Введение

«Природа так обо всем позаботилась,

что повсюду ты находишь чему учиться».

Леонардо да Винчи

Людей всегда интересовало, можно ли, например, научиться летать, как птицы, или плавать под водой, как рыбы?  Сначала человек только мечтал об этом: он придумывал сказки о волшебном ковре-самолете, о подводных царствах, где могут жить люди.  Позднее люди стали создавать устройства, механизмы, позволяющие сделать их жизнь комфортнее. А как рождались эти идеи? Оказывается, что большинство идей были заимствованы человеком у природы. Ведь именно она – главный и самый опытный строитель. Существует целая междисциплинарная наука о конструировании технических систем на основе идей, заимствованных у живой природы – это бионика. А так как меня интересует и техника, и биология, я решил найти ответы на вопросы «Что такое бионика?», «Каково значение бионики в жизни человека?», «Какие идеи подглядели люди, наблюдая за живыми организмами?». В этом заключается актуальность моей работы.

Цель работы: узнать, что изучает бионика, и какое значение она играет в развитии научно-технического прогресса.

Задачи:

    1) изучить литературу по данной теме, раскрыть суть понятия – бионика, познакомиться с историей развития и направлениями бионики, выяснить её значение в развитии научно-технического прогресса;

    2) в ходе теоретического анализа современной научно-популярной литературы выяснить, как человек использует «естественные» изобретения природы при создании искусственных устройств на благо человека;

    3)  создать учебное пособие «Бионика» для кабинета биологии, которое можно будет использовать на уроках и во внеурочной деятельности.

Предмет исследования: бионика как направление науки.

Практическое значение работы:

Начиная работать по теме проекта, я задал своим одноклассникам вопрос: знают ли они, что такое бионика? Ответ был отрицательным. Поэтому результаты исследования и проектный продукт могут быть использованы на уроках биологии и во внеурочной деятельности, теми, кого интересует научное направление – бионика.

Проектный продукт: учебное пособие.

Теоретическая часть

История зарождения науки бионики, ее направления

С незапамятных времен пытливая мысль  человека искала ответ на вопрос: может  ли человек достичь того же, чего достигла живая природа? Сначала  человек мог только мечтать об этом – научиться делать то, что сделала уже природа применительно к другим живым существам.

Каждое живое существо это совершенная система, которая является результатом эволюции многих миллионов лет. Изучая данную систему, раскрывая секреты устройства живых организмов, можно получить новые возможности в строительстве сооружений.

Идея применения знаний о живой природе для решения инженерных задач принадлежит Леонардо да Винчи (приложение 1), который пытался построить летательный аппарат - орнитоптер, беря за прототип крылья птиц (приложение 2). Так он пытался воссоздать строение птичьего крыла и механизма, приводящего его в движение.

Ученые эпохи Возрождения надеялись достичь желаемого решения посредством проведения строгих математических расчетов и создания соответствующих механических конструкций. В соответствии с этим человек стремился  к созданию механических моделей, которые  могли бы имитировать интересовавшие его предметы и явления природы.

     В наши дни  человек вернулся отчасти к своей первоначальной идее – по возможности полнее и точнее копировать в технике то, что достигнуто в живой природе, воспроизвести это в форме конкретных технических решений. Так зародилась новая наука – бионика. Здесь стыкуются такие далеко относящиеся друг от друга отрасли человеческого знания и практической деятельности, как БИОлогия и техНИКА.

Название «бионика» происходит  от древнегреческого корня «bion» - элемент жизни.

Итак, бионика — прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы. Проще говоря, бионика – это соединение биологии и техники.[3]

Мне стало интересно, а есть ли дата рождения науки «бионика»? Оказалось, что датой рождения принято считать 13 сентября 1960 года, когда состоялся первый американский симпозиум  на тему «Живые прототипы искусственных систем - ключ к новой технике». Проведение такого симпозиума стало возможным только потому, что к этому времени было накоплено большое количество данных о принципах организации и функционирования живых систем, а также появились возможности практического использования этих знаний для решения задач техники.

Изучая информацию о бионике из различных источников, я пришел к выводу, что единого мнения о содержании этой науки  до сих пор нет.

Многие специалисты считают бионику новой ветвью кибернетики, другие относят ее к биологическим наукам, но, судя по всему, наиболее правы те, кто выделяет бионику в самостоятельную науку. Но для себя я понял, что бионика – одна из самых популярных молодых наук, возникших в 20 веке и развивающаяся в 21.       

       Различают несколько направлений в бионике:

•      биологическую бионику, изучающую процессы, происходящие в биологических системах;

•      теоретическую бионику, которая строит математические модели этих процессов;

•      техническую бионику, применяющую модели теоретической бионики для решения инженерных задач.

Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками: электроникой, навигацией, связью, морским делом и другими. [2]  Она нашла отражение в быту, машиностроении, медицине, архитектуре, кораблестроении.