План изучения темы
Раздел 7 Бионика
Задания для самостоятельного выполнения.
- Составить сообщения и презентацию на тему: «Глобальные экологические проблемы, пути решения»
Форма контроля самостоятельной работы:
- Фронтальный опрос
- Индивидуальная работа по карточкам.
- Защита презентаций.
Вопросы для самоконтроля по теме:
1. Кто впервые ввел в науку термин « ноосфера»?
2. Охарактеризуйте неисчерпаемые природные ресурсы.
3. Расскажите, как человек использует неисчерпаемые ресурсы.
4. Какие ресурсы называют невозобновимыми?
5. Какие ресурсы относятся к возобновимым?
6. Что является причиной и каковы последствия загрязнения атмосферы?
7. Каково прямое влияние человека на растительный и животный мир Земли?
8. В чем значение рационального научно обоснованного природопользования для сохранения многообразия животного и растительного мира?
Тема 7.1.Бионика.
Основные понятия и термины по теме:бионика, нейробионика, биологическая, техническая, теоретическая бионика.
1. Понятие Бионика.
2. Основные направления работ
3. Моделирование живых организмов
Краткое изложение темы:
1. Био́ника (от греч. βίον — элемент жизни, буквально — живущий) — прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формы живого в природе и их промышленные аналоги.
Различают:
- биологическую бионику, изучающую процессы, происходящие в биологических системах;
- теоретическую бионику, которая строит математические модели этих процессов;
- техническую бионику, применяющую модели теоретической бионики для решения инженерных задач.
Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками: электроникой, навигацией, связью, морским делом и другими.
Идея применения знаний о живой природе для решения инженерных задач принадлежит Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц: орнитоптер.
2. Основные направления работ по бионике охватывают следующие проблемы:
- изучение нервной системы человека и животных и моделирование нервных клеток (нейронов) и нейронных сетей для дальнейшего совершенствования вычислительной техники и разработки новых элементов и устройств автоматики и телемеханики (нейробионика);
- исследование органов чувств и других воспринимающих систем живых организмов с целью разработки новых датчиков и систем обнаружения;
- изучение принципов ориентации, локации и навигации у различных животных для использования этих принципов в технике;
- исследование морфологических, физиологических, биохимических особенностей живых организмов для выдвижения новых технических и научных идей.
3. Создание модели в бионике — это половина дела. Для решения конкретной практической задачи необходима не только проверка наличия интересующих практику свойств модели, но и разработка методов расчёта заранее заданных технических характеристик устройства, разработка методов синтеза, обеспечивающих достижения требуемых в задаче показателей.
И поэтому многие бионические модели, до того как получают техническое воплощение, начинают свою жизнь на компьютере. Строится математическое описание модели. По ней составляется компьютерная программа — бионическая модель. На такой компьютерной модели можно за короткое время обработать различные параметры и устранить конструктивные недостатки.
Сегодня бионика имеет несколько направлений.
· Архитектурно-строительная бионика изучает законы формирования и структурообразования живых шуб, занимается анализом конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности.
· Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти. Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений.
В архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям. Например, в области разработок эффективных и безотходных строительных технологий перспективным направлением является создание слоистых конструкций. Идея заимствована у глубоководных моллюсков. Их прочные ракушки, например у широко распространенного «морского уха», состоят из чередующихся жестких и мягких пластинок. Когда жесткая пластинка трескается, то деформация поглощается мягким слоем и трещина не идет дальше. Такая технология может быть использована и для покрытия автомобилей.
Лабораторные работы/ Практические занятия «не предусмотрено»