Бионика Л. Жерарден

У нас вы можете скачать книгу Бионика Л. Жерарден в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

В мире науки и техники Подробнее Крайзмер Бионика Книга посвящена изложению основных вопросов бионики как научного направления, в котором рассматриваются возможности использования знания биологических процессов и методов для решения инженерных… — Государственное энергетическое издательство, формат: Бионика одна из самых новых областей науки.

Само слово бионика возникло всего лишь несколько лет назад, и многие до сих пор не знают, что же оно в сущности означает. Автор этой небольшой книги в… — ЁЁ Медиа, формат: Когда наука имитирует природу Бионика — молодая наука, родившаяся в году, — охватывает сегодня широкое поле исследований. Это технологические разработки, заимствующие изобретения природы; автономные роботы, имитирующие… — Техносфера, - Подробнее Когда наука имитирует природу Бионика - молодая наука, родившаяся в году, - охватывает сегодня широкое поле исследований.

Это технологические разработки, заимствующие изобретения природы; автономные роботы, имитирующие… — Техносфера, формат: Когда наука имитирует природу Бионика молодая наука, родившаяся в году, охватывает сегодня широкое поле исследований.

Это технологические разработки, заимствующие изобретения природы; автономные роботы, имитирующие животных… — Техносфера, формат: Мягкая бумажная, стр. В доступной и увлекательной форме автор рассказывает об одной из современных синтетических наук бионике, рассматривая возникновение последней как логическое следствие дифференциации н специализации… — ЁЁ Медиа, формат: Идеально подходит для тех, кто предпочитает натуральные продукты.

Эффективна при воспалении десен и кровоточивости… — формат: Экспорт словарей на сайты , сделанные на PHP,. Пометить текст и поделиться Искать во всех словарях Искать в переводах Искать в Интернете. Поделиться ссылкой на выделенное Прямая ссылка: Бионика - одна из самых новых областей науки.

Эта книга будет изготовлена в соответствии с Вашим заказом по технологии Print-on-Demand. Развивающаяся в последние десятилетия наука бионика представляет собой соединение биологии и техники. В доступной и увлекательной форме автор рассказывает об одной из современных синтетических наук - бионике, рассматривая возникновение последней как логическое следствие дифференциации и специализации… — Мир, формат: Книга посвящена изложению основных вопросов бионики как научного направления, в котором рассматриваются возможности использования знания биологических процессов и методов для решения инженерных… — Государственное энергетическое издательство, формат: Когда наука имитирует природу.

Бионика — молодая наука, родившаяся в году, — охватывает сегодня широкое поле исследований. Бионика - молодая наука, родившаяся в году, - охватывает сегодня широкое поле исследований.

Бионика молодая наука, родившаяся в году, охватывает сегодня широкое поле исследований. Это и составляет задачу новой науки, которая называется бионикой. В одном отношении бионика выгодно отличается от многих других наук, время зарождения которых установить трудно или невозможно. Ее официальное появление на свет произошло в конце лета года и сопровождалось соответствующими церемониями. Семьсот ученых — биологи, инженеры, математики, физики и физиологи — были приглашены Военно-воздушным ведомством США на конгресс, который проходил 13, 14 и 15 сентября в Дейтоне, штат Огайо.

Тридцать ораторов представляли бионику, и отчет о торжестве составил внушительный том в страниц. Для большей Точности заметим, что о бионике заговорили несколько раньше, на двенадцатой ежегодной конференции по аэронавигационной радиоэлектронике в мае года. На одном из заседаний под председательством доктора Джона Кито были заслушаны четыре доклада по бионике, в том числе и доклад Стила.

По его собственным словам, организационная работа и некоторые бионические исследования начались за несколько лет до того, как родилось это название.

Оно появилось тогда, когда уже стало ясно, что возникла новая наука, которой пора дать имя. Хотя нам еще не совеем ясно, насколько широкое поле действия захватывает новая наука, уже сейчас каждый чувствует, что бионика может быть только динамической наукой, как электроника или ядерная физика, и должна занять не менее важное место в нашем стрехмительно развивающемся мире.

Поначалу биоников занимали в основном практические вопросы — возможность конструировать машины по живым моделям. Отсюда более узкое определение бионики — это использование знаний о живых системах для разрешения тех или иных технических проблем. Если исходить из этого определения, то нельзя отрицать, что бионика стара как мир и что ею, сами того не зная, занимались многие ученые и механики. Во все времена именно из окружающей природы человек черпал идеи и замыслы своих изобретений.

Тысячи лет человек мечтал летать, как птица, и это вдохновляло его на создание бесчисленных проектов летательных аппаратов. Самый известный пример — Леонардо да Винчи.

В тетради, датированной годом, этот универсальный гений, великий художник, замечательный инженер, гидравлик и механик сделал записи о летучей мыши. Именно летучая мышь, говорит он, должна служить образцом летательной машины, ибо у нее кожная перепонка покрывает и укрепляет арматуру, являющуюся основой крыла, в то время как покрытые перьями крылья птиц, сквозь которые проникает воздух, должны опираться на прочные кости и сильные мышцы.

А у летучей мыши кожная перепонка, объединяющая все крыло, непроницаема для воздуха. Удивительно сходство чертежа летательной машины Леонардо да Винчи рис. Построил ли гениальный мастер эту машину, от которой остались только чертежи? Этого никто не знает. Ему не хватало одной существенной детали—двигателя, достаточно легкого и мощного, чтобы приводить в движение крылья; в его распоряжении была только мышечная сила человека, заведомо непригодная для этой цели.

Примерно через лет появился первый летательный аппарат, и сконструирован он был все на том же принципе строения крыла летучей мыши. Конструктор тщательно измерил скелет летучей Мыши и воспроизвел его в увеличенном виде, используя склеенные и связанные бамбуковые планки. Этот каркас он обтянул тонким шелком, имитирующим кожаную перепонку летучей мыши. Но у Клемана Адера было то, чего недоставало его предшественнику, — достаточно сильный двигатель. Конечно, это был не современный ракетный двигатель, а всего-навсего паровой мотор, сверхлегкий для своего времени: Не пытаясь привести в движение крылья, Адер использовал пропеллеры.

О том, насколько далеко можно зайти в копировании, говорит одна деталь: В октябре года конструктор совершил на своей машине перелет в 50 метров.

Эта машина хранится в Париже, в Музее искусств и ремесел. Потрясает ее несомненное сходство с живым прототипом. Вы скажете, что если человек всегда мечтал летать, как птица, п если в году еще казалось возможным точно копировать крылья летучей мыши, то в наше время такие методы, должно быть, давно устарели? Трудно понять, каким образом наблюдения зоологов помогут инженеру создать проект современного сверхзвукового самолета. Но это всего-навсего значит, что бионика не внесет ничего нового в эту частную область.

К счастью, бионика располагает богатейшими возможностями, и во многих областях она может послужить толчком для развития творческих идей, подобно чудодейственному ферменту в живом организме. Однако почти прямое копирование природы оправдывает себя и в наши дни. Дельфин движется в воде с огромной скоростью как будто без видимых мышечных усилий.

Это объясняется тем, что вода перемещается вдоль тела дельфина совершенно равномерно и отдельные ее слои остаются параллельными друг другу. А у любого судна при быстром движении вокруг корпуса образуются завихрения, нормальное течение воды нарушается, оно становится завихренным, или турбулентным. В результате возникает сопротивление, снижающее скорость судна. Секрет дельфина заключается в том, что его кожа состоит из двух слоев: Завихрения всегда сопровождаются повышением давления.

Когда вокруг тела быстро плывущего дельфина образуется турбулентное течение, наружный эластичный слой кожи передает давление на внутренний. Этот упругий слой служит как бы амортизатором, и зарождающиеся завихрения не успевают развиться. Уже сделаны искусственные покрытия, копирующие кожу дельфина; подводные лодки с таким покрытием при прежней мощности моторов могут достигать более высоких скоростей — вот пример практического приложения бионики хотя он имел место до ее официального утверждения.

Но это только частный случай, он далеко не исчерпывает возможности бионики. Разумеется, прямым копированием природы не следует пренебрегать: При конструировании машин, предназначенных для работы в тех же условиях, в каких существуют живые организмы, можно опираться на результаты этих бесчисленных экспериментов природы.

Самое простое в даком случае — наиболее точное копирование природных моделей, например кожи дельфина. Но все это имеет отношение только к первой части определения бионики, как науки о системах, функции которых копируют функции природных живых систем.

Не надо забывать и две другие части определения: Итак, эволюция представила нам системы, которые стоит копировать, но методы, использованные самим процессом эволюции, тоже необходимо изучать. Это изучение может принести много пользы, и прежде всего оно позволяет вывести одно общее правило: На каждом этапе, при каждом значительном изменении среды обитания жизнь делала шаг вперед, подвергая пересмотру прежние решения, которые раньше казались безупречными и процветали достаточно долго.

А не окажется ли то, что было благотворно для живых систем, полезным и для аналогичных искусственных систем? Постоянная переоценка существующих методов и концепций должна быть золотым правилом для всех биоников. Подходя к решению той или иной проблемы, всегда стоит спросить себя, нужно ли следовать по прежнему пути и не лучше ли вернуться к истокам и попытаться обойти препятствия, вместо того чтобы тратить силы на их преодоление.

К тому же точно скопировать природную модель трудно, а подчас и невозможно. Хотя Клеман Адер откровенно скопировал свою летающую машину с летучей мыши, она вовсе не была ее точной копией. Этот конструктор, человек большого и оригинального ума, долго изучал полет птиц, прежде чем взялся своими руками и на собственные деньги сооружать летательный аппарат. Он понимал, что не стоит и думать о машущих крыльях, потому что такие попытки уже делались до него и всегда безуспешно.

Он знал, что переход от размеров летучей мыши с полуметровым размахом крыльев к машине с размахом крыльев 14 метров потребует другого двигателя, и поэтому вместо машущих крыльев поставил пропеллеры.

Бионика должна взять за основу этот подход — не копировать прототип в деталях, но сначала понять принцип действия, а затем применить его в конструкции. Только при таком подходе моделирование будет плодотворным и послужит дальнейшему прогрессу. Теперь нам стало немного понятнее, что такое бионика.

Но это пока только поверхностное знакомство. Попробуем немного углубить наши знания. Как обычно поступают в таком случае? Птицы и самолеты подчиняются одним и тем же законам аэродинамики, но искусственно воспроизвести многообразные движения крыльев птиц слева очень трудно.

Огромные крылья стервятника справа вверху позволяют ему парить, почти не теряя скорости. Так как подъемная сила прямо пропорциональна площади крыла и квадрату скорости, птицы с быстрым полетом, как, например, стриж внизу справа или ласточка внизу слева имеют короткие перья, но большой размах крыльев позволяет им парить в воздухе, не падая вниз. В той области, где естественные науки сходятся с инженерно-техническими науками, бионика не единственная наука-перекресток.

Еще раньше появилась кибернетика. Эта наука уже широко известна, и многочисленные труды по кибернетике дадут нам богатый материал для сравнения. В году появилась книга, которая называлась гак: Ее автором был Норберт Винер, профессор Массачусетского технологического института, талантливый ученый он получил степень доктора наук в Гарвардском университете, когда ему было всего восемнадцать!

Во время второй мировой войны профессор Винер занимался вопросом автоматической наводки зенитных орудий. Тогда уже появились первые следящие радарные установки, которые точно определяли положение и постоянно измеряли скорость самолета, попавшего в луч радара. Известно, что орудие наводят не на самолет, а на точку впереди него.

Действительно, выпущенному снаряду нужно какое-то время, чтобы долететь до цели, а за это время самолет успеет переместиться. Значит, положение точки прицела является функцией длины траектории снаряда, а длина траектории в свою очередь зависит от положения точки прицела. Разбирая эту функциональную зависимость, мы оказываемся перед задачей, где неизвестное— длина траектории — является функцией самого себя.

Винер нашел элегантное решение и создал вычислительную машину, так сказать, замкнутую на саму себя: Это была так называемая система замкнутой петли, или петли обратной связи. Благодаря такой обратной связи машина самостоятельно находила точное время движения снаряда и правильно вычисляла положение точки прицела.

Профессор Винер заметил, что и в живой природе можно найти системы с аналогичными функциями, то есть органы, где часть выходного сигнала снова подается на вход. Еще в 1S42 году он обсудил этот вопрос с биологом Артуро Розенблютом, и они пришли ж мысли сравнить процессы управления в машинах и в живых организмах.

Как ведет себя живое существо по отношению к окружающей его среде? Каждый момент оно получает поток информации в форме ощущений. Эта информация от органов чувств передается в мозг.

Совершенно ясно, что каждое такое действие влечет за собой и более обобщенную реакцию, изменяя поведение в целом.

Заслуга профессора Винера в том, что он уловил все неисчерпаемые возможности применения подобной аналогии, которая стала основой кибернетики. О г формальной аналогии он пришел к уподоблению свойств: Таким образом, кибернетика и бионика предстают перед нами как две стороны одного взгляда на вещи: В дальнейшем мы еще не раз уточним и углубим понимание этого самого существенного сходства бионики и кибернетики, хотя каждая из этих наук сохраняет свои отличительные черты и свою специфику.

Итак, мы рассмотрели некоторые определения, которые помогут нам лучше понять, что такое бионика. Чтобы продвинуться дальше, лЪгично было бы спросить у самих биоников, что они думают или, скорее, что они делают. Но тут нужна осторожность: Бионика вряд ли составит предмет курса, который читают в университетах.

Да и учебник по этому курсу трудно себе представить. В настоящее время деятельность биоников протекает главным образом в форме конгрессов, коллоквиумов, симпозиумов. Обмен идеями становится основой для лабораторных работ. Короче говоря, инженер-био-ник и биолог-бионик в своей ежедневной работе — только инженер и только биолог, а как бионики они встречаются на конгрессе, чтобы обсудить вместе нужные вопросы.

Основные принципы бионики создаются именно на этих съездах и публикуются в отчетах. В декабре года та же группа снова организовала в Париже и в Дюссельдорфе сессии по общим вопросам бионики. Сообщения, имеющие отношение к бионике, начинают все чаще появляться в научных обозрениях по биологии, зоологии и электронике, выходящих в США, СССР и других странах Европы.

Нужно также упомянуть коллоквиум по бионическим моделям сонаров животных, проходивший в Италии с 26 сентября по 3 декабря года. На этом коллоквиуме была продемонстрирована особая, в полном смысле бионическая форма работы —тройственные дискуссии биологов, инженеров и математиков.

Эта интересная работа дала возможность определить все то новое, что принесла с собой бионика. В следующих главах мы постараемся рассказать об этом и разобрать несколько основных примеров, иллюстрирующих главные темы, над которыми работают бионики.

Но сначала — последнее замечание.

© Крушина - дерево хрупкое Валентин Сафонов 2018. Powered by WordPress