Βιονική (επίσης γνωστή ως βιομίμηση , βιομιμητική , βιο-έμπνευση , biognosis , και κοντά στο bionical μηχανική δημιουργικότητα ) είναι η εφαρμογή των βιολογικών μεθόδων και συστημάτων που βρέθηκαν στην φύση με τη μελέτη και το σχεδιασμό των μηχανικών συστημάτων και της σύγχρονης τεχνολογίας . [ παραπομπή που απαιτείται ]
Η λέξη βιονικά επινοήθηκε από τον Jack E. Steele το 1958, πιθανώς κατάγονται από τον τεχνικό όρο βιόντων (προφέρεται μέλισσα-on ) (από αρχαία ελληνικά : βίος ), «μονάδα του νοήματος της ζωής »και την κατάληξη -ic , που σημαίνει «σαν» ή «με τον τρόπο του», ως εκ τούτου, «η ζωή». Μερικά λεξικά, ωστόσο, να εξηγήσει τη λέξη σαν να διαμορφώνεται ως βαλίτσα από βιο βαρύς + electro ΝΒΧ . Είναι διαδόθηκε από τη σειρά της δεκαετίας του 1970 τηλεοπτική Το Six Million Dollar Man και η βιονική γυναίκα , που βασίζεται στο μυθιστόρημα Cyborg από Caidin Martin , ο οποίος είχε επηρεαστεί από το έργο του Steele, και οι άνθρωποι που διαθέτουν υπεράνθρωπες δυνάμεις από ηλεκτρομηχανολογικών εμφυτεύματα.
Η μεταφορά τεχνολογίας μεταξύ μορφών ζωής και κατασκευάζει είναι, σύμφωνα με τους υποστηρικτές της βιονικά τεχνολογία, επιθυμητή επειδή εξελικτική πίεση αναγκάζει συνήθως ζωντανούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων πανίδας και χλωρίδας, να γίνει ιδιαίτερα βελτιστοποιημένη και αποδοτική. Ένα κλασικό παράδειγμα είναι η ανάπτυξη του βρωμιά και το νερό-απωθητικό χρώμα (επένδυση) από την παρατήρηση ότι η επιφάνεια του λωτού φυτό είναι σχεδόν unsticky για τίποτα (το φαινόμενο του λωτού ). [ παραπομπή που απαιτείται ]
Ο όρος "βιομιμητικά" προτιμάται όταν γίνεται αναφορά σε χημικές αντιδράσεις. [ παραπομπή που απαιτείται ] Σε αυτόν τον τομέα, βιομιμητικά χημεία αναφέρεται σε αντιδράσεις που, στη φύση, συνεπάγονται βιολογικά μακρομόρια (για παράδειγμα, ένζυμα ή νουκλεϊκά οξέα) χημείας του οποίου μπορούν να αναπαραχθούν χρησιμοποιώντας πολύ μικρότερα μόρια ίη vitro .
Παραδείγματα βιονική στη μηχανική περιλαμβάνει τα ύφαλα των σκαφών που μιμείται το παχύ δέρμα των δελφινιών? σόναρ , ραντάρ , και την ιατρική υπερήχων απεικόνισης που μιμείται το echolocation των νυχτερίδων .
Στον τομέα της επιστήμης των υπολογιστών, η μελέτη του βιονική έχει παραχθεί τεχνητών νευρώνων , τεχνητά νευρωνικά δίκτυα , και νοημοσύνη σμήνος . Εξελικτική υπολογισμός ήταν επίσης να βιονική ιδέες, αλλά πήρε την ιδέα περαιτέρω με την προσομοίωση της εξέλιξης in silico και παράγουν καλά- βελτιστοποιημένες λύσεις που ποτέ δεν είχε εμφανιστεί στη φύση.
Εκτιμάται από τους Julian Vincent , καθηγητής της βιομιμητική στο Πανεπιστήμιο του Bath 's Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών ομάδα Βιομιμητική, ότι "προς το παρόν υπάρχει μόνο ένα 12% επικάλυψη μεταξύ της βιολογίας και της τεχνολογίας από την άποψη των χρησιμοποιούμενων μηχανισμών »
Ιστορία
Οι βιομιμητική όνομα επινοήθηκε από τον Otto Schmitt στη δεκαετία του 1950. Ο όρος επινοήθηκε βιονική από Jack E. Steele το 1958 ενώ εργαζόταν στο Τμήμα Αεροναυτικής Σπίτι στο Wright-Patterson Air Force Base στο Ντέιτον, Οχάιο . Ωστόσο, οι όροι όπως βιομίμηση ή βιομιμητική είναι περισσότερο προτιμάται στον κόσμο της τεχνολογίας στην προσπάθεια να αποφευχθεί η σύγχυση μεταξύ των ιατρικός όρος βιονική. Συμπτωματικά, Martin Caidin χρησιμοποίησε τη λέξη για το 1972 το μυθιστόρημά του Cyborg , που ενέπνευσε τη σειρά Το Six Million Dollar Man . Caidin ήταν εδώ και πολύ καιρό συγγραφέας αεροπορική βιομηχανία πριν στραφεί στη μυθιστοριογραφία πλήρους απασχόλησης.
Μέθοδοι
Συχνά, η μελέτη του βιονική τονίζει την εφαρμογή μιας λειτουργίας που βρίσκονται στη φύση και όχι μόνο μιμούνται βιολογικές δομές. Για παράδειγμα, στην επιστήμη των υπολογιστών, κυβερνητική προσπαθεί να διαμορφώσει τους μηχανισμούς ανάδρασης και ελέγχου που είναι συνυφασμένες με ευφυή συμπεριφορά, ενώ η τεχνητή νοημοσύνη προσπαθεί να διαμορφώσει την έξυπνη λειτουργία, ανεξάρτητα από το συγκεκριμένο τρόπο με τον οποίο μπορεί να επιτευχθεί.
Η συνειδητή αντιγραφή των παραδειγμάτων και των μηχανισμών από φυσικούς οργανισμούς και οικολογίες είναι μια μορφή της εφαρμοσμένης περίπτωση με βάση το σκεπτικό , αντιμετωπίζοντας την ίδια τη φύση ως βάση δεδομένων των λύσεων που ήδη λειτουργούν. Οι υπερασπιστές υποστηρίζουν ότι η επιλεκτική πίεση τοποθετείται σε όλα τα φυσικά μορφές ζωής και ελαχιστοποιεί αφαιρεί αποτυχίες.
Παρά το γεγονός ότι το σύνολο σχεδόν μηχανική θα μπορούσε να λεχθεί ότι είναι μια μορφή βιομίμηση , οι σύγχρονες προέλευση αυτού του πεδίου συνήθως αποδίδεται σε Buckminster Fuller και αργότερα ως κωδικοποίηση του ένα σπίτι ή στον τομέα της μελέτης Janine Benyus .
Χονδρικά, μπορούμε να διακρίνουμε τρεις βιολογικά επίπεδα στην πανίδα και τη χλωρίδα, μετά την οποία η τεχνολογία μπορεί να μοντελοποιηθεί:
Μιμούνται φυσικές μεθόδους παρασκευής
Μίμηση των μηχανισμών που βρίσκονται στη φύση ( velcro )
Μελετώντας τις οργανωτικές αρχές από την κοινωνική συμπεριφορά των οργανισμών , όπως το συρρέουν συμπεριφορά των πουλιών, τη βελτιστοποίηση των μυρμηγκιών αναζήτηση τροφής και μέλισσα αναζήτησης τροφής , και τη νοημοσύνη σμήνος (SI)-με βάση τη συμπεριφορά ενός σχολείου των ψαριών .
Οι βιομιμητική όνομα επινοήθηκε από τον Otto Schmitt στη δεκαετία του 1950. Ο όρος επινοήθηκε βιονική από Jack E. Steele το 1958 ενώ εργαζόταν στο Τμήμα Αεροναυτικής Σπίτι στο Wright-Patterson Air Force Base στο Ντέιτον, Οχάιο . Ωστόσο, οι όροι όπως βιομίμηση ή βιομιμητική είναι περισσότερο προτιμάται στον κόσμο της τεχνολογίας στην προσπάθεια να αποφευχθεί η σύγχυση μεταξύ των ιατρικός όρος βιονική. Συμπτωματικά, Martin Caidin χρησιμοποίησε τη λέξη για το 1972 το μυθιστόρημά του Cyborg , που ενέπνευσε τη σειρά Το Six Million Dollar Man . Caidin ήταν εδώ και πολύ καιρό συγγραφέας αεροπορική βιομηχανία πριν στραφεί στη μυθιστοριογραφία πλήρους απασχόλησης.
Μέθοδοι
Συχνά, η μελέτη του βιονική τονίζει την εφαρμογή μιας λειτουργίας που βρίσκονται στη φύση και όχι μόνο μιμούνται βιολογικές δομές. Για παράδειγμα, στην επιστήμη των υπολογιστών, κυβερνητική προσπαθεί να διαμορφώσει τους μηχανισμούς ανάδρασης και ελέγχου που είναι συνυφασμένες με ευφυή συμπεριφορά, ενώ η τεχνητή νοημοσύνη προσπαθεί να διαμορφώσει την έξυπνη λειτουργία, ανεξάρτητα από το συγκεκριμένο τρόπο με τον οποίο μπορεί να επιτευχθεί.
Η συνειδητή αντιγραφή των παραδειγμάτων και των μηχανισμών από φυσικούς οργανισμούς και οικολογίες είναι μια μορφή της εφαρμοσμένης περίπτωση με βάση το σκεπτικό , αντιμετωπίζοντας την ίδια τη φύση ως βάση δεδομένων των λύσεων που ήδη λειτουργούν. Οι υπερασπιστές υποστηρίζουν ότι η επιλεκτική πίεση τοποθετείται σε όλα τα φυσικά μορφές ζωής και ελαχιστοποιεί αφαιρεί αποτυχίες.
Παρά το γεγονός ότι το σύνολο σχεδόν μηχανική θα μπορούσε να λεχθεί ότι είναι μια μορφή βιομίμηση , οι σύγχρονες προέλευση αυτού του πεδίου συνήθως αποδίδεται σε Buckminster Fuller και αργότερα ως κωδικοποίηση του ένα σπίτι ή στον τομέα της μελέτης Janine Benyus .
Χονδρικά, μπορούμε να διακρίνουμε τρεις βιολογικά επίπεδα στην πανίδα και τη χλωρίδα, μετά την οποία η τεχνολογία μπορεί να μοντελοποιηθεί:
Μιμούνται φυσικές μεθόδους παρασκευής
Μίμηση των μηχανισμών που βρίσκονται στη φύση ( velcro )
Μελετώντας τις οργανωτικές αρχές από την κοινωνική συμπεριφορά των οργανισμών , όπως το συρρέουν συμπεριφορά των πουλιών, τη βελτιστοποίηση των μυρμηγκιών αναζήτηση τροφής και μέλισσα αναζήτησης τροφής , και τη νοημοσύνη σμήνος (SI)-με βάση τη συμπεριφορά ενός σχολείου των ψαριών .
Παραδείγματα
Velcro είναι το πιο διάσημο παράδειγμα της βιομιμητική. Το 1948, ο Ελβετός μηχανικός George de Mestral καθάριζε το σκύλο του από γρέζια πήρε για μια βόλτα όταν κατάλαβε πως τα άγκιστρα των γρέζια επέμενε στη γούνα.
Το κέρατο σχήμα, είδε-δόντι σχεδιασμού για ξυλοκόπος λεπίδες που χρησιμοποιούνται στο γύρισμα του 19ου αιώνα, να κόβουν δέντρα όταν ήταν ακόμα γίνει με το χέρι, διαμορφώθηκε μετά από τις παρατηρήσεις του ξύλου τρώσης σκαθάρι . Η επανάσταση στη βιομηχανία, επειδή οι λεπίδες δουλέψει τόσο πολύ πιο γρήγορα σε κοπή δέντρων.
Ανακλαστήρες μάτι της γάτας ήταν εφευρέθηκε από τον Percy Shaw το 1935 μετά από μελέτη του μηχανισμού της τα μάτια της γάτας. Είχε βρεθεί ότι οι γάτες είχαν ένα σύστημα που αντικατοπτρίζει τα κύτταρα, που είναι γνωστή ως τάπητα lucidum , η οποία ήταν σε θέση να αντανακλούν το παραμικρό κομμάτι του φωτός.
Leonardo da Vinci 's ιπτάμενες μηχανές και τα πλοία είναι τα πρώτα παραδείγματα αντλώντας από τη φύση στους τομείς της μηχανικής.
Resilin είναι μια αντικατάσταση για ελαστικό που έχει δημιουργηθεί με τη μελέτη του υλικού, επίσης, βρεθεί σε αρθρόποδα.
Julian Vincent άντλησε από τη μελέτη των pinecones όταν ανέπτυξε το 2004 "έξυπνα" ρούχα που προσαρμόζεται στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες. "Ήθελα ένα nonliving σύστημα το οποίο θα ανταποκρίνεται στις αλλαγές στην υγρασία, αλλάζοντας το σχήμα ", είπε. "Υπάρχουν πολλά τέτοια συστήματα στα φυτά, αλλά οι περισσότερες είναι πολύ μικρές - το κουκουνάρι είναι το μεγαλύτερο και το πιο εύκολο επομένως να εργαστούν για". Pinecones ανταποκριθεί στις υψηλότερη υγρασία με το άνοιγμα των κλιμάκων τους (για να διαλύσει τους σπόρους). Το "έξυπνο" ύφασμα κάνει το ίδιο πράγμα, το άνοιγμα όταν ο χρήστης είναι ζεστό και εφίδρωση και διακοπή σφιχτό όταν είναι κρύο.
"Morphing φτερά αεροσκαφών" που αλλάζουν σχήμα ανάλογα με την ταχύτητα και τη διάρκεια της πτήσης είχαν σχεδιαστεί το 2004 από βιομιμητικά επιστήμονες από το Penn State University . Οι morphing φτερά εμπνεύστηκαν από διάφορα είδη πουλιών που έχουν διαφορετικό σχήμα φτερών σύμφωνα με την ταχύτητα με την οποία κινούνται. Για να αλλάξει το σχήμα και την υποκείμενη δομή των φτερών των αεροσκαφών, οι ερευνητές χρειάστηκε να κάνει το υπερκείμενο δέρμα είναι επίσης σε θέση να αλλάξει, η οποία κάνει το σχεδιασμό τους, καλύπτοντας τα φτερά με τα ψάρια-εμπνευσμένα κλίμακες που θα μπορούσε να γλιστρήσει πάνω από κάθε άλλο. Από ορισμένες απόψεις αυτό είναι μια εκλέπτυνση του swing-πτέρυγα του σχεδιασμού.
Lotus επιφάνεια των φύλλων, που παρέχονται : μικροσκοπική άποψη
Μερικά χρώματα και κεραμίδια έχουν σχεδιαστεί για να είναι αυτο-καθαρισμό με την αντιγραφή του μηχανισμού από την Nelumbo λωτού .
Χοληστερικών υγρών κρυστάλλων (CLCS) είναι η thin-film υλικό που χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή θερμόμετρα δεξαμενή ψαριών ή δαχτυλίδια διάθεση , που αλλάζουν χρώμα με τις αλλαγές της θερμοκρασίας. Αλλάζουν χρώμα, επειδή τα μόρια τους τοποθετημένα σε μια ελικοειδή ή χειρόμορφα συμφωνία και με τη θερμοκρασία στο γήπεδο του ότι ελικοειδή δομή αλλάζει, αντικατοπτρίζοντας διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός. Χειρόμορφων Photonics, Inc έχει αντληθεί την αυτο-συναρμολογούνται δομή των οργανικών CLCS για την παραγωγή ανάλογων οπτικές συσκευές χρησιμοποιώντας μικροσκοπικά μήκη των ανόργανων, στριμμένα ινών υάλου .
Νανοδομές και φυσικών μηχανισμών που παράγουν το λαμπρό χρώμα της πεταλούδας τα φτερά είχαν αναπαραχθεί in silico από Greg Parker , καθηγητής Ηλεκτρονικών και Επιστήμης Υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον και της έρευνας φοιτητής Luca Plattner στον τομέα της φωτονικής , η οποία είναι ηλεκτρονικά χρησιμοποιώντας φωτόνια καθώς οι πληροφορίες φορέως αντί ηλεκτρονίων .
Η πτέρυγα δομή του μπλε πεταλούδα μελετήθηκε και ο τρόπος που αντανακλά το φως ήταν μιμήθηκε να δημιουργήσει ένα RFID tag που μπορεί να διαβαστεί μέσω του νερού και στο μέταλλο.
Η πτέρυγα δομή των πεταλούδων έχει εμπνεύσει και τη δημιουργία νέων νανοαισθητήρες για τον εντοπισμό εκρηκτικών.
Νευρομορφική τσιπ , πυρίτιο αμφιβληστροειδή ή cochleae , έχει καλωδίωση που διαμορφώνεται μετά την πραγματική νευρωνικά δίκτυα . Sa: συνδεσιμότητα.
Technoecosystems ή «EcoCyborg» συστήματα περιλαμβάνουν τη σύνδεση των φυσικών οικολογικών διαδικασιών για την τεχνολογική αυτά που μιμούνται οικολογικές λειτουργίες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας αυτο-ρύθμιση υβριδικό σύστημα. Η έρευνα σε αυτόν τον τομέα ξεκίνησε από Howard T. Odum , οι οποίοι αντιλαμβάνονται τη δομή και EMERGY δυναμική των οικοσυστημάτων, όπως είναι ανάλογη με τη ροή ενέργειας μεταξύ των συστατικών ενός ηλεκτρικό κύκλωμα.
Ιατρική κόλλες που αφορούν κόλλα και μικροσκοπικά νανο-τρίχες αναπτύσσονται με βάση τις φυσικές δομές που βρέθηκαν στα πόδια του γκέκο.
Οι ιοί υπολογιστών δείχνουν επίσης ανησυχητικές ομοιότητες με βιολογικά ιούς με τον τρόπο τους για να κάμψουν πρόγραμμα προσανατολισμένο προς τις πληροφορίες αυτο-αναπαραγωγής και διάδοσης.
Το σύστημα ψύξης του Eastgate Κέντρο κτίριο, στη Χαράρε διαμορφώθηκε μετά από ένα τερμιτών ανάχωμα για την επίτευξη πολύ αποτελεσματική παθητική ψύξη.
Μέσα από το πεδίο της βιονικής, τα νέα σχέδια αεροσκαφών με πολύ μεγαλύτερη ευελιξία και άλλα πλεονεκτήματα μπορούν να δημιουργηθούν. Αυτό έχει περιγραφεί από τους Geoff Spedding και Anders Hedenström σε ένα άρθρο στο Journal of Experimental Biology . Παρόμοιες δηλώσεις έγιναν και από τον John Videler και Eize Stamhuis στο βιβλίο τους Γρίπη πτήσης και στο άρθρο που παρουσιάζουν στην επιστήμη για LEVs. John Videler και Eize Stamhuis από τότε έχουν εργαστεί σε πραγματικό ζωή βελτιώσεις φτερά του αεροπλάνου, χρησιμοποιώντας βιονική έρευνα. Η έρευνα σε βιονική μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία πιο αποδοτικών ελικόπτερα ή μικρογραφία UAVs . Αυτό το τελευταίο είχε δηλώσει από Bret Tobalske σε ένα άρθρο στο Science για κολίβρια Bret Tobalske έτσι έχει ξεκινήσει ήδη εργασίες για τη δημιουργία αυτά τα μικροσκοπικά UAVs που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κατασκοπεία. UC Berkeley, καθώς και του ΕΟΔ έχουν τελικά επίσης εργάζεται σε μια παρόμοια κατεύθυνση και δημιούργησε το Robofly (μια μικρογραφία UAV) και η Entomopter (ένα UAV το οποίο μπορεί να περπατήσει, να ανιχνεύσουμε και να πετάξει).
Velcro είναι το πιο διάσημο παράδειγμα της βιομιμητική. Το 1948, ο Ελβετός μηχανικός George de Mestral καθάριζε το σκύλο του από γρέζια πήρε για μια βόλτα όταν κατάλαβε πως τα άγκιστρα των γρέζια επέμενε στη γούνα.
Το κέρατο σχήμα, είδε-δόντι σχεδιασμού για ξυλοκόπος λεπίδες που χρησιμοποιούνται στο γύρισμα του 19ου αιώνα, να κόβουν δέντρα όταν ήταν ακόμα γίνει με το χέρι, διαμορφώθηκε μετά από τις παρατηρήσεις του ξύλου τρώσης σκαθάρι . Η επανάσταση στη βιομηχανία, επειδή οι λεπίδες δουλέψει τόσο πολύ πιο γρήγορα σε κοπή δέντρων.
Ανακλαστήρες μάτι της γάτας ήταν εφευρέθηκε από τον Percy Shaw το 1935 μετά από μελέτη του μηχανισμού της τα μάτια της γάτας. Είχε βρεθεί ότι οι γάτες είχαν ένα σύστημα που αντικατοπτρίζει τα κύτταρα, που είναι γνωστή ως τάπητα lucidum , η οποία ήταν σε θέση να αντανακλούν το παραμικρό κομμάτι του φωτός.
Leonardo da Vinci 's ιπτάμενες μηχανές και τα πλοία είναι τα πρώτα παραδείγματα αντλώντας από τη φύση στους τομείς της μηχανικής.
Resilin είναι μια αντικατάσταση για ελαστικό που έχει δημιουργηθεί με τη μελέτη του υλικού, επίσης, βρεθεί σε αρθρόποδα.
Julian Vincent άντλησε από τη μελέτη των pinecones όταν ανέπτυξε το 2004 "έξυπνα" ρούχα που προσαρμόζεται στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες. "Ήθελα ένα nonliving σύστημα το οποίο θα ανταποκρίνεται στις αλλαγές στην υγρασία, αλλάζοντας το σχήμα ", είπε. "Υπάρχουν πολλά τέτοια συστήματα στα φυτά, αλλά οι περισσότερες είναι πολύ μικρές - το κουκουνάρι είναι το μεγαλύτερο και το πιο εύκολο επομένως να εργαστούν για". Pinecones ανταποκριθεί στις υψηλότερη υγρασία με το άνοιγμα των κλιμάκων τους (για να διαλύσει τους σπόρους). Το "έξυπνο" ύφασμα κάνει το ίδιο πράγμα, το άνοιγμα όταν ο χρήστης είναι ζεστό και εφίδρωση και διακοπή σφιχτό όταν είναι κρύο.
"Morphing φτερά αεροσκαφών" που αλλάζουν σχήμα ανάλογα με την ταχύτητα και τη διάρκεια της πτήσης είχαν σχεδιαστεί το 2004 από βιομιμητικά επιστήμονες από το Penn State University . Οι morphing φτερά εμπνεύστηκαν από διάφορα είδη πουλιών που έχουν διαφορετικό σχήμα φτερών σύμφωνα με την ταχύτητα με την οποία κινούνται. Για να αλλάξει το σχήμα και την υποκείμενη δομή των φτερών των αεροσκαφών, οι ερευνητές χρειάστηκε να κάνει το υπερκείμενο δέρμα είναι επίσης σε θέση να αλλάξει, η οποία κάνει το σχεδιασμό τους, καλύπτοντας τα φτερά με τα ψάρια-εμπνευσμένα κλίμακες που θα μπορούσε να γλιστρήσει πάνω από κάθε άλλο. Από ορισμένες απόψεις αυτό είναι μια εκλέπτυνση του swing-πτέρυγα του σχεδιασμού.
Lotus επιφάνεια των φύλλων, που παρέχονται : μικροσκοπική άποψη
Μερικά χρώματα και κεραμίδια έχουν σχεδιαστεί για να είναι αυτο-καθαρισμό με την αντιγραφή του μηχανισμού από την Nelumbo λωτού .
Χοληστερικών υγρών κρυστάλλων (CLCS) είναι η thin-film υλικό που χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή θερμόμετρα δεξαμενή ψαριών ή δαχτυλίδια διάθεση , που αλλάζουν χρώμα με τις αλλαγές της θερμοκρασίας. Αλλάζουν χρώμα, επειδή τα μόρια τους τοποθετημένα σε μια ελικοειδή ή χειρόμορφα συμφωνία και με τη θερμοκρασία στο γήπεδο του ότι ελικοειδή δομή αλλάζει, αντικατοπτρίζοντας διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός. Χειρόμορφων Photonics, Inc έχει αντληθεί την αυτο-συναρμολογούνται δομή των οργανικών CLCS για την παραγωγή ανάλογων οπτικές συσκευές χρησιμοποιώντας μικροσκοπικά μήκη των ανόργανων, στριμμένα ινών υάλου .
Νανοδομές και φυσικών μηχανισμών που παράγουν το λαμπρό χρώμα της πεταλούδας τα φτερά είχαν αναπαραχθεί in silico από Greg Parker , καθηγητής Ηλεκτρονικών και Επιστήμης Υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον και της έρευνας φοιτητής Luca Plattner στον τομέα της φωτονικής , η οποία είναι ηλεκτρονικά χρησιμοποιώντας φωτόνια καθώς οι πληροφορίες φορέως αντί ηλεκτρονίων .
Η πτέρυγα δομή του μπλε πεταλούδα μελετήθηκε και ο τρόπος που αντανακλά το φως ήταν μιμήθηκε να δημιουργήσει ένα RFID tag που μπορεί να διαβαστεί μέσω του νερού και στο μέταλλο.
Η πτέρυγα δομή των πεταλούδων έχει εμπνεύσει και τη δημιουργία νέων νανοαισθητήρες για τον εντοπισμό εκρηκτικών.
Νευρομορφική τσιπ , πυρίτιο αμφιβληστροειδή ή cochleae , έχει καλωδίωση που διαμορφώνεται μετά την πραγματική νευρωνικά δίκτυα . Sa: συνδεσιμότητα.
Technoecosystems ή «EcoCyborg» συστήματα περιλαμβάνουν τη σύνδεση των φυσικών οικολογικών διαδικασιών για την τεχνολογική αυτά που μιμούνται οικολογικές λειτουργίες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας αυτο-ρύθμιση υβριδικό σύστημα. Η έρευνα σε αυτόν τον τομέα ξεκίνησε από Howard T. Odum , οι οποίοι αντιλαμβάνονται τη δομή και EMERGY δυναμική των οικοσυστημάτων, όπως είναι ανάλογη με τη ροή ενέργειας μεταξύ των συστατικών ενός ηλεκτρικό κύκλωμα.
Ιατρική κόλλες που αφορούν κόλλα και μικροσκοπικά νανο-τρίχες αναπτύσσονται με βάση τις φυσικές δομές που βρέθηκαν στα πόδια του γκέκο.
Οι ιοί υπολογιστών δείχνουν επίσης ανησυχητικές ομοιότητες με βιολογικά ιούς με τον τρόπο τους για να κάμψουν πρόγραμμα προσανατολισμένο προς τις πληροφορίες αυτο-αναπαραγωγής και διάδοσης.
Το σύστημα ψύξης του Eastgate Κέντρο κτίριο, στη Χαράρε διαμορφώθηκε μετά από ένα τερμιτών ανάχωμα για την επίτευξη πολύ αποτελεσματική παθητική ψύξη.
Μέσα από το πεδίο της βιονικής, τα νέα σχέδια αεροσκαφών με πολύ μεγαλύτερη ευελιξία και άλλα πλεονεκτήματα μπορούν να δημιουργηθούν. Αυτό έχει περιγραφεί από τους Geoff Spedding και Anders Hedenström σε ένα άρθρο στο Journal of Experimental Biology . Παρόμοιες δηλώσεις έγιναν και από τον John Videler και Eize Stamhuis στο βιβλίο τους Γρίπη πτήσης και στο άρθρο που παρουσιάζουν στην επιστήμη για LEVs. John Videler και Eize Stamhuis από τότε έχουν εργαστεί σε πραγματικό ζωή βελτιώσεις φτερά του αεροπλάνου, χρησιμοποιώντας βιονική έρευνα. Η έρευνα σε βιονική μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία πιο αποδοτικών ελικόπτερα ή μικρογραφία UAVs . Αυτό το τελευταίο είχε δηλώσει από Bret Tobalske σε ένα άρθρο στο Science για κολίβρια Bret Tobalske έτσι έχει ξεκινήσει ήδη εργασίες για τη δημιουργία αυτά τα μικροσκοπικά UAVs που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κατασκοπεία. UC Berkeley, καθώς και του ΕΟΔ έχουν τελικά επίσης εργάζεται σε μια παρόμοια κατεύθυνση και δημιούργησε το Robofly (μια μικρογραφία UAV) και η Entomopter (ένα UAV το οποίο μπορεί να περπατήσει, να ανιχνεύσουμε και να πετάξει).
Ειδικές χρήσεις του όρου
Στην ιατρική
Bionics είναι ένας όρος που αναφέρεται στη ροή των ιδεών από τη βιολογία μέχρι μηχανική και αντίστροφα. Ως εκ τούτου, υπάρχουν δύο ελαφρώς διαφορετικές απόψεις όσον αφορά την έννοια της λέξης.
Στην ιατρική, βιονική σημαίνει την αντικατάσταση ή ενίσχυση των οργάνων ή άλλων μερών του σώματος με μηχανικά εκδόσεις. Bionic εμφυτεύματα διαφέρουν από την απλή προθέσεων που μιμούνται την αρχική λειτουργία πολύ στενά, ή ακόμα και να ξεπεράσει.
Bionics αντίστοιχο γερμανικό », Bionik , τηρεί πάντα με την ευρύτερη έννοια, υπό την έννοια ότι προσπαθεί να αναπτύξει λύσεις μηχανικής από βιολογικά μοντέλα. Η προσέγγιση αυτή δικαιολογείται από το γεγονός ότι οι βιολογικές λύσεις θα συνήθως να βελτιστοποιηθεί με την εξελικτική δυνάμεις.
Ενώ οι τεχνολογίες που κάνουν βιονικά εμφυτεύματα είναι δυνατόν βρίσκονται ακόμη σε πολύ πρώιμο στάδιο, λίγα βιονικά στοιχεία υπάρχουν ήδη, το πιο γνωστό είναι το κοχλιακό εμφύτευμα , μια συσκευή για κωφούς ανθρώπους. Μέχρι το 2004 πλήρως λειτουργική τεχνητές καρδιές αναπτύχθηκαν. Σημαντική περαιτέρω πρόοδος αναμένεται να λάβει χώρα με την έλευση των νανοτεχνολογιών. Ένα καλά γνωστό παράδειγμα ενός προτεινόμενου nanodevice είναι ένα respirocyte , ένα τεχνητό ερυθρών κυττάρων, τα οποία έχουν (αν και δεν έχει ακόμη κατασκευαστεί) από τον Robert Freitas .
Kwabena Boahen από Γκάνα ήταν καθηγητής στο Τμήμα Εμβιομηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια . Κατά τη διάρκεια οκτώ χρόνων του στο Penn, ανέπτυξε ένα πυριτίου αμφιβληστροειδή που ήταν σε θέση να επεξεργάζονται εικόνες με τον ίδιο τρόπο όπως ένα ζωντανό αμφιβληστροειδή. Αυτός επιβεβαίωσαν τα αποτελέσματα συγκρίνοντας τα ηλεκτρικά σήματα από τον αμφιβληστροειδή του πυριτίου του με τα ηλεκτρικά σήματα που παράγονται από μια σαλαμάνδρα οφθαλμού ενώ οι δύο αμφιβληστροειδείς κοιτάζοντας την ίδια εικόνα.
Το 2007, η σκοτσέζικη εταιρεία Touch Bionics ξεκίνησε το πρώτο εμπορικά διαθέσιμο βιονικό χέρι, με το όνομα «i-Limb χέρι". Σύμφωνα με την εταιρεία, το Μάιο του 2010 έχει τοποθετηθεί σε περισσότερους από 1.200 ασθενείς σε όλο τον κόσμο.
Η Nichi-Στην ομάδα εργασίας για bimomimicking ικριώματα στη μηχανική των ιστών, τα βλαστικά κύτταρα και την αναγεννητική ιατρική έχουν δώσει μια λεπτομερή ταξινόμηση σε βιομιμητική στην ιατρική.
Στην ιατρική
Bionics είναι ένας όρος που αναφέρεται στη ροή των ιδεών από τη βιολογία μέχρι μηχανική και αντίστροφα. Ως εκ τούτου, υπάρχουν δύο ελαφρώς διαφορετικές απόψεις όσον αφορά την έννοια της λέξης.
Στην ιατρική, βιονική σημαίνει την αντικατάσταση ή ενίσχυση των οργάνων ή άλλων μερών του σώματος με μηχανικά εκδόσεις. Bionic εμφυτεύματα διαφέρουν από την απλή προθέσεων που μιμούνται την αρχική λειτουργία πολύ στενά, ή ακόμα και να ξεπεράσει.
Bionics αντίστοιχο γερμανικό », Bionik , τηρεί πάντα με την ευρύτερη έννοια, υπό την έννοια ότι προσπαθεί να αναπτύξει λύσεις μηχανικής από βιολογικά μοντέλα. Η προσέγγιση αυτή δικαιολογείται από το γεγονός ότι οι βιολογικές λύσεις θα συνήθως να βελτιστοποιηθεί με την εξελικτική δυνάμεις.
Ενώ οι τεχνολογίες που κάνουν βιονικά εμφυτεύματα είναι δυνατόν βρίσκονται ακόμη σε πολύ πρώιμο στάδιο, λίγα βιονικά στοιχεία υπάρχουν ήδη, το πιο γνωστό είναι το κοχλιακό εμφύτευμα , μια συσκευή για κωφούς ανθρώπους. Μέχρι το 2004 πλήρως λειτουργική τεχνητές καρδιές αναπτύχθηκαν. Σημαντική περαιτέρω πρόοδος αναμένεται να λάβει χώρα με την έλευση των νανοτεχνολογιών. Ένα καλά γνωστό παράδειγμα ενός προτεινόμενου nanodevice είναι ένα respirocyte , ένα τεχνητό ερυθρών κυττάρων, τα οποία έχουν (αν και δεν έχει ακόμη κατασκευαστεί) από τον Robert Freitas .
Kwabena Boahen από Γκάνα ήταν καθηγητής στο Τμήμα Εμβιομηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια . Κατά τη διάρκεια οκτώ χρόνων του στο Penn, ανέπτυξε ένα πυριτίου αμφιβληστροειδή που ήταν σε θέση να επεξεργάζονται εικόνες με τον ίδιο τρόπο όπως ένα ζωντανό αμφιβληστροειδή. Αυτός επιβεβαίωσαν τα αποτελέσματα συγκρίνοντας τα ηλεκτρικά σήματα από τον αμφιβληστροειδή του πυριτίου του με τα ηλεκτρικά σήματα που παράγονται από μια σαλαμάνδρα οφθαλμού ενώ οι δύο αμφιβληστροειδείς κοιτάζοντας την ίδια εικόνα.
Το 2007, η σκοτσέζικη εταιρεία Touch Bionics ξεκίνησε το πρώτο εμπορικά διαθέσιμο βιονικό χέρι, με το όνομα «i-Limb χέρι". Σύμφωνα με την εταιρεία, το Μάιο του 2010 έχει τοποθετηθεί σε περισσότερους από 1.200 ασθενείς σε όλο τον κόσμο.
Η Nichi-Στην ομάδα εργασίας για bimomimicking ικριώματα στη μηχανική των ιστών, τα βλαστικά κύτταρα και την αναγεννητική ιατρική έχουν δώσει μια λεπτομερή ταξινόμηση σε βιομιμητική στην ιατρική.
Πολιτική
Μια πολιτική μορφή της βιομίμηση είναι βιο δημοκρατία , όπου πολιτικά σύνορα είναι σύμφωνες με φυσικές οικολογικές περιοχές και όχι ανθρώπινους πολιτισμούς ή τα αποτελέσματα των προηγούμενων συγκρούσεων.
Οι επικριτές αυτών των προσεγγίσεων συχνά υποστηρίζουν ότι η οικολογική επιλογή μόνο του είναι ένα φτωχό πρότυπο για την ελαχιστοποίηση της πολυπλοκότητας κατασκευής ή σύγκρουση, καθώς και ότι η ελεύθερη αγορά βασίζεται σε συνειδητή συνεργασία, συμφωνία, και τα πρότυπα όσο και για την αποτελεσματικότητα - περισσότερο ανάλογη με τη σεξουαλική επιλογή . Κάρολος Δαρβίνος τον εαυτό του υποστήριξε ότι και οι δύο είχαν βάση στην φυσική επιλογή - αν και τους συγχρόνους του αποφευχθούν συχνά ειλικρινής συζήτηση για το σεξ, ή οποιαδήποτε πρόταση ότι η ελεύθερη αγορά επιτυχία βασίστηκε στην πειθώ και όχι αξία.
Εισαγγελέων, ειδικά στο κίνημα της αντι-παγκοσμιοποίησης , υποστηρίζουν ότι οι ζευγάρωμα-όπως και της τυποποίησης των διαδικασιών, τη χρηματοδότηση και την εμπορία, είναι ήδη παραδείγματα δραπέτη εξέλιξη - καθιστώντας ένα σύστημα που απευθύνεται στους καταναλωτές, αλλά το οποίο είναι αναποτελεσματικό στην χρήση της ενέργειας και των πρώτων υλών . Βιομίμηση, υποστηρίζουν, είναι μια αποτελεσματική στρατηγική για την αποκατάσταση της βασικής απόδοσης.
Βιομίμηση είναι επίσης η δεύτερη αρχή της Φυσικής καπιταλισμού.
Άλλες χρήσεις
Βιομιμητική Business είναι η τελευταία εξέλιξη στην εφαρμογή των βιομιμητική. Συγκεκριμένα, εφαρμόζει τις αρχές και την πρακτική των βιολογικών συστημάτων για την επιχειρηματική στρατηγική, τη διαδικασία, την οργάνωση και το σχεδιασμό της στρατηγικής σκέψης. Έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία από ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών σε FMCG, της άμυνας, της κεντρικής κυβέρνησης, των υπηρεσιών και των επιχειρήσεων συσκευασίας. Με βάση το έργο του Phil Richardson στο Πανεπιστήμιο του Bath [ 15 ] η προσέγγιση ξεκίνησε στη Βουλή των Λόρδων Μάιο του 2009.
Σε μια πιο συγκεκριμένη έννοια, πρόκειται για μια τεχνική δημιουργικότητας που προσπαθεί να χρησιμοποιήσει βιολογικά πρωτοτύπων για να πάρει ιδέες για λύσεις μηχανικής. Η προσέγγιση αυτή δικαιολογείται από το γεγονός ότι οι βιολογικοί οργανισμοί και τα όργανά τους είναι καλά βελτιστοποιηθεί με την εξέλιξη . Στη χημεία, ένας βιομιμητικά σύνθεση είναι μια χημική σύνθεση εμπνευσμένη από βιοχημικές διεργασίες.
Μια άλλη, πιο πρόσφατα έννοια του όρου βιονική αναφέρεται στη συγχώνευση οργανισμού και μηχανής. Η προσέγγιση αυτή οδηγεί σε ένα υβριδικό σύστημα που συνδυάζει βιολογικών και μηχανικών εξαρτημάτων, η οποία μπορεί επίσης να αναφέρεται ως ένα κυβερνητικό οργανισμό ( cyborg ). Πρακτική υλοποίηση του γεγονότος αυτού καταδεικνύεται σε Kevin Warwick 's πειράματα εμφύτευμα επιφέρει υπερήχων εισόδου μέσω του δικού του νευρικού συστήματος.
Βιομιμητική Business είναι η τελευταία εξέλιξη στην εφαρμογή των βιομιμητική. Συγκεκριμένα, εφαρμόζει τις αρχές και την πρακτική των βιολογικών συστημάτων για την επιχειρηματική στρατηγική, τη διαδικασία, την οργάνωση και το σχεδιασμό της στρατηγικής σκέψης. Έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία από ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών σε FMCG, της άμυνας, της κεντρικής κυβέρνησης, των υπηρεσιών και των επιχειρήσεων συσκευασίας. Με βάση το έργο του Phil Richardson στο Πανεπιστήμιο του Bath [ 15 ] η προσέγγιση ξεκίνησε στη Βουλή των Λόρδων Μάιο του 2009.
Σε μια πιο συγκεκριμένη έννοια, πρόκειται για μια τεχνική δημιουργικότητας που προσπαθεί να χρησιμοποιήσει βιολογικά πρωτοτύπων για να πάρει ιδέες για λύσεις μηχανικής. Η προσέγγιση αυτή δικαιολογείται από το γεγονός ότι οι βιολογικοί οργανισμοί και τα όργανά τους είναι καλά βελτιστοποιηθεί με την εξέλιξη . Στη χημεία, ένας βιομιμητικά σύνθεση είναι μια χημική σύνθεση εμπνευσμένη από βιοχημικές διεργασίες.
Μια άλλη, πιο πρόσφατα έννοια του όρου βιονική αναφέρεται στη συγχώνευση οργανισμού και μηχανής. Η προσέγγιση αυτή οδηγεί σε ένα υβριδικό σύστημα που συνδυάζει βιολογικών και μηχανικών εξαρτημάτων, η οποία μπορεί επίσης να αναφέρεται ως ένα κυβερνητικό οργανισμό ( cyborg ). Πρακτική υλοποίηση του γεγονότος αυτού καταδεικνύεται σε Kevin Warwick 's πειράματα εμφύτευμα επιφέρει υπερήχων εισόδου μέσω του δικού του νευρικού συστήματος.
http://en.wikipedia.org/wiki/Bionics
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου