Nanotechnologia tchnęła nowe życie w bionikę. Na prośbę czytelników
24.10.2003, pt., godz. 18:10, Msk
W ostatniej dekadzie bionika otrzymała silny impuls do nowego rozwoju, ponieważ nowoczesne technologie umożliwiają kopiowanie miniaturowych struktur naturalnych z niespotykaną dotąd dokładnością. Jednocześnie współczesna bionika w dużej mierze kojarzona jest nie z ażurowymi konstrukcjami z przeszłości, ale z rozwojem nowych materiałów kopiujących naturalne odpowiedniki, robotyką i sztucznymi narządami.Koncepcja bioniki nie jest bynajmniej nowa. Na przykład już 3000 lat temu Chińczycy próbowali przyjąć metodę wytwarzania jedwabiu z owadów. Ale pod koniec XX wieku bionika zyskała drugi wiatr, nowoczesne technologie umożliwiają kopiowanie miniaturowych struktur naturalnych z niespotykaną dotąd dokładnością. Tak więc kilka lat temu naukowcom udało się przeanalizować DNA pająków i stworzyć sztuczny analog jedwabistej sieci - Kevlar. W tym materiale przeglądowym wymieniono kilka obiecujących obszarów współczesnej bioniki i przedstawiono najsłynniejsze przypadki zapożyczeń z natury.
|
Główna różnica między konstrukcjami inżynieryjnymi człowieka a konstrukcjami stworzonymi przez naturę polega na niesamowitej efektywności energetycznej tej ostatniej. Udoskonalając się i ewoluując przez miliony lat, żywe organizmy nauczyły się żyć, poruszać się i rozmnażać przy użyciu minimalnej ilości energii. Zjawisko to opiera się na unikalnym metabolizmie zwierząt i optymalnej wymianie energii pomiędzy różnymi formami życia. Zatem zapożyczając rozwiązania inżynieryjne z natury, możliwe jest znaczne zwiększenie efektywności energetycznej nowoczesnych technologii.
Naturalne materiały są super tanie i obfite, a ich „jakość” jest znacznie lepsza niż te wykonane przez człowieka. Zatem materiał z poroża jelenia jest znacznie mocniejszy niż najlepsze przykłady kompozytu ceramicznego, które udało się ludziom opracować. Jednocześnie człowiek stosuje raczej „głupie” energochłonne procesy w celu uzyskania pewnych supersilnych substancji, a natura wytwarza je w znacznie bardziej inteligentny i wydajny sposób. Wykorzystuje się do tego otaczające substancje naturalne (cukry, aminokwasy, sole), ale przy wykorzystaniu „know-how” – oryginalnych rozwiązań projektowych i inżynieryjnych, ultrawydajnych katalizatorów organicznych, które w wielu przypadkach nie są jeszcze dostępne dla człowieka. ludzkie zrozumienie. Bionika z kolei zajmuje się badaniem i kopiowaniem naturalnego „know-how”.
Bionika(Angielskie tytuły - „biomimetyka”) to obiecujący kierunek naukowo-techniczny umożliwiający zapożyczanie cennych pomysłów z natury i wdrażanie ich w postaci rozwiązań projektowych i projektowych, a także nowych technologii informatycznych. Przedmiot bionika znany pod różnymi nazwami: na przykład w Ameryce termin ten jest powszechnie używany „biomimetyka” ale czasami o tym mówią biogeneza. Istotą tego obiecującego kierunku naukowo-technologicznego jest zapożyczanie wartościowych pomysłów z natury i wdrażanie ich w postaci oryginalnych rozwiązań projektowych i projektowych, a także nowych technologii informatycznych. W ostatniej dekadzie bionika otrzymała znaczący impuls do nowego rozwoju. Wynika to z faktu, że nowoczesne technologie idą na poziom giga- i nano i pozwalają na kopiowanie miniaturowych struktur naturalnych z niespotykaną dotąd dokładnością. Współczesna bionika kojarzona jest głównie z rozwojem nowych materiałów imitujących naturalne analogi, robotyką i sztucznymi narządami. |
Projektowania struktur naturalnych nie można również porównywać z ludzkimi próbami zbudowania czegoś, co twierdzi, że jest naturalną wydajnością. Kształt obiektu biologicznego (np. dojrzałego drzewa) powstaje zwykle w wyniku długiego procesu adaptacyjnego, uwzględniającego wieloletnie narażenie zarówno na czynniki przyjazne (np. wsparcie innych drzew w lesie), jak i agresywne. czynniki. Procesy wzrostu i rozwoju obejmują interaktywną regulację na poziomie komórkowym. Wszystko to razem zapewnia niesamowitą trwałość produktu przez cały cykl życia. Taka zdolność adaptacji w procesie kształtowania prowadzi do powstania unikalnej struktury adaptacyjnej, zwanej bioniką inteligentny system. Jednocześnie technologie tworzenia inteligentnych systemów, które wchodzą w interakcję z otoczeniem i potrafią adaptować się poprzez zmianę swoich właściwości, nie są jeszcze dostępne dla naszej branży.
Obecnie naukowcy starają się projektować systemy posiadające przynajmniej minimalną zdolność adaptacji do otoczenia. Przykładowo nowoczesne samochody wyposażone są w liczne czujniki, które mierzą obciążenie poszczególnych podzespołów i potrafią np. automatycznie zmieniać ciśnienie w oponach. Jednak programiści i nauka są dopiero na początku tej długiej podróży.
Perspektywy inteligentnych systemów są fascynujące. Idealny inteligentny system będzie mógł samodzielnie udoskonalać swój projekt i na różne sposoby zmieniać swój kształt, np. poprzez dodanie brakującego materiału w określonych fragmentach konstrukcji, zmianę składu chemicznego poszczególnych składników itp. Ale czy ludzie będą mieli dość obserwacji i inteligencji, aby uczyć się od natury?
|
Bionika w życiu człowieka
Mówią, że raz na sto lat na Ziemi rodzi się geniusz. Leonardo da Vinci był takim geniuszem. Największy artysta, rzeźbiarz, matematyk, inżynier i anatom Leonardo da Vinci poszukiwał prawdy, poznawał ją i opisywał.
„Przyjąłem naturę za swojego mentora, nauczyciela wszystkich nauczycieli”.
Dlaczego ten wielki naukowiec wziął naturę za swojego nauczyciela?
Życie w swojej najbardziej prymitywnej formie powstało na Ziemi około 2 miliardów lat temu. Bezlitosna selekcja naturalna trwała miliony stuleci, w wyniku czego przetrwali najsilniejsi i najdoskonalsi. Pożycz od natury to, co najlepsze, aby najpierw wzmocnić człowieka i zasugerował Leonarda da Vinci. W 1485 roku stworzył mechaniczny samolot – ornithoptel, którego zasadę działania skopiował od ptaków. I chociaż wtedy człowiekowi nie udało się nauczyć latać, ale to położyło podwaliny pod nową naukę - bionikę. Bionika to symbioza biologii i technologii.
Jeśli historię Ziemi – 4,5 miliarda lat – przedstawić jako jeden dzień, to okazuje się, że niecałą minutę temu na planecie pojawił się rozsądny człowiek. Minęły dosłownie ułamki sekundy, a on już wyobrażał sobie siebie jako twórcę i już potrafi tworzyć nie gorszego od natury. Do niedawna wymyślając coś nowego, ludzie nie zdawali sobie sprawy, że to już istnieje. Trzeba tylko zobaczyć i zastosować. 99% odkryć naukowych człowiek szpiegował naturę. Wszystko, co nas otacza, ma swój naturalny odpowiednik.
Bionika(z Βίον - żyjący ) - zastosowano w sprawie stosowania w urządzeniach i systemach technicznych zasad organizacji, właściwości, funkcji i konstrukcji . Mówiąc najprościej, bionika to połączenie I . Data narodzin Bioniki: 13 września 1960 r.Bionika ma swój symbol: skrzyżowany skalpel, lutownicę i znak integralny. To połączenie biologii, technologii i matematyki pozwala mieć nadzieję, że bionika dotrze tam, gdzie nikt jeszcze nie dotarł, i zobaczy to, czego nikt jeszcze nie widział.
Człowiek od zawsze marzył o podboju nieba. Ale był dostępny tylko dla ptaków. I to ptaki dały ludziom pomysł lotu.
Marzenia o lataniu i ich faktyczna realizacja to zupełnie różne rzeczy. I pomimo śmiałych pomysłów, takich jak Leonardo da Vinci, ludzkość pozostanie przykuta do ziemi przez wiele nadchodzących stuleci. Badania ptaków, budowa ich skrzydeł i ogona doprowadziły do tego, że człowiek wynalazł samolot. Budowa ludzkiego oka położyła podwaliny pod obiektyw fotograficzny, struktura kwiatostanu słonecznika – pod panele słoneczne. Rozczesując po spacerze kwiatostany łopianu i sierść psa sowy, słynny projektant wymyślił zapięcia na rzepy. Owady dały naukowcom pomysł na helikoptery. Ryby skłoniły do powstania łodzi podwodnych. Firma MercedesBenz Corporation opracowała bioniczny pojazd skopiowany z tropikalnego ciałaryba. Pomimo swojego walizkowego kształtu, maszyna ma wyjątkowo niski opór powietrza.
Codziennie mamy do czynienia z wynalazkami bionicznymi, nawet o tym nie wiedząc. Najczęściej zasady zaczerpnięte z natury odnajdujemy w architekturze. Na przykład w projekcie słynnej Wieży Eiffla leży struktura ludzkiej kości udowej. Na głowie kości znajduje się wiele punktów odniesienia, dzięki nim obciążenie stawu rozkłada się równomiernie. Dzięki temu zakrzywiona kość udowa może utrzymać duży ciężar ciała. Te same punkty odniesienia można znaleźć u podstawy Wieży Eiffla. Jego projekt jest uważany za architektoniczny punkt odniesienia w zakresie zrównoważonego rozwoju.
Inna wieża, Ostankinskaya, ma również naturalny odpowiednik. Jej smukła sylwetka jest rozpoznawalna. Prototyp Wieży Ostankino to łodyga pszenicy. Podstawą wieży była jej zdolność do nie pękania pod ciężarem kwiatostanu.
Architekci coraz częściej sięgają po zasady funkcjonowania organizmów żywych. Aby zrozumieć, jak to działa, projektant musi studiować biologię. Ryby, ptaki, rośliny, a nawet ciało ludzkie stają się naturalnymi prototypami obiektów architektonicznych.
Bionika nie stoi w miejscu. Nauka ta tworzy prawdziwą rewolucję. Zwykła obserwacja, modelowanie może wiele.Mój przyszły zawód związany jest z inżynierią mechaniczną. Przemysł inżynieryjny jest najbardziej zrobotyzowany. Po raz pierwszy jego praktyczne zastosowanieroboty przemysłoweuzyskany dzięki amerykańskim inżynierom D. Devolowi i D. Engelbergowi na przełomie lat 50. i 60. XX wieku. Służą do realizacji różnych procesów technologicznych w celu zwiększenia efektywności przedsiębiorstwa.
Konstrukcja robota może zawierać jeden lub więcej manipulatorów, natomiast sam manipulator może mieć różną nośność, dokładność pozycjonowania, stopień swobody. Podczas tworzenia robota przemysłowego aktywnie wykorzystuje się modele bioniczne. Manipulator robota przemysłowego składa się z pewnej liczby ruchomych ogniw (osi) połączonych ze sobą. Jest ułożony na zasadzie kończyn stawonogów. Im więcej osi, tym bardziej wszechstronna konstrukcja robota.Umiejscowienie i elastyczność połączenia osi robota zostały starannie wykonane zgodnie z modelem człowieka (połączenie stawów). Osie manipulatora sterowane są za pomocą czujników. Są podobne do narządów zmysłów i reagują na światło, położenie w przestrzeni
Natura wciąż kryje wiele tajemnic, harmonia jej tworów zawsze zadziwiała i nadal będzie zaskakiwać ludzki świat. Pytanie jednak brzmi: „Czy zdążymy wykorzystać pozostałe „patenty na dziką przyrodę”? Biorąc pod uwagę tempo, w jakim rośliny i zwierzęta znikają z powierzchni ziemi, a statystyki nieubłaganie mówią: co roku – jeden gatunek zwierząt i codziennie – jeden gatunek roślin, postawione pytanie brzmi bardzo niepokojąco. W związku z tym ochrona rzadkich i zagrożonych gatunków zwierząt i roślin, utrzymanie środowiska w warunkach sprzyjających życiu wszelkiego życia na Ziemi jest pilnym problemem i gwarancją dalszego rozwoju ludzkości.
Bionika(z greckiego. bion– element życia, dosłownie – żywy), nauka z pogranicza biologii i technologii, rozwiązująca problemy inżynierskie w oparciu o modelowanie budowy i życia organizmów.
Niedawno narodziła się nauka bioniki (w 1960 r.), której celem jest pomoc człowiekowi w przyjęciu „sekretów” żywej natury. Natura stworzyła niezwykle doskonałe mechanizmy życiowe. Naukowców przyciąga prędkość i zasada ruchu delfinów, wielorybów, kałamarnic, pająków, kretów, kangurów, sztuki lotu ptaków i owadów, osobliwości narządów wzroku much, żab, narządów słuchu meduz , „tajemnice” echolokatorów nietoperzy, termolokatorów grzechotników itp. i tak dalej.
Bionika znalazła zastosowanie w takich dziedzinach jak przemysł lotniczy i stoczniowy, astronautyka, inżynieria mechaniczna, architektura, oprzyrządowanie nawigacyjne, górnictwo itp.
Bionika w budownictwie i przemyśle
Rozważmy kilka konkretnych osiągnięć bioniki, które zostały już zrealizowane dla celów praktycznych.
Pingwiny poruszają się ślizgając się po śniegu, odpychając się płetwami. Skuter śnieżny został zaprojektowany na tej samej zasadzie. w Instytucie Politechnicznym Gorkiego. Leżąc na śniegu z szerokim dnem, nie tworzy kolein, nie ślizga się i nie zacina.
Stoczniowcy na całym świecie od dawna zwracają uwagę na gruszkowatą głowę wieloryba, która jest bardziej przystosowana do poruszania się w wodzie niż nożowe noski współczesnych statków. W porównaniu do konwencjonalnych statków parowiec wielorybniczy okazał się bardziej ekonomiczny.
Formy w kształcie stożka znajdują się we wzorach koron i pni drzew, grzybów. Właśnie taką formę mają kombajny górnicze. Jest to optymalny kształt odporny na obciążenia wiatrem i grawitację. Architekci często używają konstrukcji w kształcie stożka (wieża telewizyjna Ostankino).
Struktury stworzone przez naturę są o wiele doskonalsze niż to, co do tej pory był w stanie zrobić człowiek.
Świat zwierząt żyjących pod ziemią jest bogaty i różnorodny. Dżdżownice i krety mają niesamowite adaptacje, dzięki którym budują podziemne przejścia.
Są bardzo zainteresowani tworzeniem podziemnych jednostek kopających. Opracowano na przykład oryginalny model, który poruszając się pod ziemią niczym kret, przebija się przez tunel o gładkich, gęstych ścianach.
Bionika przejęła od płazów zasadę budowy kończyny tylnej. Urzeczywistniając to w takim przedmiocie jak płetwy.
To tylko niewielka liczba przykładów tego, jak ludzie stosują modele biologiczne. Ale zwierzęta mają też wiele innych właściwości, które wykorzystuje lub może wykorzystać człowiek: ultradźwiękowe widzenie nietoperzy, echolokacja delfinów (w odległości 20–30 m delfin dokładnie wskazuje miejsce, w którym znajduje się granulat o średnicy 4 mm). mm spadło).
W ubiegłym roku, realizując swój projekt pod hasłem: „Moja szkoła nr 2 przyszłości”, stanęłam przed faktem, jak wiele domów, budynków, budowli we współczesnym świecie harmonijnie łączy się z naturą. I zacząłem szukać w Internecie takich projektów i ku mojemu zdziwieniu odkryłem, że istnieje taka nauka, która pozwala łączyć przyrodę z technologią, nazywa się to bioniką.Bionika (od greckiego BION – życie) to nauka, która pomogła człowiekowi zastosować prawa natury w postępie technologicznym. Przykładów jest wiele, byłem o tym przekonany. Teraz, spacerując po mieście, wiem dokładnie, w którym budynku zastosowano wiedzę przyrodniczą, np. rury kotłowni (patrz załącznik) analogicznie pokrywają się z łodygami roślin, które nie łamią się pod wpływem wiatru podmuchy.Dodatkowo dowiedziałem się, że bionikę wyróżniamy według typów:
Bionika biologiczna, w której człowiek bada naturę, jak wszystko w niej działa, dlaczego i po co dokładnie jest zorganizowana;
Bionika teoretyczna, która na przykładach matematycznych potrafi obliczyć strukturę przyrody;
Bionika techniczna, która wykorzystuje bionikę teoretyczną do zbudowania pewnego rodzaju projektu, na przykład robota.
Ogólnie rzecz biorąc, jak rozumiem, bionika łączyła kilka nauk - biologię, rysunek, fizykę, chemię, matematykę, elektronikę itp. Aby zbudować samolot, trzeba było długo obserwować ptaki, badać budowę ich skrzydeł, następnie narysuj i zaprojektuj urządzenie, które potrafi latać. Nawiasem mówiąc, Leonardo da Vinci był w stanie zbudować pierwszy samolot z trzepoczącymi skrzydłami. Rysunki przetrwały do dziś, a żył w XV wieku.Nauka ta nie jest wcale nowa, jak widać na przykładach, człowiek w każdym ze swoich dzieł czerpie inspirację z dzikiej przyrody. Spróbuję także stworzyć własny projekt, wykorzystując wiedzę z biologii.Myślę, że wybrany przeze mnie temat jest trafny, bo moim zdaniem ludzie powinni żyć w zgodzie i chronić przyrodę dla przyszłych pokoleń.
Metodologia Badań
Z opowieści Aygyula Minirasimovny na lekcjach otaczającego mnie świata doszedłem do wniosku, że dana osoba w ostatnim czasie barbarzyńsko traktowała środowisko, niewłaściwie korzystała z zasobów naturalnych, wycinała lasy. Ale kiedy zacząłem pracować nad tematem „Bionika”, zobaczyłem i przekonałem się, że ludzie mogą żyć, nie szkodząc przyrodzie i zwierzętom. Powiem ci, jak to osiągnąłem.
bionika architektoniczna
A więc trochę historii, jako pierwszy zastosował naturalne formy w budowie Antonio Gaudiego na początku XIX wieku. Dopiero w 1960 roku na radzie naukowców w Daytona uznano bionikę za odrębną naukę. Ma swój własny symbol (patrz dodatek) - skalpel i lutownicę, połączone znakiem integralnym. Skalpel to symbol biologii, lutownica to technika, całka to znak nieskończoności.Jak wspomniałem powyżej, zastosowań bioniki w budownictwie jest wiele, ale pokażę Wam, moim zdaniem, najciekawsze:Architekt Gaudi wymyślił go w 1883 roku, budowa powinna zakończyć się w 2026 roku, sto lat po jego śmierci.Jak widać, kolumny wyglądają jak drzewa, których gałęzie mocno trzymają dach budynku.Jego dach zaprojektowano w formie skrzydeł, które otwierają się i zamykają, chroniąc budynek przed ostrym światłem słonecznym. Inspiracją dla autora do stworzenia tego projektu było pobliskie jezioro Michigan z licznymi łodziami i żaglami.Podstawą budynku jest konstrukcja egzoszkieletowa, dzięki której powietrze przepływa przez cały budynek.Zbudowany w 2004 roku. Moim zdaniem jest to najbardziej harmonijne połączenie z naturą. Budynek w formie rury płynnie ugina się wokół nierówności krajobrazu.Wygląda jak małża wyrzucona na brzeg. Skorupa budynku przypomina mieniącą się w słońcu skórę zwierzęcia.Myślę, że to jest budynek przyszłości. Algi w przezroczystych szklankach,
zaopatrzone w składniki odżywcze i dwutlenek węgla. To oni produkują biogaz, za pomocą którego budynek zaopatrywany jest w energię i ciepło.Jest to symbol Australii, otoczonej z trzech stron wodą. Przypomina ogromny statek lecący z pełnymi żaglami na spotkanie z wiatrem.Jak widać z powyższych przykładów, budynki albo naprawdę symbolizują dziką przyrodę, albo wkomponowały się w lokalny krajobraz. Fakt ten potwierdza, że bionika istnieje w architekturze i budownictwie, a ponadto sprawia, że otaczający nas świat jest harmonijny i piękny dla naszych oczu.
Bionika w projektowaniu
Istnieje wiele zastosowań bioniki w projektowaniu. We współczesnym świecie projektanci starają się, aby otaczająca nas przestrzeń była bardziej naturalna dla człowieka, aby było wygodnie mieszkać, odpoczywać, pracować… Znalazłem kilka opcji, jak projektanci wykorzystują wiedzę o bionice w praktyce, oto niektóre z nich, mniej lub bardziej proste:
Krzesło w formie mrożonego liścia dębu, moim zdaniem jest bardzo wygodne i piękne.
Abażur w kształcie dyni, przytulnie przytulny.
Wnętrze utrzymane w formie malowniczego lasu.
Wybrałem ten przykład nie bez powodu, wydaje mi się, że jest to opcja idealna, bo człowiek wraca do domu, żeby odpocząć, a teraz, jak się okazuje, na środku leśnej polany, nawet ten mały stolik przypomina drzewo z gałęziami, zielone i białe kolory relaksują, sprawiają, że powietrze jest przejrzyste. Żywa zieleń wokół sprawia, że atmosfera staje się bardziej przytulna.Dzięki odkryciu takiej nauki jak bionika ludzie zaczęli czerpać inspiracje z natury. Stojące drzewo obok domu może posłużyć do stworzenia stołu, krzesła, szafy itp. Tym samym nastrój, wygoda, kolory, które cieszą nasze oczy, trafiają do naszego domu. Mimowolnie odtwarzamy wokół siebie kawałek natury, słodki zakątek w kamiennej dżungli, żyjemy w harmonii z otoczeniem, nie zakłócając równowagi.
Technologia cudów. Złożone w prostym
Opowiadałem wcześniej, jak ludzie w starożytności podglądali żywe organizmy i próbowali zrobić coś podobnego, na przykład skrzydła, śpiew ptaków, narzędzie przypominające kły itp.Tak więc od tego czasu nic się nie zmieniło, człowiek do dziś bada i podgląda strukturę istot żywych, powtarza wszystko, co jest dla ludzi przydatne. W 1948 roku, w pogodny letni dzień, wynalazca Georges de Mestral spacerował ze swoim psem. Po spacerze zauważył ciernie na swoich spodniach i u swojego zwierzaka, po czym postanowił przyjrzeć się im pod mikroskopem i zobaczył mnóstwo haczyków, które zaczepiały się o nitki ubrań i wełny. Następnie de Mestral postanowił wykonać zapięcie, którego konstrukcja będzie działać zgodnie z tą zasadą. Konsultował się ze specjalistami od tkanin, ale wielu go nie rozumiało. Mimo to znalazł się jeden tkacz, który utkał ręcznie dwa paski (jeden z haczykami, drugi z pętelkami). Tak pojawiło się znane nam wszystkim zapięcie typu lipun, które zapinamy i rozpinamy na co dzień na kurtce, czapce, butach.
Projekt
Po zapoznaniu się z tym tematem zacząłem tworzyć własny obiekt. Wokół duża ilość budynków mieszkalnych. Są niezbędne, bo ludzie muszą gdzieś mieszkać i nie zajmują dużo miejsca. Dlatego muszę coś wymyślić, np. taki dom, pożyczając coś od natury. I przyszła mi do głowy myśl - plastry miodu pszczół. Dlaczego nie? Niezwykłe i praktyczne. A co z kształtem sześciokąta, żeby ludzie mieszkali w domach okrągłych i trójkątnych. I zacząłem rysować. I oto co dostałem.Wydaje mi się, że takie domy należy budować tam, gdzie często zdarzają się trzęsienia ziemi. Panele słoneczne można zamontować na dachu tak, aby zaspokoić potrzeby budynku i sprawić, że zimą śnieg nie będzie się gromadził, a jedynie topnieje.
Wynik
W trakcie moich badań doszedłem do wniosku, że nowa nauka, bionika, istnieje w naszym życiu wszędzie i przynosi ludziom ogromne korzyści.Mój przełożony Aigul Minirasimovna i ja przestudiowaliśmy pozytywne i negatywne aspekty wpływu bioniki na świat zewnętrzny i odzwierciedliliśmy to w formie tej tabeli.
|
WPŁYW |
JAKOŚĆ |
|
O wyglądzie fasad, konstrukcji, budynków itp. |
+ + + |
|
O środowisku (w aspekcie ekologii) |
+ + + |
|
Na nastrój danej osoby |
+ + + |
|
Ekonomiczny pod względem kosztów finansowych |
+ - |
|
W harmonii z otoczeniem |
+ + + |
|
Różnorodność, różnica w stosunku do zwykłego wyglądu pudełek - szare budynki, kwadratowe stoły, taborety... |
+ + + |
|
O przyszłość świata (czyli jak będzie wyglądał świat za kilka lat) |
+ + + |
Z tabeli widać, że nowa nauka ma przeważnie pozytywne właściwości dla przyrody, dla człowieka.
Opis prezentacji na poszczególnych slajdach:
1 slajd
Opis slajdu:
Ukończyli: Olesya Kryukova, uczennica 11. klasy Lider: Voytikhina G.A. nauczyciel chemii i biologii
2 slajd
Opis slajdu:
Trafność badań: W każdym stworzeniu Natury widzimy najwyższy stopień praktyczności, niezawodności, wytrzymałości, ekonomii, a jednocześnie różnorodność form i projektów naturalnych tworów jest nieskończona. Ta synteza biologii i ludzkiego umysłu otwiera przed nami świat roślin i zwierząt jako niewyczerpane źródło nowych pomysłów na różne formy modelowania.
3 slajd
Opis slajdu:
4 slajd
Opis slajdu:
Cel: badanie Natury jako genialnego projektanta, inżyniera, artysty i wielkiego budowniczego.
5 slajdów
Opis slajdu:
Zadania: Studiując żywy warsztat natury, dowiedz się, czym zajmuje się bionika. Historia jej rozwoju, symbolika, kierunki bioniki, perspektywy rozwoju nauki. Zapoznanie się z literaturą i Internetem – zasoby na ten temat; Prowadź obserwację przyrody, fotografując i badając obiekty przyrodnicze. Rozwijać umiejętność wyszukiwania niezbędnego materiału w publikacjach edukacyjnych i referencyjnych, Internecie, prawidłowego prezentowania materiału; Przygotuj prezentację na ten temat oraz prezentację na forum naukowym prac badawczych.
6 slajdów
Opis slajdu:
Treść projektu: Czym zajmuje się bionika? Symbol bioniki. Przodek bioniki. Rodzaje bioniki. Modelowanie organizmów żywych. Kierunki bioniki. Przykłady wykorzystania zasad działania i rozmieszczenia obiektów biologicznych w bionice. Nacisk bioniki na roboty humanoidalne. Triumf bioniki – sztuczna ręka. Perspektywy rozwoju bioniki. Źródła informacji
7 slajdów
Opis slajdu:
Co bada bionika? Bionika to nauka wykorzystująca wiedzę o konstrukcji, zasadzie i procesie technologicznym żywego organizmu w technologii. Za formalny rok narodzin bioniki uważa się rok 1960.
8 slajdów
Opis slajdu:
Symbol bioniki Naukowcy bioniki za swoje godło obrali skalpel i lutownicę połączone znakiem integralnym, a za swoje motto - „Żywe prototypy - klucz do nowej technologii”. To połączenie biologii, technologii i matematyki pozwala mieć nadzieję, że bionika dotrze tam, gdzie nikt jeszcze nie dotarł, i zobaczy to, czego nikt jeszcze nie widział.
9 slajdów
Opis slajdu:
Przodkiem bioniki jest Leonardo da Vinci. Jego rysunki i schematy samolotów opierały się na budowie skrzydła ptaka. W naszych czasach, według rysunków Leonarda da Vinci, ornitopter był wielokrotnie modelowany. Rysunek samolotu autorstwa Leonarda da Vinci
10 slajdów
Opis slajdu:
Ornithopter Termin „ornithopter” pochodzi od greckich słów ornithos oznaczających ptaka i pteron oznaczającego skrzydło. Ornitopter to statek powietrzny poruszający się poprzez machanie skrzydłami. Wzmianki o ludziach potrafiących latać jak ptaki za pomocą sztucznych skrzydeł można znaleźć na przykład w mitach starożytnej Grecji.
11 slajdów
Opis slajdu:
Rodzaje bioniki: bionika biologiczna, zajmująca się badaniem procesów zachodzących w układach biologicznych; bionika teoretyczna, która buduje modele matematyczne tych procesów; bionika techniczna, która wykorzystuje modele bioniki teoretycznej do rozwiązywania problemów inżynierskich. Srebrny dzwonek powietrzny pająk Dzwonek nurkowy Halleya
12 slajdów
Opis slajdu:
Natura wie najlepiej. W ostatniej dekadzie bionika otrzymała znaczący impuls do nowego rozwoju. Dzieje się tak dzięki przejściu nowoczesnych technologii na poziom giga- i nano i pozwalają na kopiowanie naturalnych struktur z niespotykaną dotąd dokładnością. To właśnie na tym obszarze, na pograniczu biologii i technologii, dokonują się największe odkrycia naszych czasów.
13 slajdów
Opis slajdu:
14 slajdów
Opis slajdu:
Bionika architektoniczna Bionika architektoniczna i budowlana bada prawa powstawania i kształtowania struktury tkanek żywych, zajmuje się analizą układów strukturalnych organizmów żywych pod kątem oszczędzania materiału, energii i zapewnienia niezawodności.
15 slajdów
Opis slajdu:
Co to jest budynek bioniczny? Domy Hobbitów budowane są zgodnie ze wszystkimi prawami bioniki. Budynki w stylu bionicznym są wytrącone z właściwej geometrii. W bionice ściany przypominają żywe membrany. Plastikowe i wysunięte ściany i okna ujawniają siłę obciążenia skierowaną z góry na dół i siłę oporu przeciwstawiających się jej materiałów. Dzięki rytmicznej grze zmieniających się wklęsłych i wypukłych powierzchni ścian budowli wydaje się, że budynek oddycha. Tutaj ściana nie jest już tylko przegrodą, żyje jak organizm.
16 slajdów
Opis slajdu:
17 slajdów
Opis slajdu:
Neurobinika Głównymi obszarami neurobiniki są badania układu nerwowego ludzi i zwierząt oraz modelowanie komórek nerwowych – neuronów i sieci neuronowych. Dzięki temu możliwe jest doskonalenie i rozwój technologii elektronicznej i komputerowej.
18 slajdów
Opis slajdu:
Bionika znalazła szerokie zastosowanie niemal wszędzie: w modzie, w medycynie, w aranżacji niektórych przedmiotów, w kierunku tańca.
19 slajdów
Opis slajdu:
1. Zapięcie - błyskawica. W ostatnich latach bionika potwierdziła, że większość ludzkich wynalazków jest już „opatentowana” przez naturę. Taki XX-wieczny wynalazek jak zamki błyskawiczne i rzepy powstał w oparciu o strukturę ptasiego pióra. Kolce z piór różnych rzędów, wyposażone w haczyki, zapewniają pewny chwyt. Przykłady wykorzystania zasad działania i rozmieszczenia obiektów biologicznych w bionice
20 slajdów
Opis slajdu:
2. Wynalezienie zapięć na rzepy Kolejnego słynnego zapożyczenia dokonał szwajcarski inżynier George de Mestral w 1955 roku. Często spacerował z psem i zauważył, że do jej sierści stale przyklejają się niezrozumiałe rośliny. Zmęczony ciągłym czyszczeniem psa, inżynier postanowił znaleźć przyczynę przyklejania się chwastów do sierści. Po zbadaniu zjawiska de Mestral stwierdził, że jest to możliwe dzięki małym haczykom na owocach kąkolu (tak nazywa się ten chwast). Dzięki temu inżynier zdał sobie sprawę ze wagi swojego odkrycia i osiem lat później opatentował wygodny rzep.
21 slajdów
Opis slajdu:
3. Wieża Eiffla Projekt Wieży Eiffla opiera się na pracach naukowych szwajcarskiego profesora anatomii Hermanna Von Meyera. Czterdzieści lat przed budową paryskiego cudu inżynierii profesor badał budowę kości głowy kości udowej w miejscu jej zgięcia i wejścia pod kątem do stawu. Jednocześnie z jakiegoś powodu kość nie pęka pod ciężarem ciała. Struktura kości Podstawa Wieży Eiffla przypomina strukturę kości głowy kości udowej.
22 slajd
Opis slajdu:
4. Poszycie torped Dzięki badaniu cech hydrodynamicznych wielorybów i ryb udało się stworzyć specjalne poszycie torped, które przy tej samej mocy silnika zapewnia wzrost prędkości o 20 - 25%.
23 slajd
Opis slajdu:
5. Statek przypominający wieloryba Japońscy inżynierowie i biolodzy ustalili w drodze licznych eksperymentów, że kształt ciała wieloryba jest doskonalszy niż współczesnych statków. Zbudowano duży statek przypominający wieloryba oceanicznego, a korzyści płynące z nowego projektu były natychmiastowe. Przy mocy silnika zmniejszonej o jedną czwartą, prędkość i ładowność pozostały takie same.
24 slajdów
Opis slajdu:
6. Skuter śnieżny „Pingwin” Zasada bioniczna jest również podstawą konstrukcji skutera śnieżnego „Pingwin”. W pełni uzasadnia to swoją nazwę. Jak pingwiny poruszają się po luźnym śniegu? Na brzuchu odpychając śnieg płetwami niczym kijki narciarskie. Również leżąc na dnie śniegu, ślizga się po powierzchni śniegu, a „Pingwin” jest mechaniczny.
25 slajdów
Opis slajdu:
6. Kominy fabryczne Łodygi roślin zbożowych są w stanie wytrzymać duże obciążenia i jednocześnie nie pękają pod ciężarem kwiatostanu. Jeśli wiatr przygniecie je do podłoża, szybko przywracają pozycję pionową. Jaki jest sekret? Okazuje się, że ich konstrukcja przypomina konstrukcję nowoczesnych wieżowców rur fabrycznych – jedno z najnowszych osiągnięć inżynierii. Obydwa modele są puste w środku. Pasma sklerenchymy łodygi rośliny pełnią rolę wzmocnienia podłużnego. Międzywęźla łodyg stanowią pierścienie usztywniające.
26 slajdów
Opis slajdu:
W Stuttgarcie stworzyli nowy eksperymentalny „bioniczny samochód Mercedes”, który wygląda dokładnie jak ryba! Mercedes rozpoczął pracę nad projektem od wprowadzenia do akwarium tropikalnego boxfisha. Po przestudiowaniu go od góry do dołu inżynierowie stworzyli dokładny model ryby i wysłali go do tunelu aerodynamicznego w celu wydmuchania. Inżynierowie zwrócili także uwagę na rybie łuski - sześciokątne łuski tworzą mocną powierzchnię przy minimalnej wadze. Jeśli zastosujemy tę technologię np. przy formowaniu zewnętrznych paneli drzwiowych, wówczas ich sztywność wzrośnie o 40%. A jeśli sprawisz, że całe ciało będzie się łuszczyć, stanie się ono o jedną trzecią lżejsze od tradycyjnego, bez utraty siły! 7. „Bioniczny samochód Mercedes”,
27 slajdów
Opis slajdu:
28 slajdów
Opis slajdu:
29 slajdów
Opis slajdu:
30 slajdów
Opis slajdu:
31 slajdów
Opis slajdu:
32 slajd
Opis slajdu:
33 slajd
Opis slajdu:
34 slajd
Opis slajdu:
35 slajdów
Opis slajdu:
36 slajdów
Opis slajdu:
37 slajdów
Opis slajdu:
Bionika koncentruje się na robotach humanoidalnych. Jak wiadomo, najbardziej oddanymi zwolennikami bioniki są inżynierowie projektujący roboty. Dziś wśród programistów panuje bardzo popularny pogląd, że w przyszłości roboty będą mogły efektywnie działać tylko wtedy, gdy będą jak najbardziej podobne do ludzi. Twórcy bioniczni wychodzą z tego, że roboty będą musiały funkcjonować w warunkach miejskich i domowych, czyli w środowisku „ludzkim” – ze schodami, drzwiami i innymi przeszkodami o określonej wielkości. Dlatego muszą przynajmniej odpowiadać osobie pod względem wielkości i zasad ruchu. Innymi słowy robot musi mieć nogi, a koła, gąsienice itp. zupełnie nie nadają się do miasta. A od kogo skopiować projekt nóg, jeśli nie od zwierząt? Miniaturowy, sześcionożny robot (hexapod) o długości około 17 cm z Uniwersytetu Stanforda biegnie już z prędkością 55 cm/s.
Ładowanie...