бионика

Проучване

Въведение
1.1.Наука за биониката
1.2.1.Архитектурна бионика
1.2.2.Невробионика
1.2.3. Техническа бионика
2.1. Анкета по проблема
2.2.1.Сграда
2.2.2.басейн
2.2.3.био кола
2.2.4. мебели
Заключение
Библиография

Въведение

От незапомнени времена човешката мисъл търси отговор на въпроса: може ли човек да постигне същото, което е постигнала живата природа? Ще може ли например да лети като птица или да плува под вода като риба? Първоначално хората можеха само да мечтаят за това, но скоро изобретателите започнаха да прилагат организационните характеристики на живите организми в своите проекти. Дори най-големият гръцки философ материалист Демокрит (около 460-370 г. пр. н. е.) пише: „От животните ние научихме най-важните неща чрез подражание. Ние сме ученици на паяка в тъкането и шивачеството, ученици на лястовичката в строежа на жилища (1)..."

След като прочетох твърдението на Демокрит, се чудех какво е взел човекът от природата, за да подобри живота си. Човекът отдавна е изненадан и възхитен от съвършенството на природата, затова се стреми да я изучава и да заема много от нея. Намирането, изучаването на невероятни „изобретения“ на растения и животни и прилагането им в науката, архитектурата и технологиите е основната задача на биониката. Биониката (от гръцката дума "бион" - елемент от жизнената система, клетка на живота) е млада наука с огромно бъдеще. Интересувах се от тази тема и реших да я проуча. Всяко листо, всяко стръкче трева, всяко листенце може да служи като жив модел на техническа конструкция и да се използва при проектирането на различни видове конструкции и техните елементи. Изкуство, архитектура, дизайн, индустрия – това са само част от областите, в които се използват живите организми.

Реших да взема за основа обекти от живата природа и да ги използвам, за да създам нещо сложно и интересно, което може да се приложи в ежедневието.

В работата си влагам мишена– изследване на свойствата на природните явления и възможността за използването им в технически открития в полза на човека.

В хода на тази работа ще реша следното задачи:

1) Изберете и анализирайте подходяща литература по темата;

2) Намерете факти, потвърждаващи съществуването на обекти, при проектирането на които са използвани законите на природата;

3) разширете знанията си за уникалните свойства на природните организми;

4) предложете своите идеи за използване на свойствата на природни обекти в технически изобретения (създаване на албум);

Глава 1

1.1.Наука за биониката

Докато изучавах литература, открих, че има такава наука - бионика. Биониката е специално направление в науката и технологиите, чиято цел е използването на биологични знания за решаване на инженерни проблеми и разработване на технологии.

Биониката е наука, която се намира на границата между биологията и технологиите. Комбинацията от „БИОЛОГИЯ“ и „ТЕХНОЛОГИЯ“ означава „научаване от природата на технологиите на утрешния ден“, което ще донесе големи ползи за човека и природата. Биониката е тясно свързана с биологията, физиката, химията, кибернетиката и инженерните науки – електроника, навигация, комуникации, морско дело и т.н. (1).

Появата на науката кибернетика допринесе за по-широко изследване на структурата и функциите на живите системи. Това помогна да се изяснят техните прилики с техническите системи, както и да се използва получената информация за живите организми за създаване на нови устройства, механизми и материали.

Официалната дата на раждане на биониката се счита за 13 септември 1960 г. Първият симпозиум на тема „Живи прототипи на изкуствени системи - ключът към новите технологии“ се проведе в Дейтона (САЩ), който формализира раждането на нов наука.

Веднага възниква емблема и мото, носещи символично изображение на научната същност на биониката - да синтезира знанията, натрупани в различни науки. Емблемата на биониката е скалпел и поялник, свързани с неразделен знак. Скалпелът е символ на биологията, поялникът е символ на техниката, а интегралът обединява двата клона на науката. Мотото на биониката е „Живите прототипи – ключът към новите технологии“ (2).

1.2.1.Архитектурна бионика

През цялата си история човекът в своята архитектурна и строителна дейност съзнателно или интуитивно се е обръщал към живата природа, която му е помагала да решава различни проблеми.

Хижа на южноамериканските индианци и термитник

Човекът, както е известно, постепенно се развива от най-древните примати на бозайниците до състоянието на „хомо сапиенс“. В същото време архитектурните структури стават по-сложни.

Дизайнът на капителите на колоните на храмовете на Древен Египет по аналогия с формите на цветя на лотос и папирус (4).

Модерната архитектура няма граници. Най-интересният сред съществуващите проекти е градът на кулата в Шанхай. Градската кула ще има формата на кипарис с височина 1128 м с обиколка в основата 133 на 100 м, а в най-широката част 166 на 133 м. Кулата ще има 300 етажа, като те ще бъдат разположени в 12 вертикални блока по 80 етажа. Между блоковете има замазка, която играе ролята на носеща конструкция за всяко ниво на блока. Вътре в блоковете има различни по височина къщи с вертикални градини. Този сложен дизайн е подобен на структурата на клоните и цялата корона на кипарисовото дърво. Кулата ще стои върху пилотна основа на принципа на хармоника, която не е вкопана, а се развива във всички посоки с набиране на височина - подобно на това, как се развива кореновата система на едно дърво. Колебанията на вятъра на горните етажи са сведени до минимум: въздухът лесно преминава през конструкцията на кулата. За покриване на кулата ще бъде използван специален пластмасов материал, който имитира порестата повърхност на кожата. Ако строителството е успешно, се предвижда изграждането на още няколко такива сгради-градове (6).

1.2.2.Невробионика

Основните области на невробиониката са изследване на нервната система на хора и животни и моделиране на нервни клетки-неврони и невронни мрежи. Това дава възможност за подобряване и развитие на електронните и компютърните технологии. Благодарение на биониката са създадени миниатюрни и надеждни сензори, които не са по-ниски по чувствителност, например на окото, което реагира на единични кванти на светлината, топлочувствителния орган на гърмяща змия, който различава температурните промени от 0,001 ° C , или електрическият орган на рибата, който възприема потенциали във фракции от микроволта. Изследването на системите за откриване, навигация и ориентация при птици, риби и други животни също е една от важните задачи на биониката, т.к. миниатюрни и точни възприемащи и анализиращи системи, които помагат на животните да се ориентират, да намират плячка и да мигрират на хиляди километри, могат да помогнат за подобряване на инструментите, използвани в авиацията, морското дело и т.н. Така американската компания Orbital Research, разработчик на навигационни системи, започна работа по интуитивна сензорна система, която ще помогне да се избегнат сблъсъци между автомобили на земята и самолети във въздуха (3). Учените са били подтикнати да проектират такава система от поведението на хлебарките в момента, когато се опитват да ги хванат. Нервната система на хлебарки непрекъснато следи всичко, дори и най-малките промени, които се случват наблизо, и когато възникне опасност, тя реагира бързо, ясно и най-важното правилно. Вече е създаден работещ модел на радиоуправляема кола с „мозък на хлебарка“.

Учени от Австралийския национален университет са изследвали подробно полета на водното конче. Те заключиха, че „въпреки че имат много малки мозъци, тези насекоми са способни да извършват бързи и прецизни въздушни маневри, които изискват стабилност и избягване на сблъсък“. Те искат да използват нови самолети, проектирани по „образ и подобие“, за да изучават атмосферата на планетите от Слънчевата система. Ето един пример, който може да бъде взет от друго безгръбначно. Една от лабораториите на Министерството на енергетиката на САЩ изследва смес, която двучерупчестите произвеждат, за да прилепне плътно към дъната на корабите. Въз основа на изследването се прави ново лепило, което ще помогне за залепването на оксидирани метални пластини, от които се сглобяват важни компютърни компоненти, или дори ще замени хирургическите конци върху човешкото тяло след операция (6).

1.2.3. Техническа бионика

Изследването на хидродинамичните характеристики на структурата на китовете и делфините помогна да се създаде специално покритие за подводната част на корабите, което осигурява увеличение на скоростта с 20–25% при същата мощност на двигателя. Тази кожа се нарича ламинфло и подобно на кожата на делфините не се мокри и има еластично-еластична структура, която елиминира турбулентните турбуленции и осигурява плъзгане с минимално съпротивление. Същият пример може да се даде и от историята на авиацията. Дълго време проблемът на високоскоростната авиация беше флатерът - вибрации на крилата, които внезапно и бурно възникват при определена скорост. Заради тези вибрации самолетът се разпада във въздуха за няколко секунди. След многобройни инциденти дизайнерите намериха изход - започнаха да правят крила с удебеляване в края. След известно време подобни удебеления бяха открити в краищата на крилете на водното конче. В биологията тези удебеления се наричат ​​птеростигми. Въз основа на изследването на полета на птици и насекоми, движението на скачащите животни и структурата на ставите се разработват нови принципи на летене, движение без колела, конструкция на лагери и др.

Глава 2

В условията на модерен град: суматоха, шум и тъпота, както и вечната липса на време, човек несъзнателно страда от липса на чисти, богати цветове и причудливи форми на живи растения и животни. Това противоречие между желанието на човек да се доближи до природата и невъзможността за неговото прилагане може да бъде разрешено чрез бионичния стил. В работата си се опитвам да намеря начини за разрешаване на това противоречие. Дизайнерският проект, който разработих в този стил, поне малко ще помогне на човек да се почувства в хармония с природата. Изследователската ми работа е възможност сам да разбера законите на живота.

2.1. Анкета по проблема

Следващият етап от работата ми беше проучване на ученици и учители в нашето училище. Исках да разбера колко знания имат по тема, която ме интересува. Зададох им серия от въпроси:

1. Какво знаете за науката бионика?

2. Забелязали ли сте сходството на външния вид на животните, техните способности със свойствата и външната форма на всякакви технически изобретения?

3. Съгласни ли сте, че природата дава на човека много примери за технически изобретения?

4. Дайте собствени примери.

Анкетата е проведена сред ученици от 1-11 клас и учители. В анкетата са участвали общо 54 души. Показах резултатите от анкетата в таблица.

маса 1

Резултати от проучването

	Първоначална връзка			Средна връзка
Номер на въпроса		Отговорът е "Да"	Отговорът е "Не"	Отговорът е "Да"	Отговорът е "Не"	Отговорът е "Да"		Отговорът е "Не"
						100% (15 души)
						100% (15 души)
						100% (15 души)

Въз основа на тези резултати заключавам, че повечето от момчетата нямат представа за науката бионика. Въпреки това повече от 80% от анкетираните наблюдават сходството на външния вид на животните, техните способности със свойствата и външната форма на всякакви технически изобретения. Повечето са съгласни, че природата дава на човека много примери за технически изобретения. Добрата новина е, че много ученици в нашето училище успяха да дадат примери въз основа на лични наблюдения или знания. По време на проучването наблюдавах повишен интерес и желание за изучаване на тази наука сред учениците както в основните, така и в средните училища.

2.2. Създаване на албум по тема.

Изложих получените знания в специален албум, където показах начини за използване на свойствата на природни обекти в технически изобретения.

2.2.1. Сграда (Приложение 1)

Хората са уморени от обикновени сгради, луксозни имения, екологични домове, умни къщи. Искат всичко наведнъж в една сграда, освен всичко - необичайна форма. Долу безличните вили - да живееш в скучни къщи е вредно. Освен това въображението е неограничено, независимо дали става дума за каменни или дървени къщи.Като първи обект за моето изследване реших да взема сладководния полип Хидра и да проектирам сграда на негова основа. Това малко животно с дължина около 1 см ще отговаря на 3 етажа от жилищна сграда. Чревната кухина вътре в полипа е точно подходяща за движение на асансьора. Пипалата на върха на хидрата ще се превърнат в слънчеви панели. Съвременните соларни модули не изискват пряка слънчева светлина за генериране на електричество. Те зареждат батерии при облачно небе, дъжд и облачно време. Слънчевата енергия се отличава със своята екологичност и ниска цена. Технологията на слънчевия панел ви позволява да използвате неограничената енергия на слънцето, без да навредите на околната среда. Използването на слънчеви панели в Русия не е много разпространено, но несъмнено бъдещето е с тях.

Външният слой на тялото на хидрата съдържа много малки кръгли клетки с големи ядра. Тези клетки се наричат ​​междинни. Те играят много важна роля в живота на хидрата. При всяко увреждане на тялото, междинните клетки, разположени в близост до раните, започват да растат бързо. От тях се образуват кожно-мускулни, нервни и други клетки, а нараненото място бързо зараства. Какво ще стане, ако въз основа на тази способност на хидрата подобрим циментовия разтвор за закрепване на тухлите. Нека този разтвор съдържа вещество, което може да набъбне, когато водата попадне в пукнатините на сградата, и по този начин да възстанови целостта на сградата.

Боята за сградата също ще бъде необичайна. Простата боя, която се нанася върху сгради, абсорбира вода, а с нея и прах и мръсотия. Не е страхотна характеристика за модерен дом. В природата има растения, чиито листа не абсорбират вода (лист от лотос, розови листенца). Водата се търкаля от повърхността им и отнася със себе си частици прах. Ако съвременната боя има това свойство, тогава повърхността на сградите винаги ще бъде чиста.

2.2.2.пул (Приложение 2)

Живеейки в мегаполис, човек постоянно е в състояние на стрес. Еднотипните високи сгради с редици еднакви прозорци, сиви тонове, бетон и потискащи с височината си сгради действат потискащо на психиката. Усещането за празнота от агресивна визуална среда нараства толкова много в мозъка с годините, че вече не се забелязва, но това не пречи да се превърне в неврози и астения. Този негативен ефект може да бъде премахнат чрез превръщането на архитектурата в място за почивка на очите и естетическа точка за презареждане.

„Приказка за възрастни“ - така често се нарича бионичният стил. На първо място, защото всички сгради, проектирани в тази посока, изглеждат уникални и удивителни, а вдъхновението за архитектите в случая е самата природа. В архитектурата биониката се стреми да имитира във формите си естествеността на природната среда, анатомията и външния вид на творенията на живата и неживата природа. Но тъй като структура, предназначена за живеене или отдих на хора, трябва да бъде и функционална, а не просто да изглежда като дърво или глухарче, архитектите често се ограничават до метафората на живия организъм. Всичко трябва да е антигеометрично - сградите в този стил пренебрегват ясните линии и строгите ъгли от деветдесет градуса. Стените на конструкцията са като клетъчна мембрана, техните изпъкнали и вдлъбнати повърхности се редуват ритмично, като по този начин създават вид на живо, дишащо същество. Проектът за басейн, който представяме, прилича на калинка. Нашият басейн може да се използва по всяко време на годината. Благодарение на възможността за повдигане на „крилата“ на конструкцията можете да се насладите на плуване на открито. Яркият цвят на нашата сграда няма да позволи на децата да минават, които ще доведат родителите си там за ръка. Надявам се, че в близко бъдеще, благодарение на такива съоръжения, броят на плувците и броят на златните медали на олимпийските игри ще се увеличи.

2.2.3.био автомобил (Приложение 3)

Напоследък има мода за нестандартни и екологични автомобили. А еко автомобили, използващи високи технологии, се разработват от такива реномирани гиганти като Ford, BMW, Peugeot и др.

Колата ни прилича на лист от растение. Течният въздух ще служи като гориво за него. Първите автомобили, използващи този вид гориво, вече съществуват и са се доказали от екологична гледна точка. Освен необичайния си външен вид, нашият автомобил е със специални гуми, на които всеки шофьор би завидял. Известно е, че сърцето непрекъснато изпомпва кръв през съдовете, докато налягането в кръвта постоянно се поддържа на едно и също ниво. Ами ако тази функция се приложи към структурата на гумите? Нашата кола има гуми, които могат да се напомпят сами. Гумите се напомпват автоматично благодарение на пулсираща помпа, която работи от време на време, поддържайки гумите на постоянно, безопасно ниво на налягане. Това не само ще повиши безопасността на пътя, но и ще допринесе за икономичното използване на гориво (автомобилите с недостатъчно напомпани гуми изразходват повече гориво), което ще доведе до намаляване на емисиите на въглероден диоксид в атмосферата и увеличен живот на гумите.

2.2.4.мебели (Приложение 4)

Зелена вълна заля света. Днес милиони хора искрено мечтаят да почувстват, че не живеят в шумен мегаполис, а в скута на природата. Еко стилът ви позволява да създадете илюзията, че вашият дом е остров на естествено благополучие. Имитирането на природни мотиви, използването на естествени, екологично чисти материали и следване на концепцията за простота са качествата, донесли на този стил огромен успех. Когато дизайнерът започне да работи върху такъв интериор, основната му задача е да пресъздаде картини на природната среда в градски апартамент или селска къща. Тоест, цялото обзавеждане на апартамента трябва да бъде проектирано по „естествен“ начин, да е в хармония с природата и да дава на членовете на домакинството усещане за мир и спокойствие.

От геометрична гледна точка съвременният синтетичен свят, създаден от човека, се състои от прави линии и ъгли. Квадратите на улиците и къщите съдържат квадрати от стаи, прозорци, телевизионни екрани, столове и бюра. Врати, чекмеджета, скринове, радиатори и климатици, рафтове, шкафове и кутии са колекция от квадрати и техните правоъгълни събратя. Квадратът е чисто рационалистично изобретение, той просто не съществува в природата. В човешкото тяло няма квадратни органи, липсват и в структурата на телата на животните. Няма квадратни планети, светила или растения. Природата не създава квадратни форми - с изключение на редките кристали. Човешкото око, глава, слънце, яйце, водовъртеж, цветна сърцевина, езеро имат кръгла форма. Кръгът символизира цикъла на живота, докато квадратът е символ на всичко неживо и изкуствено.

Интериорът в бионичен стил се отличава с плавни извивки, голямо пространство и стая, изпълнена със светлина и чист въздух. Този стил дава на дизайнера много свобода, когато манипулира формата и пространството на стая или сграда. Понякога се стига до пространствени илюзорни ефекти.

Мебелният дизайн, който представяме, наподобява лист от растение. Цветът на ярка сочна зеленина се комбинира със заоблени форми. Ако останалата част от мебелите е избрана в същия стил, тогава цялата стая ще изглежда като приказен остров на природата.

Заключение

Източникът на вдъхновение за биониката е природата. Тя е толкова мъдра, че е измислила много идеални форми и дизайни. Човек може само да ги наблюдава и копира. Структурата на пчелната пита, спираловидната морска раковина, анатомичната структура на насекомите са готови модели, които могат да се използват навсякъде, включително и в интериора. Какъв стил ще изберем за новия си дом или вила зависи само от нашето въображение и материални възможности. Биониката доказа, че архитектурата не е само пръчки и тухли. Всеки може да използва бионични елементи у дома или в своя имот. В интериора това са преди всичко лампи и мебели, чиито форми са заимствани от самата природа. Между другото, можете да ги направите сами. Не е трудно да направите пейзажа на сайта уникален. За да направите това, просто обърнете внимание на съществуващите камъни, клони, пукнатини и т.н. С малко въображение можете да създадете алпийска пързалка (конструкция от камъни и растителност, характерна за високопланинския климат). Ако има голямо старо дърво, не бързайте да го отсечете. Неговите кухи кухини могат да се използват например като контейнер за вещи или дори като беседка за почивка. Тук няма да има нужда от климатик, тъй като дори в жегата дървото ще осигури постоянна температура от около 22 градуса. Както показва практиката, потенциалът на неизследваните тайни на природата е огромен. Просто не се страхувайте да ги изучавате, не се защитавайте от природата със стените на сградите, като по този начин унищожавате нашия общ дом.

Изводи: 1. Голяма част от това, което е направено от човешки ръце, не е измислено от самите хора, а с „намек“ от майката природа.

2. Учените продължават да изучават живи обекти, за да получат свежи идеи за създаване на нови технически устройства.

3. Надявам се, че моите идеи за използване на свойствата на живите обекти в технически изобретения ще бъдат полезни.

Работата ми не свършва тук: ще продължа да търся интересни факти за използването на свойствата на природните явления в технически открития. Тази работа завладя цялото ми семейство: ние не спираме да се възхищаваме и да се изумяваме от уникалността и съвършенството на всичко, създадено в света на природата!

Обичайте планетата си, грижете се за животните и растенията, които ни заобикалят. Те ще разкрият своите тайни!

Библиография

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/

2. http://bio-nica.narod.ru/

3. http://www.luxurynet.ru/architecture/3634.html

4. http://dic.academic.ru/dic.nsf/stroitel/1032

5. http://cih.ru/ab/b1.html

6. http://moikompas.ru/compas/bionic

7. http://www.visual-form.ru/article/004.html

8. http://www.existenzia.ru/idea/bionika

9. http://www.formundraum.ru/stili-v-dizajne/bionika/

10. http://kraevedenie.net/2010/01/24/bionika-neftesbor/

11. http://suslov-oleg.com.ua/ocherk.php

12. http://www.bazil-maestro.com/articles/bionika

1 от 24

Презентация по темата:бионика

Слайд №1

Описание на слайда:

Слайд № 2

Описание на слайда:

Основните области на работа в биониката обхващат следните проблеми: изследване на нервната система на хора и животни и моделиране на нервни клетки (неврони) и невронни мрежи за по-нататъшно усъвършенстване на компютърните технологии и разработването на нови елементи и устройства за автоматизация и телемеханика (невробионика); изследване на сетивни органи и други перцептивни системи живи организми с цел разработване на нови сензори и системи за откриване; изследване на принципите на ориентация, местоположение и навигация при различни животни за използването на тези принципи в технологиите; изследване на морфологичните, физиологичните, биохимичните характеристики на живите организми, за да предложи нови технически и научни идеи.

Слайд №3

Описание на слайда:

Слайд № 4

Описание на слайда:

Връзката между природата и технологиите В миналото отношението на човека към природата е било консуматорско, технологиите са експлоатирали и унищожавали природните ресурси. Но постепенно хората започнаха да се отнасят към природата по-внимателно, опитвайки се да разгледат по-отблизо нейните методи, за да ги използват разумно в технологиите. Тези методи могат да служат като модел за разработване на екологично чисти промишлени продукти. Природата като стандарт е бионика. Разбирането на природата и вземането й за модел не означава копиране. Природата обаче може да ни помогне да намерим правилното техническо решение на доста сложни проблеми. Природата е като огромно инженерно бюро, което винаги има правилния изход от всяка ситуация.

Слайд № 5

Описание на слайда:

Биониката е тясно свързана с биологията, физиката, химията, кибернетиката и инженерните науки: електроника, навигация, комуникации, морско дело и др.. Идеята за прилагане на знанията за живата природа за решаване на инженерни проблеми принадлежи на Леонардо да Винчи, който се опитва да построи самолет с махащи крила, като птици: орнитоптер През 1960 г. в Дейтона (САЩ) се провежда първият симпозиум по бионика, който формализира раждането на нова наука.

Слайд № 6

Описание на слайда:

Кибернетика Появата на кибернетиката, която разглежда общите принципи на управление и комуникация в живите организми и машини, се превърна в стимул за по-широко изследване на структурата и функциите на живите системи, за да се изясни тяхната прилика с техническите системи, както и използват получената информация за живите организми за създаване на нови устройства и механизми, материали и др.

Слайд № 7

Описание на слайда:

Архитектурна бионика Това е ново явление в архитектурната наука и практика. Тук са възможностите за търсене на нови, функционално обосновани архитектурни форми, отличаващи се с красота и хармония, както и създаването на нови рационални структури с едновременното използване на удивителните свойства на строителните материали на живата природа и откриването на начини за реализиране на единство на дизайна и създаването на архитектурни средства, използващи енергията на слънцето, вятъра, космическите лъчи. Но може би най-важният му резултат може да бъде активното участие в създаването на условия за опазване на дивата природа и формирането на нейното хармонично единство с архитектурата.

Слайд № 8

Описание на слайда:

Моделиране на живи организми Създаването на модел в биониката е половината от битката. За решаването на конкретен практически проблем е необходимо не само да се провери наличието на свойства на модела, които представляват интерес за практиката, но и да се разработят методи за изчисляване на предварително зададени технически характеристики на устройството и да се разработят методи за синтез, които гарантират постигането на на индикаторите, изисквани в задачата.И следователно много бионични модели, преди да получат техническа реализация, започват живота си на компютъра. Построено е математическо описание на модела. Въз основа на него се съставя компютърна програма – бионичен модел. С помощта на такъв компютърен модел могат да се обработват различни параметри за кратко време и да се отстранят недостатъците в дизайна.

Слайд № 9

Описание на слайда:

Днес биониката има няколко направления: Архитектурно-строителната бионика изучава законите на образуване и структурообразуване на живите тъкани, анализира структурните системи на живите организми на принципа на спестяване на материали, енергия и осигуряване на надеждност. Невробиониката изучава функционирането на мозъка и изследва механизмите на паметта. Интензивно се изучават сетивните органи на животните и вътрешните механизми на реакция към околната среда както при животните, така и при растенията.

Слайд №10

Описание на слайда:

Архитектурно-строителна бионика В архитектурно-строителната бионика много внимание се отделя на новите строителни технологии. Например, в областта на разработването на ефективни и безотпадни строителни технологии, обещаваща посока е създаването на слоести конструкции. Идеята е заимствана от дълбоководните мекотели. Техните издръжливи черупки, като тези на широко разпространения морски охлюв, се състоят от редуващи се твърди и меки плочи. Когато твърдата плоча се напука, деформацията се поема от мекия слой и пукнатината не отива по-далеч. Тази технология може да се използва и за покриване на автомобили.

Слайд №11

Описание на слайда:

Невробиониката е научна област, която изучава възможността за използване на принципите на структурата и функционирането на мозъка за създаване на по-модерни технически устройства и технологични процеси. Основните области на невробиониката са изследване на нервната система на хора и животни и моделиране на нервни клетки-неврони и невронни мрежи. Това дава възможност за подобряване и развитие на електронните и компютърните технологии.

Слайд №12

Описание на слайда:

Ярък пример за архитектурна и строителна бионика е пълната аналогия на структурата на зърнените стъбла и съвременните високи сгради. Стъблата на житните растения са в състояние да издържат на големи натоварвания, без да се счупят под тежестта на съцветието. Ако вятърът ги огъне към земята, те бързо възстановяват вертикалното си положение. каква е тайната Оказва се, че структурата им е подобна на дизайна на съвременните високи фабрични тръби - едно от най-новите постижения на инженерството.

Слайд №13

Описание на слайда:

Първи примери за биониката Почти всеки технологичен проблем, пред който са изправени дизайнерите или инженерите, отдавна е успешно разрешен от други живи същества. Например, производителите на безалкохолни напитки непрекъснато търсят нови начини за опаковане на своите продукти. В същото време едно обикновено ябълково дърво отдавна реши този проблем. Една ябълка е 97% вода, опакована не в дървен картон, а в ядлива кора, която е достатъчно апетитна, за да привлече животните да ядат плодовете и да разпределят зърната. Основата на Айфеловата кула наподобява костната структура на главата на бедрената кост, така разсъждават специалистите по бионика. Когато срещнат инженерен или дизайнерски проблем, те търсят решение в неограничената по размер „научна база“ от животни и растения.

Слайд №14

Описание на слайда:

Закопчалки с велкро. Принципът на действие на репея е заимстван от човека за направата на закопчалки с велкро. Първите тиксо се появяват през 50-те години на ХХ век. С тяхна помощ можете например да закопчаете спортни обувки; В този случай връзките вече не са необходими. В допълнение, дължината на велкрото е лесна за регулиране - това е едно от предимствата му. В първите години след изобретяването им такива крепежни елементи бяха много популярни. Днес всички са свикнали с удобна закопчалка и производителите на велкро сега се грижат само за това, че велкрото е добре скрито под капаците.

Слайд №15

Описание на слайда:

Групата, включваща архитекти, инженери, дизайнери, биолози и психолози, разработи проекта „Vertical Bionic Tower City”. След 15 години в Шанхай трябва да се появи град-кула (според учените след 20 години населението на Шанхай може да достигне 30 милиона души). Градът на кулата е проектиран за 100 хиляди души, проектът се основава на „принципа на дървената конструкция“.

Слайд №16

Описание на слайда:

Октопод смучещ: Октоподът е изобретил сложен метод за лов на плячката си: покрива я с пипала и смуче стотици, цели редици от които са върху пипалата. Вендузите също му помагат да се движи по хлъзгави повърхности, без да се плъзга надолу Технически вендузи: ако изстреляте засмукваща стрела от прашка към стъклото на прозорец, стрелата ще се закачи и ще остане върху него. Вендузата е леко заоблена и се изправя при сблъсък с препятствие. След това еластичната шайба се затяга отново; Така възниква вакуум. А вендузата се прикрепя към стъклото.

Слайд №17

Описание на слайда:

Учените от Станфордския университет са напреднали най-далеч в посоката на създаване на изправени двукраки роботи. Те експериментират почти три години с миниатюрен шесткрак робот, хексапод, въз основа на резултатите от изследване на системата за движение на хлебарка. Първият хексапод е конструиран на 25 януари 2000 г. Сега дизайнът се движи много бързо - със скорост от 55 см (повече от три собствени дължини) в секунда - и също така успешно преодолява препятствия. Станфорд също така разработи монопод за скачане с един крак с човешки размер, който е в състояние да поддържа нестабилен баланс, докато непрекъснато скача. Както знаете, човек се движи, като „пада“ от един крак на друг и прекарва по-голямата част от времето си на един крак. В бъдеще учените от Станфорд се надяват да създадат двукрак робот с човешка система за ходене.

Слайд №18

Описание на слайда:

Пашкул от яйца на паяк Паякът прави тънка „пелерина“ от водоустойчив материал, за да защити яйцата, които снася. Този пашкул с размер на юмрук е с форма на камбана и се отваря отдолу. Състои се от същия материал като нишките на паяжината. Разбира се, тя не е изтъкана от отделни нишки, а представлява една обвивка. Отлично предпазва яйцето от лошо време и влага Дъждобран Когато излизаме навън в дъжда, обличаме водоустойчив дъждобран или вземаме чадър със себе си. Подобно на пашкул от яйце на паяк със защитен филм, водата се оттича от изкуствения материал, в резултат на което човек не се мокри Покриви, които отблъскват водата Важна роля в строителството на къщи играе покривът, който трябва да защитава помещенията на сградата от вода.

Слайд №19

Описание на слайда:

Изследователи от Bell Labs (корпорация Lucent) наскоро откриха висококачествено оптично влакно в тялото на дълбоководни гъби от рода Euplectellas. Според резултатите от теста се оказа, че материалът от скелета на тези 20-сантиметрови гъби може да предава цифров сигнал не по-лошо от съвременните комуникационни кабели, докато естественото оптично влакно е много по-здраво от човешкото влакно поради наличието на органичен черупка. Скелетът на дълбоководните гъби от рода Euplectellas е изграден от висококачествени оптични влакна

Слайд № 20

Описание на слайда:

Густав Айфел нарисува рисунка на Айфеловата кула през 1889 г. Тази структура се смята за един от най-ранните ясни примери за използването на биониката в инженерството. Дизайнът на Айфеловата кула се основава на научната работа на швейцарския професор по анатомия Херман фон Майер. 40 години преди построяването на парижкото инженерно чудо, професорът изследва костната структура на главата на бедрената кост на мястото, където тя се огъва и навлиза под ъгъл в ставата. И все пак по някаква причина костта не се счупва под тежестта на тялото Основата на Айфеловата кула наподобява костната структура на главата на бедрената кост

Слайд № 21

Описание на слайда:

Фон Майер открива, че главата на костта е покрита със сложна мрежа от миниатюрни кости, благодарение на което натоварването се преразпределя удивително в цялата кост. Тази мрежа имаше строга геометрична структура, която професорът документира. През 1866 г. швейцарският инженер Карл Кулман предоставя теоретична основа за откритието на фон Майер, а 20 години по-късно естественото разпределение на натоварването с помощта на извити дебеломери е използвано от Айфел.Костна структура на главата на бедрената кост

Слайд № 22

Описание на слайда:

Друго известно заимстване е направено от швейцарския инженер Жорж де Местрал през 1955 г. Той често се разхождал с кучето си и забелязал, че някакви странни растения непрекъснато полепват по козината му. Уморен от постоянно четкане на кучето, инженерът решил да разбере причината, поради която плевелите полепват по козината на кучето. След като изучава феномена, де Местрал установява, че това е възможно благодарение на малките кукички на плодовете на кукичката (името на този плевел). В резултат на това инженерът осъзнава важността на своето откритие и осем години по-късно патентова удобна велкро велкро, която днес се използва широко в производството не само на военни, но и на цивилни облекла. тениската

Описание на слайда:

Презентация към урока „Бионика или удивителният свят на живата природа“

Работата беше извършена от: Шалаева Т.В., учител по биология

• ...Контактът с природата е последната дума на всеки прогрес, наука, разум, здрав разум, вкус и превъзходни маниери.

Достоевски Ф. М.

• Природата така се е погрижила за всичко, че навсякъде намираш какво да научиш.

Леонардо да Винчи

• Няма нищо по-изобретателно от природата.

Цицерон

• Големите неща се правят с големи средства. Само природата прави велики неща за нищо.

Херцен А.И.

• Изследването и наблюдението на природата роди науката.

Цицерон

• Прогресът е закон на природата.

Волтер

• Птицата е инструмент, работещ според математически закон, който е по силите на човека да направи с всичките си движения...

Леонардо да Винчи

Леонардо да Винчи

• бионика– наука за използване на знания за дизайна, принципа и технологичния процес на живия организъм в технологиите. Основата бионикасъбира проучвания за моделиране на различни биологични организми.

История на развитието

Идеята за използване на знанията за живата природа за решаване на инженерни проблеми принадлежи на Леонардо да Винчи, който се опита да построи самолет с махащи крила, като птици: орнитоптер.

Дата на раждане на биониката:

Бионика символ

Биониката има символ: кръстосан скалпел, поялник и интегрален знак.

Този съюз на биология, технология и математика ни позволява да се надяваме, че науката за биониката ще проникне там, където никой не е прониквал преди, и ще види това, което никой не е виждал досега.

Връзка между биониката и другите науки

БИОНИКА

БИОНИКА

БИОНИКА

БИОЛОГИЯ

ИНЖЕНЕРНИ НАУКИ

ХИМИЯ

ФИЗИКА

ЕЛЕКТРОНИКА

МОРЕ СЛУЧАЙ

КИБЕРНЕТИКА

НАВИГАЦИЯ

• биологичнибионика, която изучава процесите, протичащи в биологичните системи;
• теоретиченбионика, която изгражда математически модели на тези процеси;
• техническибионика, която прилага модели на теоретична бионика за решаване на инженерни проблеми.

Практическа (техническа) част

Биологична бионика

Теоретична част

• Изследване на сетивните органи и други възприемащи системи на живи организми с цел разработване на нови сензори и системи за откриване.

• Изучаване на принципите на ориентация, местоположение и навигация при различни животни за използване на тези принципи в технологиите.

• Изследване на морфологичните, физиологичните, биохимичните характеристики на живите организми, за да се представят нови технически и научни идеи.

Густав Айфел нарисува рисунка на Айфеловата кула през 1889 г. Тази структура се смята за един от най-ранните ясни примери за използването на биониката в инженерството.

Основата на Айфеловата кула наподобява костната структура на главата на бедрената кост

Костна структура на главата на бедрената кост

Един от успешните примери бионика е широко разпространено „велкро“, чийто прототип са плодовете на растението репей, които се придържат към козината на кучето на швейцарския инженер Жорж де Местрал.

Природата така се е погрижила за всичко, че навсякъде намираш какво да научиш.

Леонардо да Винчи

Благодаря за внимание

МИНИСТЕРСТВО НА ЗДРАВЕОПАЗВАНЕТО НА МОСКВА
ОБЛАСТИ
Държавно бюджетно учебно заведение
„Московски регионален медицински колеж № 3 на името на Герой
Московска област
Съветски съюз З. Самсонова"
Ногински клон
"БИОНИКАТА В МЕДИЦИНАТА"
ПРОЕКТ ПО ДИСЦИПЛИНАТА БИОЛОГИЯ
Студенти 1 курс 11 SD група
специалност 34.02.01 Медицинска сестра (основно обучение)
МОШКОВА ЕЛЕНА СЕРГЕЕВНА
Студент _______________ _E.S. Мошкова ____
подпис И. О. Фамилия
Научен ръководител ______________ _E.B. Тягунова _______
Подпис I.O. Фамилия
ПРИЕМА ЗА ОХРАНА
Депутат Директор за SD ________________ __D. В. Седов_________
Подпис
Фамилия I.O
Дата на защита "___" _________________2017 г
Марк ______________________

2017
Съдържание
МИНИСТЕРСТВО НА ЗДРАВЕОПАЗВАНЕТО НА МОСКОВСКА ОБЛАСТ
...................................................................................................................................1
Държавно бюджетно учебно заведение...................1
Московска област ................................................ ..............................................1
„Московски регионален медицински колеж № 3 на името на Герой................1
Съветски съюз З. Самсонова”............................................ .....................................1
Клон Ногинск................................................ ......................................................... ......1
"БИОНИКАТА В МЕДИЦИНАТА"................................................. ..... ................................1
ПРОЕКТ ПО ДИСЦИПЛИНАТА БИОЛОГИЯ.................................................. ......... 1
Студенти от 1-ви курс на 11-та група SD.................................. ....... 1
специалност 34.02.01 Медицинска сестра (базова подготовка).................................1
МОШКОВА ЕЛЕНА СЕРГЕЕВНА................................................... ..... 1
Ученик _______________ _Е.С. Мошкова ____..................................... ..... .1
подпис I.O. Фамилия.............................................. ..................................................... .1
Научен ръководител ______________ _E.B. Тягунова _______.................1
РАЗРЕШЕНО ЗА ЗАЩИТА............................................. ............. ...................................1
Депутат Директор за SD ________________ __D. В. Седов_________............1
Подпис I.O. Фамилия.............................................. ..................................................... 1
Дата на защита „___“ _________________2017 г.................................................. ......... ...1
Марк ______________________................................................ .. ......................1
2017...........................................................................................................................2
Съдържание............................................... .. ................................................ ......... 2
2

Въведение................................................. ......................................................... ............. ...............5
науката също върви напред и дава на хората такива възможности, о
за които можеше само да мечтае. От незапомнени времена, човече
наблюдавайки жизнените процеси на живите организми, исках
заимства от природата нещо ново извън неговия контрол. Така
известният Леонардо да Винчи, докато изучаваше структурата на птичите крила, мечтаеше
човешки полет във въздуха. Така че по-късно, според неговите диаграми и чертежи, е имало
Разработен е модел на орнитоптер. През 60-те се появява биониката,
наука на бъдещето, която сега получи силен тласък за развитие.
„клетка на живота”................................................. ......................................................... ................. ......5
технологии, които улесняват човешките жизнени процеси,
помагайки за удължаване на живота на планетата Земя и давайки на хората
възможността да се отговори на много въпроси от миналото и бъдещето. IN
Тази работа разглежда процеса на внедряване в човешкия живот,
все по-нови и продуктивни технологии на бъдещето и тяхното развитие
използване на процеси, които са присъщи на живите организми......5
ще открие живот в тези тайни на космоса. Учени
биониката вече е направила открития в различни сфери на човешкия живот:
медицина, архитектура, индустрия, дизайн. Единственото нещо е
все още не подвластен на дейностите на технологичния прогрес: това е мозъкът
човек. Това е велика мистерия на природата. Но това се прави и тук
много открития. Учени от цял ​​свят се опитват да създадат мегамозък,
човек киборг, който лесно може да отговори на всеки
въпроси и в същото време помагат на науката да върви напред...................................5
Цел: изучаване на науката „бионика“ и разглеждане на нейното приложение в медицината
...................................................................................................................................6
Обект на изследване: практическо приложение на науката „бионика”................6
Предмет на изследване: науката „бионика”................................................ .......... 6
3

Задачи:................................................ ................................................. ...... ...................6
1. Научете повече за историята на науката..................................... .......... 6

лекарство................................................. ......................................................... ............. 6
3.Покажете приложението на науката в медицината..................................... ........... 6
4. Извършете практическа работа..................................... ......... 6
5. Направете изводи.................................................. .......... ............................................ ................ ..6




в сравнение с липсата на крайник, възможността за дори ограничена
Броят на движенията е огромен напредък. Въпреки това, дори най-добрите и
перфектните бионични протези все още не могат да изпълнят всички тези
малки и точни движения, на които живият крайник е способен...........13
4

Въведение
В нашата епоха науката придоби голямо значение. Светът не стои на едно място
науката също върви напред и дава на човека такива възможности като
можеше само да мечтае. От незапомнени времена човекът наблюдава
жизнените процеси на живите организми, исках да заимствам от
природа, нещо ново извън неговия контрол. Толкова известен Леонардо
Да Винчи, докато изучаваше структурата на птичите крила, мечтаеше за човешки полет във въздуха.
Така по-късно, въз основа на неговите диаграми и чертежи, е разработен модел на орнитоптер.
През 60-те години се появява биониката, науката на бъдещето, която сега е получила
от
силен тласък за развитие.
бионика се случва
Име

Древногръцката дума "бион" означава "клетка на живота".
С развитието на биониката в съвременния свят, все повече и повече нови
технологии, които улесняват човешките жизнени процеси, помагат
удължете живота на планетата Земя и дайте на човек възможност да отговори на

много
бъдеще.
Тази работа разглежда процеса на въвеждане в човешкия живот, всички
от миналото
въпроси
И

по-нови и по-производителни технологии на бъдещето и тяхното развитие с помощта
процеси, присъщи на живите организми.
Не е изненадващо, че с течение на времето хората ще започнат да изследват нови планети и
ще открие живот в тези тайни на космоса. Учени по бионика,
вече са направили открития в различни области на човешкия живот: медицина,
5

архитектура, индустрия, дизайн. Единственото нещо, което все още не подлежи на
дейности на технологичния прогрес: това е човешкият мозък. Това е
голяма мистерия на природата. Но и тук са направени много открития. Общо учени
светът се стреми да създаде мегаум, човек киборг, който може
отговаряйте на всякакви въпроси с лекота и в същото време помагайте на науката да влезе
движа се напред.
Цел: изучаване на науката „бионика“ и разглеждане на нейното приложение в
лекарство
Обект на изследване: практическо приложение на науката "бионика"
Предмет на изследване: наука "бионика"
Задачи:
1. Научете за историята на науката
2. Подберете и проучете информационни материали за приложението на науката в
лекарство
3.Покажете приложението на науката в медицината
4. Провеждане на практическа работа
5. Направете изводи
Хипотеза: Природата е строител на всичко в света, а човекът е негов
имитатор
6

Глава 1. Бионика
Биониката е наука, която се занимава с използването на биологични
Биониката може
инженерни проблеми.
процеси и методи за решаване
определя се също като изследване на методи за създаване на технически системи,
чиито характеристики са подобни на тези на живите организми.
Биониката е наука за използване на знанията за дизайна в технологиите,
жив организъм.
технологичен
процес

принцип

И
Основата на биониката е изследването на различни модели
биологични организми.
Името бионика идва от старогръцката дума "бион"
бионика идва от старогръцки
Име
"жизнена клетка"
думите "бион" "клетка на живота". Биониката изучава биологичните системи
и процеси за прилагане на придобитите знания за решаване на инженерни проблеми
задачи. С други думи, биониката помага на човек да създаде оригинал
процеси, базирани на идеи
технически системи и технологични
намерени и заимствани от природата. Биониката се интересува от всичко
това, което може да се нарече "техника на природата".
1.1 История на произхода на науката „Бионика“
7

От незапомнени времена любознателните мисли на човека търсят отговора на въпроса:
Може ли човек да постигне същото, което е постигнала живата природа? Първо
човек може само да мечтае за това - да се научи да прави това, което вече е направил
природата спрямо другите живи същества.
Всяко живо същество е съвършена система, която е


възможности за изграждане на конструкции.
Идеята за прилагане на знания за дивата природа за решаване
инженерни проблеми принадлежи на Леонардо да Винчи, който се е опитал
изградете орнитоптер, използвайки птичи крила като прототип.
Затова той се опита да пресъздаде структурата на птиче крило и механизъм,
поставяйки го в движение.
Ренесансовите учени се надяваха да постигнат желаното решение
чрез строги математически изчисления и изчисления и
създаване на подходящи механични конструкции. В крайна сметка тогава механиката
основана на математиката, заемаше водещо място сред всички
нововъзникващи клонове на механичната наука; затова можеше
тогава ще изглежда, че всички мистерии на природата ще бъдат решени именно с помощта
механика и нейните основи.
В съответствие с това човекът се стреми да създаде механични
модели, които биха могли да имитират обектите, които го интересуват и
природен феномен.
Кога

прогрес

водена от науката

към откриването
фундаментални закони не само на механиката, но и на физиката, химията, биологията
и други клонове на природните науки се оказа, че: въз основа на тези
8

закони, поставяйки ги като основа за съответни технически устройства, може
започват да изпълняват една след друга дългогодишните мечти на човек.
Но колко различни от живите същества се оказаха структурите,
устройства, инструменти и инструменти, създадени от човека!
Достатъчно е да сравните органа на зрението - окото - на всяко животно
някои оптични инструменти и проектирани инструменти
човешки, за да видите колко по-съвършени естествени
орган срещу изкуствено устройство.
В наши дни човекът се е върнал отчасти към първоначалната си идея -
копирайте възможно най-пълно и точно в технологиите постигнатото в
живата природа, възпроизвеждат това под формата на специфични технически решения.
Така се ражда една нова наука – биониката.
Както много други важни области на съвременната наука
технологичния прогрес (например кибернетиката), биониката израства от
директни заявки от индустриалната практика. Възникна на
интерфейсът между биология и технология, предимно радиоелектроника и
техническа кибернетика.
Това е мястото, където индустриите, които са толкова далеч една от друга, се събират
човешки знания и практически дейности, като БИОЛОГИЯ и
техника.
Името "бионика" идва от древногръцкия корен "бион".
елемент на живота, клетка на живота или по-точно елементи
биологична система. Същността на биониката е да синтезира натрупаните в
различни науки за знанието.
И така, биониката е приложна наука, която изучава законите на формирането и
структурообразуване на живата природа, така че
9

комбинират познания по биология и технология за решаване на инженерни проблеми
технически задачи.
1.2 Биониката в медицината
Нека разгледаме използването на бионикични методи и решения в медицината

С който
биологични науки,
всеки човек не е такъв
- тази индустрия
пъти се сблъсква
живот.
Много от „изобретенията“ на природата в древността са помогнали

реши
Например,
извършване на очна операция
вече има много арабски лекари
редица технически проблеми.
операции,
моя
Така,
отзад

преди стотици години те придобиха разбиране за пречупването на светлинните лъчи
при преминаване от една прозрачна среда в друга. Изследване на лещата
очите подтикнаха древните лекари да мислят за използването на лещи,
изработени от кристал или стъкло, за да увеличите изображението, а след това
и за корекция на зрението.
Интересен факт в науката за това кога сте на едно от вашите пътувания
Джералд Даръл беше принуден да се съгласи на залог, смисълът на който
беше да посочи четири изключителни изобретения и да докаже, че положените
по старому
в тях
използван принцип
животни
преди
Да отида,

един човек измисли това
използване на анестезия от оси.

имаше изобретения

на име
Когато пътните оси „подготвят“ храна за бъдещи ларви
всеки лекар може да назове методи
с инжектиране на невроплегик
използват методи
проводна анестезия - захапка
който

(нервен агент) в областта на големите нервни стволове
напълно парализира, но не убива паяка, който лежи неподвижно
10

в гнездо на оси, докато ларвите излязат от съединителя, за което
тази храна е приготвена.Това е още едно доказателство за биониката в действие.
медицински
много
представители
Iglascarifier, използван за
(Например,
с цел изпълнение

инструменти имат
жив
прототип сред

мир.
вземане на проби от периферна кръв
общ кръвен тест, многократно
проектирани
присвоени на всеки от нас
по принцип, който напълно повтаря структурата на зъба на прилепа,
лекари от всички профили),
е безболезнено и
ухапването на което, от една страна,
от друга страна, винаги е придружено
доста силно кървене.
Познатата бутална спринцовка до голяма степен имитира кръвосмучеща.
апарат за насекоми - комари и бълхи, чието ухапване е гарантирано
всеки човек е познат. Използва се по време на операция
игла, използвана за зашиване на вътрешни органи и тъкани
човек, в продължение на няколко века не е променил първоначалната си форма
- форми на големи ребрени кости
и скалпелът все още е там
повтаря формата на тръстиков лист с естествения си режещ ръб.
риба,
Всичко, което беше в природата, беше въведено в живота с течение на времето
човек.
Но това са само най-простите примери, които са достигнали до нас буквално от
опасения
дълбочини
много високо развити медицински технологии. Типичен пример
и съвременно развитие
бионика
векове,

е съвременна технология за реконструкция и удължаване на дентална
"китове" на съвременната стоматология
емайл,
като един от
и технологии за удължаване на ноктите и косата, използвани в козметологията.
Основата на тези технологии е принципът на изграждане на морските гъби,
както и техниката за изграждане на гнезда на бързолетчета. И двете са строителни
11

Принципите се основават на химио- и светлинно втвърдяване
техники.
1.3 Телемедицина
Медицината на бъдещето ще се развива активно в посоката
телемедицина.
Благодарение на новите технологии пациентът ще има достъп до
електронно медицинско досие, ще може да се консултира дистанционно с
лекар и изпращане на диагностични тестове до всяка лаборатория по света.
Това ще помогне за решаването на проблема с ниската наличност на квалифицирани кадри
помощ в определени райони и отдалечени населени места.
Според BBC Research до 2019 г. световният пазар
телемедицината ще достигне почти 44 милиарда долара, показвайки среден годишен ръст от
17,7%. В бъдеще развитието на телемедицината ще позволи на държавите
спестяват значителни пари в сектора на здравеопазването, казва the
доклад на британската изследователска компания GBI Research.
Телемедицината не е само дистанционни консултации с лекар, но
също дистанционно наблюдение на показателите на пациента. Активен в момента
Пазарът за носими джаджи, които могат да записват
различни показатели (ЕКГ, телесна температура, кръвно налягане и др.)
и изпратете тези данни на медицинския център.
Друга посока е дистанционното управление на медицинските
оборудване. Например роботът хирург Да Винчи, с помощта на който
Операциите могат да се извършват дистанционно. Хирургът седи на конзолата и вижда
област в 3D формат с многократно увеличение и използване на джойстик
контролира робот с четири ръце, който може да бъде разположен на всеки
12

разстояние от него. Също така днес вече се използват комплекси за дистанционно управление
ултразвукова диагностика.
Руска разработка в областта на телемедицината - софтуер
осигуряване на Цифрова патология, чиято ключова задача е да увеличи
ефективност на морфологичния етап на онкологичната диагностика,
намаляване на вероятността от грешки и намаляване на времето за диагностика. Обслужване
позволява на патолозите да работят от разстояние с дигитализиран
хистологични слайдове, провеждане на онлайн консултации и изпращане
случаи за консултация с високоспециализирани специалисти отвсякъде
планети. Работата на платформата се извършва със същата степен на свобода като
при използване на медицински многоглав микроскоп.
1.4 Бионични протези
От древни времена обектът на човешката завист е бил
способността на някои земноводни да израстват отново загубени крайници. ДА СЕ
За съжаление мечтата си остава мечта и ранените на бойното поле или в
В резултат на злополуки хората са принудени да се задоволяват с протези,
развиващи се едновременно с развитието на използваните от хората
технологии. Протезиране на човек, който е загубил ръка или крак, е имало едно време
само малко е по-добре от нищо. През този век са станали
високотехнологични устройства, които дават на собственика си
способности отвъд тези на обикновен човек.
След нараняване или по време на заболяване крайник се ампутира. оставащи
пънчето се състои от много тъкани: кожа, мускули, кости, кръвоносни съдове и нерви.
По време на операцията хирургът довежда запазения двигателен нерв до
оставащ голям мускул. След заздравяване на оперативната рана, нерв
13

може да предава двигателен сигнал. Този сигнал се получава от сензора,
инсталиран на протеза. По време на възприемането на нервен импулс
участва сложна компютърна програма. Следователно бионичната протеза
може да изпълнява само онези действия, които са предписани в тази програма:
вземете лъжица, вилица или топка, натиснете клавиш и т.н. от
В сравнение с липсата на крайник, възможността дори за ограничен брой
движението е огромен напредък. Въпреки това, дори най-доброто и най-съвършеното
бионичните протези все още не могат да изпълняват всички тези малки и прецизни
движения, на които е способен жив крайник.
Глава 2. Интервю
В практическата си част реших да интервюирам човек
с всякакъв вид протеза.
Интересно ми е как се променя животът на човек с появата на протеза.
тялото му, как се третира и как се чувства.
14

Като пример се обърнах към жител на град Митищи.
Дмитрий Игнатов, който има такава протеза като „Електронно коляно
Модул Rheo Knee, протеза Genium X3 (от 3 до 3,8 милиона рубли) и бягане
протеза 3S80 “OTTO BOK” (около 1 милион рубли)”
Фигура 1 Протеза
Загубих крака си поради военно нараняване - при развръщане на част
падна ракетна установка. Когато се събудих в болницата след ампутацията,
Мама каза: „Ще имаш най-добрата протеза, не се притеснявай, всичко ще бъде наред.“
Глоба. Живеем в 21 век и това изобщо не е проблем.”
Като цяло днес можете да си купите протеза и държавата
компенсира част от парите. Получих първата си протеза след ампутация с
частична компенсация. А втората, която нося сега, взех от
държавата безплатно, но в името на това трябваше да премина през изпитания. На мен
Трябваше да докажа на държавата, че съм достоен за този крак - протезата е много
скъпо и готино. И двете ми протези са електронни, което означава, че се огъват
и да разширя използването на електричество, зареждайки крака ми като смартфон. Това
безопасни протези и те могат да правят всичко, което нормалните крака могат.
15

Начинът ми на живот изобщо не се промени след нараняването: бях активен
Аз си оставам човек и си оставам такъв. Само дето сега имам повече приятели
хора с увреждания. Не се сблъсквам често с явна дискриминация. от
неудобство - не ми харесва, че е толкова хлъзгаво в Москва през зимата - навсякъде
нареди плочките. Също така е срамно, когато стоиш в болница или друга
социална институция, където имате право да прескочите опашката, но не сте
искам да пропусна. Питате: „Инвалид съм. Мога ли да пропусна реда?“
Те отговарят: "Не, не можете." Тогава казвате: „Слушай, аз съм параолимпиец, аз
Занимавам се с параолимпийски спортове. Възможно е скоро да съм там
защитаваме страната ни. Можете да отидете?" Но се оказва, че имаме някои
хората дори не знаят кои са параолимпийците. Миналото лято в Цюрих
Заех четвърто място в Cybathlon. В Русия планирам да участвам
„Кибатлетика“ - моето име е водещият, но искам да се състезавам, аз
Приготвям се.
Обичам градския транспорт. Само на него се возя и това
единственото предимство, от което се възползвам всеки ден. Дават ми място
предимно баби, но не сядам. Понякога жените и младите хора отстъпват
хора. Случва се да карам някъде много дълго време, след което сядам и влизам
типичен счетоводител и казва: „Младежо, защо, по дяволите, седиш там?
Тук има места за хора с увреждания.” Казвам: „Слушай, ако ти кажа,
защо седя тук, много ще се засрамите. И някак си се срамува
листа. Но ако това не работи, тогава имам трик: протезата има
бутон, който при натискане завърта крака на 360 градуса. аз просто
Натискам го седнал, вдигам панталоните си и „счетоводителите“ веднага изчезват.
16

Фигура 2 Завъртане на 360 градуса
Живея в Московска област, в Митищи. Понякога пътувам и с влак.
Периодично на гара Митищи един човек идваше при мен и
предложиха 70 хиляди рубли на месец, за да мога да ходя и да прося
влакове или застанаха на някоя гара в района на Сергиев Посад.
През лятото често нося къси панталони. Ако отивам на разходка в парка, защо
трябва ли да нося панталони? Кракът ми изглежда много футуристично
Естествено е хората да се обръщат към нея.
Хората не обичат хората с увреждания. Никой не иска да ни погледне
телевизор. Телевизията е бизнес, цифри и ако има
програми за хора с увреждания, тогава не можете да продавате дамски превръзки, защото те ще го направят
малки оценки. Програмите с хора с увреждания не продължават дълго, но в чужбина
Поне ги има, опитват се да направят нещо, но ние имаме един зам
програма в инвалидна количка, но не е интересно - за протокола. Да се
погледна към нас, хората с увреждания, имаме нужда от самоирония - трябва или да въплъщаваме
сбъдват се мечтите на хората или се подиграват. Продължавам да крещя това
всички са равни и няма никакви ограничения: нямаш ръка, крак,
17

някои психически отклонения, основното е какво казваш, какво ти
Ти правиш. Обществото е свикнало с факта, че човек с увреждания е просяк. И това е напълно
не по този начин. Ние сме обикновени хора, които живеят, правят секс и се разхождат
магазини.
2.1 Заключения
В Русия като цяло отношението към хората с протези е същото
- еднакво неразвити. Никой няма поведенчески модели в сегашния си вид
или как да не действаме - да помогнем или да не помогнем. Това е добре,
Имайки предвид, че у нас от векове не е прието да се говори за
на вашето увреждане. Мнозина дори нямаха възможност да напуснат къщата,
и дори сега някои не го правят, например ползватели на инвалидни колички. Трябва да
имаше повече хора с увреждания в публичната сфера и без акцент върху тях
увреждане. Ако във всяко телевизионно предаване имаше поне един човек с увреждания, тогава
в рамките на шест месеца хората ще спрат да плачат при вида на ползвател на инвалидна количка.
Увреждането не е някакво снизхождение, те не могат да ти простят всичко.
и кажете, че всичко, което правите, е прекрасно. Ако човек няма крак
танцуваше зле, можеш да му кажеш: „Ти танцува зле“. Ето какво е
най-голямото равенство е да говориш директно с човек.
Заключение
Всяко живо същество е съвършена система, която е
резултат от еволюцията в продължение на много милиони години. Изучавайки тази система,
разкривайки тайните на структурата на живите организми, човек може да получи нови
18

възможности за изграждане на конструкции. С помощта на биониката човечеството
се опитва да пренесе постиженията на природата в своя собствена техническа и
социални технологии.
Бионичните форми са навлезли в нашето ежедневие и то отдавна
времето ще играе важна роля в това. Изучаване на природата
човечеството далеч не е приключило, но вече сме получили от природата
безценни знания за рационалната структура и формиране, които,
със сигурност доказва уместността и обещанието на изучаването на наука
биониката във всичките й аспекти.
Накратко, природата съдържа милиони идеи и модели за
създаване.
Списък на използваните източници
1. Бионика в архитектурата/Чеснова Карина/© Scarlet Sails: режим на достъп
https://nsportal.ru/ap/library/nauchnotekhnicheskoe
творчество/2017/01/03/issle
25.11.2017
2. Бионични протези/Лариса Небога/© 2017 “FB”: режим на достъп
http://fb.ru/article/196231/bioni
принципиработыбионическиепротезииконечности 25.11.2017 г.
19

Чеснова Карина

В тази работа на тема „Бионика в архитектурата: природата е строителят, човекът е имитаторът?“ беше извършен анализ и обобщение на принципите на архитектурната бионика, приложени към различни строителни, технически структури и съоръжения.

Изтегли:

Преглед:

Общинско бюджетно учебно заведение

СОУ No9

Викси, област Нижни Новгород

БИОНИКА В АРХИТЕКТУРАТА:

ПРИРОДАТА Е СТРОИТЕЛ, ЧОВЕКЪТ ​​Е ИМИТАТОР?

Катедра Физико-математически

Физически раздел

Работата е завършена

Ученик в 10 клас на МБОУ СОУ №9

Чеснова Карина Ахлимановна

Научен ръководител:

Учител по физика МБОУ СОУ №9

Демина Елена Константиновна.

Викса

2012 г

Резюме…………………………………………………………………………………3

Въведение……………………………………………………………………………………..4

1. Теоретична част

1.1 История на произхода на науката „Бионика“……………………………………...6

1.2 Биониката като модерно направление във физиката……………………………..8

1.3 Архитектурно-строителна бионика и нейните насоки..………………...10

2 Практическа част

2.1 Използване на структури от живата природа в архитектурната практика......12

2.2 стр по архитектура…………...14

…………………………..15

2.4 Съответствие на биологичните системи със строително-технически конструкции и съоръжения………………………………………………………….17

2.5 Сравнение на Айфеловата и Шуховската кули……………………………………….18

Заключение………………………………………………………………...…..21

Препратки………………………………………………………………22

анотация

В тази работа на тема „Бионика в архитектурата: природата е строителят, човекът е имитаторът?“ Анализирах и обобщих принципите на архитектурната бионика, приложени към различни строителни, технически структури и съоръжения. Това стана възможно след изучаване на научна литература по темата „Бионика. Архитектурни конструкции“.

По този начин, целта на тази работастана

Изследователски методи:

• изучаване на научна литература;

В резултат на изследването беше потвърденохипотезата, че природата е строител на всичко в света, а човекът е неин подражател.

Мисля, че работата ми „Бионика в архитектурата: природата е строителят, човекът е имитаторът?“ ще представлява интерес за тези, които се интересуват от всичко ново, модерно и обещаващо, които мечтаят за собствен топъл и уютен дом според принципите на архитектурната бионика.

Въведение

Знаете ли, че след 15 години в Шанхай трябва да се появи град с вертикална кула (според учените след 20 години населението на Шанхай може да достигне 30 милиона души)?! Градът на кулата е проектиран за 100 хиляди души, проектът се основава на „принципа на дървената конструкция“.

И още един факт: архитектът П. Солери проектира мост през реката с дължина повече от километър по аналогия с навит жив лист. Тези примери могат да бъдат продължени с не по-малко удивителни примери.

Беше ми интересно да науча повече за това. В резултат на моите търсения се запознах с една от областите на съвременната физика - наукатабионика и нейния тип - архитектурна бионика.

И отново възникнаха въпроси. Например, може ли човек да пренебрегне изкусителната идея да създаде със собствените си ръце това, което природата вече е създала?

Човешкият вид съществува от около сто хиляди години. Естествено в началото човекът се е научил да строи от природата. След това животни, риби, птици „подсказваха“ на човека какво и как да прави, за да реши належащите за него „инженерни проблеми“.

Ами съвременният човек? Заобиколен от много сложни машини, живеещ в свят на високи скорости, той отново се прекланя пред природата. Защо? Защото и сега човек забелязва много предимства в творенията на природата пред собствените си творения. В крайна сметка живата природа има най-сложните материали, устройства и технологични процеси в сравнение с всичко познато на науката. Именно от целенасоченото „надникване“ на природата се роди нова наука - биониката.

От друга страна, можем да дадем напълно противоположен пример: Човек е проектирал колело, което му е послужило много. Но е известно, че в природата няма такъв прототип. Значи не винаги си струва да имитираме природата?

Кой е истинският строител на всичко в света: природата или човекът? Какви са принципите на архитектурната бионика и нейните строителни технологии?

Търсенето на отговори на тези въпроси доведе до написването на научна статия на тема „Биониката в архитектурата: природата е строителят, човекът е имитаторът?“

Уместността на изследването.Развитието на архитектурната бионика до голяма степен е предопределено от времето. Смятам, че това е една от най-актуалните области днес. И това е свързано с общата идея за връщане към природата, която днес може да се проследи в много области на човешката дейност.

Технократското развитие през последните десетилетия почти напълно подчини човешкия начин на живот. Всъщност ние се превърнахме в обитатели на изкуствена „природа“, създадена от стъкло, бетон и пластмаса, чиято екологична съвместимост с живота на живия организъм непрекъснато се доближава до нулата. Архитектурната бионика може да бъде един от начините за възстановяване на баланса и завръщане към природата.

Преди да започна проучването, предлагам следното за себе си:хипотеза: природата е главният строител на всичко в света, а човекът е само неин имитатор.

По този начин, целта на тази работастана изучаване на принципите на архитектурната бионика, изследване на възможността и ефективността на използването им за решаване на инженерни проблеми.

Основни цели на изследователската работа:

1) изучават насоките и принципите на развитие на архитектурната бионика;

2) да оцени ефективността на използването им за решаване на технически проблеми;

3) намират съответствието на биологичните системи със строителните и техническите структури и средства;

4) сравнете световноизвестни архитектурни структури (Айфеловата и Шуховската кула) от гледна точка на архитектурната бионика.

Изследователски методи:

• изучаване на научна литература;
• сравнителен анализ на получените резултати.

1. Теоретична част

1.1 История на произхода на науката „Бионика“

От незапомнени времена човешката любознателна мисъл търси отговор на въпроса: може ли човек да постигне същото, което е постигнала живата природа? Отначало човек може само да мечтае за това - да се научи да прави това, което природата вече е направила по отношение на другите живи същества.

Всяко живо същество е съвършена система, която е резултат от еволюция в продължение на много милиони години. Изучавайки тази система, разкривайки тайните на структурата на живите организми, можете да получите нови възможности в изграждането на структури.

Идеята за използване на знания за живата природа за решаване на инженерни проблеми принадлежи наЛеонардо да Винчикойто се опита да построи летяща машина -орнитоптер , вземайки за прототип птичи крила. Така че той се опита да се опита да пресъздадеструктура на крилото на птицаи механизма, който го задвижва.

Учените от Ренесанса се надяват да постигнат желаното решение чрез строги математически изчисления и изчисления и създаването на съответните механични структури. В края на краищата по това време механиката, основана на математиката, заемаше водещо място сред всички възникващи клонове на механичната естествознание; Ето защо тогава можеше да изглежда, че всички загадки на природата ще бъдат решени именно с помощта на механиката и на нейна основа.

В съответствие с това човек се стреми да създава механични модели, които да имитират обектите и природните явления, които го интересуват.

Когато напредъкът на науката доведе до откриването на фундаментални закони не само на механиката, но и на физиката, химията, биологията и други клонове на естествените науки, се оказа, че като се разчита на тези закони, поставяйки ги в основата на подходящи технически устройства, човек може да започне да реализира една след друга дългогодишните мечти на човека.

Но колко различни от живите същества се оказаха структурите, устройствата, инструментите и устройствата, създадени от човека!

Достатъчно е да сравните органа на зрението - окото - на всяко животно с някои оптични инструменти и инструменти, създадени от човека, за да се убедите колко по-съвършен е един естествен орган в сравнение с изкуствено устройство.

В днешно време човекът се е върнал отчасти към първоначалната си идея - възможно най-пълно и точно да копира в техниката постигнатото в живата природа, да го възпроизведе под формата на конкретни технически решения. Така се ражда една нова наука – биониката.

Подобно на много други важни области на съвременния научен и технологичен прогрес (например кибернетиката), биониката израства от преките изисквания на индустриалната практика. Възникна на пресечната точка между биологията и технологиите, преди всичко радиоелектрониката и техническата кибернетика.

Тук такива широко разделени клонове на човешкото познание и практическа дейност катоБИОЛОГИЯ и ИНЖЕНЕРСТВО.

Името "бионика" произлиза от старогръцкия корен "бион" - елемент на живота, клетка на живота или по-точно елементи на биологична система. Същността на биониката е да синтезира знанията, натрупани в различни науки.

И така, бионика - приложна наука, която изучава законите на формирането и формирането на структурата на живата природа, за да комбинира знанията на биологията и технологиите за решаване на инженерни проблеми.

1.2 Биониката като модерно направление във физиката

Чудех се дали има рождена дата за науката „бионика“? Оказа се, че има. Официалната дата на раждане на биониката - една от новите науки, възникнали през последния 20-ти век - обикновено се счита за 13 септември 1960 г . - ден на откриване на първия американски национален симпозиум на тема „Живи прототипи на изкуствени системи – ключът към новите технологии“.

От само себе си се разбира, че провеждането на такъв симпозиум стана възможно само защото до този момент бяха натрупани голямо количество данни за принципите на организация и функциониране на живите системи, а също така се появиха възможности за практическо използване на придобитите знания за решаване на редица неотложни технически проблеми.

Има няколковидове бионика:

- биологична бионика, изучаване на процесите, протичащи в биологичните системи;

- теоретична бионика, който изгражда математически модели на тези процеси;

- техническа бионика, който прилага теоретични модели на биониката за решаване на инженерни проблеми.

Днес биониката се разделя надва вида:

1. невробионика;
2. архитектурна и строителна бионика.

Невробионика - науката за организиране на технически системи от невроноподобни елементи. Основните области на невробиониката са изучаването на нервната система на хората и животните и моделирането на нервни клетки - неврони и невронни мрежи, което прави възможно подобряването и развитието на електронните и компютърни технологии.

Интересувах се от друга посока на биониката - архитектурно-строителна бионика, чието по-подробно описание ще бъде дадено по-долу.

Изучавайки информация за биониката от различни източници, стигнах дозаключение, че все още няма консенсус относно съдържанието на тази наука.

Много експерти смятат биониката за нов клон на кибернетиката, други я приписват на биологичните науки, но очевидно онези, които разграничават биониката като независима наука, са най-прави. Но едно разбрах със сигурност:биониката е може би най-популярната от младите науки, възникнали през ХХ век и се развиват през 21 век.
Това също го разбрахбиониката има символ: кръстосани скалпел, поялник и интегрален знак... Този съюз на биолог, техник и математик ни позволява да се надяваме, че науката бионика ще проникне там, където никой все още не е проникнал, и да видим това, което никой все още не е виждал... ... Може би развитието на биониката скоро ще направи много необичайни в света на технологиите... И това още повече ме привлича към тази наука.

Фиг.1 Бионика символ

1.3 Архитектурно-строителна бионика и нейните направления

Към днешна дата в архитектурата се е развила парадоксална ситуация. От една страна, бързото развитие на строителните технологии, теориите за структурни изчисления, производството на нови материали, компютърните системи за проектиране, а от друга страна, едно и също лице (архитект, клиент, бъдещ потребител), чиито възможности са формално ограничени само според бюджета и въображението. В тази ситуация архитектите неизбежно насочват вниманието си към живата природа.

Разглеждайки възможностите за реализиране на най-сложните инженерни идеи, човекът не можеше да не насочи вниманието си към резултата от дейността на най-блестящия архитект на Вселената - природата. В продължение на милиони години тя е създала толкова перфектни форми и структури, които са перфектно организирани, взаимодействат хармонично помежду си и са в баланс с околната среда. Възможността за използване на опита на живата природа при изграждането на съвременни архитектурни структури се превърна в обект на изследване на това архитектурно направление.

Архитектурна и строителна бионика– наука, която изучава законите на формирането и формирането на структурата на живите тъкани, анализира структурните системи на живите организми на принципа на спестяване на материали, енергия и осигуряване на надеждност.

До началото на 80-те години на миналия век, благодарение на дългогодишните усилия на екип от специалисти от ЦНИЕЛАБ (лаборатория по архитектурна бионика), архитектурната бионика най-накрая се очертава като ново направление в архитектурната наука и практика. Създадени са множество архитектурни проекти, тествани са нови проекти, написани и публикувани са стотици статии...

В резултат на дългогодишна теоретична и експериментална проектантска работа в лабораторията на Ю. С. Лебедев, осн.насоки за развитие на архитектурната бионика като наука:

Основни теоретични положения;

Методи на архитектурно-бионичното моделиране;

Използване на формите на живата природа в архитектурната практика;

Проблеми на формирането на живата природа;

Въпроси за осигуряване на жизнената дейност на живите системи;

Проблемът за използването на естествени прояви на хармония в архитектурата - пластичност, пропорции, ритми, симетрия - асиметрия;

Изучаване на тектоничните форми на живата природа, принципите на тяхната трансформация и способността на природните структури да акумулират еластична енергия;

Проблеми на хармоничното формиране на архитектурната и природната среда (екологичен аспект на архитектурната бионика).

Всяка от областите на архитектурната бионика има относително независимо значение, но всички те са насочени към решаване на един проблем за подобряване на архитектурните форми и тяхното хармонизиране.

Архитектурната бионика днес, в началото на 21 век, е от особено значение, тъй като тя разглежда в съвкупност системата „дива природа (околна среда) – архитектура (технологии) – човек“, благодарение на което социалната и техническата сфера имат възможност да развиват се в хармонично единство със заобикалящата природа.

Развитието на архитектурната бионика до голяма степен е предопределено от времето. Можем да кажем, че това е една от най-актуалните области днес. И това е свързано с общата идея за връщане към природата, която днес може да се проследи в много области на човешката дейност.

2 Практическа част

2.1 Използване на структури от живата природа в архитектурната практика

По време на проучването разбрах: оказва се, че принципите на живата природа в строителството и технологиите вече са били използвани, макар и в повечето случаи несъзнателно.

Например, не толкова отдавна, през втората половина на 20 век, инженерите напълно неочаквано откриха, че силатаАйфеловата кула поради факта, че неговият дизайн точно повтаряструктурата на човешкия пищял(дори ъглите между носещите повърхности съвпадат),въпреки че инженерът не е използвал живи модели при създаването на кулата. Тибия - сНай-здравата кост на нашия скелет, тя носи най-голямото натоварване при поддържане на тялото в изправено положение. Тази кост може да издържи натоварване до 1500 кг (въпреки че масата му е само около 0,5 кг), т.е. приблизително 25 пъти нормалното й натоварване. Това е границата на техническата якост на естествената структура.

Друг пример: структурата на съвременните високи сгради (Останкинската кула, фабричните коминии т.н.) е напълно подобенструктурата на зърнените стъбла, които са в състояние да издържат на големи натоварвания и да не се счупят под тежестта на съцветието. Ако вятърът ги огъне към земята, те бързо възстановяват вертикалното си положение. каква е тайната Оказва се, че тяхната структура е подобна на дизайна на съвременните високоетажни фабрични тръби. И двете структури са кухи отвътре. Нишките на склеренхима на стъблото на растението действат като надлъжна армировка. Междувъзлията (възлите) на стъблата са пръстени на твърдост. По стените на стъблото има овални вертикални празнини. Ролята на спираловидна армировка, поставена от външната страна на тръбата в стъблото на житните растения, играе тънка обвивка. Инженерите обаче стигнаха до своето конструктивно решение сами, без да „поглеждат“ в природата. Идентичността на структурата беше разкрита по-късно.
___ _ Подобно на дизайналист от дърво олимпийската сграда беше покрита -колоездачна писта в Крилатское(град Москва).

През последните години биониката потвърди, че повечето човешки изобретения вече са били „патентовани“ от природата. Изобретение на 20-ти век катоцип и велкро закопчалки» , е направен на базата наструктура на птичи пера. Бради от пера от различни поръчки, оборудвани с куки, осигуряват надеждно захващане.

Известните испански архитекти MR Cervera и J. Ploz, активни привърженици на биониката, започват да изследват "динамичните структури" през 1985 г., а през 1991 г. организират "Обществото за подкрепа на иновациите в архитектурата". Група под тяхно ръководство, включваща архитекти, инженери, дизайнери, биолози и психолози, разработи проекта« Вертикален град с бионична кула». След 15 години в Шанхай трябва да се появи град-кула (според учените след 20 години населението на Шанхай може да достигне 30 милиона души). Градът на кулата е проектиран за 100 хиляди души, проектът се основава на „принцип на дизайн на дърво».
___ _ Градската кула ще има формата на кипарис с височина 1228 м с обиколка в основата 133 на 100 м, а в най-широката част 166 на 133 м. Кулата ще има 300 етажа, като те ще бъдат разположени в 12 вертикални блока по 80 етажа. Между блоковете има замазка, която играе ролята на носеща конструкция за всяко ниво на блока. Вътре в блоковете има различни по височина къщи с вертикални градини. Този сложен дизайн е подобен на структурата на клоните и цялата корона на кипарисовото дърво. Кулата ще стои върху пилотна основа на принципа на хармоника, която не е вкопана, а се развива във всички посоки с набиране на височина - подобно на това, как се развива кореновата система на едно дърво. Колебанията на вятъра на горните етажи са сведени до минимум: въздухът лесно преминава през конструкцията на кулата. Заоблицовка на кула ще се използва специален пластмасов материал, който имитирапореста повърхност на кожата. Ако строителството е успешно, се планира изграждането на още няколко такива сгради-градове.
___ _

В архитектурната и строителна бионика много внимание се отделя на новите строителни технологии. Например в областта на разработването на ефективни и безотпадни строителни технологии е обещаваща посокасъздаване на слоести структури. Идеята е заимствана отдълбоководни мекотели. Техните издръжливи черупки, като тези на широко разпространения морски охлюв, се състоят от редуващи се твърди и меки плочи. Когато твърдата плоча се напука, деформацията се поема от мекия слой и пукнатината не отива по-далеч. Тази технология може да се използва и за покриване на автомобили.

2.2 стр проблеми на формирането на живата природав архитектурата

Освен сгради, чийто дизайн използва принципите и структурите на живата природа, бионичните сгради включват и такива, които копират не биологични структури, аформи.

И първият, който започна да възпроизвежда формите на природата в архитектурата, се счита за испански архитектАнтонио Гауди . И това беше пробив! Може би най-забележителните му творения в бионичен стил са Casa Vicens и Casa Mila в Барселона (1883-1888), El Capriccio в град Комилас (1883-1885). По-късно, през 1900 - 1914 г., Антонио Гауди построява уникален архитектурен комплекс в Барселона -Парк Гюел , много от чиито сгради не само имитират различни природни форми – от морски змии до птичи гнезда и стволове на дървета, но и буквално врастват в естествения пейзаж – хълмове и тераси. И до ден днешен паркът се нарича „природа, застинала в камък“.

В началото на 20-те години Рудолф Щайнер използва естествени форми при изграждането на своя антропософски център Гьотеанум.

Тогава се появи небостъргачс форма на краставица в Лондон.

Напоследък бионична архитектура може да се види в Русия. През 2003 г. в Санкт Петербург, по проекти на архитекта Борис Левинзон,"Делфиновата къща" и залата на известната клиника Medi-Aesthetic беше украсена.

2.3 Екологичен аспект на архитектурната бионика

Ние, хората, винаги се стремим към удобно жилище. За нас винаги е важно мястото, където живеем, работим и релаксираме, да съответства на нашия вътрешен мироглед. Но, за съжаление, поради определени обстоятелства съветското строителство не можа да ни даде това, което искахме. Едва наскоро, а именно преди 10-15 години, нашето общество успя да види със собствените си очи, че "Хрушчов" и "свещи" не са върховната мечта. Живеейки в мегаполис, човек постоянно е в състояние на стрес. Еднотипните високи сгради с редици от еднакви прозорци, сиви тонове, бетон и „ултрамодерни“ сгради с потискащите си височини действат депресивно на психиката. Този негативен ефект може да бъде премахнат, като превърнете дома си в място за почивка на очите и точка за естетическо зареждане.

Друга концепция на бионичната архитектура е създаванетоеко къщи , които са изградени от естествени материали, вписват се органично в природния ландшафт и са автономни, самоподдържащи се системи.

От тази гледна точка все още познатите ни селски къщи, които са част от напълно автономна система от индивидуални селски ферми, могат да бъдат класифицирани като бионична архитектура. Всички те са вид еко-къщи с единствената разлика, че съвременната концепция за еко-къща е отишла крачка напред: днес, когато се проектират екологични жилища, много внимание се обръща на разработването на системи, които биха направили е възможно да се използват енергийните ресурси на природата, за да се осигурят на своите обитатели съвременни блага на цивилизацията - светлина, топлина, топла вода.

По един или друг начин всички области на архитектурната бионика заслужават внимание. Синтезът на тези области изглежда още по-интересен и целесъобразен. В момента много архитекти работят активно върху проекти, които съчетават всички бионични принципи - възпроизвеждат структурите и системите на живата природа, имитират нейните форми и са екологични.

Сега, например, учените задълбочено изучават механизма на фотосинтезата. От тяхна гледна точка този процес, заедно с много други функции на зелените листове, може да се използва за създаване на така наречените „дишащи“ стени, мембранни покриви или ново поколение екологични строителни материали.

Беше ми интересноеко къщи, направени от екологично чиста слама. Сламата е необичайно достъпен и евтин материал. Да отглеждате достатъчно слама, за да построите една къща с площ от 70 m 2 , имате нужда от 2 до 4 хектара земя. Това използва това, което обикновено се счита за отпадък. В крайна сметка по-голямата част от сламата, останала след прибиране на реколтата, се изгаря. Сламените блокове са отличен топлоизолатор. Много от тези, които живеят в сламени къщи, отбелязват, че техните разходи за отопление винаги са наполовина от тези на техните съседи, които живеят в обикновени къщи.
Топлопроводимостта на стените от сламени блокове е много по-ниска от тази на стените от конвенционални материали. По-специално, сламата превъзхожда 4 пъти дървото по отношение на производителността. Що се отнася до тухла, в този случай говорим за седемкратно превъзходство. Изграждането на къщи от сламени бали е обещаваща техника. На първо място, това се дължи на ниското ниво на строителните разходи и лекотата на строителството. Освен това има голямо поле за експерименти и прояви на индивидуална творческа мисъл.

Още сега в градовете по света се появяват все повече и повече „биморфни“ сгради, поразителни със своята красота и хармония; слънчеви панели и други алтернативни източници на енергия все повече се използват в проектите на жилищни сгради и обществени сгради. Може би някой ден нашите къщи ще изглеждат като птици, дървета или цветя, сливайки се с околните пейзажи, а техническите решения ще ни позволят да дишаме чист въздух и да живеем в естествената среда, без да я нараняваме.

2.4 Съответствие на биологичните системи със строително-техническите конструкции и съоръжения

След като проучих и анализирах научна литература и интернет информация по изследваната тема, реших да обобщя всички намерени материали в кратка форма. Тези данни са представени в сравнителна таблица 1.

Маса 1 " Съответствие на биологичните системи със строително-технически конструкции и съоръжения"

Принципът на архитектурната бионика	Биологична (естествена) система	Пример за техническа конструкция или съоръжение
Структури на дивата природа	Устройство на пищяла	Айфеловата кула (Париж)
	Устройство на стъблата на житните растения	Телевизионна кула Останкино (Москва), фабрични комини
	Дизайн на листа на дърво	Писта за колоездене в Крилатское (Москва0
	Дизайн на навито живо листо	1 км дълъг мост над реката (P. Soleri)
	дизайн на дърво	Vertical Tower City (Шанхай, след 15 години)
	Пореста повърхност на кожата	Облицовки на сгради
	Черупки от дълбоководни мекотели	Създаване на слоести строителни конструкции, автомобилно покритие
	Структура на птичи пера	Закопчалки с цип и велкро
	Структура на крилото на птица	Орнитоптерът на Леонардо да Винчи
Форми на живата природа	От морски змии до птичи гнезда и стволове на дървета	Парк Гюел А. Гауди (Испания)
	Краставица	Небостъргач в Лондон
	Делфин	"Къщата на делфините" в Санкт Петербург
		SONY небостъргач в Япония
		Сграда на борда на NMB Bank в Холандия
	Мотиви с миди и птичи крила	Операта в Сидни
Екологичност	Екологични естествени материали: дърво, глина, слама	Еко къщи, пасивни къщи
	Механизъм на фотосинтезата: функции на зелен лист	„Дишащи” стени, мембранни покриви, ново поколение екологично чисти строителни материали

2.5 Сравнение на Айфеловата и Шуховската кули

Считам, че ярък пример за единството на закона за образуване на естествени и изкуствени структури е световноизвестната тристаметрова метална ажурна конструкция - Айфеловата кула в Париж.

Густав Айфел нарисува рисунка на Айфеловата кула през 1889 г. Тази структура се смята за един от най-ранните ясни примери за използването на биониката в инженерството. Дизайнът на Айфеловата кула се основава на научната работа на швейцарския професор по анатомия Херман фон Майер. 40 години преди построяването на парижкото инженерно чудо, професорът изследва костната структура на главата на бедрената кост на мястото, където тя се огъва и навлиза под ъгъл в ставата. И все пак по някаква причина костта не се счупва под тежестта на тялото. Основата на Айфеловата кула наподобява костната структура на главата на бедрената кост. През 1866 г. швейцарският инженер Карл Кулман предоставя теоретична основа за откритието на фон Майер, а 20 години по-късно естественото разпределение на натоварването с помощта на извити шублери е използвано от Айфел

Живея във Викса, град с богато историческо и културно наследство,която е пазител на най-богатите индустриални традиции. Сред паметниците на индустриалното наследство във Викса са уникалните инженерни конструкции на V.G. Шухов, които се разглеждат от специалистите като потенциални обекти на световното културно наследство.

Стана ми интересно да сравня две световноизвестни кули: Айфеловата и Шуховската, особено от гледна точка на архитектурната бионика.

Оказа се, че принципите на архитектурната бионика са използвани при изграждането само на Айфеловата кула, а дизайнът на Шуховската кула се основава на математическо моделиране на еднолистов хиперболоид (и това дори се оказа икономически изгодно и широко използван!). Означава ли това, че човешката мисъл е стъпила по-далеч от естествената?

Резултатите от моето проучване са представени в таблица 2.

таблица 2 „Сравнение на Айфеловата и Шуховската кули“

Въпроси за сравнение	Айфеловата кула	Шухова кула
Инженерен дизайнер	Александър Гюстав Айфел(1832-1923) - френски инженер, специалист по проектиране на стоманени конструкции.	Владимир Григориевич Шухов (1853-1939) Руски инженер, изобретател, учен, почетен академик, Герой на труда, член на Централния изпълнителен комитет на СССР.
Време и място на появяване	Построен през 1889 г. в Париж като входната арка на Световното изложение. Той принадлежи към най-забележителните технически съоръжения на 19 век и по-късно се превръща в уникален символ на столицата на Франция.	Създаден за Всеруска индустриална и художествена изложба V Нижни Новгород, което се проведе на 28 май (9-ти юни ) до 1 октомври () на годината.
Принцип на проектиране на сградата	Основата на Айфеловата кула еквадрат със страна 123 метра. Долният му слой, който изглежда катопресечена пирамида, се състои от четири мощни опори, чиито решетъчни структури, свързващи се една с друга, образуват огромни арки. Кулата има няколко платформи и платформи. В много аспекти на строителството на кули Айфел става пионер: изследване на свойствата и слоевете на почвата, използването на сгъстен въздух и кесони за изграждане на основата, инсталирането на 800-тонни крикове за регулиране на позицията на кулата и специални монтажни кранове за работа на височина. В процеса на работа се родиха нови строителни машини и оборудване.	Еднолистов хиперболоид И хиперболичен параболоид - два пъти линейни повърхности , тоест през всяка точка от такава повърхност може да се направидве пресичащи се линии, които изцяло ще принадлежат на повърхността. Гредите са монтирани по тези прави линии, образувайки характерна решетка.Този дизайн ежилав: ако гредите са свързанишарнирно, хиперболоидната структура все още ще запази формата си под въздействието на външни сили. За високите конструкции основната опасност е натоварването от вятър, но за решетъчната структура е малко. Тези характеристики правят хиперболоидните структури издръжливи, въпреки ниската им консумация на материали. По форма секциите на Шуховската кула са еднолистови хиперболоиди на въртене, направени от 80 прави стоманени греди, лежащи с краища на пръстеновидни основи.Височина на кулата - 25м.
Спецификации	Кулата с невероятна лекота повдига 7 хиляди тона метални конструкции, сякаш вплетени в невероятна дантела, на повече от 300 метра. Теглото на кулата е 10 000 тона и е разпределено върху 4 опори по такъв начин, че налягането да не надвишава 4 кг на квадратен сантиметър (това е същото налягане като налягането върху стол, върху който само един човек тежи 80 кг седи). Площта на основата е 130 квадратни метра, броят на стъпалата на стълбището е 1665 в източната опора.	Ажурната стоманена конструкция съчетава здравина и лекота: за единица височина на Шуховската кула е използван три пъти по-малко метал, отколкото за единица височина на Айфеловата кула в Париж. Проектът Шуховска кула с височина 350 метра тежи около 2200 тона, а Айфеловата кула с височина 300 метра тежи около 7300 тона.
Принципи на архитектурната бионика	Основата на Айфеловата кула наподобява костната структура на главата на бедрената кост. Структурата на Айфеловата кула има подобна структура на човешкия пищял и поради това има достатъчна здравина.
Оперативни цели	Първо като входна арка на Световното изложение, след това като радио кула и туристически център - символ на Франция.	Първата кула в Нижни Новгород е водна кула
Подобни известни дизайни	Аналог на Айфеловата кула с височина 275 метра ще бъде построен в Мумбай, Индия. Това е небостъргач с изключителни апартаменти. Предвижда се кулата да има 90 етажа.	Радио кула на Шаболовка в Москва (150 м) -1922 г.; Водна кула на територията на металургичния завод Викса (40 м) - края на 19 век. Общо през живота си В. Г. Шухов построява около 200 хиперболоидни кули за различни цели.
Използване в момента	Но Айфеловата кула не е известна със своите характеристики или уникални технически решения. Днес тя е най-разпознаваемата и популярна забележителност в света.Около 6 милиона туристи посещават кулата всяка година, а общо кулата е имала около 300 милиона гости през цялата си история.	Шуховската кула е едно от най-големите архитектурни съоръжения и връх на инженерството, обект на културно наследство. Шуховската кула е призната от международни експерти за едно от най-високите постижения на инженерното изкуство.

Заключение

Всяко живо същество е съвършена система, която е резултат от еволюция в продължение на много милиони години. Изучавайки тази система, разкривайки тайните на структурата на живите организми, можете да получите нови възможности в изграждането на структури. С помощта на биониката човечеството се опитва да пренесе достиженията на природата в собствените си технически и социални технологии.

В резултат на работа по проучване на тема „Биониката в архитектурата: природата е строителят, човекът е имитаторът?“ Стигнах до следноторезултати и изводи:

• се запознаха с дефиницията, историята на произхода и видовете науки за биониката като една от областите на съвременната физика;
• изучава принципите на архитектурната бионика и открива тяхното съответствие на практика;
• установиха, че архитектурната бионика е една от най-модерните и перспективни области на съвременната инженерна наука, предоставяща практически неограничени възможности за създаване на архитектурни структури и решаване на много технически проблеми;
• еко-къща - къща на бъдещето;
• дизайнът на Айфеловата кула е базиран на бионичния принцип, но дизайнът на Шуховската кула не е (математическо моделиране на еднолистов хиперболоид). И дори се оказа рентабилен и широко използван!
• Въпреки последното заключение, моята хипотеза, че природата е строител на всичко в света, а човекът е неин имитатор, все още е вярна като цяло.

Бионичните форми са навлезли в нашето ежедневие и ще играят важна роля в него още дълго време. Изследването на природата от човечеството далеч не е завършено, но ние вече сме получили от природата безценни знания за рационалната структура и формиране, което, разбира се, доказва уместността и обещанието за изучаване на науката бионика във всичките й аспекти.

С една дума природата съдържа милиони идеи и модели за съзидание.

Библиография

1. Kreizmer L.P., Сочивко V.P., Бионика, 2-ро изд., М., 1968 г.
2. Лебедев Ю.С., Рабинович В.И. и др.. Архитектурна бионика, Стройиздат, 1990г
3. Мартек В., Бионика, прев. от английски, М., 1967
4. Игнатиев М.Б. "Артоника". Статия в справочния речник "Системен анализ и вземане на решения". Висше училище, М., 2004 г
5. Проблеми с биониката. сб. чл., предст. изд. М.Г. Гаазе-Рапопорт, М., 1967
6. Белкова Е.В. Интердисциплинарен избираем курс „Изобретател – природа”. Статия в списание „Модерен урок” № 8. 2009 г
7. Бизнес вестник Нижни Новгород / "Бизнес вестник Нижни Новгород" № 5 (104) от 03.05.2010 г. / Ще има ли Шухов ренесанс?