В статье автор раскрывает бионику как раздел зоологии.
Ключевые слова: бионика, живая природа, система.
Бионика — (от греч. biōn — элемент жизни, буквально — живущий), наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе моделирования структуры и жизнедеятельности организмов.
Бионика — это наука, изучающая принципы организации и функционирования биологических систем на молекулярном, клеточном, организменном, популяционном и ценозном уровнях, исследующая процессы преобразования энергии и информации, переработке веществ в живых организмах, экосистемах с целью применения полученных знаний для коренного усовершенствования существующих и создания принципиально новых машин, приборов, механизмов, строительных конструкций, экономичных источников энергии, технологических процессов, эффективных технологических комплексов и химических производств [3].
Её можно также назвать наукой о системах, которые являются аналогами биологических систем или которым присущи некоторые специфические характеристики живых организмов, или наукой об оригинальных технических системах и технологических процессах, созданных человеком на основе идей, найденных и заимствованных у природы [4].
Основу бионики составляют исследования по моделированию различных биологических организмов. Создание моделей требует не только проведения специальных уточняющих исследований на живом организме, но и разработки специальных методов и средств для реализации и исследования столь сложных моделей [2].
Изучение бионики является актуальной темой для человека с самого рождения бионики как отдельной науки. Изучение и рассмотрение живых систем для человека явило собой подробного изучения всех видов имеющих особое строение. Также сама бионика дала мощный толчок всем остальным отраслям биологии и других наук. Актуальность изучения использования человеком приспособлений данных природой живым существам помогло человеку достичь определённых высот в научном прогрессе [4].
Предмет бионики — изучение принципов построения и функционирования живых организмов с целью применения этих принципов в технике, для коренного усовершенствования существующих и создания принципиально новых машин, приборов, механизмов, строительных конструкций и технологических процессов [1].
Своё начало бионика берёт из такой науки как кибернетика. Она рассматривала живые организмы как сложные динамические системы, установив принципиальную аналогию в построении и функционировании живых и технических систем выработав единый подход к изучению процессов управления и организации в мире животных и машин, кибернетика первая перебросила мост от биологии к технике. Благодаря такому взаимодействию, когда идеи и методы одних наук вторгаются в область традиционных исследований других, биологические и технические дисциплины дали жизнь новому научному направлению, получившему название бионика [2].
Формально датой рождения бионики принято считать 13 сентября 1960 г. — день открытия в Дейтоне (штат Огайо, США) первого американского симпозиума на тему «Живые прототипы искусственных систем — ключ к новой технике». Подражая природе, человек не ограничился созданием только первых орудий труда.
Всмотритесь в лёгкие африканские постройки — вы увидите в них очертания цветков и деревьев. Все примеры убедительно говорят о том, что живая природа с незапамятных времён служила человеку источником вдохновения в его стремлении к научному и техническому прогрессу, что в течение многих тысячелетий человек учился у природы копировал её «изобретения», что техника возникла в виде искусственных орудий труда, функции и конструкции (внешние формы) которых были тождественны органам живых систем [3].
Прародителем бионики считается Леонардо да Винчи. Его чертежи и схемы летательных аппаратов были основаны на строении крыла птицы. В наше время, по чертежам Леонардо да Винчи неоднократно осуществляли моделирование орнитоптера [2].
Создание искусственных орудий требовало определённых знаний, а это знания не могли быть чем-то иным, как только знаниями эмпирическими. Поэтому как функции, так и формы первых искусственных труда были более или менее грубыми копиями органов тела животных и человека. Одними из первых, кто сделал шаг по пути раскрытия внутренних закономерностей живой системы и их использованию для создания новых технических устройств, по-видимому, были арабские врачи. Проводя много сотен лет назад глазные операции, эти хирурги получили представление о преломлении световых лучей при переходе из одной прозрачной среды в другую. Изучение хрусталика глаза натолкнуло врачей древности на мысль об использовании линз, изготовленных из хрусталя и стекла, для увеличения изображения [1].
Создание линзы является первой попыткой расширить сенсорный аппарат человека… Линза стала прототипом телескопа, микроскопа, и других оптических приборов позднейшего времени. Много лет спустя выдающийся немецкий астроном Иоганн Кеплер (1572–1630), исследовав архетипы (исходные типы) высокосовершенных природных форм, дал в трактате «О шестиугольном снеге» (1619) ряд рекомендаций по наивыгоднейшему использованию пространства, экономии труда и материалов, достижению наивысшей прочности.
Знаменитые опыты итальянского физиолога, профессора медицины Луиджы Гальвани (1737 — 1798) с лапкой лягушки позволил открыть так называемое животное электричество и привели в конечном итоге к созданию гальванических элементов — химических источников электрической энергии.
Большой интерес в бионическом плане представляет творчество великого русского учёного, основоположника гидро- и аэромеханики Н. Е. Жуковского (1847 — 1921). Выступая против тех, кто не видел в исследованиях живых организмов никакой пользы для технического творчества, учёный указывал, что за внешним различием животного и машины нужно уметь видеть одинаковые принципы и общие факторы, лежащие в основе функционирования биологических и технических систем [4].
В бионике наших дней ещё не всё установилось, не всё обозначилось: уточняется предмет, круг задач новой науки, определяются основные её направления, дальнейшая «стратегия» поисков технических закономерностей в живой природе, вырабатываются новые понятия, устанавливается связь этих понятий, разрабатывается общая, однозначная для биологов, инженеров, психологов, врачей, специалистов по кибернетике терминология бионики. Идёт процесс становления новой науки [3].
Литература:
- Акимушкин И. И. Причуды природы. — М.: «Мысль», 1981. — 380 с.
- Берг А. И. Бионика и её значение для развития техники. Бионика. — М.: Наука, 1965. — 133 с.
- Биология с основами экологии: учебное пособие / С. А. Нефедова, А. А. Коровушкин, А. Н. Бачурин, Е. А. Шашурина. — 2-е изд., испр. — Санкт-Петербург: Лань, 2022. — 368 с. — ISBN 978–5–8114–1772–8. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/211862 (дата обращения: 01.07.2024). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
- Драполюк, И. С. Основы бионики: учеб.пособие / И. С. Драполюк. Воронеж: Изд-во ВГПУ, 2005. 303с.
