Բիոնիկան մարդու կյանքում

Ասում են՝ դարում մեկ հանճար է ծնվում Երկրի վրա։ Այդպիսի հանճար էր Լեոնարդո դա Վինչին։ Մեծագույն նկարիչ, քանդակագործ, մաթեմատիկոս, ինժեներ և անատոմիստ Լեոնարդո դա Վինչին ձգտում էր գտնել ճշմարտությունը, իմանալ և նկարագրել այն:

«Ես բնությունը վերցրեցի որպես իմ դաստիարակ, բոլոր ուսուցիչների ուսուցիչ»:

Ինչո՞ւ այս մեծ գիտնականը բնությունն իր ուսուցիչ վերցրեց:

Կյանքն իր ամենապրիմիտիվ ձևով առաջացել է Երկրի վրա մոտ 2 միլիարդ տարի առաջ: Անխիղճ բնական ընտրությունը գոյատևեց միլիոնավոր դարեր, ինչի արդյունքում ողջ մնացին ամենաուժեղն ու կատարյալը։ Լեոնարդո դա Վինչին առաջինն էր, ով առաջարկեց լավագույնը վերցնել բնությունից՝ մարդկային հնարավորություններն ընդլայնելու համար։ 1485 թվականին նա ստեղծեց մեխանիկական թռչող մեքենա՝ օրնիտոպտելը, որի գործողության սկզբունքը նա պատճենեց թռչուններից։ Ու թեև մարդն այն ժամանակ չհասցրեց թռչել սովորել, դա նշանավորեց նոր գիտության՝ բիոնիկայի սկիզբը։ Բիոնիկան կենսաբանության և տեխնոլոգիայի սիմբիոզ է:

Եթե ​​Երկրի պատմությունը՝ 4,5 միլիարդ տարի, ներկայացվում է որպես մեկ օր, ապա պարզվում է, որ հոմո սափիենսը մոլորակի վրա հայտնվել է մեկ րոպեից քիչ առաջ։ Անցել է բառացիորեն մի վայրկյան, և նա արդեն պատկերացնում է իրեն որպես ստեղծագործող և այլևս ոչինչ չի կարող ստեղծել։ ավելի վատ, քան բնությունը. Մինչեւ վերջերս, երբ ինչ-որ նոր բան հորինում էին, մարդիկ գաղափար անգամ չունեին, որ այն արդեն գոյություն ունի։ Պարզապես պետք է տեսնել և դիմել։ 99% գիտական ​​բացահայտումներմարդը լրտեսել է բնությունը. Այն ամենը, ինչ մեզ շրջապատում է, ունի իր բնական անալոգը:

Բիոնիկա(ից Βίον - ապրող ) - կիրառվում է դիմումի վրա տեխնիկական սարքերև կազմակերպման սկզբունքների, հատկությունների, գործառույթների և կառուցվածքների համակարգեր . Պարզ ասած՝ բիոնիկան կապ է Եվ . Բիոնիկայի ծննդյան տարեթիվը` 13 սեպտեմբերի, 1960 թ.Bionics-ն ունի խորհրդանիշ՝ խաչված scalpel, զոդման երկաթ և ինտեգրալ նշան: Կենսաբանության, տեխնոլոգիայի և մաթեմատիկայի այս միավորումը մեզ թույլ է տալիս հուսալ, որ բիոնիկայի գիտությունը կթափանցի այնտեղ, որտեղ նախկինում ոչ ոք չի թափանցել, և կտեսնի այն, ինչ նախկինում ոչ ոք չի տեսել:

Մարդը միշտ երազել է նվաճել երկինքը։ Բայց այն հասանելի էր միայն թռչուններին։ Եվ հենց թռչուններն էին, որ մարդկանց տվեցին թռիչքի գաղափարը:

Թռիչքի մասին երազանքները և դրանց իրական իրականացումը շատ տարբեր բաներ են: Եվ չնայած համարձակ գաղափարներԼեոնարդո դա Վինչիի օրինակով մարդկությունը դեռ շատ դարեր կմնա երկրին շղթայված: Թռչունների, նրանց թևերի և պոչի կառուցվածքի ուսումնասիրությունը հանգեցրեց ինքնաթիռի հայտնագործմանը: Մարդկային աչքի կառուցվածքը հիմք դրեց լուսանկարչական ոսպնյակի համար, իսկ արևածաղկի ծաղկաբույլի կառուցվածքը առաջացրեց արևային մարտկոցներ: Զբոսանքից հետո կռատուկի ծաղկաբույլերն ու իր շան մորթին սանրելիս հայտնի դիզայները հորինել է Velcro ամրակներ։ Միջատները գիտնականներին ուղղաթիռների գաղափար են տվել։ Ձկները ոգեշնչել են սուզանավերի ստեղծմանը: MercedesBenz կորպորացիան մշակել է բիոնիկ փոխադրամիջոց, պատճենված արևադարձային մարմնի ձկից։ Չնայած իր ճամպրուկի ձևին, մեքենան ունի օդի չափազանց ցածր դիմադրություն:

Մենք ամեն օր բախվում ենք բիոնիկ գյուտերի հետ, առանց նույնիսկ դրա մասին իմանալու: Ամենից հաճախ բնությունից ընդունված սկզբունքները հանդիպում են ճարտարապետության մեջ։ Օրինակ, նախագծման մեջ հայտնի Էյֆելյան աշտարակընկած է մարդու ֆեմուրի կառուցվածքը: Ոսկրածուծի գլխին բազմաթիվ հենակետեր կան, որոնց շնորհիվ հոդի բեռը հավասարաչափ բաշխվում է։ Սա թույլ է տալիս կոր femur-ին աջակցել ծանր քաշըմարմիններ. Նույն հղման կետերը կարելի է գտնել Էյֆելյան աշտարակի հիմքում: Դրա դիզայնը համարվում է կայունության ճարտարապետական ​​չափանիշ:

Մեկ այլ աշտարակ՝ Օստանկինոն, նույնպես ունի բնական նմանակը։ Նրա սլացիկ ուրվագիծճանաչելի. Օստանկինո աշտարակի նախատիպը ցորենի ցողուն է։ Ծաղկաբույլերի ծանրության տակ չկոտրվելու կարողությունը աշտարակի հիմքն էր։

Ճարտարապետներն ավելի ու ավելի են դիմում կենդանի օրգանիզմների գործունեության սկզբունքներին: Հասկանալու համար, թե ինչպես է այն աշխատում, դիզայները պետք է ուսումնասիրի կենսաբանությունը: Բնական նախատիպեր ճարտարապետական ​​կառույցներդառնալ ձուկ, թռչուն, բույսեր և նույնիսկ մարդու մարմին:

Bionics-ը չի կանգնում տեղում: Այս գիտությունը իսկական հեղափոխություն է ստեղծում։ Սովորական դիտարկումն ու մոդելավորումը շատ բան կարող են անել։Իմ ապագա մասնագիտությունը կապված է մեքենաշինության հետ։ Մեքենաշինության արդյունաբերությունը ամենառոբոտաշինությունն է: Առաջին անգամ դրա գործնական կիրառումըարդյունաբերական ռոբոտներստացել է շնորհիվ ամերիկացի ինժեներներ Դ.Դևոլի և Դ.Էնգելբերգի 20-րդ դարի 50-ականների վերջին և 60-ականների սկզբին: Նրանք օգտագործվում են կատարել տարբեր տեխնոլոգիական գործընթացներձեռնարկության արդյունավետությունը բարձրացնելու նպատակով։

Ռոբոտի դիզայնը կարող է պարունակել մեկ կամ մի քանի մանիպուլյատորներ, իսկ ինքը՝ մանիպուլյատորը, կարող է ունենալ տարբեր ծանրաբեռնվածություն, դիրքավորման ճշգրտություն և ազատության աստիճան: Արդյունաբերական ռոբոտ ստեղծելիս ակտիվորեն օգտագործվում են բիոնիկ մոդելներ։ Արդյունաբերական ռոբոտի մանիպուլյատորը բաղկացած է միմյանց հետ կապված որոշակի թվով շարժական կապերից (առանցքներից): Այն նախագծված է հոդվածոտանիների վերջույթների սկզբունքով։ Որքան շատ կացիններ, այնքան շատ ունիվերսալ դիզայնռոբոտի մոտ.Ռոբոտի առանցքների միացման դասավորությունն ու ճկունությունը խնամքով արվել են մարդկային մոդելի համաձայն (համատեղ միացում)։ Մանիպուլյատորի առանցքները ճշգրտվում են սենսորների միջոցով: Նրանք նման են զգայական օրգաններին և արձագանքում են լույսին, դիրքը տարածության մեջ

Բնությունը դեռ շատ առեղծվածներ է պահում իր ստեղծագործությունների ներդաշնակությունը միշտ զարմացրել և կզարմացնի մարդկային աշխարհը. Բայց ահա հարցը․ «Մենք ժամանակ կունենա՞նք օգտագործելու մնացած «վայրի բնության արտոնագրերը»։ Հաշվի առնելով աշխարհի երեսից բույսերի և կենդանիների անհետացման տեմպերը, իսկ վիճակագրությունը անխտիր նշում է. տարեկան՝ մեկ կենդանատեսակ և օրական՝ մեկ բույս, առաջադրված հարցը շատ տագնապալի է հնչում։ Այս առումով կենդանիների և բույսերի հազվագյուտ և անհետացող տեսակների պահպանումը, պահպանումը միջավայրըԵրկրի վրա ողջ կյանքի կյանքի համար բարենպաստ պայմաններում, − հրատապ խնդիր, և մարդկության հետագա զարգացման բանալին։

Ամենակատարյալ ձևերը՝ և՛ գեղեցկության, և՛ կազմակերպման և գործելու տեսակետից, ստեղծվել են հենց բնության կողմից և զարգացել էվոլյուցիայի գործընթացում։ Երկար ժամանակ մարդկությունն իր տեխնոլոգիական խնդիրները լուծելու համար բնությունից փոխառել է կառուցվածքներ, տարրեր, շինություններ։ Ներկայումս տեխնոգեն քաղաքակրթությունը բնությունից գրավում է ավելի մեծ տարածքներ, իսկ շրջակա տարածքներում գերակշռում են. ուղղանկյուն ձևեր, պողպատ, ապակի և բետոն, և մենք ապրում ենք այսպես կոչված քաղաքային ջունգլիներում։

Եվ տարեցտարի ավելի ու ավելի շոշափելի է դառնում մարդու կարիքը օդով, կանաչապատմամբ և բնական տարրերով լցված բնական, ներդաշնակ կենսամիջավայրի: Հետևաբար, բնապահպանական խնդիրները գնալով ավելի արդիական են դառնում քաղաքաշինության մեջ և. Այս հոդվածում մենք կծանոթանանք բիոնիկայի օրինակներին՝ հետաքրքիր ժամանակակից ուղղությունճարտարապետության և ինտերիերի ձևավորման մեջ:

Բիոնիկայի օրինակներ ճարտարապետության մեջ. Գիտական ​​և գեղարվեստական ​​մոտեցում

Բիոնիկան առաջին հերթին գիտական ​​ուղղություն է, իսկ հետո՝ ստեղծագործական։ Երբ կիրառվում է ճարտարապետության մեջ, դա նշանակում է կենդանի օրգանիզմների կազմակերպման սկզբունքների և մեթոդների և կենդանի օրգանիզմների կողմից ստեղծված ձևերի օգտագործում շենքերի նախագծման և կառուցման մեջ: Բիոնիկ ոճով աշխատող առաջին ճարտարապետը Ա.Գաուդին էր։ Նրա հայտնի գործերը մինչ օրս հիանում են աշխարհի կողմից (Casa Batllo, Casa Mila, Sagrada Familia, Park Güell և այլն)։

Casa Mila Antonio Gaudi Բարսելոնայում
Ազգային օպերային թատրոն Պեկինում

Ժամանակակից բիոնիկան հիմնված էնոր մեթոդների վրա՝ օգտագործելով մաթեմատիկական մոդելավորում և հաշվարկների և 3D վիզուալիզացիայի համար նախատեսված ծրագրերի լայն շրջանակ: Նրա հիմնական խնդիրն է ուսումնասիրել կենդանի օրգանիզմների հյուսվածքների ձևավորման օրենքները, դրանց կառուցվածքը, ֆիզիկական հատկություններ, դիզայնի առանձնահատկություններըայս գիտելիքները ճարտարապետության մեջ թարգմանելու նպատակով։ Կենդանի համակարգերը կառույցների օրինակներ են, որոնք գործում են՝ հիմնվելով օպտիմալ հուսալիության ապահովման, օպտիմալ ձևի ձևավորման սկզբունքների վրա՝ խնայելով էներգիա և նյութեր: Հենց այս սկզբունքներն են կազմում բիոնիկայի հիմքը։ Կայքում ներկայացված են բիոնիկայի հայտնի օրինակներ։

Օպերա Սիդնեյում
Լողի համալիր Պեկինում

Ահա բիոնիկայի վրա հիմնված աշխարհի ամենամեծ կառույցներից մի քանիսը.

• Էյֆելյան աշտարակ Փարիզում (կրկնում է սրունքի ոսկորի ձևը)
• Swallow's Nest Stadium Պեկինում (արտաքին) մետաղական կառուցվածքկրկնում է թռչնի բնի ձևը)
• Aqua երկնաքեր Չիկագոյում (արտաքուստ այն հիշեցնում է թափվող ջրի հոսք, իսկ շենքի ձևը նաև հիշեցնում է Մեծ լճերի ափերի երկայնքով կրային հանքավայրերի ծալքավոր կառուցվածքը)
• Բնակելի շենք «Նաուտիլուս» կամ «Շելլ» Նաուկալպանում (նրա դիզայնը վերցված է բնական կառուցվածքից՝ փափկամարմին պատյանից)
• Սիդնեյի օպերային թատրոն (ընդօրինակում է լոտոսի բաց ծաղկաթերթերը ջրի վրա)
• Լողային համալիր Պեկինում (ճակատի ձևավորումը բաղկացած է «ջրի փուչիկներից», կրկնում է բյուրեղյա վանդակը, այն թույլ է տալիս կուտակել արևային էներգիա, որն օգտագործվում է շենքի կարիքների համար)
• Պեկինի ազգային օպերային թատրոն (ընդօրինակում է ջրի կաթիլը)

Բիոնիկան ներառում է նաև շինարարության համար նոր նյութերի ստեղծում, որոնց կառուցվածքն առաջարկվում է բնության օրենքներով։ Այսօր արդեն կան բիոնիկայի բազմաթիվ օրինակներ, որոնցից յուրաքանչյուրն առանձնանում է իր կառուցվածքի զարմանալի ամրությամբ։ Այսպիսով, հնարավոր է ձեռք բերել նոր լրացուցիչ հնարավորություններ տարբեր չափերի կառույցների կառուցման համար։

Cloud Gate քանդակը Չիկագոյում
Բիոնիկայի օրինակներ ինտերիերի դիզայնում

Բիոնիկ ոճով ինտերիերի դիզայնի առանձնահատկությունները օրինակներով

Բիոնիկ ոճը հասել է նաև ինտերիերի ձևավորմանը՝ ինչպես բնակելի, այնպես էլ սպասարկման ոլորտի, սոցիալական և մշակութային նպատակներով: Բիոնիկայի օրինակներ կարելի է տեսնել ժամանակակից այգիներում, գրադարաններում, առևտրի կենտրոններ, ռեստորաններ, ցուցահանդեսային կենտրոններ և այլն։ Ինչն է սա բնորոշ նորաձեւ ոճ? Որո՞նք են դրա առանձնահատկությունները: Ինչպես ճարտարապետության դեպքում, ինտերիերի բիոնիկան օգտագործում է բնական ձևեր տարածքի կազմակերպման, տարածքների պլանավորման, կահույքի և աքսեսուարների ձևավորման և դեկորում:

Դիզայներներն իրենց գաղափարներն են բերում կենդանի բնության ծանոթ կառույցներից.

• Մոմը և բջիջը հիմք են հանդիսանում ինտերիերում անսովոր կառուցվածքներ ստեղծելու համար՝ պատեր և միջնապատեր, կահույքի տարրեր, դեկոր, պատի տարրեր և առաստաղի վահանակներ, պատուհանների բացվածքներև այլն:
• Spider web-ը անսովոր թեթև և խնայող ցանցային նյութ է: Հաճախ օգտագործվում է որպես հիմք միջնորմների նախագծման, կահույքի ձևավորման և լուսատուներ, ցանցաճոճեր.
• Արտաքին կամ ներքին աստիճանները կարող են պատրաստվել պարուրաձև կամ անսովոր կառուցվածքների տեսքով, որոնք ստեղծվել են համակցված բնական նյութերից, որոնք կրկնում են հարթ բնական ձևերը: Աստիճանների ձևավորման մեջ բիոնիկ նկարիչները ամենից հաճախ ապավինում են բույսերի ձևերին:
• Գունավոր ապակին օգտագործվում է նաև բիոնիկ օրինակներում՝ հետաքրքիր լուսավորություն ստեղծելու համար։
• IN փայտե տներԾառերի բները կարող են օգտագործվել որպես կրող սյուներ: Ընդհանուր առմամբ, փայտը բիոնիկ ոճի ինտերիերի ամենատարածված նյութերից մեկն է: Օգտագործվում են նաև բուրդ, կաշի, սպիտակեղեն, բամբուկ, բամբակ և այլն։
• Հայելի և փայլուն մակերեսները վերցված են ջրի երեսից և ներդաշնակորեն տեղավորվում դրա մեջ։
• Գերազանց լուծում է պերֆորացիայի օգտագործումը առանձին կառույցների քաշը նվազեցնելու համար: Ստեղծելու համար հաճախ օգտագործվում են ծակոտկեն ոսկրային կառույցներ հետաքրքիր կահույք, միաժամանակ խնայելով նյութը՝ ստեղծելով օդափոխության և թեթևության պատրանք։

Լամպերը ընդօրինակում են նաև կենսաբանական կառուցվածքները։ Ջրվեժի նմանակող լամպերը, լուսավոր ծառերն ու ծաղիկները, ամպերը, երկնային մարմինները գեղեցիկ ու օրիգինալ տեսք ունեն։ ծովային արարածներև այլն: Հաճախ օգտագործվում են բիոնիկայի օրինակներ բնական նյութեր, որոնք էկոլոգիապես մաքուր են: Բնութագրական հատկանիշներԱյս ուղղությունը համարվում է հարթ գծեր և բնական գույներ։ Սա բնական բնությանը մոտ մթնոլորտ ստեղծելու փորձ է՝ չվերացնելով այն հարմարությունները, որոնք մարդը ձեռք է բերել տեխնիկայի զարգացման հետ։ Էլեկտրոնիկան ինտեգրված է դիզայնի մեջ այնպես, որ դրանք նկատելի չեն:

Չիկագոյում գտնվող Aqua երկնաքերը Պեկինի Swallow's Nest մարզադաշտում ինտերիերի դիզայնի բիոնիկայի օրինակ է:

Ինտերիերի բիոնիկայի օրինակներում դուք կարող եք հետաքրքիր համարել ակվարիումները անսովոր ձևավորումներև յուրահատուկ ձևեր, որոնք, ինչպես բնության մեջ, չեն կրկնվում։ Կարելի է ասել, որ բիոնիկայի մեջ չկա հստակ սահմաններև տարածքի գոտիավորումը, որոշ սենյակներ սահուն «հոսում են» մյուսների մեջ: Բնական տարրերը պարտադիր չէ, որ կիրառվեն ամբողջ ինտերիերի վրա: Ներկայումս բիոնիկայի առանձին տարրերով նախագծերը շատ տարածված են՝ կահույք, որը հետևում է մարմնի կառուցվածքին, բույսերի կառուցվածքին և կենդանի բնության այլ տարրերին, օրգանական ներդիրներին, բնական նյութերից պատրաստված դեկորներին:

Հարկ է նշել, որ հիմնական հատկանիշըբիոնիկան ճարտարապետության և ինտերիերի ձևավորման մեջ բնական ձևերի իմիտացիա է՝ հաշվի առնելով դրանց մասին գիտական ​​գիտելիքները։ Մարդկանց համար բարենպաստ էկոլոգիապես անվտանգ կենսամիջավայրի ստեղծում՝ օգտագործելով նորը էներգաարդյունավետ տեխնոլոգիաներկարող է դառնալ քաղաքաշինության իդեալական ուղղություն։ Հետևաբար, բիոնիկան նոր արագ զարգացող ուղղություն է, որը գրավում է ճարտարապետների և դիզայներների մտքերը:

Անհնար է ճշգրիտ ասել, թե երբ է ծնվել բիոնիկայի գիտությունը, քանի որ մարդկությունը միշտ ոգեշնչվել է բնությունից, հայտնի է, որ, օրինակ, մոտ 3 հազար տարի առաջ փորձեր են արվել կրկնօրինակել մետաքսի ստեղծումը, ինչպես դա անում են միջատները. Իհարկե, նման փորձերը զարգացումներ չեն կարող անվանվել, միայն ժամանակակից տեխնոլոգիաների ի հայտ գալուց հետո մարդը շատ իրական հնարավորություն ունեցավ կրկնօրինակելու բնական գաղափարները, մի քանի ժամում արհեստականորեն վերարտադրելու այն ամենը, ինչ տարիներ շարունակ ծնվել է բնական պայմաններում։ Օրինակ՝ գիտնականները գիտեն աճեցնել սինթետիկ քարեր, որոնք գեղեցկությամբ և մաքրությամբ չեն զիջում բնականին, մասնավորապես՝ որպես ադամանդի անալոգ։

Բիոնիկայի ամենահայտնի տեսողական մարմնավորումը Փարիզի Էյֆելյան աշտարակն է: Այս կոնստրուկցիան հիմնված էր ֆեմուրի ուսումնասիրության վրա, որը, ինչպես պարզվեց, բաղկացած էր փոքր ոսկորներից։ Նրանք օգնում են կատարելապես բաշխել քաշը, այնպես որ ազդրային գլուխը կարող է դիմակայել ավելի մեծ բեռների: Նույն սկզբունքով է ստեղծվել Էյֆելյան աշտարակը։

Թերևս բիոնիկայի ամենահայտնի «»-ը, ով հսկայական ներդրում է ունեցել դրա զարգացման գործում, Լեոնարդո դա Վինչին է: Օրինակ՝ նա դիտել է ճպուռի թռիչքը, իսկ հետո ստեղծագործելիս փորձել է փոխանցել նրա շարժումները Ինքնաթիռ.

Բիոնիկայի նշանակությունը այլ գիտական ​​ոլորտների համար

Ոչ բոլորն են ընդունում բիոնիկան որպես գիտություն՝ այն համարելով գիտելիք, որը ծնվել է մի քանի առարկաների խաչմերուկում, մինչդեռ բիոնիկան ինքնին լայն է, այն ներառում է մի քանիսը. գիտական ​​ուղղություններ. Մասնավորապես, սա Գենային ինժեներիան, դիզայն, բժշկական և կենսաբանական էլեկտրոնիկա։

Նրա բացառապես կիրառական բնույթի մասին կարելի էր խոսել, բայց ժամանակակից ծրագրային ապահովումհնարավորություն է տալիս մոդելավորել և իրականություն դարձնել բոլոր տեսակի բնական լուծումները, և հետևաբար բնական երևույթների ուսումնասիրությունն ու համեմատությունը մարդկային հնարավորությունների հետ գնալով ավելի արդիական է դառնում: Ժամանակակից ռոբոտաշինություն ստեղծելիս ինժեներներն ավելի ու ավելի են դիմում բիոնիկ գիտնականների օգնությանը: Ի վերջո, ռոբոտներն են, որոնք զգալիորեն կհեշտացնեն մարդու կյանքը ապագայում, և դրա համար նրանք պետք է կարողանան ճիշտ շարժվել, մտածել, կանխատեսել, վերլուծել և այլն: Այսպիսով, Ստենֆորդի համալսարանի գիտնականները ստեղծել են ռոբոտ՝ հիմնվելով ուտիճների դիտարկումների վրա։ Նրանց գյուտը ոչ միայն արագաշարժ և օրգանական է, այլև շատ ֆունկցիոնալ: Մոտ ապագայում այս ռոբոտը կարող է դառնալ անփոխարինելի օգնականնրանց համար, ովքեր չեն կարող ինքնուրույն շարժվել:

Բիոնիկայի օգնությամբ ապագայում հնարավոր կլինի ստեղծել հսկայական տեխնոլոգիական զարգացումներ։ Հիմա մարդուն ընդամենը մի քանի տարի կպահանջվի բնական երեւույթների անալոգը ստեղծելու համար, մինչդեռ բնությունն ինքը հազարամյակներ է ծախսելու դրա վրա։

Ինչպես են բացահայտումներ արվում, ինչպես են ստեղծվում տարբեր գյուտեր, մի խոսքով ամեն ինչ, Ի՞նչն է առաջ մղում մարդկությանը:Իհարկե, դրա համար անհրաժեշտ է գիտելիք, տաղանդ, հաստատակամություն և աշխատելու կարողություն։ Բայց սա դեռ ամենը չէ:

Իսկական գիտնականն առանձնանում է ուժի հետ համակցված բուռն դիտողականությամբ ստեղծագործական երևակայություն. Այս որակների համադրությունը հնարավորություն է տալիս ստեղծել բնական կառույցների արդյունաբերական անալոգներ։

Ըստ բնության արտոնագրերի

XX դարի 60-ական թվականներից գոյություն ունի նոր ժամկետ- բիոնիկա, գիտություն, որն օգտագործում է կենդանի բնության մասին գիտելիքները տեխնիկական խնդիրներ լուծելու համար։Այս գիտության նշանակությունը չի կարելի գերագնահատել։ Ի վերջո, բնությունն իր ստեղծագործությունները ստեղծում է առավելագույն արդյունավետությամբ։

Նման տեխնածին անալոգի ստեղծման ամենապարզ օրինակը Velcro-ն ու կայծակաճարմանդներն են, որոնք օգտագործվում են որպես կոշիկի բաճկոնների ամրացումներ և այլն: Բայց մարդը այս պարզ, բայց շատ հարմար գյուտը փոխառել է բնությունից: Կռատուկի փշերը հեշտությամբ կպչում են տարբեր նյութեր, ձևավորելով բավականին ամուր կապ, և երբ այն հայտնվում է մազերի վրա, դրանք շատ դժվարություններ են առաջացնում։

Գիտնականները հսկայական թվով հետաքրքիր գաղափարներ են հավաքել ծովային կյանքի ուսումնասիրությունից.

• Այսպիսով, հազարավոր տարիների էվոլյուցիայի շնորհիվ այն ծառայեց որպես սուզանավերի նախագծման նախատիպ և ծովային նավեր. Իսկ ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տվել ստեղծել միանգամայն յուրահատուկ լամիֆո նյութ։ Այս նյութից պատրաստված նավերի ստորջրյա հատվածը պատելը մեծացնում է դրանց արագությունը 15–20%-ով։

• Դուք հավանաբար տեսել եք ինչ-որ մեկին փռված ծովի ջուր, նման է դոնդող մսի։ Ուսումնասիրելով խոր ծովի այս բնակչուհուն՝ գիտնականները նրա մասին շատ հետաքրքիր բաներ են հայտնաբերել։ Գիտե՞ք ինչպես է շարժվում մեդուզան։ Նա ուժով դուրս է մղում ջուրը շոշափուկներից և այդպիսով առաջ է շարժվում։ նույն սկզբունքով։ Նրա վարդակից մեծ արագությամբ դուրս են պայթել տաք գազերը՝ հրթիռը հրելով հակառակ ուղղությամբ։

• Սակայն մեդուզան հերթական անակնկալն է պատրաստել մարդկանց համար. Պարզվում է, որ այս մարդիկ կարող են «լսել» մոտեցող փոթորկի աղմուկը։ Եվ փոթորիկից առաջ նրանք հեռու են գնում դեպի ծով, որպեսզի ծովի ալիքներով ափ չթափվեն։ Գիտնականներին հաջողվել է ուսումնասիրել մեդուզաների այս հատկանիշը։ Այս հայտնագործության շնորհիվ ստեղծվել է «Մեդուզայի ականջ» սարքը, որն այդ ժամանակվանից շատ հուսալիորեն ծառայել է մարդկանց։ Այն թույլ է տալիս կանխատեսել փոթորկի մոտենալը դրա սկսվելուց 12-15 ժամ առաջ։ Այս ընթացքում նավաստիներն ու ձկնորսները կարող են պատրաստվել կատաղի տարերքին դիմավորելու: Շնորհակալություն, մեդուզա:
• Չորս աչք ձուկն ապրում է Բրազիլիայի ջրամբարներում։ Իրականում նա ընդամենը երկու աչք ունի, բայց նրանցից յուրաքանչյուրը բաժանված է երկու մասի։ Վերին կեսը վերահսկում է իրավիճակը ջրի մակերևույթի վերևում, իսկ ստորին կեսը թույլ է տալիս պաշտպանվել ձեզ գիշատիչներից, որոնք ոտնձգություն են անում այս վրիպակ աչքերով գեղեցկուհուն: Նույն սկզբունքն է ընկած երկֆոկալ ակնոցների հիմքում: Նրանց ոսպնյակները բաղկացած են երկու կեսից՝ տարբեր օպտիկական ուժերով։ Վերին մասծառայում է հեռահար տեսողության համար, ստորինը՝ կարդալու համար։
• Խորը ծովի ուշագրավ ֆրանսիացի հետազոտող Ժակ-Իվ Կուստոն հետաքրքրությամբ դիտում էր վրիպակին, որն անհանգիստ օդի պղպջակ էր քաշում ջրի մեջ։ Սա գիտնականին տվել է սկուբայական հանդերձանք ստեղծելու գաղափարը:

Ծովային կյանքից փոխառված արտոնագրերի ցանկը դեռ սպառված չէ, բայց մենք դեռ պետք է ծանոթանանք հետաքրքիր գյուտերին, որոնք մարդկությունը լրտեսել է թռչուններից և թռչող միջատներից։

Դիտելով սրընթաց սվիֆթներին կամ վեհաշուք արծիվներին, ովքեր փնտրում էին իրենց զոհին վերևից, մարդիկ երազում էին հանգիստ սավառնել գետնից վեր: թռիչքներ է ուրվագծել և նույնիսկ թռչող սարք է մշակել, որը թռիչքի վիճակված չի եղել։

Այնուամենայնիվ, բնությունից փոխառված գաղափարները դեռ օգտագործվում էին ինքնաթիռների գյուտարարների կողմից.

• Օդանավի թևի դիզայնը հնարավորինս մոտ է մեծ թռչունների թեւերի ձևին:
• Երկար ժամանակ արագընթաց ինքնաթիռների փորձարկողները բախվում էին թրթիռի ֆենոմենի հետ՝ ուժեղ թրթռում։ Դրանից հնարավոր եղավ ազատվել՝ խտացնելով ինքնաթիռի թևերի առջևի եզրը։ Պարզվեց, որ բնությունը վաղուց էր այս խնդրի համար պատրաստի ինժեներական լուծում առաջարկել՝ ճպուռների թեւերի վրա նման խտացում կա։
• Ճպուռը «ոգեշնչել» է դիզայներներին ուղղաթիռ ստեղծելու համար։
• Նախատեսվում է որպես դրոն օգտագործել կենդանի ճպուռը։ Կառավարման համակարգով «ուսապարկ» և արեւային վահանակներսննդի համար։ Այս կերպ հնարավոր կլինի պայքարել միջատներին՝ ուղղորդելով նրանց մշակաբույսերի ավելի լավ փոշոտման համար։ Հնարավոր է, որ դրանք կարող են օգտագործվել մարդուն հետևելու համար։
• Չղջիկների՝ ուլտրաձայնի միջոցով նավարկելու ունակությունը ծառայեց որպես էխոլոկացիայի նախատիպ: Այն թույլ է տալիս ուսումնասիրել ծովի հատակի տեղագրությունը, գտնել խորտակված նավեր, հայտնաբերել վայրեր, որտեղ առևտրային ձկներ են կուտակվում և այլն։ Նույնիսկ հնարավոր էր ձեռնափայտ նախագծել։ կույր մարդիկ, որի մեջ տեղադրված է ուլտրաձայնային աղբյուր և ընդունիչ, ինչը զգալիորեն բարելավում է նրանց կյանքի որակը։
• Անգնահատելի օգնություն է ցուցաբերել գիտությանը։ Ուսումնասիրելով նրա առեղծվածային օրգաններից մեկը (հալտերը), գիտնականներն այս սկզբունքով ստեղծեցին շատ կարևոր նավիգացիոն սարք՝ վիբրացիոն գիրոսկոպ։

• Այս անհրապույր միջատը «առաջարկեց» մեկ ուրիշին հետաքրքիր գաղափար. Ճանճի աչքերը թույլ են տալիս նրան միանգամից ստանալ նույն առարկայի բազմաթիվ պատկերներ։ Սա թույլ է տալիս նրան որոշել իր շարժման արագությունը բարձր ճշգրտությամբ: Օգտագործելով այս սկզբունքը՝ գիտնականները ստեղծեցին սարք, որը կոչվում էր «ճանճի աչք»։ Այժմ այն ​​օգտագործվում է ինքնաթիռների արագությունը որոշելու համար:
• Հազարավոր տարիներ շարունակ կենդանիների՝ քողարկվելու և գույնը փոխելու՝ իրենց միջավայրի գույնին համապատասխանելու հղկված կարողությունը օգտագործվել է նյութը՝ քամելեոնը մշակելու համար: Դրա վրա կիրառվող էլեկտրական իմպուլսները թույլ են տալիս կեղծ պատկեր ստեղծել։ Նման նյութով պատված ռազմական տեխնիկան անտեսանելի է դառնում անօդաչու թռչող սարքերի համար, քանի որ միաձուլվում է տեղանքի հետ։
• Պարզվում է, որ երկուական զենքի գաղափարը փոխառվել է ռմբակոծիչ բզեզից։ Բնությունը նրան ինքնապաշտպանության օրիգինալ զենք է տրամադրել։ Երկու գեղձեր, որոնք աշխատում են ինքնուրույն, արտադրում են երկու անվնաս նյութ, որոնք բարկացած բիծը միաժամանակ դուրս է նետում որովայնից։ Նրանց միացման կետում ջերմաստիճանը հասնում է 100 °C-ի։ Երկուական արկերը հագեցված են միջնորմով երկու մասի բաժանված խցիկով: Դրանք պարունակում են երկու նյութ, որոնք առանձին-առանձին ոչ մի վտանգ չեն ներկայացնում։ Բայց պայթյունի ժամանակ դրանք միանում են՝ առաջացնելով հզոր թունավոր գազ։
• Բնության արտոնագրային գրադարանի սրահներով ճամփորդությունը մոտենում է ավարտին: Բայց եկեք բացենք մեկ այլ թղթապանակ, որը նախկինում նշվել էր «Հույժ գաղտնի»:

Բիոնիկայի ապագան

Վերջին տարիներին բիոնիկայի մեջ առաջացել է առանձին բաժին. նեյրոբիոնիկա.Նա ուսումնասիրում է համակարգիչների նմանությունները և նյարդային համակարգկենդանիներ. Այս գիտության կարևորագույն խնդիրներից է համակարգչային տեխնիկայի կառավարումը նյարդային համակարգի պես հուսալի և ճկուն դարձնելը։

Նրա առաջին հաջողությունները ներառում են էկզոկմախքների և կենսապրոթեզների ստեղծումը, որոնք անդամալույծ մարդկանց ոտքի են կանգնեցնում: Հաջորդ քայլը այս սարքերը մտքի ուժով կառավարելն է: Հավանական է, որ նեյրոբիոնիկան հիմք կդառնա արհեստական ​​ինտելեկտի ստեղծման համար։

Եթե ​​այս հաղորդագրությունը օգտակար լիներ ձեզ համար, ես ուրախ կլինեի տեսնել ձեզ

1. Բիոնիկան որպես գիտություն՝ զարգացման պատմություն, սահմանումներ, էություն
2. Բժշկության մեջ բնական ձևերի անալոգներ
3. Բիոնիկայի սկզբունքները բժշկության ծառայության մեջ
Եզրակացություն
Մատենագիտություն

1. Բիոնիկան որպես գիտություն՝ զարգացման պատմություն, սահմանումներ, էություն

Ժամանակակից քսաներորդ դարում առաջացած նոր գիտություններից մեկի՝ բիոնիկայի ծննդյան պաշտոնական ամսաթիվը համարվում է 1960 թվականի սեպտեմբերի 13-ը՝ «Արհեստական ​​համակարգերի կենդանի նախատիպերը» թեմայով ամերիկյան առաջին ազգային սիմպոզիումի բացման օրը։ բանալին դեպի նոր տեխնոլոգիա« Սակայն, անկասկած, նման սիմպոզիումի անցկացումը հնարավոր դարձավ միայն այն պատճառով, որ մինչ այդ կուտակվել էին մեծ քանակությամբ տվյալներ կենդանի համակարգերի կազմակերպման և գործունեության սկզբունքների վերաբերյալ, ինչպես նաև հնարավորություններ էին ստեղծվել ձեռք բերված գիտելիքների գործնական օգտագործման համար։ մի շարք խնդիրներ լուծելու համար։ ընթացիկ խնդիրներտեխնոլոգիա.
Անուն " բիոնիկա«Գալիս է հին հունական «բիոն» արմատից՝ կյանքի տարր, կյանքի բջիջ կամ, ավելի ճիշտ, կենսաբանական համակարգի տարրեր։
Անմիջապես առաջացավ խորհրդանիշ և կարգախոս՝ կրելով բիոնիկայի գիտական ​​էության խորհրդանշական պատկերը՝ սինթեզել տարբեր գիտություններում կուտակված գիտելիքները։ Բնորոշ է 20-րդ դարում. Գիտական ​​առարկաների տարանջատման և մասնատման ինտենսիվ գործընթացը, առանձին գիտությունների նպատակների և խնդիրների հստակեցման ծայրահեղ աստիճանը հանգեցրին գիտելիքի ավելի քան մեկուկես հազար ճյուղերի առաջացմանը: Բավականին երկար ժամանակ գիտելիքի նման տարբերակումը նպաստեց գիտության և տեխնոլոգիայի ճյուղերի մեծ մասի հաջող զարգացմանը, սակայն ներկայումս գիտնականների նեղ մասնագիտացումը բարդացնում է գիտելիքները, և կա արդյունքների ինտեգրման հրատապ անհրաժեշտություն: գիտական ​​հետազոտությունհիմնված ընդհանուր, համապարփակ սկզբունքների վրա:
Նոր միավորման առաջին փորձը կիբեռնետիկան էր, որի հիմնական ինտեգրացիոն սկզբունքը կենդանի և ոչ կենդանի էակների և նրանց կապերի վերահսկման մեթոդների ունիվերսալությունն էր։
Բիոնիկաշատ առումներով դա կիբեռնետիկայի տրամաբանական շարունակությունն է, բայց վերացնում է գիտությունների մասնագիտացման և դրանց տարանջատման հետևանքով առաջացած հակասությունները և ինտեգրում է տարասեռ տեղեկատվությունը կենդանի բնության միասնությանը կամ կենսաբանական սկզբունքին համապատասխան: Հետևաբար, բիոնիկայի զինանշանը սկալպելն է և զոդման երկաթը, որոնք կապված են անբաժանելի նշանով, և կարգախոսն է՝ «Կենդանի նախատիպեր՝ նոր տեխնոլոգիայի բանալին»:
Դեռևս չկա կոնսենսուս բիոնիկայի բովանդակության վերաբերյալ՝ թերևս քսաներորդ դարում ի հայտ եկած երիտասարդ գիտություններից ամենահայտնին: Շատ փորձագետներ բիոնիկան համարում են կիբեռնետիկայի նոր ճյուղ, մյուսները այն վերագրում են կենսաբանական գիտություններին, բայց, ըստ երևույթին, ամենաճիշտ են նրանք, ովքեր առանձնացնում են բիոնիկան որպես անկախ գիտություն։
Անդրադառնալով ամենահաստատված սահմանմանը, կարող ենք ասել, որ բիոնիկա- գիտություն է, որն ուսումնասիրում է կենսաբանական համակարգերի և դրանց տարրերի կառուցման և գործունեության սկզբունքները և օգտագործում է ձեռք բերված գիտելիքները՝ գոյություն ունեցող արմատապես բարելավելու և հիմնովին նոր մեքենաներ, գործիքներ, ապարատներ ստեղծելու համար, շինարարական կառույցներև տեխնոլոգիական գործընթացները։ Բիոնիկան կարելի է անվանել նաև տեխնիկական սարքերի կառուցման գիտություն, որոնց բնութագրերը հնարավորինս մոտ են կենդանի համակարգերի բնութագրերին։
Ինչպես գիտությունների մեծ մասը, բիոնիկայի կառուցվածքը տարասեռ է։ Ներկայումս ընդունված է առանձնացնել բիոնիկայի երեք մեթոդաբանական ուղղություններ՝ կենսաբանական, մաթեմատիկական (տեսական) և տեխնիկական։
Կենսաբանական բիոնիկահիմնված է կենսաբանության և բժշկության մի շարք ճյուղերի վրա, օգտագործում է դրանց ձեռքբերումները՝ բացահայտելու կենդանի բնության որոշակի սկզբունքներ, որոնք կարող են հիմք հանդիսանալ որոշակի ինժեներական խնդիրների լուծման համար:
Տեսական բիոնիկայի բովանդակությունը կենսաբանական մոդելավորման մաթեմատիկական ապարատի, ինչպես նաև կենդանի օրգանիզմներում, կենդանի համակարգերում կամ նույնիսկ օրգանիզմների հասարակություններում տեղի ունեցող երևույթների և գործընթացների մաթեմատիկական մոդելների մշակումն է:
Տեխնիկական բիոնիկայի գործունեության ոլորտը մաթեմատիկական մոդելների կամ կենդանի օրգանիզմների գործունեության այլ ասպեկտների իրականացումն է, որոնք հաճախ ստացվում են կենսաբանական և տեսական բիոնիկայի հետազոտությունների ընթացքում՝ նպատակ ունենալով բարելավել գոյություն ունեցողները և ստեղծել բոլորովին նորերը։ տեխնիկական միջոցներև դրանցով գերազանցող համակարգերը տեխնիկական բնութագրերըարդեն ստեղծված ավելի վաղ և գործում է կենսաբանական սկզբունքով։
Երկար էվոլյուցիայի ընթացքում բնությունը Երկրի վրա ստեղծել է անթիվ կենդանի օրգանիզմներ, որոնցից շատերը իրավամբ կարելի է դասակարգել որպես «կենդանի»: ինժեներական համակարգերԳործելով շատ ճշգրիտ, գիտական ​​և տնտեսապես, առանձնանում է զարմանալի ճշգրտությամբ, նպատակահարմարությամբ, շրջակա միջավայրի բազմաթիվ գործոնների նուրբ փոփոխություններին արձագանքելու ունակությամբ, հիշելով և հաշվի առնելու այդ փոփոխությունները և դրանց արձագանքելու տարբեր հարմարվողական ռեակցիաներով:
Դիտարկենք բիոնիկայի մեթոդների և լուծումների կիրառումը բժշկության մեջ՝ կենսաբանական գիտությունների այն ճյուղը, որին յուրաքանչյուր մարդ իր կյանքում հանդիպում է ավելի քան մեկ անգամ։
Բնության «գյուտերից» շատերը, նույնիսկ հին ժամանակներում, օգնել են լուծել մի շարք տեխնիկական խնդիրներ։ Օրինակ, արաբ բժիշկները հարյուրավոր տարիներ առաջ աչքի վիրահատություններ կատարելիս հասկացել են լույսի ճառագայթների բեկումը մի թափանցիկ միջավայրից մյուսն անցնելիս: Աչքի ոսպնյակի ուսումնասիրությունը դրդել է հին բժիշկներին մտածել պատկերը մեծացնելու համար բյուրեղից կամ ապակուց պատրաստված ոսպնյակներ օգտագործելու, այնուհետև տեսողությունը շտկելու մասին։
Երբ իր ճամփորդություններից մեկի ժամանակ Ջերալդ Դարելը ստիպված եղավ համաձայնվել մի խաղադրույքի, որի իմաստն էր անվանել չորս ակնառու գյուտեր և ապացուցել, որ դրանց հիմքում ընկած սկզբունքը օգտագործվել է կենդանիների կողմից, նախքան մարդն այդ մասին մտածելը, գյուտերից մեկը. անզգայացման օգտագործումը կրետների կողմից. Երբ ճանապարհային կրետները սնունդ են «պատրաստում» ապագա թրթուրների համար, նրանք օգտագործում են մեթոդներ, որոնք ցանկացած բժիշկ կարող է անվանել անցկացման անզգայացման մեթոդներ. խայթոցը նեյրոպլեգիկ (նյարդային կաթվածահար) նյութի ներարկումով մեծ նյարդային կոճղերի տարածքում ամբողջությամբ կաթվածահար է անում, բայց չի սպանում սարդին, որը պառկած է անշարժ մեջ կրետի բույնմինչև ճարմանդից թրթուրների ի հայտ գալը, որի համար պատրաստվել է այս կերակուրը։

2. Բժշկության մեջ բնական ձևերի անալոգներ

Շատերը բժշկական գործիքներունեն նախատիպ կենդանի աշխարհի ներկայացուցիչների շրջանում: Սարդիչ ասեղը, որն օգտագործվում է ծայրամասային արյուն հավաքելու համար (օրինակ՝ արյան ընդհանուր անալիզ անցկացնելու նպատակով, որը բազմիցս նշանակվում է մեզանից յուրաքանչյուրին բոլոր պրոֆիլների բժիշկների կողմից), նախագծված է այն սկզբունքով, որն ամբողջությամբ կրկնում է. չղջիկի կտրիչ ատամի կառուցվածքը, որի խայթոցը մի կողմից տարբեր ցավազրկում է, իսկ մյուս կողմից միշտ ուղեկցվում է բավականին առատ արյունահոսությամբ։
Ծանոթ մխոցային ներարկիչը շատ առումներով ընդօրինակում է միջատների՝ մոծակների և լուերի արյուն ծծող ապարատը, որոնց խայթոցը երաշխավորված է, որ յուրաքանչյուր մարդ ծանոթ է: Վիրահատության ժամանակ օգտագործվող ասեղ, որն օգտագործվում է կարելու համար ներքին օրգաններև մարդկային հյուսվածքը, մի քանի դար շարունակ չի փոխել իր սկզբնական ձևը՝ կողոսկրերի ձևը մեծ ձուկ, իսկ scalpel-ը դեռևս հետևում է եղեգի տերևի ձևին իր բնական կտրվածքով։
Բայց սրանք միայն ամենաշատն են պարզ օրինակներ, որոնք մեզ հասել են բառացիորեն անհիշելի ժամանակներից, իսկ բիոնիկայի ժամանակակից զարգացումը վերաբերում է բազմաթիվ բարձր զարգացած բժշկական տեխնոլոգիաներին։ Տիպիկ օրինակ է ժամանակակից տեխնոլոգիաատամի էմալի վերակառուցում և երկարացում, որը ժամանակակից ստոմատոլոգիայի «կետերից» է և կոսմետոլոգիայում կիրառվող եղունգների և մազերի երկարացման տեխնոլոգիաներից: Այս տեխնոլոգիաների հիմքում ընկած է ծովային սպունգների կառուցման սկզբունքը, ինչպես նաև արագընթաց բների կառուցման տեխնիկան։ Այս երկու շինարարական սկզբունքներն էլ հիմնված են քիմիա-բուժման և լուսամշակման տեխնիկայի վրա:

3. Բիոնիկայի սկզբունքները բժշկության ծառայության մեջ

Բժշկության մեջ բիոնիկայի ոչ պակաս կարևոր ձեռքբերումը կենսահոսանքների օգտագործումն է: Երբ 18-րդ դարի վերջին. Իտալացի ֆիզիոլոգ Լուիջի Գալվանին, որպես գորտերի մասնատման փորձերի կողմնակի արդյունք, հայտնաբերեց շարժման ընթացքում մկաններում առաջացող կենսահոսանքների հետագա օգտագործումը: Սակայն ժամանակակից հետազոտությունների արդյունքները ճիշտ հակառակն են ասում. Ուղեղը, հրամայելով ձեռքի շարժումներին, շարունակում է բիոհոսանքները՝ թույլ էլեկտրական ազդանշան ուղարկել ձեռքի մկաններին, նույնիսկ երբ ձեռքի ստորին հատվածն անդամահատված է: Իհարկե, այս դեպքում շարժում չկա, քանի որ իմպուլսները, մտնելով կոճղի կտրված մկանի նյարդային վերջավորությունը, տալիս են միայն որոշակի շարժումների զգացողություն, իսկ շարժումների նյութական սուբստրատը (մկանները) բացակայում է։
Կենսապոտենցիալով կառավարվող արհեստական ​​ձեռքի առաջին մոդելը արտադրվել է 1957 թվականին։ Այն ուներ էլեկտրամագնիսական շարժիչ և շատ ծանր համակարգ՝ ցանկացած մկանից վերցված բիոէլեկտրական ազդանշանները ուժեղացնելու և փոխակերպելու համար։ Առաջին արհեստական ​​ձեռքը ընկալեց միայն ընդհանուր ազդանշաններ, ինչպիսիք են «սեղմեք ձեր մատները», «բացեք ձեր մատները» և այս հրամանների ամենապարզ փոփոխությունը, առանց կարգավորող տիպի ազդանշաններ ընկալելու, ինչը ցույց է տալիս, թե ինչ ուժով պետք է կատարվի շարժումը: Նման «երկաթե ձեռքով» մարդուն բարևելու փորձն անխուսափելիորեն կավարտվի վնասվածքով։
Կենսահոսքերով կառավարվող պրոթեզների կատարելագործումը իսկապես թռիչքներով ու սահմաններով առաջընթաց էր ապրում, և արդեն 1960 թվականի ամռանը Մոսկվայում անցկացված Ավտոմատ կառավարման ֆեդերացիայի առաջին միջազգային կոնգրեսի մասնակիցները տեսան, թե ինչպես է տղան առանց ձեռքի բռնել։ արհեստական ​​ձեռքմի կտոր կավիճ և գրատախտակին պարզ ու հստակ գրել՝ «Բարև համագումարի մասնակիցներին»։ Պրոթեզավոր ձեռքը, որը հստակ սեղմված և չսեղմված էր, կառավարվում էր կենսահոսանքների միջոցով: Ձեռք բերվեց շարժումների հստակություն՝ բավարար պրոթեզի համարժեք գործելու համար, իսկ գիտնականների հաջորդ նպատակը հետադարձ կապի ձևավորումն էր, պրոթեզը զգալու կարողությունը։
Քիչ անց Բաքվում անցկացված բիոնիկայի կոնֆերանսում ցուցադրվել է մատների ծայրերին տեղադրված ճնշման նկատմամբ զգայուն սենսորներով ձեռքի մոդել՝ պատրաստված հաղորդիչ ռետինից կամ բարակ մետաղալարից։ Սենսորների վրա ճնշման ազդեցության տակ նրանցից ստացվող ազդանշանները փոխում են ազդանշանի թրթռման հաճախականությունը, որը տեղադրված է թևի վրա՝ դեպի ուղեղ գնացող նյարդի մոտ։ Ներկայումս ոսկրային թրթռում և ոսկրերի էլեկտրական խթանում օգտագործող սենսորները թվում են ամենահեռանկարայինը, սակայն ազդանշանների պարամետրերը, ինչպես նաև ազդող տարրերի ձևավորումը հստակեցնելու համար դեռ զգալի ժամանակ է պահանջվում՝ լցված փորձերով և հետազոտական ​​աշխատանքով: .
Բժշկության մեջ բիոհոսանքների օգտագործման մեկ այլ ասպեկտ է դրանց օգտագործումը պարեզի և կաթվածի բուժման, հղիության ընթացքում մի շարք պաթոլոգիական վիճակների շտկման և, հնարավոր է, մեղմելու պոլիոմիելիտի և ուղեղային կաթվածով հիվանդների վիճակը, որոնց համար չկա համապատասխան բուժում: ներկայումս գոյություն ունի:
Սրտի և ուղեղի լայնածավալ և բարդ վիրահատությունների իրականացումը հնարավոր դարձավ վերահսկվող հիպոթերմային մեթոդի բժշկական պրակտիկայում ներդրման շնորհիվ (այսինքն՝ վիրահատվողի մարմնի գիտակցված հիպոթերմիա՝ հյուսվածքներում և օրգաններում նյութափոխանակության գործընթացները դանդաղեցնելու համար): . Բայց քչերը գիտեն, որ հիպոթերմիան հիմք է հանդիսանում անաբիոզի և պարոբիոզի՝ խոր ձմեռման վիճակի, բազմաթիվ միջատների և որոշ փոքր կրծողների անբարենպաստ ձմեռային ժամանակներում: Այս կենդանիների մոտ հիպոթերմիան ուղղված է նաև օրգաններում և հյուսվածքներում նյութափոխանակության գործընթացների դանդաղեցմանը, ինչը հանգեցնում է էներգիայի սուբստրատների ավելի քիչ սպառման, քան ակտիվ վիճակում:
Որոշ նախակենդանիների շարժման մեթոդը դարձավ ստամոքս-աղիքային ավտոմատ զոնդի ստեղծման նախատիպը, որը գաստրոսկոպիայի գործիքային հետազոտության ամենահետաքրքիր և խոստումնալից հեռանկարն է։
Վերադառնալով վերջույթների պրոթեզավորմանը, հարկ է նշել, որ պրոթեզների մեկ այլ ժամանակակից տեսակ, որն օգտագործվում է հիմնականում ստորին վերջույթների պրոթեզավորման համար, իսկ ավելի ճիշտ՝ սիլիկոնային հիմքով պրոթեզները պարունակում է նաև. բնական սկզբունք- սարդի քայլող ոտքերի հիդրավլիկ կառուցվածքի սկզբունքը, որի շարժումները հիմնված են կենսաբանական կոլոիդի վիճակի անցման վրա՝ ըստ «գել-սոլ» տեսակի:
Բժշկության ոլորտում բիոնիկայի ձեռքբերումները որոշ չափով հիմնված են հենց անձի կառուցվածքի վրա։ Այսպիսով, պերֆուզիոն թաղանթները, որոնք կիրառվում են այրվածքի մեծ մակերեսների վրա և ծառայում են վերքի վարակի կանխարգելմանը, գրեթե ամբողջությամբ ընդօրինակում են կառուցվածքը մակերեսային շերտերմարդու անձեռնմխելի մաշկը, որն ունի մանրէասպան հատկություն և բնութագրվում է կիսաթափանցելիությամբ:
Բիոնիկայի ձեռքբերումները շատ առումներով ցույց են տալիս վիճակի որոշակի բարելավում կամ կյանքի որակի գրեթե ամբողջական փոխհատուցում այն ​​հիվանդների համար, որոնց վիճակը նախկինում համարվում էր գրեթե անհույս:
Այս ճանապարհի առաջին քայլերից մեկը լսող սարքերի ստեղծումն է: Լսողության կորուստը զգալի և վտանգավոր է մարդու համար և հանգեցնում է ամբողջական կամ գրեթե ամբողջական հաշմանդամության: Այս խնդիրը շարունակում է մնալ բժշկության չափազանց բարդ և գործնականում անլուծելի խնդիրներից մեկը։
Բոլորովին վերջերս շատ խուլեր ստացել են իրական հնարավորությունլսել հիմքի վրա ստեղծված սարքի միջոցով նորագույն բացահայտումՖիզիոլոգներ. ցածր հաճախականության թրթռումները, որոնք ընկալվում են մարդու ականջի կողմից, կարող են ընկալվել ատամի կենդանի նյարդով և փոխանցվել ուղեղին: Ռադիոինժեներները ստեղծել են այսպես կոչված «ռադիոատամը»՝ համակարգ, որի օգնությամբ նախկինում չլսված մարդիկ կարող են լսել։ Նման սարք տեղադրելու համար անհրաժեշտ է մեկ կենդանի ատամնաբուժական նյարդի առկայությունը, իսկ կենդանի ատամնաբուժական նյարդերի իսպառ բացակայությունը բնորոշ չէ նույնիսկ ամբողջությամբ ախտահարված բերանի խոռոչին։
Սարքի դիզայնը կարելի է նկարագրել մոտավորապես հետևյալ կերպ. մանրանկարիչ խոսափողը, որը կարելի է դաստակին կրել ժամացույցի պես, միացված է նույն մանրանկարիչ հաղորդիչին, որը ձայնը վերածում է ռադիոազդանշանների, որոնք ընդունվում են տեղադրված ընդունիչով։ ատամի մեջ. Ստացողը կիսահաղորդչային խառնուրդի բարակ շերտ է, որը կիրառվում է ատամնաբուժական ջրանցքում տեղակայված ազատ նյարդային վերջավորությունների վրա: Այս կիսահաղորդչային համաձուլվածքը ձևավորում է պիեզոէլեկտրական տարր, որը ծածկված է ոսկու կամ արծաթի շերտով, որը ծառայում է որպես ալեհավաք: Ըստ տեսքըԱյս դիզայնը գործնականում չի տարբերվում ժամանակակից օրթոպեդիկ ստոմատոլոգիայում տարածված մետաղական լցոններից և պսակներից:
Նման ալեհավաքով ստացված ռադիոհաղորդիչի ազդանշանը մտնում է պիեզոէլեկտրական տարր. պիեզոէլեկտրական տարրում առաջանում են թրթռումներ, որոնք, հուզելով ատամի ազատ նյարդային վերջավորությունները, նյարդային ազդակների տեսքով փոխանցվում են ուղեղի կեղևային և ենթակեղևային լսողական կենտրոններ: Այսպիսով, մարդը, ով մինչև այս պահն ապրում էր առանց հնչյունների աշխարհում, սկսում է լսել: Իհարկե, մեջ իրական կյանքՆման սարքով հագեցած անձի համար մնում են զգալի թվով սահմանափակումներ, օրինակ՝ օգտագործման մեջ Բջջային հեռախոսները, ինչպես նաև այսպես կոչված աղմուկի գեներատորների հետ աշխատելիս, բայց ի՞նչ են նշանակում այս սահմանափակումները՝ համեմատած լիակատար խուլության հետ, որը մարդուն լիարժեք սոցիալական վերականգնում չի տալիս։
IN ՎերջերսՄի շարք երկրներում լայն տարածում են գտել, այսպես կոչված, քվազի-լսողական նույնականացման հետազոտությունները, որոնց նպատակն է ստեղծել լսողական ապարատը մոդելավորող սարքեր: Արդեն ստեղծվել և փորձարկվել են որոշ սարքեր, որոնք վերարտադրում են լսողության օրգանների գործառույթները։ Այսպիսով, Լեյդենի համալսարանում ձայների մարդու ընկալման մեխանիզմի հետազոտության հետ կապված, մշակվել է ականջի էլեկտրոնային մոդել (ֆիլտրի համակարգի տեսքով), որը վերարտադրում է ականջի հաճախականության բնութագրերը: Մոդելավորումը հնարավորություն տվեց հստակեցնել լսողության մոդելը և, մասնավորապես, համատեղել այնպիսի երևույթներ, ինչպիսիք են տեմբրի և ձայների ընկալումը դրանց դինամիկայի մեջ։
Ամերիկացի գիտնականներ Վ. Քալդվելի, Է. Գլեների, Ջ. Ստյուարտի մոդելը նախատեսված է վերլուծելու մարդու կողմից ժամանակին արտասանված հնչյուններում տարբեր հաճախականությունների ձայնի ինտենսիվության կախվածությունը՝ բացահայտելու նշանները, որոնցով մարդը ճանաչում է հնչյունները, հնչյունները: և արտասանված բառերը տարբեր մարդիկ. Այս ուսումնասիրությունները կարող են ծառայել ինչպես բժշկական նպատակների համար՝ ավելի առաջադեմ լսողական սարքեր ստեղծելու, այնպես էլ համակարգչային տեխնոլոգիաների կատարելագործման առումով:

Եզրակացություն

Այսպիսով, ընդամենը մի քանի օրինակներից կարելի է եզրակացնել ժամանակակից գիտական ​​աշխարհում բիոնիկայի նշանակալի դերի մասին և ոչ միայն որպես վերացական գիտություն, որը զուրկ է փոքր կիրառական արժեքից, այլ որպես ժամանակակից տեխնոլոգիայի և տեխնոլոգիայի հիմնական հիմք: Բնությունը անհամար տարիներ շարունակ հղկել է իր ինժեներական հմտությունները, ինչը բացատրում է բնական առարկաների գործառույթների և ձևերի մանրակրկիտ, նույնիսկ մանրանկարչական ճշգրտումը: Մարդը համեմատաբար վերջերս է ձեռք բերել ինժեներական հմտություններ, ինչը նշանակում է, որ բնական առարկաների նկատմամբ նրա մոտեցումը սկզբունքորեն ճիշտ է և ապագայում շատ հետաքրքիր և անսպասելի բաներ է խոստանում, և, հետևաբար, որոշում է նոր գիտություններից մեկի՝ բիոնիկայի զարգացումը:

Մատենագիտություն

1. Berezin F. B. Անձի հոգեբանական և հոգեֆիզիկական ադապտացիա. Լ.: Նաուկա, 1988:
2. Ջերալդ Դարել. Ամբողջ աշխարհով մեկ. Կանաչ շարք. M.: Armado-press, 2001:
3. Վենչիկով Ա.Ի. Մ.: Մեդիզ, 1962:
4. Matyukhin V. A., Razumov A. N. Մարդու էկոլոգիական ֆիզիոլոգիա և վերականգնողական բժշկություն: Մ.: ԳՈԵՏԱՐ «Բժշկություն», 1999 թ.
5. Pugovkina N. A. Ընդհանուր կենսաբանություն. Մ.: «Պրոսվեշչենիե», 1990:
6. Բժշկության պատմություն. Էսսեների ժողովածու: Հրատարակչություն Վոլգոգրադ. մեղր. ակադ., 1994։
7. Զարմանալի բաներ կենդանական աշխարհում / խմբ. Konstantinova A. S., Larina N. I. Հրատարակչություն Sarat. պետություն Համալսարան, 1970 թ.