують усі транспортні засоби і небезпечні ділянки доріг. Катафоти виготовляють зі скла чи пластмаси.


Запах – „мова” щура
       Навколо нас – велика кількість запахів. Ми можемо вловити невелику їх частину. Орган нюху в щурів найкраще розвинутий. Люди весь час ведуть з ними боротьбу на винищення, але ці тварини виживають. Чому?
Вони за запахом: знаходять їжу і визначають, чи вона їстівна чи ні; повертаються до свого житла; визначають своїх чи чужих. Отже, запах – це їхня мова.
        Якби повністю розкрити таємницю високої чутливості органу нюху в щурів, можна було б сконструювати запаховловлювач-індикатор. За допомогою нього можна було б покращити контроль технологічного процессу приготування  харчової продукції, дегустацію і якість готової продукції, визначити вид тварини та орієнтацію місця її перебування для мисливців і єгерів, застосувати для ефективного  веденя розслідування криміналістами, для діагностики  захворювань медиками.

       Ученими біоніками  був створений „механічний ніс”. Його використовують у парфумерії, харчовій промисловості, для визначення сп’яніння у водіїв, виду наркотиків у наркотично залежних людей, для встановлення наявності вибухових речовин.


Живі  ехолокатори
        Перед другою світовою війною інженери розробили й реалізували принцип радіолокації. Творці радіолокатора не думали, що багато технічних задач, з якими їм довелося зіткнутися, „розв’язані” природою мільйони років тому: між радіолокатором і крихітним літаючим звірятком є щось спільне. Що це за звірятка? І як вони  орієнтуються у повній темряві?
Звичайно, це кажани. І в них чудово працює принцип ехолокації.
       Локаційний апарат кажанів володіє набагато більшою точністю, ніж створені людиною радіо- і гідролокатори.
       Біологи встановили, що нічне бачення кажана пов’язане з з функцією органу слуху і ротової порожнини. У кажана дуже сильна мускулатура гортані створює великий натяг тугих і тонких голосових зв’язок і тому в гортані виникають ультразвуки (до 75 Гц). У польоті він випромінює ультразвукові імпульси тільки в один бік. Якщо немає перешкоди, то він випромінює нечасті імпульси. Це економний режим роботи цього живого локаційного аппарата. При виявленні перешкоди зразу змінюється режим роботи: вища частота випромінювання і коротші імпульси. Наприклад: кажани одного із видів у темряві  виявляють перешкоду-дріт діаметром до 0, 3 мм.

       Орієнтація за відбитими звуками виявлена і в китоподібних. Дельфіни не тільки точно локалізують джерело звуку, а й за допомогою своїх високочастотних сигналів і еха, що повертається до них, отримують точну інформацію про навколишні предмети: відстані до них; відшукують корм у каламутному середовищі на значних глибинах навіть  уночі; виявляють риб, які для них є їстівними.; розрізняють вид риб на відстані до 3 км.
       Як бачимо, що локаційний аппарат  особливо у кажанів не тільки високоточний і надійний, а й енергетично економічний, мініатюрний і надзвичайно легкий, має змінний режим роботи залежно від обставин з погляду економії.  Інженерами були створені акустичні окуляри для сліпих, у конструкції яких закладений  той же принцип орієнтації за слухом, який використовується дельфінами і кажанами. У таких окулярах ехо ультразвукових променів перетворюється у звуковий сигнал. Недоліки цих окулярів: складні, громіздкі і далекі від удосконалення (ехо від різних перешкод має неднаковий тембр, а різна висота звукового сигналу передає відстань до перешкоди).

Вибіркова здатність очей жаби

Біоніки зацікавились жабою, особливо її очима. Очі жаби – цікаві і складні за структурою: вони вкриті рухомими повіками; рогівка випукла; кришталик має форму двоопуклої лінзи. Нервові клітини в очах утворюють чотири шари. Це й якраз впливає на поведінку земноводного. Якщо з’являється рухома здобич, то нерухома жаба може миттєво зреагувати. Як це відбувається?
       Інформація про рухому здобич надсилається у мозок тварини за допомогою саме 4 шарів нервових клітин. Кожний шар містить  спеціалізовані волокна, які створюють окремі зображення: один шар сприймає істоти, що рухаються; другий сприймає контури їстівних істот або ворогів; третій реагує на переміщення; четвертий – на затемнення. У результаті цього у мозку жаби виникає сумарне зображення, що саме їй необхідно бачити ( не все, що навколо, а те, що є для неї життєво необхідне).
       У лабораторіях багатьох країн створені електронні аналоги очей жаби – прилади з вибірковою здатністю. Електронне око складається із тисячі світлочутливих елементів. Поза ними розміщуються розшаровані схеми, кожен шар яких виконує певну функцію, як шар нервових клітин ока жаби. Функцію мозку у апараті виконує панель із лампочками. При переміщенні предмету із певними контурами деякі лампочки миготять, потім інші – наявна вибіркова здатність.
Такі апарати застосовують для сортування листів за індексами, зазначеними на конверті. У пам’яті такого сортувальника вкладено набір еталонів: шестизначний номер кожного листа автомат прочитує,  порівнює з еталоном і направляє у відповідну лунку.
      Дослідження зору жаби дозволило інженерам сконструювати прилад  який виконує функцію сітківки ока. Цей прилад відсортовує контури об’єкта, реагує на зміну контрасту і яскравості.
     


                                          Живі  „сейсмографи”

       Як уже давно помітили рибаки і мешканці морського узбережжя, багато морських птиць і тварин завчасно дізнаються про наближення шторму. Дельфіни  запливають за скелі, кити відходять у відкрите море, пінгвіни лягають на сніг і витягують свої дзьоби у напрямку, в якому повинна пройти буря або заметіль.
       Із числених тварин, що мають невідомі нам механізми для прогнозування штормів, біоніки в ролі першого піддослідного об’єкта  вибрали медузу. Вона, за численними спостереженнями, задовго до наближення шторму, спішить перейти у безпечне місце на велику глибину. Виявляється, у медузи є інфравухо. Воно дає їй змогу вловлювати недоступні для людського вуха інфразвукові коливання (частотою 8-13 Гц), які добре поширюються у воді і приходять за 10-15 год. до шторму.
       Винахідниками створено штучне  „вухо медузи”, яке виявляє наближення шторму. У приладі, що імітує „орган слуху” медузи, є: рупор, який уловлює коливання повітря;  резонатор, який пропускає коливання необхідних частот; п’єзодатчик, що перетворює  ці коливання в імпульси електричного струму; підсилювач – підсилює ці імпульси. Такий прилад дозволяє визначити настання шторму за 15 годин.
       Вивчення бічної лінії риб також допомогло створенню цікавого приладу.
Бічна лінія риб має числену кількість електрорецепторів, завдяки яким вона сприймає напрямок течії, стан каламутності води та коливання хвилі, відбитої від різних предметів.
  Цими електрорецепторами риби сприймають зовнішнє електричне поле, низькочастотні коливання води та інфразвуки як провісники землетрусів. Тому люди прибережних зон знають, коли глибоководні риби плавають біля поверхні води, треба чекати землетрусу. Тому біоники, вивчивши поведінку риб, створили прилад, що прогнозує землетруси – сейсмоприймач.


Штучна  шкіра
       Шкіра людини – це покривний орган, який виконує в організмі різні функції:
                     * захищає організм від втрати води, проникнення сторонніх речовин, хворобливих мікробів, механічних пошкоджень;
                     * сприймає тепло, тиск, біль;
                     * виводить  з організму кінцеві продукти життєдіяльності;
                     * бере участь у підтриманні сталої температури тіла.
       Учені створили штучну шкіру, яка виконує деякі фукції натуральної шкіри людини. Процес її утворення проходить так: розчин коллагену бичачої шкіри та вуглеводний компонент, який отримують із хрящів акул, висушують у вакуумних установках. Утворюється легка пориста речовина. Після  цього її стерилізують, утворюють з неї сітку і покривають силікованим покриттям.
       Таку штучну шкіру використовують у медицині при пересадці, яка виявляє такі функції: захищає дане місце і перешкоджає проникненню в тканини організму патогенних мікробів.
      
       Дослідники зі Стенфордського Університету створили новий тип штучної шкіри, в якому застосовуються вуглецеві нанотрубки. Шкіра здатна розтягуватися (не втрачаючи свою функціональність), має дуже невелику товщину і здатна "відчувати" не тільки місце натискання, але і його силу.
Нова «штучна шкіра» здатна реєструвати не тільки найслабший дотик кінчиком пальця, але і тиск, створюваний слонової ногою.

       У недалекому майбутньому дана технологія може отримати застосування у виготовленні «відчуваючих» дотики роботів і при заміні справжньої людської шкіри штучною.

6. Нейробіоніка

Нейробіоніка – напрям у біоніці, мета якого - вивчення й моделювання діяльності центральної нервової системи людини й тварин для використання закономірностей їхньої будови при створенні нових технічних пристроїв, кібернетичних систем тощо. 
Біоніка і кібернетика
 Кіберне́тика  наука про загальні закони одержання, зберігання, передавання й перетворення інформації у складних системах управління.

«Мізковиті»  роботи
       Пізнати людський мозок, розкрити принцип його будови та зробити аналогічний – це мрія біоніків.
       Сучасна складна наука нейрокібернетика займається конструюванням штучного мозку.  Мета цієї науки – створення розумних роботів, мозок яких виконував би функції людського мозку.

Цей мозок повинен бути органом центрального керування руками, ногами, іншими системами організму, знати своє місцезнаходження та вміти контактувати із навколишнім середовищем. Створений штучний мозок досить важкий, не може фільтрувати інформацію, хоча здійснює мільйони операцій за секунду, у нього неусвідомлене запам’ятовування, відсутня емоційність.
       Учені з кожним роком удосконалюють створених «мізковитих» роботів. Уже існують такі роботи, які можуть добре орієнтуватися на місцевості, долати перешкоди, виконувати різноманітні дії.


Людина – робот

       Вивчивши особливості будови та з’єднання кісток, злагоджену роботу м’язів, контроль над ними з боку центральної нервової системи, японські вчені створили роботів, схожих на людину не лише зовнішньо.  Вони виконують багато рухів, які властиві людині: згинання і розгинання тулуба та в колінах. Завдяки шарнірним з’єднанням вони переміщаються, повертаються; тазостегнові, колінні і гомілково-стопні суглоби виконують злагоджену роботу. Функції мозку виконує ЕОМ,  тобто комп’ютер.
Такі роботи широко використовуються у різних сферах життєдіяльності людини : у розвантажуваннях та завантажуваннях, на шкідливих підприємствах, на АЕС, для дослідження морського дна, перевірки кабелів, робіт у космічному просторі …

Крокуючий робот
             Вивчивши статичну і динамічну роботу м’язів, вчені створили крокуючого робота. Його допомога необхідна у пустелях, тайзі, горах, при виконанні монтажних робіт, підводних роботах по збиранню водоростей, зведенні мостів, роботі на підводних рибних фермах, а також для роботи в космосі. Основне в цих роботах - ноги, які повинні бути швидкохідними. Важко це було зробити, тому що у людини при роботі нижніх кінцівок працює десь понад 600 м’язів. Тому створити робота, подібного за роботою м’язів до людини, нелегко. Все-таки, крокуючі роботи є. Вони переміщаються по нерівній поверхні, змінюють темп або швидкість ходьби, змінюють ходу, а також слухають, виконують команди, уміють говорити і спеціальними камерами у них забезпечується зір.


        У м’язах людини хімічна енергія перетворюється на механічну. На основі цього у Швейцарії була створена модель м’яза людини. Замість м’язової тканини там використали речовину із великими молекулами – поліакрилову кислоту. З неї було виготовлено тоненьке волокно. У кислому розчині волокно злегка скручується, у лужному – видовжується і розправляється, а в кислому знову скручується. Отже, змінюючи хімічне середовище, штучне волокно, як м’язи, виконує різні рухи.
       Якщо приєднати вантаж до штучного м’яза, він підніме його, тобто хімічна енергія перетворюється у механічну (біодвигун).  


Монопод і гексапод
       В напрямку створення прямоходячих двоногих роботів найбільше просунулися вчені зі Стенфордського університету. Вони  майже три роки експериментують з мініатюрним шестиногим роботом - гексаподом, побудованим за результатами вивчення системи пересування таргана. Перший гексапод був сконструйований 25 січня 2000 р. Зараз конструкція бігає досить швидко - зі швидкістю 55 см (більше трьох власних довжин) в секунду - і так само успішно долає перешкоди.

       У Стенфорді (США)   також розроблений одноногий стрибучий монопод людського зросту, який здатний утримувати нестійку рівновагу, постійно стрибаючи. Як відомо, людина переміщується шляхом «падіння» з однієї ноги на іншу і велику частину часу проводить на одній нозі.


Клешня рака  -  механічна рука
       Клешні рака з їхніми рухами також є прикладом створення технічних засобів.
Вони виконують такі функції: захоплюють їжу, підтягують її до рота, досліджують навколо себе простір, виконують роль опори.
Якщо рак не досягнув своєї мети за допомогою клешнів,  тоді знову повторює рухи, змінюючи положення свого тіла та траєкторію руху в просторі.
       Конструктори, вивчивши рухи клешні рака, створили для робота механічну руку і системи керування нею.

Лапи мухи  -  ноги робота
         Для біоніки муха стала об’єктом відкриття. Чому саме муха?
У цих комах на лапках розміщені різноманітні хеморецептори – мініатюрні біологічні датчики  4-ох типів: одні аналізують склад води, інші визначають наявність цукру, треті досліджують мінеральні солі, а останні вказують на наявність білкової їжі. На хоботку ротового апарату є також такі рецептори. Тому муха завжди знає, що в неї під  ногами: хімічний склад рідини чи їжі (може щось неїстивне). За рухом хоботка можна дізнатися тип речовини і чи можна її вживати.
       На основі таких досліджень учені змайстрували робота із 6-ма ногами, з яких кожна має 2 приводи: двигун та механізми, що передають інформацію. Призначення механізмів: один – для горизонтального, другий – для вертикального переміщення. Кожна нога закінчується подушечкою, просоченою клейкою рідиною. Ноги  з’єднанні у дві групи по 3 у кожній. Крокує робот спочатку однією групою ніг, а друга приклеєна до опорної поверхні, а потім другою (до черевичків подається поперемінно електричний струм). Далі  все повторюється.
Такий робот легко може визначити дефекти поверхні. У нього також є око – телекамера, електричний кабель та трубка для подачі повітря до невмопроводів.
       Отже, на основі будови кінцівок мухи вченими були створені крокуючі роботи, які відшукують дефекти на металевій поверхні.

Перспективи розвитку біоніки
       Завданням біоніки  є  використання в техніці лише кращих досягнень живої природи. Біоніка допомагає в розв’язанні інженерних завдань, таких як:                      
·        накопичення і обробка великої кількості інформації;
·        підвищення надійності радіоелектронних систем;
·        створення ЕОМ, які розв’язують задачі без попереднього програмування;
·        створення самопристосувальних систем;
·        мініатюризація (нано) елементів і блоків електронної апаратури;
·        розробка нових методів перетворення різних видів енергії живої природи в механічну, електричну та ін.

Останні досягнення біоніки

      В Мічіганському університеті  (США) вчені працюють над створенням нанокомпютера,  розмір якого можна співставити із сніжинкою або пилинкою
(розмір-1мм3). Така  «розумна пилинка», якщо її  вставити  в стіну будинку, може передавати сигнали про стан навколишнього середовища: температуру, рівень освітленості, вміст чадного газу, відстежувати рівень вібрації високих будов, знаходити речі за допомогою інтернету(пошук загубленого ключа, в який вмонтований нанокомпютер), у медицині – передавати сигнали про стан людини (вмонтована в імплантанти). Для своїх сигналів такі «пилинки» використовують звичайні радіохвилі (Интересная газета. №21. Мир неопознаного, ст.13. 2013.).

       Нині учені працюють над прототипом крил, що складаються з безлічі секцій, які залежно від зустрічного потоку повітря набувають оптимальної форми – як це відбувається у птахів. (Газета “Експрес,”№67, травень 2014 р.)
      
       В японських магазинах із продажу мобільних телефонів незабаром працюватимуть роботи. ( Газета „Експрес”, №62, червень 2014 р.)

Інженери з університету Осло продемонстрували модель першого у світі робота, який здатний розмножуватися. Інноваційні пристрої забезпечені портативними 3D-принтерами, які  в разі потреби можуть просто на ходу друкувати нових роботів ( Газета “Експрес”, №124, листопад 2014р.)


  «Винахід підказали… кажани».  Винахід 16-річного Івана Селезньова дав надію тисячам людей із вадами зору позбутися ціпка і пса-поводиря. Адже пристрій дуже простий в експлуатації, а його собівартість не перевищує 200 гривень. Американці вже  встигли оцінити його працю. Іван посів призове третє місце на престижному конкурсі «Intel International Science and Enqineerinq Fair – 2013» в Арізоні, а ще – премію від Американської акустичної спілки. Тамтешні фахівці готові співпрацювати з юним українським «кулібіним».
       Іван розповів про свій пристрій: „Це електронний ехолокатор, який подає звукові сигнали, відчуваючи перешкоду. При цьому незряча людина знає, на якій відстані слід очікувати предмет: якщо сигнал слабкий – далеко, чим сильніший – тим ближче. А ідею я „запозичив” у… кажанів. Адже вони нічого не бачать, а орієнтуються у темряві завдяки ультразвуку. Ехолокатор  є маленьким, легким. Нагадує наколінник, який ви одягаєте, коли  хочете повозитися на роликах. Ехолокатор вперше випробувала моя бабуся.                                                          Мені запропонувала співпрацю Американська акустична спілка. Я хочу вчитися в Україні в Київському політехнічному університеті. Свою премію витрачу на вдосконалення приладу та нові винаходи. Я цим живу!”  (Газета „Добрий лікар”, №15, 8.08.2013 – 22.08.2013 р.., ТзОВ „Фонд „Свобода слова”, Ірина Львова,”-48с.    
 
                                        
Можна передбачити, що з часом людина зможе одержати більш удосконалені системи ніж ті, які зуміла створити сама природа.

1 коментар :

  1. кредитна компанія, яка надає мені кредит у розмірі 5 000 000,00 доларів Коли інші кредитні інвестори нехтують моєю пропозицією, але містер Бенджамін Лі надає мені кредит на успіх. Вони безпосередньо беруть участь у фінансуванні позики та проекті в частині інвестицій. вони надають фінансові рішення компаніям та особам, які шукають доступу до фондів ринків капіталу, вони можуть допомогти вам фінансувати ваш проект або розширити свій бізнес .. Контакт по електронній пошті :::: Також 247officedept@gmail.com або пишіть на номері Whatsapp на + 1- ( 989-394-3740)

    ВідповістиВидалити