Бионика - это что за наука?

Стремительное развитие современных технологий привело к тому, что концепции живой и мертвой ткани, органической и неорганической материи начинают смешиваться и пересекаться между собой. Ярким примером этого процесса являются результаты достижений бионики. Что это - бионика? Какую роль она начинает играть в нашем мире, ответит статья.

Что понимают под термином?

Что такое бионика? Достаточно точное определение этому слову можно дать следующее: это наука, которая ориентирована на изучение функций и приспособлений живых организмов, с целью последующего воплощения полученных знаний в создаваемые человеком объекты. Последние могут быть как техническими изобретениями, так и новыми дизайнерскими решениями в архитектуре и других видах искусств.

В свою очередь, отрасль бионики, которая занимается уже не изучением, а непосредственной реализацией идей на практике, называется бионической инженерией.

Поясним подробнее, что такое бионика. Как известно, человек, с точки зрения физических способностей, является одним из самых неприспособленных организмов на нашей планете. Так, мы не можем выжить в условиях холода без теплой одежды, а белые медведи могут; мы не способны бежать со скоростью 100 км/ч, а гепард может; мы не умеем летать как птицы и плавать как рыбы; мы не способны слышать низкую интенсивность звука, которую слышат собаки, и не видим в темноте, как это могут делать кошки. Этот список можно продолжать до бесконечности.

Вышесказанное давно было замечено людьми, и они стали наблюдать за живыми организмами, изучать их, а затем, воплощать эти знания при создании машин и прочих объектов, которые были призваны облегчить повседневную жизнь и труд человека. В этом и заключается суть бионики.

Бионика - это современная наука?

Из-за того, что само слово "бионика" стало использоваться активно лишь в XX столетии, большинство людей полагают, что это современная наука. Но это суждение является ошибочным.

Если проанализировать историю, то можно встретить множество фактов, которые говорят, что результаты бионики человечество использует с незапамятных времен. Например, в одной из древнеегипетских гробниц была найдена мумия 4000-летней давности, имеющая протез вместо руки. Далее, в III веке до нашей эры, римский генерал Марк Сергий изготовил первую железную руку, которую он использовал, чтобы держать свой щит. Классическим примером бионической инженерии являются изобретения Леонардо да Винчи, например, аэроплан, который он изготовил, наблюдая за полетом и формой крыльев летучих мышей.

Летательный аппарат да Винчи

Начиная со второй половины XX века благодаря стремительному развитию информационных технологий стали рассматривать бионику как науку, имеющую междисциплинарный характер. В частности, она находится на стыке биологии, электроники, механики и нанотехнологий.

Бионика и изобретения

Текстильная застежка под микроскопом

Рассматривая вопрос о том, бионика - это какая наука, следует обратить внимание на тот факт, что ее достижения воплощаются во множестве современных изобретений, о которых мало кто знает или попросту не обращает внимания. Ниже приводятся некоторые примеры:

  • Радары и сонары - эти приборы используют принцип эхолокации летучих мышей, благодаря которому животные ориентируются в пространстве с удивительной точностью.
  • Текстильная застежка или липучка (фото выше) - ее идея полностью заимствована от растений, которые доставляют неудобство, цепляясь к нашей одежде, например, репейник.
  • Костюм пловцов-профессионалов - он изготовлен из материала, поверхностная структура которого напоминает кожу дельфинов, что характеризуется низким коэффициентом трения во время движения в воде.

Бионические имплантаты

Бионический протез руки

Они являются, пожалуй, самым важным достижением биоинженерии в последние десятилетия. Эти имплантаты буквально возвращают к жизни людей, которые, утратив одну или несколько конечностей, потеряли всякую надежду на ведение прежнего образа жизни.

Бионические имплантаты представляют собой механические объекты, имеющие форму руки или ноги, которые хирургическим способом приживляются к телу человека. Во время подобной операции врачи вводят в контакт нервные окончания поврежденной конечности с электродами имплантата.

Мировую славу в этом направлении получили такие фирмы как Touch Bionics и Otto Bock, которые занимаются изготовлением, как неподвижных, так и подвижных имплантатов. Серьезным недостатком их продукта является цена. Так, один имплантат в среднем оценивается в 50 000 долларов США.

Ниже приводится короткое видео, в котором показано, как атлет полностью восстановил свои способности к передвижению благодаря достижениям бионики.

Бионическое зрение, слух и сердце

Бионика - это наука, которая в первую очередь связана с медициной. Помимо названных выше имплантатов для конечностей следует отметить еще три важных современных направления развития медицины, которые немыслимы без достижений бионики:

  • Современная хирургия позволяет проводить операции, которые буквально "создают" зрение пациенту. Для этого используется бионическая сетчатка.
  • Слуховые аппараты, которые позволяют переводить звуковые сигналы в электрические импульсы, внедряются в голову человека, восстанавливают утерянный слух на 100%.
  • Электрокардиостимулятор - небольшой прибор, который внедряется в организм человека, позволяет регулировать частоту сердечных сокращений.
Бионическое зрение

Бионика и киборги

Бионика - наука, изучающая взаимодействие живой и неживой материи. В этой формулировке она является частью кибернетики. Достижения последней направлены не только на восстановление утраченных человеком способностей, но и на их совершенствование, то есть на приобретение суперспособностей. Существа, состоящие из органической и неорганической материи, называют киборгами. Идея их создания возникла в первые десятилетия XX века, когда человек начал активно осваивать космическое пространство. В условиях космоса homo sapiens не может выжить, а вот для киборга это не представляет больших проблем.

Нил Харбиссон

Приведем пример двух личностей, которые официально признаны первыми людьми-киборгами:

  • Нил Харбиссон (фото выше) - британский музыкант испанского происхождения, который имеет внедренную в голову антенну. Она позволяет Нилу видеть и слышать инфракрасные и ультрафиолетовые лучи.
  • Мун Рибас - известная танцовщица, которая также родилась и выросла в Испании. Она имеет внедренный в руку чип, позволяющей ей чувствовать и определять координаты любых землетрясений на нашей планете.