A bionika alkalmazása. Bionika – milyen tudomány ez? Mit tanul a bionika? A bionika alkalmazása A szakma előnyei és hátrányai

Kezdet:⃏ 39000 havonta

Tapasztalt: 50000 ⃏ havonta

Szakmai: 65000 ⃏ havonta

A szakma iránti kereslet

Jelenleg sok cég érdeklődik a bionika területén dolgozó szakemberek iránt. Ezért egy hivatásos bionikus nem marad munka nélkül. A kutatás ezen a területen folytatódik.

Hol lehet tanulni a bionika szakmához Moszkvában

Kinek alkalmas a szakma?

Fontos személyes tulajdonságok:

• kreatív gondolkodás
• jó emlék
• figyelmesség
• a feltaláló képességei
• felelősség

Karrier

Az új technológiákat fejlesztő cégek jellemzően abban érdekeltek, hogy ösztönözzék alkalmazottaik munkáját, és jól jutalmazzák őket az új ötletekért, javaslatokért. Ezért a bionikus magas fizetésre jogosult.

Felelősségek

• emberek és állatok idegrendszerének tanulmányozása, idegsejtek (neuronok) és neurális hálózatok modellezése a számítástechnika további fejlesztése, valamint az automatizálás és a telemechanika (neurobionika) új elemeinek, eszközeinek fejlesztése érdekében;
• az élő szervezetek érzékszerveinek és egyéb észlelőrendszereinek kutatása új érzékelők és észlelőrendszerek kifejlesztése érdekében;
• a tájékozódási, helymeghatározási és navigációs elvek tanulmányozása különböző állatoknál ezen elvek technológiában történő felhasználása érdekében;
• az élő szervezetek morfológiai, fiziológiai, biokémiai jellemzőinek tanulmányozása új technikai és tudományos ötletek előterjesztése érdekében.

Értékelje a szakmát: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

A bionika (az élőlények szerkezetének és létfontosságú funkcióinak elemzésén alapuló különféle mérnöki problémák megoldásához kapcsolódó tudományág) szakterületének szakértője.

Munkaköri kötelezettségek

A bionika tehát szorosan kapcsolódik mind a biológiához, a fizikához, a kémiához, a kibernetikához, mind a mérnöki tudományágakhoz – elektronika, kommunikáció, navigáció stb. A bionika főbb munkaterületei közé tartozik az idegrendszer tanulmányozása, valamint az idegsejtek és a köztük lévő kapcsolatok modellezése a számítástechnika fejlesztése, valamint az automatizálás és a telemechanika (neurobionika) új elemeinek, eszközeinek fejlesztése érdekében; érzékszervek kutatása különféle érzékelők és érzékelőrendszerek létrehozása érdekében; az állatok tájékozódási, helymeghatározási és navigációs elveinek tanulmányozása a technológiai felhasználás céljából. A bionikában fontos helyet kap az élő szervezetek morfológiai jellemzőinek tanulmányozása, új technikai és tudományos ötletek előterjesztése érdekében - például a nagy sebességű vízi állatok (például delfin) bőrének vizsgálata. speciális bőrt lehet létrehozni a hajók számára, és ezáltal 15-20%-kal növelni a sebességüket. A madarak és rovarok repülésének, az ugráló állatok mozgásának, az ízületek szerkezetének stb. tanulmányozásával a bionikusok új repülési elveket, kerék nélküli mozgást, csapágyak felépítését és különféle manipulátorokat dolgoznak ki. A bionika által alkalmazott módszerek köre tehát rendkívül széles - a klasszikus anatómiai előkészítési módszerektől a vizsgált jelenségek és struktúrák matematikai modelljéig. A bionikusoknak szikével és forrasztópákával, rovartani hálóval és csúszkával kell dolgozniuk. Széles körű általános biológiai és etológiai műveltségüket alapos matematikai képzettséggel, rendkívüli mérnöki megoldások megtalálásának képességével és a műszaki tervezés ízlésével kell párosítani.

A bionika szlogenje: "A természet tudja a legjobban." Miféle tudomány ez? Már maga a név és ez a mottó is megérti velünk, hogy a bionika a természettel kapcsolatos. Sokan nap mint nap találkozunk a bionika tudományának elemeivel és eredményeivel anélkül, hogy tudnánk.

Hallottál már olyan tudományról, mint a bionika?

A biológia népszerű tudás, amellyel az iskolában ismerkedünk meg. Valamiért sokan úgy gondolják, hogy a bionika a biológia egyik részterülete. Valójában ez az állítás nem teljesen pontos. Valójában a bionika a szó szűk értelmében az élő szervezeteket vizsgáló tudomány. De leggyakrabban mást szoktunk ehhez a tanításhoz társítani. Az alkalmazott bionika a biológiát és a technológiát ötvöző tudomány.

A bionikai kutatás tárgya és tárgya

Mit tanul a bionika? A kérdés megválaszolásához magának a tanításnak a szerkezeti felosztását kell figyelembe vennünk.

Biológiai bionikaúgy tárja fel a természetet, ahogy van, anélkül, hogy megpróbálna beleavatkozni. Vizsgálatának tárgya a bent zajló folyamatok

Elméleti bionika a természetben észrevett elvek vizsgálatával foglalkozik, és ezek alapján elméleti modellt alkot, amelyet a későbbiekben a technikában is alkalmaznak.

Gyakorlati (műszaki) bionika az elméleti modellek gyakorlati alkalmazása. Úgymond a természet gyakorlati bevezetése a technikai világba.

Hol kezdődött az egész?

A nagy Leonardo da Vincit a bionika atyjának nevezik. Ennek a zseninek a jegyzeteiben megtalálhatók az első próbálkozások a természetes mechanizmusok technikai megvalósítására. Da Vinci rajzai illusztrálják azt a vágyát, hogy olyan repülő gépet hozzon létre, amely képes mozgatni a szárnyait, akár egy madár repül. Egy időben az ilyen ötletek túl merészek voltak ahhoz, hogy népszerűvé váljanak. Sokkal később felkeltették a figyelmet.

Antoni Gaudí i Cournet volt az első, aki alkalmazta a bionika elveit az építészetben. Neve szilárdan bevésődött e tudomány történetébe. A nagy Gaudi által tervezett építészeti építmények építésük idején lenyűgözőek voltak, és sok évvel később is ugyanazt az örömet keltik a modern megfigyelőkben.

A következő személy, aki támogatta a természet és a technológia szimbiózisának gondolatát, az ő vezetése alatt kezdődött el a bionikus elvek széles körű alkalmazása az épülettervezésben.

A bionika mint önálló tudomány csak 1960-ban történt meg egy daytonai tudományos szimpóziumon.

A számítástechnika és a matematikai modellezés fejlődése lehetővé teszi a modern építészek számára, hogy sokkal gyorsabban és nagyobb pontossággal alkalmazzák a természet jelzéseit az építészetben és más iparágakban.

Műszaki találmányok természetes prototípusai

A bionika tudományának legegyszerűbb példája a csuklópántok feltalálása. A rögzítés mindenki számára ismert, a szerkezet egyik részének a másik körül forgatás elvén alapul. Ezt az elvet használják a tengeri kagylók, hogy szabályozzák két szelepüket, és szükség szerint nyitják vagy zárják azokat. A csendes-óceáni óriásszívhalak elérik a 15-20 cm-es méretet is. Ennek a fajnak a kis képviselői ugyanazt a módszert használják a szelepek rögzítésére.

A mindennapi életben gyakran használunk különféle csipeszeket. Az istenfogó éles és fogó alakú csőre egy ilyen eszköz természetes analógja lesz. Ezek a madarak vékony csőrt használnak, puha talajba szúrják, és kis bogarakat, férgeket stb.

Sok modern készülék és készülék tapadókoronggal van felszerelve. Például különféle konyhai készülékek lábainak kialakítására szolgálnak, hogy megakadályozzák azok elcsúszását működés közben. Tapadókorongokat használnak az ablakmosók speciális cipőinek felszerelésére is a sokemeletes épületekben, hogy biztosítsák azok biztonságos rögzítését. Ezt az egyszerű eszközt is a természettől kölcsönöztük. A tapadókorongokkal a lábán lévő levelibéka szokatlanul ügyesen marad a növények sima és csúszós levelein, és a polipnak szüksége van rájuk, hogy szorosan érintkezzen áldozataival.

Sok ilyen példát találhatsz. A bionika pontosan az a tudomány, amely segít az embereknek műszaki megoldásokat kölcsönözni a természettől találmányaikhoz.

Ki az első – a természet vagy az emberek?

Néha megesik, hogy az emberiség egyik vagy másik találmányát a természet már régóta „szabadalmazta”. Vagyis a feltalálók, amikor létrehoznak valamit, nem másolnak, hanem maguk találnak ki egy technológiát vagy működési elvet, és később kiderül, hogy az már régóta létezik a természetben, és egyszerűen ki lehet kémkedni utána és átvenni. .

Ez a szokásos tépőzárral történt, amelyet az ember ruhák rögzítésére használ. Bebizonyosodott, hogy a tépőzáras horgokhoz hasonló horgokat is használnak a vékony tüskék összekapcsolására.

A gyárkémények felépítése hasonló a gabonafélék üreges szárához. A csövek hosszirányú megerősítése hasonló a szárban lévő sclerenchyma szálakhoz. Acél merevítő gyűrűk - hézagok. A szár külső oldalán lévő vékony bőr a csövek szerkezetében a spirális megerősítés analógja. A szerkezet kolosszális hasonlósága ellenére a tudósok önállóan találtak fel egy ilyen módszert a gyári csövek építésére, és csak később látták az ilyen szerkezet azonosságát a természetes elemekkel.

Bionika és orvostudomány

A bionika alkalmazása az orvostudományban sok beteg életének megmentését teszi lehetővé. Megállás nélkül folyik a munka az emberi testtel szimbiózisban működni képes mesterséges szervek létrehozásán.

A dán Dennis Aabo volt az első, aki tesztelte. Elvesztette a fél karját, de egy orvosi találmány segítségével már képes tapintással érzékelni tárgyakat. Protézise a sérült végtag idegvégződéseihez kapcsolódik. A mesterséges ujjérzékelők képesek információkat gyűjteni a tárgyak érintéséről és továbbítani az agyba. A dizájn még nem készült el, nagyon terjedelmes, ami megnehezíti a mindennapi használatot, de most már igazi felfedezésnek nevezhetjük ezt a technológiát.

Minden ilyen irányú kutatás teljes mértékben a természetes folyamatok és mechanizmusok másolására, valamint ezek technikai megvalósítására épül. Ez az orvosi bionika. A tudósok véleménye szerint munkájukkal hamarosan lehetővé válik az elhasználódott élő emberi szervek cseréje, helyette mechanikus prototípusok alkalmazása. Ez valóban a legnagyobb áttörés az orvostudományban.

Bionika az építészetben

Az építészeti és építési bionika a bionika tudomány egy speciális ága, melynek feladata az építészet és a természet szerves újraegyesítése. Az utóbbi időben a modern szerkezetek tervezésekor egyre gyakrabban fordulnak az élő szervezetektől kölcsönzött bionikus elvekhez.

Mára az építészeti bionika külön építészeti stílussá vált. A formák egyszerű másolásából született, és mára ennek a tudománynak a feladata az elvek, szervezeti jellemzők átvétele és technikai megvalósítása.

Néha ezt az építészeti stílust öko-stílusnak nevezik. Ennek oka, hogy a bionika alapvető szabályai a következők:

• optimális megoldások keresése;
• az anyagtakarékosság elve;
• a maximális környezetbarátság elve;
• energiatakarékosság elve.

Mint látható, a bionika az építészetben nemcsak lenyűgöző formák, hanem progresszív technológiák is, amelyek lehetővé teszik a modern követelményeknek megfelelő szerkezet létrehozását.

Az építészeti bionikus épületek jellemzői

Az építészet és építkezés múltbeli tapasztalatai alapján elmondhatjuk, hogy minden emberi szerkezet törékeny és rövid életű, ha nem alkalmazza a természet törvényeit. A bionikus épületek a lenyűgöző formák és a merész építészeti megoldások mellett ellenállóak és ellenállnak a kedvezőtlen természeti jelenségeknek és katasztrófáknak.

Az ebben a stílusban épült épületek külsején domborművek, formák, kontúrok láthatók, amelyeket a tervezőmérnökök ügyesen másoltak le élő, természeti tárgyakból, és mesterien testesítettek meg az építészek.

Ha egy építészeti tárgy szemlélésekor hirtelen úgy tűnik, hogy egy műalkotást néz, akkor nagy a valószínűsége annak, hogy egy bionikus stílusú épület áll előtted. Ilyen szerkezetekre a világ szinte minden fővárosában és technológiailag fejlett nagyvárosában találkozhatunk példákkal.

Tervezés az új évezredre

A 90-es években egy spanyol építészcsapat egy teljesen új koncepció alapján készített építési projektet. Ez egy 300 emeletes épület, melynek magassága meghaladja majd az 1200 métert. A tervek szerint e torony mentén négyszáz függőleges és vízszintes felvonóval valósul meg, amelyek sebessége 15 m/s. Az ország, amely beleegyezett a projekt szponzorálásába, Kína volt. A legnépesebb várost, Sanghajt választották az építkezéshez. A projekt megvalósítása megoldja a régió demográfiai problémáját.

A torony teljesen bionikus szerkezetű lesz. Az építészek úgy vélik, hogy csak ez biztosíthatja a szerkezet szilárdságát és tartósságát. A szerkezet prototípusa egy ciprusfa. Az építészeti kompozíció nemcsak hengeres alakú lesz, hasonlóan a fa törzséhez, hanem „gyökerek” is - egy új típusú bionikus alap.

Az épület külső burkolata műanyag és légáteresztő, fakérget imitáló anyag. Ennek a vertikális városnak a légkondicionáló rendszere a bőr hőszabályozó funkciójával lesz analóg.

A tudósok és építészek szerint egy ilyen épület nem marad az egyetlen a maga nemében. A sikeres megvalósítás után a bionikus épületek száma a bolygó építészetében csak növekedni fog.

Bionikus épületek körülöttünk

Milyen híres alkotások használták a bionika tudományát? Ilyen szerkezetekre könnyű példákat találni. Vegyük például az Eiffel-torony létrehozásának folyamatát. Sokáig terjedtek a pletykák, hogy Franciaországnak ezt a 300 méteres jelképét egy ismeretlen arab mérnök rajzai alapján építették. Később feltárták teljes analógiáját az emberi sípcsont szerkezetével.

Az Eiffel-torony mellett számos bionikus struktúra példát találhat világszerte:

• lótuszvirággal analógia alapján állították fel.
• Pekingi Nemzeti Operaház - vízcsepp utánzat.
• Úszókomplexum Pekingben. Külsőleg megismétli a vízrács kristályszerkezetét. Egy csodálatos tervezési megoldás egyesíti a szerkezet azon hasznos képességét is, hogy felhalmozza a napenergiát, és ezt követően az épületben működő összes elektromos készülék táplálására használja fel.
• Az Aqua felhőkarcoló úgy néz ki, mint egy zuhanó vízsugár. Chicagóban található.
• Az építészeti bionika megalapítójának, Antonio Gaudinak a háza az egyik első bionikus építmény. A mai napig megőrizte esztétikai értékét, és továbbra is Barcelona egyik legnépszerűbb turisztikai helyszíne.

Tudásra mindenkinek szüksége van

Összefoglalva, nyugodtan kijelenthetjük: minden, amit a bionika tanulmányoz, releváns és szükséges a modern társadalom fejlődéséhez. Mindenkinek meg kell ismerkednie a bionika tudományos alapelveivel. E tudomány nélkül lehetetlen elképzelni a technikai fejlődést az emberi tevékenység számos területén. A bionika a jövőnk a természettel teljes harmóniában.

2. Mesterséges szervek

2.2. Mesterséges szem

2.3. Mesterséges fül

2.4. Mesterséges orr

2.5. Épített nyelv

2.6. Műbőr

3. Nanotechnológia az orvostudományban

4.2. A bogarak megmentők

5. Haditechnika

5.1. Intelligens por

5.4. Állapotfelügyelet...

Bővebben a programról

1. Bevezetés: Mi a bionika és miért van rá szükség?

2. Mesterséges szervek

2.1. Mesterséges test (érzékszervek)

2.2. Mesterséges szem

2.3. Mesterséges fül

2.4. Mesterséges orr

2.5. Épített nyelv

2.6. Műbőr

3. Nanotechnológia az orvostudományban

3.1. Élő szervezetek forgácsolása nanotechnológiával

3.2. Nanorobots - gyógyszerszállító szolgáltatás

3.3. Agyfigyelő érzékelő

4. Kiborgok: biológiai objektumok irányítása

4.1. A csótányok és a szúnyogok csatlakoznak a terrorizmus elleni küzdelemhez

4.2. A bogarak megmentők

4.3. Bogarak - környezeti katasztrófák felszámolói

4.4. Új egyenruhák a rovarok különleges alakulatai számára

5. Haditechnika

5.1. Intelligens por

5.2. Folyékony páncél, láthatatlanná tevő köpeny

5.3. Az emberi test paramétereinek figyelése

5.4. A személyzet egészségi állapotának figyelemmel kísérése

6. Következtetés

Miért van szükségem erre a tanfolyamra?

1. A modern technológiák, berendezések, tudományos irányzatok megismerése

2. A tudományos-technikai gondolkodás fejlesztésére

3. A jelentkezők megértik, mi vár rájuk az egyetemen

4. A mesterképzésben és a posztgraduális képzésben a bachelorok megkapják a tudományos irányválasztáshoz szükséges ismereteket.

Bónuszok:

1. A tanfolyam elvégzése után minden hallgató személyes bizonyítványt kap.

2. Ez a bizonyítvány díszíti majd önéletrajzát, hiszen ez a legígéretesebb és legkeresettebb terület a modern tudományos és műszaki világban.

3. Ez a tanúsítvány feljogosítja a részvételt a „Jövő nanoipara és technológiái” című nemzetközi konferencián az iskolások, a bachelorok, a mesterképzések, a végzős hallgatók és a fiatal tudósok számára.

4. A Szentpétervári Elektrotechnikai Egyetem "LETI" költségvetési nappali tagozatára történő felvételekor ez a tanúsítvány jogot ad arra, hogy 1 szemeszterre emelt ösztöndíjban részesüljön, valamint elsőbbségi beiratkozásra az "elit csoportokba".

5. Ez a tanúsítvány feljogosítja a Szentpétervári Elektrotechnikai Egyetem "LETI" kutatási tevékenységére világszínvonalú tudósok irányítása alatt.

A bionika az élő természetet vizsgáló tudomány azzal a céllal, hogy a megszerzett tudást gyakorlati emberi tevékenységben hasznosítsa. A bionika problémái: az élőlények egyes részeinek (idegrendszer, analizátorok, szárnyak, bőr) szerkezeti és működési mintázatainak vizsgálata azzal a céllal, hogy ennek alapján egy új típusú számítógépet, lokátort, repülő-, úszókészüléket hozzanak létre, stb.; bioenergetika tanulmányozása üzemanyag-hatékony izomszerű motorok létrehozása érdekében; anyagok bioszintézis folyamatainak kutatása a kémia releváns ágainak fejlesztése céljából. A bionika szorosan kapcsolódik a műszaki (elektronika, kommunikáció, tengeri ügyek stb.) és természettudományi (orvostudományi) tudományágakhoz, valamint a kibernetikához (lásd).

A bionika (angolul bionika, bion - élőlény, organizmus; görögül Bioo - élő) tudomány, amely az élő természetet vizsgálja azzal a céllal, hogy a megszerzett ismereteket gyakorlati emberi tevékenységekben hasznosítsa.

A bionika kifejezés először 1960-ban jelent meg, amikor a Daytonában (USA) megrendezett szimpóziumon a különböző területek szakértői összegyűltek a következő szlogennel: „Az élő prototípusok az új technológia kulcsa.” A bionika egyfajta híd volt, amely összekapcsolta a biológiát a matematikával, a fizikával, a kémiával és a technológiával. A bionika egyik legfontosabb célja a technológiában fellelhető fizikai-kémiai és információs folyamatok és az élő természet megfelelő folyamatai közötti analógiák megállapítása. A bionika szakembert az élő természet sok millió éves evolúciója során kifejlesztett sokféle „technikai ötlete” vonzza. A bionika feladatai között kiemelt helyet foglal el a biológiából származó ismeretek felhasználásán alapuló irányítási és kommunikációs rendszerek fejlesztése, kiépítése. Ez a szó szoros értelmében vett bionika. A bionika fontos a kibernetikában, a rádióelektronikában, a repüléstechnikában, a biológiában, az orvostudományban, a kémiában, az anyagtudományban, az építőiparban és az építészetben stb. A bionika feladatai közé tartozik a biológiai bányászati ​​módszerek, a szerves kémia komplex anyagainak előállítására szolgáló technológiák fejlesztése is. , építőanyagok és bevonatok, amelyeket a vadon élő állatok használnak. A bionika az élő természet racionális másolásának művészetét tanítja, technikai feltételeket találva a biológiai tárgyak, folyamatok és jelenségek megfelelő felhasználásához.

Ennek egyik lehetséges módja a funkcionális (matematikai vagy szoftveres) modellezés, amely a folyamat szerkezeti diagramjának, az objektum funkcióinak, e funkciók numerikus jellemzőinek, céljának és időbeli változásainak tanulmányozásából áll. Ez a megközelítés lehetővé teszi az érdeklődésre számot tartó folyamat matematikai eszközökkel történő tanulmányozását, és a modell műszaki megvalósítását akkor, ha annak hatékonysága elvileg megalapozott, és hátra van az ilyen típusú tervezés gazdasági, energetikai és egyéb lehetőségeinek ellenőrzése. modellt a rendelkezésre álló technikai eszközökkel. Van egy másik módszer - a fizikai és kémiai modellezés, amikor a bionika szakembere biokémiai és biofizikai folyamatokat tanulmányoz annak érdekében, hogy tanulmányozza az élő szervezetben előforduló anyagok átalakulásának (beleértve a lebomlását és szintézisét) elveit. Ez az út a legszorosabban a kémiai-technológiai kérdésekhez kapcsolódik, és új lehetőségeket nyit az energia- és polimerkémia fejlesztésében. A bionika által kifejlesztett harmadik megközelítés az élő rendszerek és biológiai mechanizmusok közvetlen felhasználása a technikai rendszerekben. Ezt a megközelítést szokták inverz modellezési módszernek nevezni, hiszen ebben az esetben a bionikai szakember az élő rendszerek tisztán mérnöki problémák megoldására való adaptálásának lehetőségeit és feltételeit keresi, vagyis egy biológiai tárgyon próbál szimulálni egy technikai eszközt vagy folyamatot. A gyakorlat kérésére felbukkanó bionika a biológiai ismeretek alkalmazására épülő kutatások kezdeteként szolgált a technológia minden területén. Fő eredménye a biológia egyre növekvő technikai elsajátításának első útjainak megteremtése.