인간 생활의 바이오닉스

한 세기에 한 번 천재가 지구에 태어난다고 합니다. 그러한 천재는 레오나르도 다빈치였습니다. 가장 위대한 예술가, 조각가, 수학자, 엔지니어이자 해부학자인 Leonardo da Vinci는 진실을 찾고, 배우고, 설명하기 위해 노력했습니다.

"나는 자연을 나의 멘토, 즉 모든 선생님의 선생님으로 삼았습니다."

이 위대한 과학자는 왜 자연을 스승으로 받아들였습니까?

가장 원시적인 형태의 생명체는 약 20억 년 전에 지구에 나타났습니다. 수백만 세기 동안 무자비한 자연 선택이 지속되었으며 그 결과 가장 강력하고 완벽한 것이 살아남았습니다. 인간에게 힘을 실어주기 위해 자연에서 가장 좋은 것을 빌리는 것은 레오나르도 다빈치를 제안한 최초의 사람이었습니다. 1485년에 그는 기계식 비행 기계인 ornithoptel을 만들었습니다. 이 원리를 새에서 복사했습니다. 그리고 그 당시 사람은 비행 방법을 배우지 못했지만 이것은 새로운 과학 인 생체 공학의 시작을 표시했습니다. 바이오닉스는 생물학과 기술의 공생입니다.

45억 년이라는 지구의 역사를 하루로 표현하면 호모 사피엔스가 지구에 출현한 지 1분도 채 안 된 것이다. 찰나의 순간이 지나고 그는 이미 자신을 창조주라고 상상하고 더 이상 창조할 수 없습니다. 자연보다 더 나쁜... 얼마 전까지만 해도 사람은 새로운 것을 발명하면서 그것이 이미 존재한다는 사실을 깨닫지 못했습니다. 보시고 신청하시면 됩니다. 99% 과학적 발견남자는 자연을 염탐했다. 우리를 둘러싸고 있는 모든 것에는 자연적으로 대응하는 것이 있습니다.

생체공학(에서 Βίον - 생활 ) - 적용 신청에 기술 장치조직, 속성, 기능 및 구조의 원리 시스템 ... 간단히 말해서 바이오닉스는 화합물입니다. 그리고 ... 생체공학 생년월일: 1960년 9월 13일.생체 공학에는 교차 메스, 납땜 인두 및 통합 기호와 같은 기호가 있습니다. 생물학, 기술 및 수학의 이러한 결합을 통해 우리는 생체 공학 과학이 아직 아무도 침투하지 못한 곳을 침투하고 아직 아무도 보지 못한 것을 볼 수 있기를 희망합니다.

인간은 항상 하늘을 정복하는 꿈을 꾸었습니다. 그러나 그것은 새들에게만 가능했습니다. 그리고 사람들에게 비행에 대한 아이디어를 준 것은 새였습니다.

하늘을 나는 꿈과 실제 구현은 매우 다릅니다. 그리고 그럼에도 불구하고 대담한 아이디어 Leonardo da Vinci와 같은 인류는 수세기 동안 땅에 묶여있을 것입니다. 날개와 꼬리의 구조인 새에 대한 연구는 사람이 비행기를 발명했다는 사실로 이어졌습니다. 인간의 눈의 구조는 태양 전지용 사진 렌즈의 기초, 해바라기 꽃차례의 구조를 마련했습니다. 산책 후 우엉의 꽃차례와 올빼미 개의 털을 빗어낸 유명한 디자이너는 벨크로 패스너를 발명했습니다. 곤충은 과학자들에게 헬리콥터에 대한 아이디어를 주었습니다. 물고기 자리는 잠수함의 창조를 촉발했습니다. MercedesBenz Corporation은 생체 공학을 개발했습니다. 차량열대어에서 복사했습니다. 여행 가방 모양에도 불구하고 기계는 공기 저항이 매우 낮습니다.

우리는 자신도 모르는 사이에 매일 생체공학 발명품을 접합니다. 대부분의 경우 자연이 채택한 원칙은 건축에서 발견됩니다. 예를 들어 유명한 디자인에서 에펠탑인간 대퇴골의 구조가 있습니다. 뼈의 머리에는 많은 앵커 포인트가 있습니다. 덕분에 관절의 하중이 고르게 분산됩니다. 이렇게 하면 구부러진 대퇴골이 큰 체중을 지탱할 수 있습니다. 동일한 앵커 포인트는 에펠탑 바닥에서도 찾을 수 있습니다. 그 디자인은 지속 가능성에 대한 아키텍처 벤치마크로 간주됩니다.

또 다른 타워인 Ostankino에는 자연스러운 유사성이 있습니다. 그녀의 날씬한 실루엣확인할 수 있는. Ostankino 타워의 원형은 밀 줄기입니다. 꽃차례의 무게로 부서지지 않는 능력은 탑의 기초를 형성했습니다.

건축가는 점점 더 살아있는 유기체의 기능 원리로 눈을 돌리고 있습니다. 이것이 어떻게 작동하는지 이해하기 위해 디자이너는 생물학을 공부해야 합니다. 천연 프로토타입 건축 구조물고기, 새, 식물, 심지어 인간의 몸이 됩니다.

바이오닉스는 가만히 있지 않습니다. 이 과학은 진정한 혁명을 일으키고 있습니다. 간단한 관찰, 시뮬레이션이 많이 가능합니다.미래의 직업은 기계 공학과 관련이 있습니다. 기계 공학 산업은 가장 로봇 공학입니다. 국내 최초로 실용화산업용 로봇20세기의 50년대 후반과 60년대 초반에 미국 엔지니어 D. Devol과 D. Engelberg 덕분에 받았습니다. 그들은 다양한 수행에 사용됩니다 기술 프로세스기업의 효율성을 향상시키기 위해.

설계에서 로봇은 하나 이상의 조작기를 포함할 수 있지만 조작기 자체는 다른 운반 용량, 위치 정확도 및 자유도를 가질 수 있습니다. 산업용 로봇을 만들 때 생체 공학 모델이 ​​적극적으로 사용됩니다. 산업용 로봇의 매니퓰레이터는 서로 연결된 일정 수의 가동 링크(축)로 구성됩니다. 절지동물 사지의 원리에 따라 배열됩니다. 축이 많을수록 다양한 디자인로봇.로봇의 액슬 연결 위치와 유연성은 휴먼 패턴(조인트 연결)으로 세심하게 이루어졌습니다. 조작기 축은 센서에 의해 제어됩니다. 그들은 감각과 유사하고 빛, 공간에서의 위치에 반응합니다.

자연은 더 많은 신비를 간직하고 있으며, 그녀의 창조물들의 조화는 항상 인간 세계를 놀라게 하고 놀라게 할 것입니다. 그러나 문제는 "나머지 "야생 동물의 특허"를 활용할 시간이 있습니까? 식물과 동물이 지구상에서 사라지고 있는 속도와 통계에 따르면 매년 한 종의 동물과 매일 한 종의 식물이 있다는 사실을 고려할 때 이 질문은 매우 경악스럽게 들립니다. 이와 관련하여 희귀 및 멸종 위기에 처한 동식물의 보전, 유지 환경지구상의 모든 생명체의 삶에 유리한 조건에서 - 긴급한 문제, 그리고 인류의 더 나은 발전을 보장합니다.

아름다움의 관점과 조직 및 기능의 관점에서 가장 완벽한 형태는 자연 자체에 의해 생성되었으며 진화 과정에서 개발되었습니다. 오랫동안 인류는 자연의 기술 문제를 해결하기 위해 자연에서 구조, 요소, 구성을 빌렸습니다. 현재 기술 문명은 자연으로부터 점점 더 많은 영토를 정복하고 있으며, 주변은 직사각형 모양, 강철, 유리 및 콘크리트, 그리고 우리는 소위 도시 정글에 살고 있습니다.

그리고 매년 공기, 녹지 및 자연 요소로 가득 찬 자연스럽고 조화로운 생활 환경에 대한 인간의 요구는 점점 더 구체화되고 있습니다. 따라서 환경 주제는 도시 계획 및 관련성이 점점 더 높아지고 있습니다. 이 기사에서 우리는 생체 공학의 예에 대해 알게 될 것입니다 - 흥미로운 현대적인 방향건축과 인테리어 디자인에서.

건축에서 생체 공학의 예. 과학적, 예술적 접근

Bionics는 주로 과학적 방향이며 그 다음은 창의적인 방향입니다. 건축에 적용할 때, 건축물의 설계 및 시공에 있어서 생물체를 조직화하는 원리와 방법, 생물체에 의해 생성된 형태를 의미한다. 생체 공학 스타일로 작업한 최초의 건축가는 A. 가우디였습니다. 그의 유명한 작품은 여전히 ​​세계에서 존경 받고 있습니다 (Casa Batlló, Casa Mila, Sagrada Familia, Park Guell 등).

바르셀로나 밀라 안토니 가우디의 집
베이징 국립 오페라 하우스

현대 바이오닉스 기반수학적 모델링과 계산 및 3D 시각화를 위한 광범위한 소프트웨어를 사용하는 새로운 방법에 대해 설명합니다. 주요 임무는 살아있는 유기체의 조직 형성 법칙, 구조, 물리적 특성, 디자인 특징이 지식을 아키텍처로 번역하는 것을 목표로 합니다. 리빙 시스템은 에너지와 재료를 절약하면서 최적의 모양을 형성하면서 최적의 신뢰성을 보장한다는 원칙에 따라 기능하는 구조의 예입니다. 바이오닉스의 기초를 형성하는 것은 이러한 원칙입니다. 생체 공학의 유명한 예가 사이트에 표시됩니다.

오페라 하우스 시드니
베이징의 수영장

다음은 전 세계에서 가장 뛰어난 생체공학 기반 구조 중 일부입니다.

• 파리의 에펠탑(경골의 모양을 반복함)
• 베이징 제비둥지 경기장(외부 금속 구조가 새둥지 모양을 반복함)
• 시카고의 아쿠아 마천루 (물이 떨어지는 것처럼 보이고 건물의 모양도 오대호 기슭을 따라 접힌 석회 퇴적물 구조와 비슷함)
• Naukalpan의 주거용 건물 "Nautilus"또는 "Shell"(디자인은 자연 구조-조개 껍질에서 가져옴)
• 시드니 오페라 하우스(물에 떠 있는 연꽃을 본뜬 모습)
• 베이징의 수영 단지(파사드의 구조는 "물방울"로 구성되어 있으며 수정 격자를 반복하므로 건물의 필요에 따라 사용되는 태양 에너지를 축적할 수 있습니다)
• 베이징 국립오페라극장(물방울 흉내)

Bionics는 또한 건축을 위한 새로운 재료의 생성을 포함하며, 그 구조는 자연 법칙에 의해 제안됩니다. 오늘날 생체 공학의 예는 이미 많이 있으며 각 사례는 구조의 놀라운 강도로 구별됩니다. 따라서 다양한 규모의 구조물을 건설할 수 있는 새로운 추가 기회를 얻을 수 있습니다.

시카고의 조각 클라우드 게이트
인테리어 디자인의 생체 공학의 예

예를 들어 생체 공학 스타일의 인테리어 디자인의 특징

생체 공학 스타일은 주거용 건물과 서비스 부문, 사회적 및 문화적 목적 모두에서 인테리어 디자인에도 적용되었습니다. 생체 공학의 예는 현대 공원, 도서관, 쇼핑 센터, 식당, 전시장 등 이것의 특징은 세련된 스타일? 그 기능은 무엇입니까? 건축의 경우와 마찬가지로 인테리어의 생체 공학은 공간 구성, 건물 계획, 가구 및 액세서리 디자인, 장식에 자연스러운 형태를 사용합니다.

디자이너는 살아있는 자연의 친숙한 구조에서 아이디어를 얻습니다.

• 왁스와 벌집은 벽과 파티션, 가구 요소, 장식, 벽 및 천장 패널, 창 개구부등.
• 거미줄은 비정상적으로 가볍고 경제적인 메쉬 소재입니다. 파티션 디자인, 가구 및 조명기구, 해먹 디자인의 기초로 자주 사용됩니다.
• 외부 또는 내부 계단은 흐르는 자연 모양을 반복하는 결합 된 천연 재료로 만든 나선형 또는 특이한 구조의 형태로 만들 수 있습니다. 계단 디자인에서 생체 공학 예술가는 가장 자주 식물 형태에서 시작합니다.
• 컬러 안경은 흥미로운 조명을 만들기 위해 생체 공학 사례에서 사용됩니다.
• V 목조 주택나무 줄기를 지지 기둥으로 사용할 수 있습니다. 일반적으로 목재는 생체 공학 스타일에서 가장 일반적인 인테리어 재료 중 하나입니다. 양모, 가죽, 아마, 대나무, 면 등도 사용됩니다.
• 거울과 광택 표면은 수면에서 가져와 조화롭게 맞습니다.
• 우수한 솔루션은 개별 구조의 무게를 줄이기 위해 천공을 사용하는 것입니다. 다공성 뼈 구조는 종종 생성하는 데 사용됩니다. 재미있는 가구, 재료를 절약하면서 경쾌함과 가벼움의 환상을 만듭니다.

조명기구는 또한 생물학적 구조를 따릅니다. 폭포를 모방한 램프, 빛나는 나무와 꽃, 구름, 천체는 아름답고 독창적이며, 해양 생물등. 자주 사용하는 생체 공학의 예 천연 재료환경 친화적입니다. 두드러진 특징이 방향은 부드러운 선, 자연스러운 색상으로 간주됩니다. 사람이 기술의 발달로 얻은 편의시설을 없애지 않으면서 자연에 가까운 분위기를 조성하려는 시도입니다. 전자 제품은 눈에 띄지 않는 방식으로 디자인에 통합됩니다.

시카고의 Aqua 마천루는 베이징의 Swallow's Nest Stadium 인테리어 디자인의 생체 공학의 예입니다.

내부의 생체 공학의 예에서 흥미로운 수족관을 고려할 수 있습니다. 특이한 디자인자연과 마찬가지로 반복되지 않는 독특한 모양. 우리는 생체 공학에는 없다고 말할 수 있습니다. 명확한 경계공간 구역 설정, 일부 방은 다른 방으로 부드럽게 "흐릅니다". 자연 요소가 반드시 전체 인테리어에 적용되는 것은 아닙니다. 현재 생체 공학의 개별 요소를 사용하는 프로젝트는 매우 일반적입니다. 신체의 구조, 식물의 구조 및 야생 동물의 기타 요소, 유기 인서트, 천연 재료의 장식을 반복하는 가구입니다.

다음 사항에 유의해야 합니다. 주요 기능건축 및 인테리어 디자인의 생체 공학은 자연 형태에 대한 과학적 지식을 기반으로 자연 형태를 모방하는 것입니다. 신소재를 사용하여 인간에게 유리한 환경 친화적인 환경 조성 에너지 효율적인 기술도시 개발의 이상적인 방향이 될 수 있습니다. 따라서 바이오닉스는 건축가와 디자이너의 마음을 사로잡는 빠르게 성장하는 새로운 분야입니다.

생체 공학의 과학이 정확히 언제 태어 났는지 말할 수는 없습니다. 인류는 항상 자연에서 영감을 얻었 기 때문에 예를 들어 약 3000 년 전에 곤충이 실크 생성을 모방하려는 시도가 있었던 것으로 알려져 있습니다. . 물론 그러한 시도는 어떤 식 으로든 개발이라고 할 수 없습니다. 현대 기술이 등장한 후에야 자연적인 아이디어를 복사하고 수년에 걸쳐 자연 조건에서 태어난 모든 것을 인공적으로 재현 할 수있는 진정한 기회가 생겼습니다. 예를 들어, 과학자들은 아름다움과 순도가 천연석보다 열등하지 않은 합성석, 특히 다이아몬드의 유사체로 성장하는 방법을 알고 있습니다.

생체 공학의 가장 유명한 시각적 구현은 파리의 에펠탑입니다. 이 구조는 작은 뼈로 구성된 대퇴골 연구를 기반으로했습니다. 그들은 무게를 완벽하게 분배하는 데 도움이되므로 대퇴골 두가 무거운 하중을 견딜 수 있습니다. 같은 원리가 에펠탑을 만드는 데 사용되었습니다.

아마도 개발에 큰 공헌을 한 가장 유명한 "" 생체 공학은 Leonardo da Vinci 일 것입니다. 예를 들어, 그는 잠자리의 비행을 관찰한 다음, 잠자리를 만들 때 움직임을 옮기려고 했습니다. 항공기.

다른 과학 분야에 대한 생체 공학의 관련성

모든 사람이 바이오닉스를 과학으로 받아들이는 것은 아니며, 여러 학문의 융합에서 태어난 지식이라고 생각하고, 바이오닉스 자체의 개념은 광범위하지만 여러 분야를 포괄합니다. 과학적 방향... 특히, 이 유전 공학, 디자인, 의료 및 생물학적 전자 제품.

독점적으로 적용된 특성에 대해 이야기 할 수 있지만 현대 소프트웨어모든 종류의 자연 솔루션을 시뮬레이션하고 현실로 변환할 수 있으므로 자연 현상과 인간의 능력을 연구하고 비교하는 것이 점점 더 중요해지고 있습니다. 현대 로봇을 설계할 때 엔지니어는 점점 더 많은 생명공학 과학자에게 도움을 요청하고 있습니다. 결국 미래에 인간의 삶을 크게 용이하게 하는 것은 로봇이며, 이를 위해서는 올바르게 움직이고, 생각하고, 예측하고, 분석하는 등의 작업을 수행할 수 있어야 합니다. 그래서 스탠포드 대학의 과학자들은 로봇 기반 로봇을 만들었습니다. 바퀴벌레 관찰에 따르면 그들의 발명은 민첩하고 유기적일 뿐만 아니라 매우 기능적입니다. 가까운 장래에 이 로봇은 대체할 수 없는 조수독립적으로 움직일 수 없는 사람들을 위해.

바이오닉스의 도움으로 미래에는 엄청난 기술 발전이 가능할 것입니다. 이제 사람은 자연 현상의 유사체를 만드는 데 몇 년 밖에 걸리지 않지만 자연 자체는 수천 년을 보낼 것입니다.

발견이 이루어지는 방식, 다양한 발명이 만들어지는 방식 - 한마디로 모든 것, 무엇이 인류를 앞으로 나아가게 하는가?물론 여기에는 지식, 재능, 인내, 일할 수 있는 능력이 필요합니다. 하지만 그게 다가 아닙니다.

진정한 과학자는 예리한 관찰과 힘으로 구별됩니다. 창의적인 상상력... 이러한 특성의 조합을 통해 자연 구조의 산업 유사체를 만들 수 있습니다.

본질적으로 특허

XX 세기의 60 년대부터 등장했습니다. 새 용어- 바이오닉스, 야생 동물에 대한 지식을 사용하여 기술적 문제를 해결하는 과학.이 과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 결국, 자연은 최대한의 효율성으로 창조물을 만듭니다.

그러한 인공 아날로그를 만드는 가장 간단한 예는 신발 재킷 등의 패스너로 사용되는 벨크로와 지퍼입니다. 그러나 인간은 자연에서 간단하지만 매우 편리한 발명품을 빌렸습니다. 우엉 가시가 쉽게 붙습니다. 다양한 재료, 꽤 강한 연결을 형성하고, 한 번 머리카락에 닿으면 많은 문제를 일으 킵니다.

과학자들은 해양 생물을 연구하여 수많은 흥미로운 아이디어를 얻었습니다.

• 그래서 밀레니얼 진화에 의해 연마된 잠수함 설계의 원형이 되었고, 바다 선박... 그리고 이 연구를 통해 완전히 독특한 laminfo 소재를 만들 수 있었습니다. 이 재료로 만들어진 선박 수중 부분의 클래딩은 속도를 15-20% 증가시킵니다.

• 당신은 아마 만났을 것입니다 바닷물, 젤리 고기와 비슷합니다. 바다 깊숙한 곳에 사는이 거주자를 연구하면서 과학자들은 그녀에게서 많은 흥미로운 것을 발견했습니다. 해파리가 어떻게 움직이는지 아세요? 그녀는 힘으로 촉수에서 물을 밀어내고 앞으로 나아갑니다. 같은 원칙에. 뜨거운 가스가 노즐에서 엄청난 속도로 터져 로켓을 반대 방향으로 밀어냅니다.

• 그러나 해파리는 사람들을 위해 또 다른 놀라움을 준비했습니다. 이 사람들은 다가오는 폭풍의 소리를 "들을" 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 폭풍우가 오기 전에 그들은 바다로 멀리 가니 이는 파도에 밀려 뭍으로 던지우지 아니하려 함이라. 과학자들은 해파리의 이러한 특징을 연구할 수 있었습니다. 이 발견 덕분에 "Medusa의 귀"장치가 만들어졌으며 그 이후로 사람들에게 매우 안정적으로 봉사했습니다. 폭풍이 시작되기 12-15시간 전에 폭풍의 접근을 예측할 수 있습니다. 이 시간 동안 선원과 어부는 맹렬한 요소와의 만남을 준비할 수 있습니다. 고마워요 해파리!
• 브라질의 저수지에는 네 개의 눈을 가진 물고기가 있습니다. 실제로 그녀는 두 개의 눈을 가지고 있지만 각각은 두 부분으로 나뉩니다. 상반부는 수면 위의 상황을 모니터링하고 하반부는이 고글 눈의 아름다움을 잠식하는 포식자로부터 보호받을 수 있습니다. 동일한 원칙이 이중초점 렌즈의 핵심입니다. 그들의 렌즈는 광학 전력이 다른 두 개의 절반으로 구성됩니다. 상단 부분원거리 시력, 낮은 시력 - 독서에 사용됩니다.
• 심해를 탐험한 놀라운 프랑스 탐험가인 Jacques-Yves Cousteau는 걱정스럽게 공기 방울을 물속으로 끌어들이는 딱정벌레를 관심 있게 관찰했습니다. 이것은 과학자가 스쿠버 장비를 만드는 아이디어였습니다.

해양 생물에서 빌린 특허 목록은 고갈되지 않았지만 인류가 새와 날아 다니는 곤충을 염탐 한 흥미로운 발명품에 대해 알아야합니다.

빠른 속도로 날아가거나 높은 곳에서 먹이를 노리는 당당한 독수리를 보며 사람들은 땅 위로 조용히 솟아오르는 꿈을 꿨습니다. 비행을 스케치하고 심지어 하늘로 올라갈 운명이 아닌 비행 기계를 개발했습니다.

그러나 자연에서 빌린 아이디어는 여전히 비행 기계 발명가에 의해 사용되었습니다.

• 항공기 날개의 디자인은 가능한 한 큰 새의 날개 모양에 가깝습니다.
• 오랫동안 고속 항공기 테스터는 가장 강한 진동 인 플러터 현상에 직면했습니다. 항공기 날개의 앞쪽 가장자리가 두꺼워지기 때문에 제거 할 수있었습니다. 오래 전에 자연이이 문제에 대한 기성 엔지니어링 솔루션을 발명 한 것으로 나타났습니다. 잠자리 날개가 두꺼워졌습니다.
• 잠자리는 설계자들이 헬리콥터를 만들도록 "영감"을 주었습니다.
• 살아있는 잠자리를 드론으로 사용하는 것이 제안되었습니다. 제어 시스템이 있는 "백팩"이 뒷면에 부착되고 태양 전지 패널음식을 위해. 이러한 방식으로 곤충을 통제하여 작물의 더 나은 수분을 유도할 수 있습니다. 사람을 추적하기 위한 용도는 제외되지 않습니다.
• 초음파를 사용하여 탐색하는 박쥐의 능력은 반향정위의 원형이 되었습니다. 해저의 지형을 연구하고, 침몰한 배를 찾고, 상업 어류의 집적지를 찾는 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 시각 장애인, 초음파의 소스와 수신기가 장착되어 삶의 질을 크게 향상시킵니다.
• 과학에 귀중한 도움을 제공했습니다. 과학자들은 신비한 기관(고삐) 중 하나를 연구하여 이 원리에 따라 매우 중요한 탐색 장치인 진동 자이로스코프를 만들었습니다.

• 이 못생긴 곤충은 하나 더 제안했습니다. 흥미로운 아이디어... 파리의 눈은 한 번에 같은 물체의 많은 이미지를 얻을 수 있습니다. 이를 통해 그녀는 높은 정확도로 그의 이동 속도를 결정할 수 있습니다. 이 원칙에 따라 과학자들은 "파리의 눈"이라고 불리는 장치를 만들었습니다. 이제 여객기의 속도를 결정하는 데 사용됩니다.
• 수천 년 동안 동물이 변장하고 환경의 색에 맞게 색을 바꾸는 연마된 능력은 카멜레온이라는 소재 개발에 사용되었습니다. 그것에 적용된 전기 충격을 통해 잘못된 이미지를 형성할 수 있습니다. 이러한 물질로 덮인 군사 장비는 지형과 합쳐지면서 드론에게 보이지 않게 됩니다.
• 바이너리 무기의 아이디어는 폭격수 딱정벌레에서 빌린 것으로 밝혀졌습니다. 자연은 그에게 자기 방어를 위한 독창적인 무기를 제공했습니다. 자율적으로 작동하는 두 개의 땀샘은 두 개의 무해한 물질을 생성하며 성난 벌레가 동시에 복부에서 배출합니다. 그들이 합류하는 지점에서 온도는 100 ° C에 도달합니다! 이진 발사체에는 칸막이에 의해 두 부분으로 나뉜 챔버가 장착되어 있습니다. 그들은 별도로 위험을 일으키지 않는 두 가지 물질을 포함하고 있습니다. 그러나 폭발할 때 결합하여 가장 강력한 유독 가스를 형성합니다.
• 자연의 특허 도서관을 둘러보는 여정이 끝나가고 있습니다. 그러나 이전에 "일급 비밀"스탬프가 나열된 다른 폴더를 열어 보겠습니다.

바이오닉스의 미래

최근 몇 년 동안 생체 공학에서 별도의 섹션이 등장했습니다. 신경 생물학.그는 컴퓨터와 컴퓨터 사이의 유사성을 연구합니다. 신경계동물. 이 과학의 가장 중요한 과제 중 하나는 컴퓨터 기술의 제어를 신경계만큼 안정적이고 유연하게 만드는 것입니다.

그녀의 첫 번째 성공에는 마비된 사람들을 일어서게 하는 외골격 및 생체 보철물의 제작이 포함됩니다. 다음 단계는 생각의 힘으로 이러한 장치를 제어하는 ​​것입니다. 뉴로바이오닉스가 인공지능 창조의 기반이 될 가능성이 높다.

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1. 과학으로서의 바이오닉스 - 발전의 역사, 정의, 본질
2. 의학에서 자연 형태의 유사체
3. 의료 서비스에서 생체 공학의 원리
결론
서지

1. 과학으로서의 바이오닉스 - 발전의 역사, 정의, 본질

현대 20세기에 등장한 새로운 과학 중 하나인 생체 공학의 공식적인 생년월일은 1960년 9월 13일로 간주됩니다. 이는 "인공 시스템의 살아있는 프로토타입 - 열쇠 새로운 기술". 그러나 이러한 심포지엄을 개최할 수 있었던 것은 그 당시에 생명체의 조직 원리와 기능에 관한 많은 자료가 축적되어 있었고, 습득한 지식을 실용화할 수 있는 기회도 있었기 때문임은 말할 나위가 없다. 여러 긴급한 기술 문제를 해결하기 위해.
이름 " 생체 공학"고대 그리스 뿌리"비온 "-생명의 요소, 생명의 세포, 또는 더 정확하게는 생물학적 시스템의 요소에서 유래했습니다.
즉시 다양한 과학에 축적 된 지식을 종합하기 위해 생체 공학의 과학적 본질에 대한 상징적 인 이미지를 지닌 상징과 모토가 생겼습니다. 20세기에 내재되어 있습니다. 분리의 집중적 인 과정, 과학 분야의 단편화, 개별 과학의 목표와 목표의 극단적 인 구체화로 인해 150 만 개 이상의 지식 분야가 출현했습니다. 꽤 오랜 기간 동안 이러한 지식의 차별화는 성공적인 개발과학기술의 대부분의 분야이지만 현재 과학자들의 협소한 전문화로 인해 배우기 어렵고, 결과를 통합하는 것이 시급하다. 과학적 연구획일적이고 포괄적인 원칙을 기반으로 합니다.
새로운 통일을 위한 첫 번째 시도는 사이버네틱스였으며, 주요 통합 원리는 생물과 무생물을 관리하는 방법의 보편성과 그 연결이었습니다.
생체공학여러 면에서 사이버네틱스의 논리적 연속이지만, 과학의 전문화와 과학의 분리로 인한 모순을 제거하고, 살아있는 자연의 단일성 또는 생물학적 원리에 따라 이질적인 정보를 통합합니다. 따라서 바이오닉스의 엠블럼은 메스와 납땜 인두를 일체형 기호로 연결하며, 모토는 "살아 있는 프로토타입이 신기술의 핵심"입니다.
20세기에 등장한 젊은 과학 중 아마도 가장 인기 있는 생체 공학의 내용에 대해서는 아직 합의가 이루어지지 않았습니다. 많은 전문가들은 생체 공학을 사이버네틱스의 새로운 분야로 간주하고 다른 사람들은 그것을 생물학에 귀속시키지만 분명히 생체 공학을 독립적인 과학으로 구별하는 사람들이 가장 옳습니다.
가장 잘 정립된 정의를 살펴보면 다음과 같이 말할 수 있습니다. 생체 공학생물학적 시스템과 그 요소의 구성 및 기능 원리와 기존의 근본적인 개선 및 근본적으로 새로운 기계, 장치, 장치, 건물 구조및 기술 프로세스. 생체 공학은 기술 장치를 구축하는 과학이라고도 할 수 있으며 그 특성은 가능한 한 살아있는 시스템의 특성에 가깝습니다.
대부분의 과학과 마찬가지로 생체 공학의 구조는 이질적입니다. 현재 생체 공학의 세 가지 방법론적 방향인 생물학적, 수학적(이론적) 및 기술적 방향을 구별하는 것이 일반적입니다.
생물학적 바이오닉스생물학과 의학의 가장 다양한 분야에 기반을 두고 있으며, 그들의 업적을 사용하여 다양한 공학 문제를 해결하기 위한 기초로 사용할 수 있는 살아있는 자연의 특정 원리를 식별합니다.
이론 바이오닉스의 내용은 생물학적 모델링을 위한 수학적 장치의 개발뿐만 아니라 살아있는 유기체, 살아있는 시스템 또는 유기체의 사회에서 발생하는 현상 및 프로세스의 수학적 모델의 개발입니다.
기술 생체 공학의 활동 영역은 기존 생물 공학을 개선하고 완전히 새로운 생물 공학을 만들기 위해 생물학적 및 이론적 생체 공학 연구 과정에서 종종 얻은 수학적 모델 또는 살아있는 유기체 활동의 다른 측면을 구현하는 것입니다. 기술적 수단그리고 그들의 우월한 시스템 기술 사양이미 이전에 만들어졌으며 생물학적 원리에 따라 작동합니다.
오랜 진화의 과정에서 자연은 지구에 무수한 생명체를 만들어 냈으며 그 중 많은 것이 "살아있는 생물 엔지니어링 시스템», 놀라운 정확성, 목적성, 수많은 환경 요인의 가장 미묘한 변화에 대응하는 능력, 이러한 변화를 기억하고 고려하는 능력, 다양한 적응 반응으로 변화에 대응하는 능력을 특징으로 하는 매우 정확하고 과학적이며 경제적으로 기능합니다.
각 사람이 일생에 한 번 이상 직면하는 생물학의 한 분야인 의학에서 바이오닉스의 방법과 솔루션의 적용을 고려하십시오.
고대 자연의 많은 "발명품"은 많은 기술적 문제를 해결하는 데 도움이 되었습니다. 예를 들어, 눈 수술을 수행하면서 수백 년 전에 아랍 의사들은 한 투명 매체에서 다른 투명 매체로 전환하는 동안 광선의 굴절에 대한 아이디어를 얻었습니다. 눈의 수정체에 대한 연구는 고대 의사들이 수정체나 유리로 만든 수정체를 사용하여 상을 확대한 다음 시력을 교정하도록 촉발했습니다.
그의 방황 중 하나에서 Gerald Darell은 내기에 동의하지 않을 수 없었습니다. 그 의미는 네 가지 뛰어난 발명품의 이름을 지정하고 인간이 생각하기 전에 그 발명에 고유한 원리가 동물에 의해 사용되었음을 증명하는 것이었습니다. 발명품은 말벌에 의한 마취의 사용이라고 불렸습니다. 도로 말벌이 미래의 유충을 위해 음식을 준비 할 때 의사가 전도 마취 방법이라고 부를 수있는 방법을 사용합니다. 큰 신경 줄기 영역에 신경 마비 (신경 마비) 물질을 주사하면 물기가 완전히 마비되지만 않습니다. 움직이지 않는 거미를 죽이지 마십시오 말벌 둥지이 음식이 준비된 클러치에서 애벌레가 나타날 때까지.

2. 의학에서 자연 형태의 유사체

많은 의료 기기살아있는 세계의 대표자들 사이에 프로토 타입이 있습니다. 말초혈액 채취(예를 들어, 모든 프로필의 의사가 우리 각자에게 반복적으로 처방한 일반 혈액 검사를 수행할 목적으로)를 수행하는 바늘 노리개는 완전히 반복되는 원리에 따라 설계되었습니다. 박쥐의 앞니의 구조로 물린 부분은 통증이없고 다른 한편으로는 항상 심한 출혈이 동반됩니다.
여러면에서 모든 사람에게 친숙한 피스톤 주사기는 모기와 벼룩과 같은 곤충의 흡혈 장치를 모방하여 모든 사람이 친숙한 물기를 보장합니다. 수술 시 사용하는 바늘로 봉합하는 데 사용 내장그리고 인간의 조직은 수세기 동안 원래 모양을 바꾸지 않았습니다 - 갈비뼈의 모양 큰 물고기, 메스는 여전히 자연스러운 칼날로 갈대 잎의 모양을 따릅니다.
그러나 이것들은 단지 가장 간단한 예, 태곳적부터 문자 그대로 우리에게 내려왔고, 바이오닉스의 현대적 발전은 고도로 발달된 다양한 의료 기술에 관한 것입니다. 대표적인 예는 현대 기술현대 치과의 "고래" 중 하나인 치아 법랑질의 재건 및 보강 및 미용에 사용되는 손톱 및 모발 확장 기술. 이러한 기술의 기초는 해면을 만드는 원리와 스위프트-스위프의 둥지를 만드는 기술입니다. 이러한 건축 원리는 모두 화학적 경화 및 광 경화 기술을 기반으로 합니다.

3. 의료 서비스에서 생체 공학의 원리

의학에서 바이오닉스의 동등하게 중요한 성과는 생체 전류의 사용입니다. 때는 18세기 말. 이탈리아 생리학자 루이지 갈바니(Luigi Galvani)는 개구리 해부학 실험의 부산물로서 운동 중 근육에서 발생하는 생체 전류를 발견했습니다. 그러나 현대 연구의 결과는 정반대를 확인합니다. 팔의 움직임을 명령하는 뇌는 팔의 아래쪽 부분이 절단된 경우에도 팔 근육에 생체 전류(약한 전기 신호)를 계속 보냅니다. 물론, 그루터기의 잘린 근육의 신경 종말에 떨어지는 충동은 특정 움직임의 감각만을 제공하고 움직임의 물질적 기질 (근육)이 없기 때문에이 경우에는 움직임이 없습니다.
생체 전위로 제어되는 인공 손의 첫 번째 모델은 1957년에 만들어졌습니다. 그것은 전자기 드라이브와 모든 근육에서 가져온 생체 전기 신호를 증폭하고 변환하는 매우 복잡한 시스템을 가지고 있었습니다. 첫 번째 인공 손은 어떤 힘으로 움직임을 수행해야 하는지를 나타내는 조절 유형의 신호를 인식하지 않고 "손가락 잡기", "손가락 풀기" 및 이러한 명령의 가장 간단한 교대와 같은 일반적인 신호만 인식했습니다. 그러한 "철의 손"을 가진 사람에게 인사를 시도하면 필연적으로 부상으로 끝날 것입니다.
생체 전류로 제어되는 보철물의 개선은 실제로 비약적으로 진행되었으며 이미 1960년 여름 모스크바에서 열린 제1차 국제 자동 제어 연맹 회의 참가자들은 손이 없는 소년이 인공 손분필 조각을 칠판에 명확하고 명확하게 적었습니다. "대회 참가자들에게 안녕하세요." 바이오커런트는 의수를 쥐고 움켜쥐는 손을 제어했습니다. 보철물의 적절한 기능에 충분한 움직임의 명확성이 달성되었으며 과학자들의 다음 목표는 보철물을 느끼는 능력인 피드백의 형성이었습니다.
얼마 후 Baku에서 열린 생체 공학 회의에서 전도성 고무나 가는 와이어로 만든 압력 감지 센서가 손가락 끝에 부착된 손 모형이 시연되었습니다. 센서에 대한 압력의 영향으로 센서의 신호는 부저의 진동 주파수를 변경하며, 이는 뇌로 가는 신경 근처의 손에 부착됩니다. 현재 가장 유망한 것은 뼈 진동과 전기 뼈 자극을 이용한 센서이지만 신호의 매개변수와 작용 요소의 설계를 개선하기 위해서는 아직 많은 시간이 필요하며 실험과 연구 작업으로 가득 차 있습니다. .
의학에서 생체전류를 사용하는 또 다른 측면은 마비 및 마비의 치료, 임신 중 여러 병리학적 상태의 교정, 적절한 치료가 없는 소아마비 및 유아 뇌성마비 환자의 상태를 완화하는 데 사용됩니다. 현재 존재합니다.
심장과 뇌에 대한 가장 광범위하고 복잡한 수술은 통제된 저체온 요법(즉, 조직과 기관의 대사 과정을 늦추기 위해 수술한 신체의 의도적인 저체온) 방법이 의료 행위에 도입되었기 때문에 가능하게 되었습니다. 그러나 불리한 겨울에 많은 곤충과 일부 작은 설치류에게 정지된 애니메이션 및 parobiosis(깊은 동면 상태)의 기초가 저체온증이라는 것을 아는 사람은 거의 없습니다. 이 동물에서 저체온증은 기관과 조직의 대사 과정을 늦추는 것을 목표로하여 활성 상태보다 에너지 기질의 소비를 줄입니다.
일부 원생동물의 이동 방법은 자동 위장 프로브 생성을 위한 원형이 되었으며, 이는 위장 내시경의 도구 연구에서 가장 흥미롭고 유망한 전망입니다.
팔다리의 보철물로 돌아가서 주로하지의 보철물 또는 오히려 실리콘 기반 보철물에 사용되는 또 다른 현대적 유형의 보철물에도 기본적으로 포함되어 있습니다. 자연 원리- 거미의 걷는 다리의 수력 구조의 원리, 그 움직임은 "겔 졸"유형에 따른 생물학적 콜로이드 상태의 전환을 기반으로합니다.
어느 정도 의학 분야에서 바이오닉스의 발전은 사람 자신의 구조를 기반으로 합니다. 따라서 광범위한 화상 표면에 적용되고 상처 감염을 예방하는 역할을 하는 관류 필름은 구조를 거의 완전히 모방합니다. 표면층살균 특성이 있고 반투과성을 특징으로 하는 온전한 인간 피부.
여러 가지 면에서 바이오닉스의 성취는 상황이 이전에 실질적으로 희망이 없다고 여겨졌던 환자의 상태가 어느 정도 개선되거나 삶의 질에 대해 거의 완전한 보상에 대한 희망을 줍니다.
이 경로의 첫 번째 단계 중 하나는 보청기 제작입니다. 청력 상실은 사람에게 중요하고 위험하며 완전한 또는 거의 완전한 장애로 이어집니다. 이 문제는 의학에서 매우 복잡하고 실질적으로 해결할 수 없는 문제 중 하나로 남아 있습니다.
최근에는 많은 청각 장애인들이 최신 발견생리학자: 인간의 귀에 의해 감지되는 저주파 진동은 치아의 살아있는 신경에 ​​의해 감지되어 뇌로 전달될 수 있습니다. 라디오 엔지니어는 이전에 들어보지 못한 사람들이 들을 수 있는 시스템인 소위 "라디오 치아"를 만들었습니다. 이러한 장치를 확립하기 위해서는 하나의 살아있는 치신경의 존재가 필요하며, 전체 이환된 구강의 경우에도 살아있는 치신경의 완전한 부재는 전형적이지 않다.
이 장치의 디자인은 대략 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 시계처럼 손목에 착용할 수 있는 소형 마이크는 소리를 무선 신호로 변환하는 동일한 소형 송신기에 연결되어 있으며, 이 송신기는 본체에 장착된 수신기에 의해 수신됩니다. 이빨. 수신기는 치과 운하에 위치한 자유 신경 말단에 적용된 반도체 합금의 얇은 층입니다. 이 반도체 합금은 안테나 역할을 하는 금 또는 은 층으로 상단에 코팅된 압전 소자를 형성합니다. 에 의해 모습이 디자인은 현대 정형 외과 치과에서 일반적으로 사용되는 금속 충전재 및 크라운과 거의 다르지 않습니다.
이러한 안테나에 의해 수신된 무선 송신기의 신호는 압전 소자로 들어갑니다. 진동은 치아의 자유 신경 종말을 자극하는 압전 요소에서 발생하며 신경 자극의 형태로 뇌의 피질 및 피질 하부 청각 센터로 전달됩니다. 따라서 지금까지 소리가 없는 세상에 살았던 사람이 듣기 시작합니다. 물론 에서 실생활그러한 장치를 갖춘 사람의 경우, 예를 들어 사용에 있어 상당한 수의 제한이 남아 있습니다. 휴대 전화, 소위 소음 발생기로 작업 할 때뿐만 아니라 사람에게 완전한 사회 재활을 제공하지 않는 완전한 난청과 비교할 때 이러한 제한은 무엇을 의미합니까?
V 최근많은 국가에서 보청기를 시뮬레이션하는 장치를 만들기 위한 목적으로 소위 준청각 식별에 대한 연구가 널리 보급되었습니다. 일부 청각 장치는 이미 개발 및 테스트되었습니다. 따라서 Leiden 대학에서는 인간의 소리 인식 메커니즘 연구와 관련하여 귀의 주파수 특성을 재현하는 전자 귀 모델(필터 시스템 형태)이 개발되었습니다. 모델링을 통해 청각 모델을 개선하고 특히 음색과 소리의 인식과 같은 현상을 역학에서 결합할 수 있었습니다.
미국 과학자 W. Caldwell, E. Glener, J. Stewart의 모델은 사람이 소리를 인식하는 징후를 식별하기 위해 제 시간에 사람이 발음하는 소리에서 다른 주파수의 소리 강도의 의존성을 분석하도록 설계되었습니다. 발음되는 음소와 단어 다른 사람들에 의해... 이러한 연구는 보다 진보된 보청기를 만들고 컴퓨터 기술을 향상시키는 의학적 목적 모두에 도움이 될 수 있습니다.

결론

따라서 몇 가지 예에서조차 바이오닉스는 현대 과학계에서 중요한 역할을 하고 있으며, 추상적인 과학으로서, 작은 응용 가치가 결여된 것이 아니라 현대 기술과 기술의 기본 기반으로서 . 자연은 수년 동안 공학 기술을 연마해 왔으며, 이는 자연 물체의 기능과 형태에 대한 세부적이고 심지어 축소된 정교함을 설명합니다. 사람은 비교적 최근에 공학 기술을 보유하고 있습니다. 즉, 자연 물체에 대한 그의 호소가 근본적으로 정확하고 미래에 흥미롭고 예상치 못한 많은 것을 약속하므로 새로운 과학 중 하나인 생체 공학의 발전을 결정합니다.

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