Біоніка — це що за наука?

Стрімкий розвиток сучасних технологій призвів до того, що концепції живої і мертвої тканини, органічної і неорганічної матерії починають змішуватися і перетинатися між собою. Яскравим прикладом цього процесу є результати досягнень біоніки. Що це — біоніка? Яку роль вона починає грати в нашому світі, відповість стаття.

Що розуміють під терміном?

Що таке біоніка? Досить точне визначення цьому слову можна дати наступне: це наука, яка орієнтована на вивчення функцій і пристосувань живих організмів, з метою подальшого втілення отриманих знань створюються людиною об’єкти. Останні можуть бути як технічними винаходами, так і новими дизайнерськими рішеннями в архітектурі та інших видах мистецтв.

У свою чергу, галузь біоніки, яка займається вже не вивченням, а безпосередньою реалізацією ідей на практиці, називається біонічної інженерією.

Пояснимо докладніше, що таке біоніка. Як відомо, людина, з точки зору фізичних здібностей, є одним з найбільш пристосованих організмів на нашій планеті. Так, ми не можемо вижити в умовах холоду без теплого одягу, а білі ведмеді можуть; ми не здатні бігти зі швидкістю 100 км/год, а гепард може; ми не вміємо літати як птахи і плавати, як риби; ми не здатні чути низьку інтенсивність звуку, яку чують собаки, і не бачимо в темряві, як це можуть робити кішки. Цей список можна продовжувати до нескінченності.

Вищесказане давно було помічено людьми, і вони стали спостерігати за живими організмами, вивчати їх, а потім, втілювати ці знання при створенні машин та інших об’єктів, які були покликані полегшити повсякденне життя і працю людини. В цьому і полягає суть біоніки.

Біоніка — це сучасна наука?

З-за того, що саме слово «біоніка» стало активно використовуватися лише в XX столітті, більшість людей вважають, що це сучасна наука. Але це судження є помилковим.

Якщо проаналізувати історію, то можна зустріти безліч фактів, які говорять, що результати біоніки людство використовує з прадавніх часів. Наприклад, в одній з давньоєгипетських гробниць була знайдена мумія 4000-річної давності, має протез замість руки. Далі, в III столітті до нашої ери, римський генерал Марк Сергій виготовив першу залізну руку, яку він використовував, щоб тримати свій щит. Класичним прикладом біонічної інженерії є винаходи Леонардо да Вінчі, наприклад, аероплан, який він виготовив, спостерігаючи за польотом і формою крил кажанів.

Починаючи з другої половини XX століття завдяки стрімкому розвитку інформаційних технологій стали розглядати бионику як науку, що має міждисциплінарний характер. Зокрема, вона знаходиться на стику біології, електроніки, механіки і нанотехнологій.

Біоніка та винаходи

Розглядаючи питання про те, біоніка — це наука, слід звернути увагу на той факт, що її досягнення втілюються в безлічі сучасних винаходів, про яких мало хто знає або просто не звертає уваги. Нижче наводяться деякі приклади:

  • Радари і сонари — ці прилади використовують принцип ехолокації кажанів, завдяки якому тварини орієнтуються в просторі з дивовижною точністю.
  • Текстильна застібка або липучка (фото вище) — її ідея повністю запозичена від рослин, які доставляють незручність, чіпляючись до нашої одязі, наприклад, реп’ях.
  • Костюм плавців-професіоналів — він виготовлений з матеріалу, що поверхнева структура якого нагадує шкіру дельфінів, що характеризується низьким коефіцієнтом тертя під час руху у воді.

Біонічні імплантати

Вони є, мабуть, найважливішим досягненням біоінженерії в останні десятиліття. Ці імплантати буквально повертають до життя людей, які, втративши одну або кілька кінцівок, втратили всяку надію на ведення колишнього способу життя.

Біонічні імплантати представляють собою механічні об’єкти, що мають форму руки або ноги, які хірургічним способом приживляются до тіла людини. Під час такої операції лікарі вводять в контакт нервові закінчення пошкодженої кінцівки з електродами імплантату.

Світову славу в цьому напрямку отримали такі фірми як Touch Bionics і Otto Bock, які займаються виготовленням, як нерухомих, так і рухомих імплантатів. Серйозним недоліком їх продукту є ціна. Так, один імплантат в середньому оцінюється в 50 000 доларів США.

Нижче наводиться короткий відео, в якому показано, як атлет повністю відновив свої здатності до пересування завдяки досягненням біоніки.

Бионическое зір, слух і серце

Біоніка — це наука, яка в першу чергу пов’язана з медициною. Крім названих вище імплантатів для кінцівок слід відзначити ще три важливих сучасних напрямів розвитку медицини, які немислимі без досягнень біоніки:

  • Сучасна хірургія дозволяє проводити операції, які буквально «створюють» зір пацієнта. Для цього використовується біонічна сітківка.
  • Слухові апарати, які дозволяють переводити звукові сигнали в електричні імпульси, впроваджуються в голову людини, відновлюють втрачений слух на 100%.
  • Електрокардіостимулятор — невеликий прилад, який впроваджується в організм людини, дозволяє регулювати частоту серцевих скорочень.

Біоніка і кіборги

Біоніка — наука, що вивчає взаємодію живої та неживої матерії. У цьому формулюванні вона є частиною кібернетики. Досягнення останньої спрямовані не тільки на відновлення втрачених людиною здібностей, але і на їх вдосконалення, тобто на придбання суперздатностей. Істоти, що складаються з органічної та неорганічної матерії, називають кіборгами. Ідея створення виникла в перші десятиліття XX століття, коли людина почала активно освоювати космічний простір. В умовах космосу homo sapiens не може вижити, а от для кіборга це не становить великих проблем.

Наведемо приклад двох особистостей, які офіційно визнані першими людьми-кіборгами:

  • Ніл Харбиссон (фото вище) — британський музикант іспанського походження, який має впроваджену в голову антену. Вона дозволяє Нілу бачити і чути інфрачервоні і ультрафіолетові промені.
  • Мун Рибас — відома танцівниця, яка народилася і виросла в Іспанії. Вона має вбудований в руку чіп, що дозволяє їй відчувати і визначати координати будь землетрусів на нашій планеті.