Работа посвящена исследованию объектов бионики, которые человечество создало благодаря самой природе. В работе рассматриваются множество примеров объектов бионики в жизни человека. Например, описание о текстурах с необыкновенными сцепляющими свойствами, которые к тому же способны «переклеиваться» бесчисленное число раз, как лапы ящерицы геккона. Показывается, что общего между глазами кошки и дорожными отражателями, которые сейчас можно встретить повсюду. А также, работа познакомит вас с нашими изобретениями бионики, которые мы придумали сами.
Ключевые слова: бионика, объекты живой природы, биология, техника.
Человек часто учится от природы, создавая инструменты и приборы, которыми природа пользуется на протяжении многих лет, оттачивая свое мастерство в процессе эволюции. Мы часто пользуемся такими инструментами как клещи, молотки, расчески, щетки и многое другое и не задумываемся, как они появились.
Первоначально этим создателем была природа. Это она имеет множество инструментов, только они сделаны еще лучше, качественней и являются наиболее точными, чем инструменты техники. Они изготовлены не из металла, например, из хитина, как у насекомых. Природа — гениальный конструктор, инженер, художник и великий строитель. Любое творение природы — это надежность, прочность, экономичность. Большинство человеческих изобретений уже “запатентовано” природой. И доказательства этой мысли можно встретить на каждом шагу.
Природа создала необыкновенно совершенные живые механизмы. Ученых привлекает скорость и принцип передвижения дельфинов, искусство полета птиц, особенности органов зрения мух, лягушек, органов слуха медузы, термолокаторов гремучих змей и т. д.
Гипотеза: Мы предположили, что человек часто использует в своей повседневной жизни инструменты, созданные природой, и не может без них обойтись.
Цель работы:
1. Рассмотреть устройство живых организмов в природе, которые человека использует в своей жизни.
2. Выяснить, как человек использует науку в своей жизни.
Задачи исследования:
1.Узнать, что такое бионика и изучить разнообразные живые организмы.
2. Выяснить, для каких целей человек использует живые организмы в жизни.
Объект исследования: объекты, используемые человеком.
Предмет исследования: знания о природе, используемые человеком, при создании объектов бионики в жизни человека.
Методы исследования: анализа и синтеза, самостоятельное создание объекта бионики.
Изучая науку — Бионику — возникали вопросы. А многие ли знают про эту науку? А какими приборами и инструментами, созданными природой, мы пользуемся дома? Может ли человек обойтись без этих инструментов?
Проведя небольшой опрос среди учеников нашего 2–2 класса Самарского медико-технического лицея, выявили, что большинство из наших одноклассников не знали о такой науке, как бионика.
Бионика — это наука, которая тесно связана с живой природой. Свое название бионика получила от греческого слова bion — элемент жизни. И это не случайно, потому что наука занимается изучением живых организмов.
Лозунг бионики — Природа знает лучше!!! На основе наблюдения за их особенностями создаются технические модели, которые по своей структуре прототипы природным процессам. Сегодня современная бионика получила колоссальное развитие.
Наука бионика — сформировалась во второй половине 20-го века. Бионика — наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе моделирования структуры и жизнедеятельности организма. Бионика — это наука, которая применяет знания о живой природе для решения бытовых, инженерных, архитектурных задач и многих других.
Сегодня бионика как наука имеет несколько направлений. Архитектурно-строительная бионика изучает законы формирования и структурообразования живых тканей, занимается анализом конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности. Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти. Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений.
Круг вопросов, которые бионика изучает, очень широк, и это требует объединенных усилий многих наук. Большой интерес к бионике обусловлен значительной практической направленностью этой науки, изучающей принципы построения и функционирования биологических систем и прежде всего с целью создания новых машин, приборов, механизмов, строительных конструкций и технологических процессов, характеристики которых были бы столь же совершенными и высокоэффективными, как в живых системах.
Идея применения знаний о живой природе для решения инженерных задач принадлежит Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц: орнитоптера. После внимательного изучения полета птиц, Леонардо да Винчи спроектировал свою первую (1485–1487 гг.).
Бионика как самостоятельная наука относительно молода. Она зародилась в 1960 г. на международном симпозиуме в Дейтоне (США) на тему «Живые прототипы искусственных систем — ключ к новой технике», а первые работы по бионике начали появляться в США и СССР в начале 70-х годов.
У бионики есть символ: скрещенные скальпель, паяльник и знак интеграла.
Одним из первых памятников архитектурной бионики является Эйфелева башня, бионический принцип которой воплощен в ее конструкции. Конструкция Эйфелевой башни имеет сходное строение с берцовой костью человека, и благодаря этому обладает достаточной прочностью.
Основоположником бионики можно считать Антонио Гауди, ещё в 19 столетии построивший первые уникальные дома. Именно Гауди первым стал не просто привносить в архитектурные сооружения декоративные элементы природы, а придал постройкам характер окружающей среды. Его знаменитые работы, до сих пор радуют людей. Одной из них это: Дом Мила в Каталонии, (Барселоне, Испания, 1910 г.), напоминает морскую пещеру или как его привыкли называть каталонцы «Каменоломня».
Благодаря изучению живых существ были сделаны очень важные и значительные открытия в технике, медицине, электронике и других науках. Многие даже не догадываются, как многим они обязаны именно животным, и растениям. Собираясь утром в школу и на работу, мы, не задумываясь, застёгиваем молнии, «липучки».
Приведем некоторые примеры объектов бионики.
- Липучка.
Швейцарский инженер Джордж де Местраль часто гулял со своей собакой и заметил, что к ее шерсти постоянно прилипают какие-то непонятные растения. Устав постоянно чистить собаку, инженер решил выяснить причину, по которой сорняки прилипают к шерсти. Исследовав в 1955 году феномен, он определил, что прилипание возможно благодаря маленьким крючкам на плодах дурнишника (так называется этот сорняк, репейника). В результате инженер осознал важность сделанного открытия и через восемь лет запатентовал удобную «липучку». В результате инженер осознал важность сделанного открытия и через восемь лет запатентовал удобную «липучку» Velcro, которая сегодня широко используется при изготовлении одежды.
2. Застёжка-молния.
Такое изобретение XX века, как застежка «молния», было сделано на основе строения пера птицы. Бородки пера различных порядков, оснащенные крючками, обеспечивают надежное сцепление. Считается, что первый прототип «молнии» разработал американский инженер-изобретатель Уиткомб Лео Джадсон, запатентовав его 7 ноября 1891 года за номером 504038 как «застёжку для обуви». Публике это изобретение было представлено в 1893 году, однако оно оказалось сложным в изготовлении и ненадёжным. В нашей жизни застежка «молния» закрепилась прочно и каждый из нас имеет одежду с такой застежкой.
3. Лотос и суперкраска.
Наверняка вы иногда замечали, что лепестки лотоса всегда чистые и красивые. Это происходит из-за специального покрытия на лепестках, которое не позволяют частицам грязи и пыли прилипнуть к цветку. Немецкая компания ISPO, производящая краски, потратила несколько лет на изучение данного феномена, после чего создала инновационную продукцию. Если вы решите покрасить дом такой краской, то навсегда забудете о его мойке. Впервые эффект лотоса открыл немецкий ботаник, профессор Боннского университета Вильгельм Бартлотт в 1990-х годах.
Литература:
- Вопросы бионики. Сб. ст., отв. ред. М. Г. Гаазе-Рапопорт, М.: 1967.
- Воронцова З. С. Мастерская природы. — М.: «Изобразительное искусство», 1981.
- Доктор Карл Шукер. Удивительные способности животных. О.В.. Иванова, И. Г. Лебедев, перевод на русский язык, 2000. ООО “ТД Изд-во Мир книги”, 2006.
- И. И. Гармаш. Тайны бионики. Киев: 1985.
- Крайзмер Л. П., Сочивко В. П., Бионика, 2 изд., М.: 1968.
- Мартека В., Бионика, пер. с англ., М.: 1967.
