Бионика: Разлика между версии

'''Бионика''' ({{lang-en|Bionics}}, {{lang-de|Bionik}}) (в англоезичните страни думата произлиза от „биос“-, означаваща живот, и суфикса „-оникс“- – изследване), (в немскоезичните страни думата е кратката форма на [[биотехника]], което произлиза от гръцката дума „биос“ –, означаваща живот, и думата техника) означава прилагането на [[Научен метод|метод]]и и системи, открити в [[природа]]та в изучаването и проектирането на инженерни системи и модерни технологии.

Търсеният ефект е пренасянето на технологии, тъй като под натиска на [[еволюция]]та естествените системи обикновено се оптимизират и стават високоефективни. Класически пример за това е разработването на боя, незадържаща вода и замърсявания, създадено на основата на микроскопски изследвания върху цветето [[лотус]] и други растения, които на практика не задържат замърсявания ([[ефект на лотоса]]). Примерите за бионични резултати в инженерството включват корпуси на кораби, имитиращи структурата на кожата на делфините, както и [[сонар]], [[радар]] и медицински ултразвуков уред, имитиращи [[ехолокация]]та на прилепите.

== Методи на създаване ==

Има различни начини, чрез които един проблем се решава с помощта на биониката.

При единият метод (бионика на аналогията), съществуващия проблем в дадена област се формулира, след това се търсят аналогии в природата, анализират се тези аналогии и се търси решение на проблема с получените знания от природата. Пример за това например е разработката на паякообразни роботи, при които краката им са с автономни функции на управление и са по-добри от централно управлявани роботи.

По другият метод (абстрактна бионика), се правят изследвания на биологичните системи и се описват основните принципи на работа. След това този принцип се отделя от специфичните понятия на чистата биология (прави се общовалиден – -абстрактен) и се търсят възможни технически приложения заедно със специалисти от други области. Пример за това е изследването на структурата на краката на гекона. Изследванията с модерни средства на способността на гекона да се движи бързо по гладки вертикални стени и тавани без да оставя следи, показват, че това става с използването на [[Ван дер Ваалсови]] сили. Именно това знание се използва за създаването на продукти, като например лепяща лента, която не оставя лепилни остатъци.

За създаването на нови технологии с използването на биониката, може да се определят основно три нива във фауната и флората, които могат да се моделират:

* Възпроизвеждане на механизми от природата.

*Биониката на движенията изследва системите за задвижване, влиянието на покритията и напасването към движението на флуидите.

*[[Строителна бионика|Строителната бионика]] изследва общата конструкция на животните и растенията или техни продукти. Така например в областта на строителните технологии интерес представлява създаването на слоести структури. Идеята е взета от конструкцията на раковините на дълбоководни охлюви. При тях се редуват меки и твърди слоеве и ако се пропука твърд слой, деформацията са поглъща от мекият слой и не се разпространява по-нататък.

*Климатичната бионика изследва системите за пасивно охлаждане, вентилация и нагряване.

*В [[Хараре]] Зимбабве е построена търговска и офис сграда [[Eastgate Centre]] с пасивна система за охлаждане, която използва за прототип жилищата на термитите. Чрез система от [[комин]]и, които се отварят през нощта и затварят през деня се постига минимална температурна разлика и 90% икономия на енергия спрямо конвенционално охлажданите с климатични инсталации сгради. Сграда съгласно тези принципи е построена и в Лондон.

*[[Гекон]]а използва [[ван-дер-Ваалсови сили]], за да се предвижва без използването на лепило или смукатели по повърхността . В долната страна на краката му има разположени голям брой фини косъмчета. Всяко косъмче има много малка сила на привличане с повърхността, върху която ходи гекона. Поради големият брой такива косъмчета сумарната сила е достатъчно голяма. Тъй като гекона притежава около 29000 броя на квадратен сантиметър то силата, с която се задържа гекона е от порядъка на 40 нютона.(около 0,4 кг).

* Изследвания от април 2009 година на Университета в Генуа показват, че [[Перо|перата]] на птиците са подходящи да намаляват съществено съпротивлението на самолетите във въздуха и на подводните съдове във водата. Такива съдове могат покрити с пера да бъдат много по-ефективно използвани. Италианският учен Александро Ботаро изследва функционирането на покривните пера на крилата на птиците. Той и неговите сътрудници установяват, че при полет на птиците някои от перата застават под определен ъгъл и намаляват колебанията на въздушния поток. При тестване във въздушен тунел се измерва до 15 % намаляване на съпротивлението на въздушния поток.<ref>[http://pressetext.de/news/090416004/vogelfedern-sollen-flugzeuge-effizienter-machen/ ''Vogelfedern sollen Flugzeuge effizienter machen.''] www.pressetext.com, 16. April 2009.</ref> Счита се, че при използване на разработена на базата на изследване на полета на [[сова]]та технология ще може значително да се намали шума от самолетите.

=== Переспективи за развитие ===

Всеки човек, наблюдаващ професионално или любителски природата в нейното разнообразие -  – насекоми, животни, растения, висши млекопитаещи и особено човешкият организъм, не може да не си дава сметка, че нашите познания са все още много ограничени. Поради тази причина използването на все по-модерни методи за изследване на природата и особено все по-модерните методи за производство ще водят все повече до практически резултати в биониката. Нанотехнологите, микроелектрониката и химията в своето развитие допринасят за това.

== Специфично използване на понятието ==

=== В медицината ===

В медицината бионика означава замяна на органи и части от тялото. Пример за това са [[Кохлеарен имплант|кохлеарните импланти]].<ref>[http://www.bionicear.org/bei/index2.html The Bionic Ear Institute]</ref>. През 2004 година е разработен напълно функционален изкуствен слухов орган.