НаукаНиколай Тeллалов / 8 февруари 2013

Назаем от Бог

Природата вече е измислила всички технологии, достатъчно е да ги копираме

Чували ли сте за биониката? Зад сложния термин се крие един много прост принцип – това е наука, която изучава принципи на взаимодействие, свойства, функции и структури от живата природа, така че в крайна сметка да ги превърне в технологии. Тази задача изисква познанията по биология да бъдат комбинирани с възможностите на техниката. Плод на бионичния подход е кибернетиката – наука, изучаваща общите за живи същества и машини принципи на управление и взаимовръзки.

Koе мотивира учените и инженерите да се учат от природата? Отговорът е прост – еволюцията. В продължение на стотици милиони години живите същества са търпели промени под натиска на различни еволюционни фактори, което е довело до тяхното оптимизиране, до високоефективни структурни и функционални решения.

...ОТ МОЗЪКА

Особен интерес биониците проявяват към нервната система, чиито предимства предизвикват творческа завист у инженерите. Търсенето на пътища за усъвършенстване на изчислителната техника и автоматиката логично насочва учените към моделиране на отделни неврони и техни комплекси, познати като невронни мрежи.

Има какво да се копира от нервната система, която:

• Гъвкаво възприема всякаква външна информация - почерк, тембър на гласа и какво ли още не;

• Притежава висока надеждност. Техническите системи излизат от строя при повреда на един или няколко елемента от веригата, докато живите имат дублиращи вериги и много голям брой базови елементи;

• Компактност – 10-100 млрд. базови елемента се събират в обем от 1,5 кубически дециметра, докато транзисторно устройство с подобни параметри би изисквало кубически метри;

• Работи достатъчно икономично – човешкият мозък консумира няколко десетки вата енергия;

• Проявява висока степен на самоорганизация, бърза адаптивност към промени в обстановката и в програмите за поведение.

Биониците изследват сетивата на животните, за да конструират нови датчици и сензори. Анализират принципите на ориентация, локация и навигация за създаването на устройства. Копират морфологични, физиологични и биохимични особености на организмите.

Един от класическите примери е разработването на покрития, незадържащи вода и мръсотия, благодарение на наблюденията върху цветето лотос, което на практика не търпи нищо по венчелистчетата си.

Представяте ли си след време армия от роботчета, която ще ни строи пътища, мостове, ще прави хирургични операции? Надникнете в това бъдеще с материала на Николай Теллалов от Февруарския брой на Списание 8.