Презентація на тему:
біоніка

Анотація Презентація теми «Біоніка» складається із 21 слайдів, які містять теоретичний та ілюстративний матеріал. Робота містить: основи біоніки; значення моделей і макетів у проектуванні, моделі живих організмів у техніці. Показ слайдів супроводжується читанням цікавої інформації про розвиток біоніки та використання її в практичних цілях. Мета презентації зацікавити учнів, знайомлячи їх із цікавими фактами. Презентація відповідає темі програми із трудового навчання 9-го класу, а також може бути використана на факультативних заняттях.

Тема. Мета: ознайомити учнів з основами біоніки; з'ясувати значення моделей і макетів у проектуванні, формувати вміння аналізувати отриману інформацію; розвивати уважність.

Біоніка (елемент життя) – наука, що виникла на стику кібернетики, біофізики інженерної психології. Біоніка – наука про використання в техніці, архітектурі та дизайні знань про конструкцію та форму, принципи та технологічні процеси живої природи. Основу біоніки становлять дослідження по моделюванню живих систем. Біоніка, як самостійна наука відносно молода. Вона зародилася в 1960 році на міжнародному симпозіумі в Дейтроні (США)..

Модель – зразок якогось нового виробу Модель - виріб (іноді з легкооброблюваного матеріалу), з якого знімається форма для відтворення (наприклад, за допомогою лиття) в іншому матеріалі; різновиди таких моделей - лекала, шаблони.

Перше “біонікою” стали займатися в епоху бурного розквіту Відродження після середньовікового застою, коли такі геніальні науковці, як Леонардо да Вінчі, виявили аналогію між творінням людини і природи, і показали, що імітація або використання моделей природи може дати технічні переваги. Відомо, що політ птахів або плавання риб навели великого художника на думку перших планерів, парашутів, підводних лодок.

Важливим моментом в історії біоніки був розвиток механіки, основу якої заклав англійський фізик Ісаак Ньютон (1642-1727) в роботі “Математичні начала натуральної філософії”. Його механіка була доповнена законом Гука (1635-1703), який став основою техніки, фундаментом раціонального проектування машин і механізмів.

Крок вперед у біоніці був зроблений одночасно з прогресом автоматики, що дозволило зробити перехід від подразнюючих, чисто декоративних механізмів до підказаних природою механізмів, які можуть ефективно працювати в промисловості. Вони переносили моделі з природного середовища в область техніки на основі аналогій.

Вивчення живої природи (рослин, тварин і особливо людини) розкриває непередбачену вдосконаленість естетичних форм, що виникли по ходу еволюції. На думку академіка І. П. Капіци природа є кращим інженером-конструктором ніж людина і нам є чому навчитися в неї. Живі організми, і в першу чергу людський мозок, як орган вищої нервової системи і діяльності людини становить одну із самих складних проблем біоніки. Конструкцію рахувальної машини можна співставити із людським мозком.

Порівнюючи компактність біологічного монтажу з технічним, академік В. В. Парін приводить інтересний розрахунок: технічний аналог людського мозку при використанні сучасних напівпровідників деталей мав би об’єм башні з основою в плані 10×10 м, висотою 100 м. А головний мозок людини займає об’єм 1,5дм3 і містить 10-15 млр. нейронів. Це є вершина еволюції. У сучасній техніці при всій її вдосконаленості, надійність роботи машин поки що не може конкурувати з надійністю роботи мозку, серця тощо.

У процесі моделювання живих організмів в техніці до біологічних перетворювачів вищої інформації в першу чергу відносять органи відчуття людини: очі, вуха, ніс, шкіру, а також відчуття температури, руху, рівноваги.

Фотографічний апарат являю собою технічний аналог ока, в якому об’єктив заміняє кристалик, діафрагма – оболонку веселки, а світлочутлива плівка – сітчатку. Із перерахованих органів відчуття найбільший інтерес являють очі.

В біоніці вже існує модель ока, на основі якої розроблені автомати для сортування листів на пошті, а також інші пристрої, які дозволяють з електронною швидкістю різні візуальні документи.

Жаба добре реагує на літальні апарати, які вона швидко розпізнає. На цій основі було розроблено модель для обробки інформації, що поступає від слідкуючих систем розвідки засобів зв’язку. Сконструйований прилад можна використовувати для швидкого розпізнавання ракет у польоті, що дозволяє скоротити час, необхідний для балистичних обчислень.

Органи рівноваги медузи – слухові пузирки – допомагають медузам визначати наближення шторму і відходити в глибокі води. На основі цієї живої моделі вчені розробили прилад, що дозволяє передбачати шторм за 12 год. до його початку. Це явище пов’язано зі здатністю медузи сприймати ультразвуки (шум вітру, моря) з частотою коливання нижче 20 Гц, недосяжними до людського вуха.

Муха. Органи нюху багатьох живих організмів значно вдосконаліші від органів нюху людини. Нюховий орган мухи може служити моделлю для визначення мінімальної кількості різних запахів, в тому числі ядовитих слабкої концентрації. На основі цього зроблено прилад, який можна використовувати в підводних лодках, на рудниках, космічних кораблях тощо.

На сьогоднішній день особливий інтерес викликає швидке пересування у воді китоподібних тварин (38 – 55 км / год.; 48 км дельфін, 100 км – меч-риба). Велика швидкість цих тварин обумовлена формою тіла, будовою шкіри, вмінням керувати своїми органами.

Архітектура і біоніка. У процесі соціального розвитку людина у своїй діяльності нерідко зверталася до живої природи. Великий зодчий епохи Відродження Ф. Бруннелескі в якості основи для конструювання куполу Флорентійського собору використав шкаралупу пташиного яйця, а Леонардо да Вінчі, створюючи літальні апарати, будівельні та воєнні машини, ткацькі верстати, “копіював” форми живої природи.