Bionik

Bionik ist die Anwendung biologischer Verfahren und Systeme in der Natur in der Studie und Gestaltung von technischen Systemen und moderner Technik gefunden. Im strengsten Sinne des Wortes bezieht sich gewöhnlich auf diesem Zweig der Biotechnologie angewendet Kybernetik Wiedergabefunktionen von Physiologie für die Schaffung von künstlichen Organen beschrieben, vor allem aus der Neurophysiologie und der Elektrophysiologie, zum Beispiel lebende Organismen, die Teil des Nervensystems oder von ihm kontrolliert.

Einige Anwendungen sind in der Übernahme von Informationen mittels künstlicher Organe und Verkehrssignale in neuronalen Netzen.

Bezeichnung

Das Wort "bionische" wurde von Jack E. Steele 1958 geprägt wurde, in der Regel von originandola griechischen Motto "βίον", die "Einheit des Lebens" bedeutet, und dem Suffix ic, was bedeutet, "mögen", "ähnlich" oder " in der Art ", die dann" wie das Leben ". Mehrere Wörterbücher, aber auch zu erklären, dass das Wort von "Biologie" und "elektronische" gebildet.

Es ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die Theorien und Techniken biologischen, physikalischen und mathematischen Grundlagen der beiden grundlegenden operativen Überlegungen gilt:
A) ein künstlicher Maschine können Aufgaben in einer Weise ähnlich zu einer biologischen Systems durchzuführen;
B), dass die Vorteile eines biologischen Systems hängt von der Anhäufung und Wiederverwendung von Daten, aus dem Korrelations zahlreicher Daten von vielen Sensoren und Übertragungsverfahren verwendet.
Diese beiden Grundlagen liefern die Inspiration für die Verfolgung der typischen Richtlinien der Bionik-Forschung können wie folgt zusammengefasst werden.
1) Die Biologie spielt die erste Etappe mit seiner Arbeit der Beobachtung, Untersuchung und Analyse der Lebenden mit der daraus folgenden Ausarbeitung einer Regelung des Betriebs.
2) Die Mathematik formalisiert ein Modell ausgehend von Funktionsdiagramm.
3) Die physikalische oder Ingenieur fassen die oben, um ein Modell, das die Funktion von Interesse wieder bauen.

Es definiert "copy homo" die bionischen System, das künstlich reproduziert wird die genaue biologische Funktion Diagramm, während Anrufe "Simulationsmodell" der bionischen System, in dem eine Zusammenfassung der Funktionsparameter des biologischen Modells um die gleichen Funktionen dieser zu reproduzieren aber nicht genau, seinen Plan zu spielen. In komplexen Systemen könnte möglich sein, einen Satz von den beiden Techniken zu beobachten.

Wissenschaftszweige sind eng mit bionic Kybernetik, Informationstheorie und, verbunden allgemeiner der Computer, von dem eine Partei Konzepte in der Bionik entwickelt leihen und die anderen hilft, durch den Einsatz von Simulatoren, so dass die Verfeinerung der Modelle erste Produktion Prototypen.

Ein Roboter imitiert einen Periplaneta americana und Hemidactylus platyurus.

Geschichte

Der Name wurde von Otto Schmitt biomimetische 50er Jahre geprägt. Der Begriff Bionik wurde von Jack E. Steele 1958 geprägt, während der Arbeit all'Aeronautics Haus Division bei Wright-Patterson Air Force Base in Dayton. Allerdings sind Begriffe wie Bionik oder Biomimetik bevorzugte Technologie, um Verwechslungen mit der medizinische Fachausdruck Namensvetter zu vermeiden. Im Jahr 1972 verwendeten Martin Caidin den Begriff Cyborg, der die Serie Der sechs Millionen Dollar Mann inspiriert. Caidin war Journalist Luftfahrtindustrie, bevor er ein Drehbuchautor.

Methoden

Oft ist die Studie der Bionik, betont die Implementierung einer Funktion in der Natur und nicht nur Nachahmung biologischer Strukturen gefunden. Zum Beispiel in der Informatik, Kybernetik versucht zu modellieren, die Rückmeldungen und Kontrollmechanismen, die sich aus der Intelligenz sind, während die KI versucht, die Funktionen der Intelligenz unabhängig von der Art und Weise zu modellieren, um das zu erreichen. Die Kopie bewusst Beispiele und Mechanismen aus der Natur, Organismen und Ökologie, ist eine Form des Case-Based Reasoning, unter Berücksichtigung der Natur als eine Datenbank von Lösungen, die bereits arbeiten. Der Selektionsdruck auf allen lebenden minimiert platziert und entfernt Defekten. Man könnte sagen, dass alle Engineering ist eine Form der Bionik, werden die modernen Ursprünge dieses Feld, um Richard Buckminster Fuller und die Untersuchung von Janine Benyus zurückzuführen. Es gibt drei Ebenen in biologischen Fauna und Flora, in der die Technologie nimmt beispielsweise:

  • Natürliche Tarnung als Konstruktionsverfahren
  • Nachahmung der Mechanismus in der Natur gefunden
  • Studie über die durch das soziale Verhalten von Organismen, wie der Flug der Vögel im Flug, die Optimierung der Kolonien von Ameisen, Bienen, Fisch gegebenen Organisationsprinzipien.

Beispiele

  • Velcro ist das bekannteste Beispiel für Bionik. Im Jahr 1948 der Schweizer Ingenieur Georges de Mestral Reinigungs seinen Hund aus den Samen fliegen, wusste, dass er die Art und Weise, in der sie an den Haaren befestigt waren.
  • Die Klinge sägezahnförmigen Horn, von Holzfällern verwendet, um Bäume aus dem neunzehnten Jahrhundert zu schneiden, wurde nach der Beobachtung von holzfressenden Käfern konzipiert. Er revolutionierte die Branche aufgrund seiner Schnittgeschwindigkeit.
  • Augenreflektor der Katze wurde von Percy Shaw 1935 studiert Katzenaugen erfunden. Katzen haben ein System namens Tapetum lucidum, kann Licht zu reflektieren.
  • Leonardo da Vinci mit seinen Maschinen, Natur imitiert er mit Engineering.
  • Die Resilin ist ein gummiartiges Material geschaffen durch das Studium der Arthropoden.
  • Julian Vincent zog aus der Studie von Tannenzapfen, im Jahr 2004 Customizing Kleidung auf Temperaturänderungen.
  • Morphing Flugzeugtragflächen, die Form je nach Geschwindigkeit im Jahr 2004 von den Forschern an der Penn State University erfunden wurde, zu ändern.
  • Etwas Farbe und Fliesen sind so konzipiert, selbstreinigende Nachahmung Nelumbo sein.
  • Cholesterischen Flüssigkristallmaterialien werden verwendet, um Dünnfilmthermometer herzustellen. Farbe ändern, wie sich die Temperatur ändert, die aufgrund ihrer helikalen Struktur oder chiral.
  • Nanostrukturen und physikalischen Mechanismen, die die Farben eines Schmetterlings zu produzieren haben in silico von Greg Parker, Professor für Elektrotechnik und Informatik an der University of Southampton und Luca Plattner in der Photonik produziert.
  • Die Struktur der Flügel des Morpho-Schmetterlings hat, um Licht zu reflektieren, um das RFID, das in Wasser und auf Metallen gelesen werden können sucht.
  • Schmetterlingsflügel haben auch die Schaffung von Nanosensoren inspiriert, Sprengstoffe zu erkennen.
  • Neuromorphen Chips als Netzhaut oder Cochlea, untersuchen die neuronalen Netz natürlichen gestaltet. S. A:. Konnektivität.
  • Tecnoecosistemi EcoCyborg oder mimische natürlichen ökologischen Funktionen deren Umsetzung in der Technik. Autoregolamentanti Hybridsysteme geschaffen werden. Forschung in diesem Bereich wurden von Howard T. Odum, der die Struktur und Dynamik von Ökosystemen Emergy, Analogien mit dem Austausch von Energie zwischen den Komponenten einer elektrischen Schaltung verstanden werden.
  • Medizinische Klebstoffe inspiriert von Gecko Füße.
  • Computerviren sind ähnlich wie die in der natürlichen Art und Weise zu verbreiten und vermehren sich.
  • Das Kühlsystem der 'Gate Centre Building in Harare wurde auf der Grundlage der Tunnel der Termiten konzipiert.
  • Neue Flugzeuge können erstellt werden, wie von Spedding und Geoff Anders Hedenström das Journal of Experimental Biology beschrieben. Selbst John Videler und Eize Stamhuis in ihrem Buch Flug Vogelgrippe und ihre Artikel in Science über die LEV. John Videler und Eize Stamhuis haben bei der Untersuchung von neuen Formen der Flügel, mit Bionik, für Hubschrauber und Flugzeuge in Miniatur gearbeitet. Auch Bret Tobalske in einem Artikel in Science über den Hummingbird. und Entomopter.

Bestimmte Verwendungen des Begriffs

Heilkunde

Bionik ist ein Begriff, der Konzepte aus der Biologie, um Engineering und umgekehrt bezieht. Aber es gibt zwei verschiedene Ansichten über die Bedeutung. In der Medizin heißt Bionik Anlage oder Verbesserung von Organen oder Körperteilen durch elektronische Versionen. Implantate unterscheiden sich von Gehör Nachahmung der ursprünglichen Funktionen sehr genau oder sogar Verbesserung. "Bionik" auf Deutsch, es bedeutet, tastete, um Engineering-Lösungen aus biologischen Modellen, von der Evolution geformt zu entwickeln. Ein echtes Beispiel dafür ist das Cochlea-Implantat für Gehörlose. Seit 2004 gibt es für eine künstliche Herzimplantaten. Wesentliche Entwicklungen aus der Nanotechnologie zu erwarten. Ein Gerät nano ist respirocyte, eine künstliche Erythrozyten von Robert Freitas entwickelt. Kwabena Boahen Ghana war ein Professor in der Abteilung für Bioengineering an der Universität von Pennsylvania. Während seiner acht Jahre bei Penn entwickelte er eine Siliziumnetzhaut, die Bilder vergleichbar mit natürlichen processava. Er bestätigte die Ergebnisse durch einen Vergleich der elektrischen Signale von Auge von Newt. Im Jahr 2007 die schottische Firma Touch Bionics hat die erste bionische Hand, "i-Limb Hand." Im Mai 2010 wurden 1.200 Patienten diese Prothese erhalten.

Politik

Ein Formular in der politischen Wissenschaft der Bionik ist Bioregionalismus, wo politische Grenzen zu den natürlichen und nicht ein Mann oder kulturelle Konflikte entsprechen. Die Kritik an diesem Ansatz oft argumentieren, dass die ökologischen Auswahl selbst ist ein armes Modell der Mimik und Herstellungskomplexität oder confltto, und dass der freie Markt funktioniert für bewusste Zusammenarbeit, Vereinbarungen und Standards der Effizienz - eher an sexuelle Selektion. Charles Darwin selbst gepflegt das Gleichgewicht in der natürlichen Selektion - seine Zeitgenossen vermieden Sexualität offen zu diskutieren oder über Argument in Bezug auf den freien Markt, basierend auf Überzeugung und nicht auf Wert. Rechtsanwälte der Anti-Globalisierungsbewegung, argumentieren, dass, wie von Ronald Fisher argumentiert, der Prozess der Globalisierung von Standards, Finanzen und Marketing, sind bereits Beispiele für entlaufene Evolution - das System wird den Verbraucher attraktiv, aber bei der Verwendung von Energie und Rohstoffen nicht effizient . Bionik, so argumentieren sie, ist es eine Strategie, um die Wiederherstellung der natürlichen Leistungsfähigkeit. Bionik ist das zweite Prinzip der Naturkapitalismus.

Andere Verwendungen

Business Bionik ist die neueste Entwicklung in Anwendungen der Bionik. Übernehmen Sie die Grundsätze und Praktiken aus biologischen Systemen, um Geschäftsstrategien, Prozessen, Organisationen und strategisches Denken abgeleitet. Es wurde erfolgreich in Branchen, in FMCG, Verteidigung, Regierung und Verpackungsdienstleistungen eingesetzt. Basierend auf der Arbeit von Phil Richardson von der University of Bath Ansatz wurde auf dem Oberhaus im Mai 2009 ins Leben gerufen Genauer gesagt, ist es eine Kreativitätstechniken, die die Natur zu verwenden, um Ideen in technische Lösungen zu bekommen versuchen. Dieser Ansatz wird durch die Tatsache, dass biologische Systeme durch Entwicklung im Zeitablauf optimiert motiviert. In der Chemie ist eine biomimetische Synthese einer chemischen Synthese inspiriert durch biochemische Prozesse. Eine weitere neuere Bedeutung bezieht sich auf die Vereinigung von Körpern mit Maschinen. Hybridsysteme kombiniert Biologie und Technik, die als cybernetic Organismen definiert werden kann. Die Arbeit von Kevin Warwick, Testen eines Systems, das Ultraschall über das Nervensystem überträgt eine Manifestation.

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