Բիոնիկա՝ ապագայի գիտություն

ԲԻՈՆԻԿԱ՝ ԱՊԱԳԱՅԻ ԳԻՏՈՒԹՅՈՒՆ

Երևան 2018

Բնությունն այնպես է ամեն ինչի մասին հոգ տարել, որ ամենուր կարող ես սովորելու բան գտնել։ Լեոնարդո դա Վինչի

Բնությունը   բուսական և կենդանական օրգանիզմների համար բազմաթիվ համակարգներ է ստեղծել, որոնք բավականին կատարյալ են և հարմարված են միջավայրի տարբեր պայմաններին: Կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքային առանձնահատկությունների ուսումնասիրությունները ծնում են նոր գաղափարներ տեխնիկական կոնստրուկցիաների ստեղծման համար: Այդ իսկ պատճառով էլեկտրոնային տեխնիկայի ստեղծողները հաճախ օգտագործում են կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքային որոշ առանձնահատկություններ: Կենսաբանության ասպարեզում այդ գիտատեխնիկական ուղղությունը ստացել է բիոնիկա անվանումը:

Զարգացման պատմությունը

Ինժեներական խնդիրները լուծելու մեջ կենդանի բնության գիտելիքների կիրառման գաղափարը պատկանում է Լեոնարդո դա Վինչիին, ով փորձում էր կառուցել թռչող ապարատ թռչունի պես թափահարող թևերով՝ օրնիտոպտեր ։

Բիոնիկայի՝ որպես առանձին գիտության «ծննդյան օր» է համարվում 1960 թ-ի սեպտեմբերի 13-ը ՝ ԱՄՆ-ում «Արհեստական համակարգերի կենդանի նախատիպեր - բանալի դեպի նոր տեխնիկա» միջազգային գիտաժողովի բացման օրը։

Բիոնիկա գիտության նպատակը

Բիոնիկան կուրորեն չի կրկնօրինակում բնությունը, այլ վերցնում է նրանից կենսաբանական համակարգերի կատարյալ կառուցողական սխեմաները և մեխանիզմները, որոնք գոյության դժվարին պայմաններում ապահովում են յուրահատուկ ճկունություն և կենսունակություն։ Դրանք ստեղծվել են կենդանի համակարգերի կողմից էվոլյուցիայի արդյունքում։ Ուսումնասիրելով կենսաբանական համակարգերը՝ բիոնիկան փնտրում է ինժեներական խնդիրների արդյունավետ լուծումներ։

Բիոնիկայի կարգախոսն է ՝

«Կենդանի նախատիպերը բանալին են դեպի նոր տեխնիկա»։

Բիոնիկայի խորհրդանիշը

«Բիոնիկա» անվանումը ծագել է հունարեն «bion» բառից, որը նշանակում է կենսական տարր։

Բիոնիկայի խորհրդանիշն է խաչվող նշտարը, զոդիչը և ինտեգրալի նշանը։ Կենսաբանության, տեխնիկայի և մաթեմատիկայի նման համադրությունը թույլ է տալիս մտածել, որ բիոնիկա գիտությունը ներթափանցում է այնտեղ, որտեղ ոչ մի գիտություն դեռ «ոտք» չի դրել և տեսնել այն, ինչ դեռ ոչ ոք չի տեսել։

Բիոնիկայի ուղությունները

Բիոնիկա

Տեխնիկական բիոնիկան կենսաբանական համակարգերի կառուցվածքի և գործառույթների մաթեմատիկական մոդելավորման սկզբունքները օգտագործում է տեխնիկայում։

Կենսաբանական բիոնիկան ուսումնասիրում է կենդանի համակարգերում ընթացող երևույթները։

Տեսական բիոնիկան մշակում է կենդանի օրգանիզմներում ընթացող գործընթացների մաթեմատիկական մոդելները։

Բիոնիկայի կիրառությունը

Նոր ընկալիչների ստեղծման նպատակով հետազոտում են զգայական օրգանները և մյուս ընկալման համակարգերը։ Այսպես հետազոտելով գորտի աչքի տարածության խորությունը զգալու ունակությունը ՝ հնարավոր է եղել ստեղծել աերոֆոտոպատկերներ՝ տարածության խորությունը որոշող սարքավորումներ: Պարզվել է, որ գորտը կարողանում է տեսնել միջատներին, երբ դրանք թռչում են նրա աչքերի առջև՝ որոշակի հեռավորության վրա:  Աչքի այդ սկզբունքն օգտագործվում է էլէկտրոնային մեքենաներում, որոնք նախատեսված են ձեռագիր տեքստերի ընթերցման համար:

  ԱՄՆ-ի գիտնականներն, ըստ գորտի աչքի գործունեության սկզբունքի, մշակել են Երկրի արհեստական արբանյակներին հետևող մեխանիզմ ՝ պատճենահանող սարք: Գորտի աչքի ցանցաթաղանթի աշխատանքի սկզբունքով ստեղծվել է նաև ռադիոլոկացիոն համակարգ ՝ անբարենպաստ պայմաններում ինքնաթիռների թռիչքը և վայրէջքը կարգավորելու համար:

Բիոնիկայի կիրառությունը

Ուսումնասիրելով կենդանիների՝ տարածությունում կողմնորոշվելու ունակությունները և ազդանշանային համակարգը՝ այդ փորձը կիրառում են տեխնիկայի կառուցման սկզբունքներում։ Օրինակ միջատների թռիչքն ուղեկցվում է էներգիայի նվազագույն ծախսով: Սրա պատճառներից մեկը թևերի ութաձև շարժումն է: Այս սկզբունքով կառուցվել են տեսնող և քամու փոքր արագության պայմաններում աշխատող հողմաղացներ:

Բիոնիկայի կիրառությունը

Ուումնասիրում են կենդանի օրգանիզմների մորֆոլոգիական, ֆիզիոլոգիական և կենսաքիմիական յուրահատկությունները նոր տեխնիկական և գիտական գաղափարներ առաջադրելու համար։

Ճարտարապետաշինարարական բիոնիկա

Ճարտարապետաշինարարական բիոնիկա

Հայտնագործություններ

Բիոնիկայի լավագույն օրինակներից է շվեցարացի ինժեներ Ժորժ դե Մեստրալի կողմից 1941թ-ին հայտնաբերած և 1955թ-ն պատենտավորած «կպչուն կտորի» գյուտը՝ հիմք ընդունելով կռատուկ բույսի կպչուն հատկությունը։ Այն առաջին անգամ օգտագործվեց տիեզերագնացների, ջրասույզների և լեռնադահուկորդների հագուստի պատրաստման մեջ։

Բնության մեջ, ամեն ինչ իմաստուն կերպով մտածված և կառուցված է, յուրաքանչյուրը պետք է զբաղվի իր գործով, և այս իմաստության մեջ է կյանքի մեծագույն արդարությունը։

Լեոնարդո դա Վինչի

ՇՆՈՐՀԱԿԱԼՈՒԹՅՈՒՆ