XXV. Бионика

Бионика – это наука об использовании в технике механизмов и принципов живой природы, например жизнедеятельности растений, животных и человека. Наука под названием бионика (от греч. Bion – живущий) достаточно молода: первый симпозиум по ней прошел в 1960 году. Идея копирования природных ноу-хау отнюдь не нова: еще древние китайцы пытались позаимствовать у насекомых их метод изготовления шелка. А великий Леонардо да Винчи проектировал свой летальный аппарат, взяв за основу скелет птичьего крыла.

Многовековая эволюция растительного и животного мира привела к созданию уникальных механизмов их жизнедеятельности, понимание и применение которых имеет важнейшее значение, как для технического прогресса, так и для цивилизации в целом. Соответствующий материал частично имеется в учебной, больше – в научной и научно-популярной литературе.

Хрестоматийный случай проявления бионики в архитектуре – Эйфелева башня. Построенная в 19 веке, она поразила всех своей оригинальной конструкцией. Лишь спустя годы инженеры обратили внимание на то, что основание башни – по очертаниям, размерам углов между несущими поверхностями – повторяет строение берцовой кости человека. Структура кости есть трубчатый композиционный материал, который одновременно обеспечивает легкость и прочность скелета.

Биологи, изучающие морских животных, долгое время удивлялись: за счет чего дельфины способны развивать столь большие скорости? Элементарные расчеты показывали: с учетом формы тела сопротивление воды должно быть таким, что подобная скорость невозможна. При движении тела в жидкости турбулентные потоки сильно снижают скорость передвижения. Но не у дельфинов. Эти удивительные животные в десять раз снижают сопротивление воды за счет особого строения кожи. Кожа их состоит из трех эластичных слоев, промежуточный слой имеет пористое строение – ее многочисленные перепонки прогибаются под давлением воды и, таким образом, гасят турбулентные завихрения. Ученые создали аналогичное синтетическое покрытие – ламинфло, применение которого для морских судов позволяет увеличить их скорость на 25 %.

Из ботаники к нам пришел известный атрибут современной одежды как застежка-липучка. Швейцарский инженер Жорж де Местраль заинтересовался, почему назойливые плоды сорняка дурнишника постоянно прилипают к шерсти его собаки.

Внимательно рассмотрев зеленые головки этого растения, инженер заметил, что у многочисленных шипов есть небольшие крючки на концах. Де Местраль запатентовал идею. Взглянув на застежку-липучку без труда можно рассмотреть данный принцип.

Особый интерес может представлять исследования в бионике, связанные с современными техническими проблемами. Как показали события на островах Индийского океана в конце 2006 г. отсутствие системы предупреждения приводит к многочисленным бедам. Но даже самые современные системы предупреждения не гарантируют надежность и своевременность самих предупреждений. Другое дело – животные. Тогда во время цунами они не погибли. Не погибли и те люди, которые ориентировались на их необычное поведение (вой собак) и на рыб, уходящих в море. Пока нет однозначного объяснения механизма предупреждения цунами у животных. Но известны и другие многочисленные факты. Перед ашхабадским землетрясением было отмечено, что все змеи выползли из нор, а также – необычное, порой исключительное, поведение собак и других животных.

Дальнейшее исследование этих явлений бионикой и их целевое применение может в будущем спасти десятки и сотни тысяч жизней.

При современном уровне развития техники природа всё-таки опережает человека! Чтобы понять устройство и принцип действия живой системы, смоделировать её и воплотить в конкретных конструкциях и приборах, нужны универсальные знания.

А сегодня, после длительного процесса дробления научных дисциплин, только начинает обозначаться потребность в такой организации знаний, которая позволила бы охватить и объединить их на основе единых всеобщих принципов. И бионика здесь занимает особое положение.