Наука подражать

01 марта 2001 года, 00:00

Бионика

Чем глубже человек проникает в уникальные «изобретения» животного мира, тем очевиднее становится необходимость использования их в практической деятельности. Свершения Homo sapiens впечатляют, но вряд ли стоит забывать о том, что Природа хитрее и мудрее нас. Науку, занимающуюся изучением строения живых организмов для создания новых приборов и механизмов, называют бионикой (от греческого bios — жизнь). Этот термин впервые прозвучал в 1960 году для обозначения нового научного направления, возникшего на стыке биологии и инженерного искусства.

Люди давно заметили, что животные, птицы и даже насекомые очень чутко реагируют на изменения погоды. «Биосиноптики» наделены от природы уникальными сверхчувствительными «приборами», которые способны улавливать едва заметные изменения в атмосфере. Если собака начинает рыть землю — это к дождю. Кукушки в июне возвещают о том, что в лес пришло лето. Низкий полет ласточек пророчит грозу. А рыбаки знают, что если у берега скопились медузы, можно смело отправляться на промысел — море будет спокойным. И таких примет множество.

Главная задача бионики не только в том, чтобы найти среди животных и растений «предсказателей», важнее понять принцип действия их внутренних механизмов и воссоздать его в электронных схемах. Над раскрытием этих тайн природы вместе с биониками ломают головы биологи, экологи, сейсмологи, геофизики и инженеры.
 
Удивительно, сколь сложной навигационной системой наделены некоторые рыбы и птицы, которым приходится преодолевать тысячи километров во время миграций. Изучение этого феномена способствует разработке высокочувствительных систем слежения, наведения и распознавания объектов. Не случайно бионика вызывает пристальный интерес у военных. Большинство исследований в этой области финансируется управлениями ВВС и ВМС.

Благодаря изучению гидродинамических особенностей китов и рыб, удалось создать особую обшивку торпед, которая при той же мощности двигателя обеспечивает повышение скорости на 20 — 25%.

В 1969 году в Северодвинске была построена знаменитая подводная лодка «К-162», или, как прозвали ее американцы, «Серебряный кит». Эта атомарина установила непревзойденный до сих пор мировой рекорд скорости под водой. Благодаря тому что конструкция ее носовой части повторяла форму головы кита, субмарина разгонялась в толще воды почти до 80,4 км/ч.

Сейчас ведутся разработки нового типа оружия, способного вводить войска противника в шоковое состояние с помощью ультразвука. Этот принцип воздействия был позаимствован у тигров. Рев хищника содержит ультранизкие частоты, которые хотя и не воспринимаются человеком как звук, оказывают на него паралитическое воздействие.

Многие животные всегда опережали людей в смысле «технического оснащения». Лишь относительно недавно человек нашел способ подолгу находиться под водой при помощи водолазного колокола. А простой водяной паук за много тысяч лет до этого научился жить под покровом воды. Он несет на брюшке и ногах некое подобие акваланга — пузырьки воздуха, которые позволяют ему дышать на дне водоема. Он сплетает себе под водой домик из паутины, наподобие перевернутого бокала, наполняя его принесенным с поверхности воздухом.

Кто бы мог подумать, что изобретению инкубатора мы обязаны курам? Правда, не нашим пеструшкам, а австралийским глазчатым, или, как их еще называют, сорным. Эти птицы строят для выведения своего потомства поистине исполинские сооружения, достигающие порой пяти метров в высоту и около десяти в диаметре. Куры откладывают яйца в заранее выкопанную яму, а затем заботу о потомстве полностью берет на себя самец. Он насыпает огромный холм из земли и пожухшей травы. В густом тропическом лесу не хватает солнца, и только тепло, выделяемое при гниении листвы, обеспечивает в «инкубаторе» нужную температуру. Но мало построить, нужно еще и точно регулировать температуру в гнездовой куче, которая всегда должна быть равна 35°. Для этого каждое утро самец раскапывает курган и погружает в почву раскрытый клюв, словно термометр, а после этого точно знает, добавить или снять лишний слой теплотворного перегноя.

Так что не будем заносчивыми, считая, что достижениями цивилизации мы обязаны только самим себе. Ведь нет ничего такого, что человек изобрел бы сам — с чистого листа, без подсказки матери-природы.

Ксения Черкашина

Летучие мыши всегда пользовались собственным радаром. Поэтому задолго до того как нечто подобное было изобретено, люди наделили это ночное животное мистическим ореолом. «Так ловко парить в темноте и безошибочно находить путь в свои убежища этим «бестиям», конечно же, помогали злые духи» — так рассуждал в XVIII веке итальянский ученый Спалланцани. Ослепленная им крылатая мышь продолжала свободно летать по комнате, при этом ловко уклоняясь от всех препятствий.

Но с открытием эхолокации летучие мыши потеряли свою таинственность. Современные ученые-бионики провели более гуманные опыты. Сначала летучим мышам залепили крохотными кусочками воска глаза. Однако это не помешало им ориентироваться в пространстве. А вот когда им залепили еще и уши, животные стали беспомощно натыкаться на стены. Как выяснилось, летучие мыши нащупывают препятствия отраженными звуковыми импульсами. К тому же их ноздри и рот также составляют части локационного аппарата. С помощью тончайших приборов удалось засечь пучки ультразвуковых импульсов, которые непрерывно (около 30 сигналов в минуту) издает мышь, распознавая, что и на каком расстоянии находится. Но при излучении звукового импульса необходимо попеременно отключать принимающее устройство, включая его только для приема отраженного эха. Иначе будут фиксироваться оба сигнала и получится неразбериха. В ушах летучей мыши был обнаружен крохотный мускул, который сокращается при излучении сигнала, перекрывая слуховой канал. Послан импульс, и мускул расслабляется, ухо готово к восприятию эха.

Ученые из США разработали механизм слежения за искусственными спутниками Земли, копирующий устройство и принцип действия глаза лягушки. Более того, им удалось создать сверхчувствительный электронный прибор для распознавания запахов различных газов,
в котором использовался живой орган обоняния обыкновенной мухи. Позже этим изобретением воспользовался Пентагон, оснастив подобными газоанализаторами самолеты, предназначенные для поиска в океане дизельных подводных лодок. Самолеты-ищейки брали след по рассеянному в воздухе шлейфу выхлопных газов от лодочных дизелей и шли по нему до самой точки погружения.

Секрет уникального в своем роде водометного движителя бионики позаимствовали у осьминогов и каракатиц. Эти морские животные передвигаются задом наперед, набирая в себя воду, а затем с силой выталкивают ее, создавая таким образом реактивную струю. Подобный способ передвижения обеспечивает не только высокую скорость,
но и почти бесшумный ход. Именно поэтому российские инженеры-конструкторы создали экспериментальный образец подводной лодки, оснащенной бесшумным и скоростным водометным движителем.

Рубрика: Медпрактикум
Ключевые слова: бионика
Просмотров: 7317