Урок 35 Лекция

Изучить материал, выполнить все задания. Фотоотчёт с выполненной работой высылайте в мои сообщения или на электронную почту: usmanova.medine@yandex.ru
Не забудьте подписать работу: имя, фамилия, номер группы.

Урок 35 Лекция

Тема: «Рассмотрение бионикой особенностей морфо-физической организации живых организмов и их использования для создания совершенных технических систем и устройств по аналогии с живыми системами.»

Цель:

Сформировать знание о бионике;о роли живых организмов и их использовании для создания совершенных технических систем и устройств по аналогии с ними.
развивать умение применять общебиологические закономерности для решения нестандартных задач; самостоятельно делать выводы;
воспитывать понимание ответственности перед микро- и макромиром за свою деятельность, которая может привести к разрушению экосистем.

Бионика — это наука, которая тесно связана с живой природой. Свое название бионика получила от греческого слова bion — элемент жизни. И это не случайно, потому что наука занимается изучением живых организмов. Лозунг бионики — Природа знает лучше!!! На основе наблюдения за их особенностями создаются технические модели, которые по своей структуре прототипы природным процессам.

Сегодня современная бионика получила колоссальное развитие.

Наука бионика — сформировалась во второй половине 20-го века.

Бионика — наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе моделирования структуры и жизнедеятельности организма.

Бионика — это наука, которая применяет знания о живой природе для решения бытовых, инженерных, архитектурных задач и многих других. Сегодня бионика как наука имеет несколько направлений.

Архитектурно-строительная бионика изучает законы формирования и структурообразования живых тканей, 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. Круг вопросов, которые бионика изучает, очень широк, и это требует объединенных усилий многих наук. Большой интерес к бионике обусловлен значительной практической направленностью этой науки, изучающей принципы построения и функционирования биологических систем и прежде всего с целью создания новых машин, приборов, механизмов, строительных конструкций и технологических процессов, характеристики которых были бы столь же совершенными и высокоэффективными, как в живых системах.

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: орнитоптера. После внимательного изучения полета птиц, Леонардо да Винчи спроектировал свою первую (1485–1487 гг.).

Бионика как самостоятельная наука относительно молода. Она зародилась в 1960 г. на международном симпозиуме в Дейтоне (США) на тему «Живые прототипы искусственных систем — ключ к новой технике», а первые работы по бионике начали появляться в США и СССР в начале 70-х годов. У бионики есть символ: скрещенные скальпель, паяльник и знак интеграла.

Одним из первых памятников архитектурной бионики является Эйфелева башня, бионический принцип которой воплощен в ее конструкции.

Конструкция Эйфелевой башни имеет сходное строение с берцовой костью человека, и благодаря этому обладает достаточной прочностью. Основоположником бионики можно считать Антонио Гауди, ещё в 19 столетии построивший первые уникальные дома. Именно Гауди первым стал не просто привносить в архитектурные сооружения декоративные элементы природы, а придал постройкам характер окружающей среды. Его знаменитые работы, до сих пор радуют людей. Одной из них это: Дом Мила в Каталонии, (Барселоне, Испания, 1910 г.), напоминает морскую пещеру или как его привыкли называть каталонцы «Каменоломня».

Благодаря изучению живых существ были сделаны очень важные и значительные открытия в технике, медицине, электронике и других науках. Многие даже не догадываются, как многим они обязаны именно животным, и растениям. Собираясь утром в школу и на работу, мы, не задумываясь, застёгиваем молнии,«липучки». Приведем некоторые примеры объектов бионики.

Липучка. Швейцарский инженер Джордж де Местраль часто гулял со своей собакой и заметил, что к ее шерсти постоянно прилипают какие-то непонятные растения. Устав постоянно чистить собаку, инженер решил выяснить причину, по которой сорняки прилипают к шерсти. Исследовав в 1955 году феномен, он определил, что прилипание возможно благодаря маленьким крючкам на плодах дурнишника (так называется этот сорняк, репейника). В результате инженер осознал важность сделанного открытия и через восемь лет запатентовал удобную «липучку». В результате инженер осознал важность сделанного открытия и через восемь лет запатентовал удобную «липучку» Velcro, которая сегодня широко используется при изготовлении одежды.

Застёжка-молния. Такое изобретение XX века, как застежка «молния», было сделано на основе строения пера птицы. Бородки пера различных порядков, оснащенные крючками, обеспечивают надежное сцепление. Считается, что первый прототип «молнии» разработал американский инженер-изобретатель Уиткомб Лео Джадсон, запатентовав его 7 ноября 1891 года за номером 504038 как «застёжку для обуви». Публике это изобретение было представлено в 1893 году, однако оно оказалось сложным в изготовлении и ненадёжным. В нашей жизни застежка «молния» закрепилась прочно и каждый из нас имеет одежду с такой застежкой.

Лотос и суперкраска. Наверняка вы иногда замечали, что лепестки лотоса всегда чистые и красивые. Это происходит из-за специального покрытия на лепестках, которое не позволяют частицам грязи и пыли прилипнуть к цветку. Немецкая компания ISPO, производящая краски, потратила несколько лет на изучение данного феномена, после чего создала инновационную продукцию. Если вы решите покрасить дом такой краской, то навсегда забудете о его мойке. Впервые эффект лотоса открыл немецкий ботаник, профессор Боннского университета Вильгельм Бартлотт в 1990-х годах.

Вывод: В своей практической деятельности человек использует в качестве моделей для конструирования сооружений и механизмов наиболее удачные приспособления живых организмов к среде их обитания.

Естественный отбор сохраняет структуры, наиболее совершенные в функциональном отношении и наиболее экономные по затрате материала.

Задание 1.

Перед Вами предметы, которыми мы все в повседневной жизни пользуемся. Посмотрите принцип их работы и ответьте на вопрос «Что послужило прототипом для изобретения данных предметов?»

Ответы.

1. Застёжка – липучка (плоды растения репейник).

2. Солонка (плоды мака - коробочка).

3. Застёжка – молния (особое строение пера птицы).

4. Шприц – кровососущий аппарат насекомых (комара)

Выполнить задание.

Задание 2.

Перед Вами картинки с некоторыми техническими изобретениями человека. Попробуйте на основе материала сегодняшнего урока, на основе своих личных знаний и жизненного опыта, путём логического размышления найти им аналог среди живой природы.