Техника - молодёжи 1962-09, страница 43

а

£ о

W *

а

^w м

*1 IX *

II

ш ж

II

ш и

Ш О ^и &

■ SC

m w . с

ш "

Ш о

% з

-О О)

55

г.

я

в

о

W «

а

<

Изошутка Б. БОССАРТА

природа — гигантский политехнический музей, который открыт для всякого, в ком есть хоть капля любознательности. Ученые хотят превратить его в исследовательскую лабораторию. Да, у матери природы — этого царства изумительных автоматов — есть чему поучиться современным инженерам! И недаром на свет появился гибрид биологии и техники — бионика, специальная отрасль технической кибернетики. Ее цель — использование знания биологических процессов и методов для решения инженерных задач.

Уже сейчас весьма наглядно выявляются существенные недостатки современных приборов и устройств в сравнении с аналогичными по назначению устройс вами биологического происхождения. Биологические «конструкции» отличаются миниатюрностью, высокой гибкостью, чувствительностью, разрешающей способностью, наконец, большой надежностью. Это и указывает на большую перспективность бионического подхода к решению насущных задач современной техники.

За 4 млрд. лет своего развития живая природа создала множество совершенных приспособлений к условиям окружающей среды. Человек долгое время не подозревал, что, создавая разные приборы, он шел лишь проторенными путями эволюции живой природы. За примерами ходить недалеко. При дефектах зрения применяются бифокальные линзы. Такие же «линзы» имеются и у некоторых верхоплаваю-щих рыб: верхняя часть глаза — дальнозоркая, нижняя — близорукая. Благодаря этому рыба хорошо видит то, что делается над водой и в воде.

Фотоэлементы — грубые копии светочувствительных клеток живого глаза, а инфракрасная фотография — подражание термоскопическому зрению осьминогов, ящериц, змей.

Патент на перископ уже давно получен рыбкой периофтальмус: зарывшись в ил, она выдвигает глаза на тонких стебельках.

Немало видов грозного боевого оружия создала природа задолго до человека У небольшой тропической рыбки астро-скопус рот и глаза с органами излучения электрических импульсов расположены нв спине. Проплывающая над глазами жертва возбуждает зрительный импульс, а передающийся на электрический орган сигнал заставляет орган генерировать ток. Пораженная жертва падает в раскрытую пасть. Это неплохой лример спаренной лока-

Сам свбе электростанция.

ционно-поражающей установки. В «патентах» природы есть и реактивный способ передвижения, ныне хорошо освоенный человеком. Такие установки и другие приборы были созданы человеком ценой длительных поисков, после многих неверных решений, упорным трудом.

РЕШЕНИЯ, ПОДСКАЗАННЫЕ ПРИРОДОЙ

Птицы подали человеку идею полета, комары и мотыльки — специальных конструкций приемных антенн, мозг — логической машины. Немало позаимствовано нами от природы.

Гироскоп принципиально новой конструкции с тонкими вибрирующими пластинками создан после тщательного изучения булавовидного органа двукрылых насекомых — их жужжальца непрерывно вибрируют, издевая характерный звук: жужжание (««ухи) или писк (комары). При этом булавовидный конец жужжальца описывает дугу а определенной плоскости. Когда изменяется направление полета, возникает натяжение основания жужжальца, раздражение передается в головной мозг, и насекомое корректирует направление полета.

Другое изобретение связано с изучением физиологии зрения насекомых. Солнечный свет частично поляризован, и по плоскости поляризации можно точно определить местоположение источника света, закрытого от наблюдателя облаками. Оказалось, что глаз насекомых, имеющий независимые элементы — омматидии, разделенные по диаметру на восемь секторов, способен пропускать свет, поляризованный в определенной плоскости. Другими словами, омматидные частицы работают как поляризационные фильтры. Это явление и было положено в основу создания небесного компаса поляризованного света, который стал незаменимым прибором мореплавателей.

Некоторые хищные рыбы расчленяют быстрые движения проплывающих животных на отдельные фазы (кадры), что позволяет точно и быстро определять скорость жертвы и «рассчитанным» броском настигать ее. Механизм расчленения изображения на фазы у рыб не вполне ясен, однако сам факт возможности быстрого определения скорости описанным способом толкнул инженеров на поиски принципа такого прибора. Помогло изучение омматидий насекомых. Они дают не одно, а серию изображений предмета: последовательное появление независимого изображения

На в в р х у вкладки — частотные интервалы звуковых и ультразвуковых колебаний, воспринимаемых различными животными и человеком.

В квадратах изображены органы и их модели.

1. Сонар — устройство для локации по звуковым волнам. Прибор используется для подводной ло-иации. в дефентоснопни, геологоразведке, при диагностике опухолей внутри тела.

2. Схема вибратора и «живой вибратор» — среднеазиатская ящерица круглоголовка, которая моментально погружается в пасок благодаря своей способности вибрировать.

3. Определитель различных ускорений какой-либо системы — модель вестибулярного аппарата человеческого уха.

4. 0,001° С — такова чувствительность инфракрасного «локатора» гремучей змеи, который безошибочно нацеливает ее в темноте нв жертву. Большей чувствительностью обладает термоэлемент, подключенный н высокочувствительному электронному потенциометру.

5. Радар — прибор для локации при помощи электромвгнитных воли, используется в мореходстве, авиации, космических полетах, геологоразведке. Подобный «прибор» — импульсный лона-

тор — помогает и нильскому водяному слону вовремя узнавать о приближении врагв.

6. «Небесный компас» — прибор для определения положения Солнца по поляризованному свету небв в пасмурную погоду. У иасвномых им являются омматидии — основные части их сложных глаз. Поляризованный свет воспринимают и птицы.

7. Вибрационные гироскопы для скоростных самолетов и ранет — модвль жужжальца двукрылых насекомых.

8. Отверстии иа носу лодки для забора и сбо-ну для слива воды уменьшают лобовое сопротивление. Плывущая форель для этого пропуснает через жабры много воды. Подобным же приемом пользуются тюлени н дельфины.

9. В определителе скорости скорость определяется кан функция от времени появления сигнала в двух смежных объеитивах. Этот принцип заимствован у насекомых. Их глаз позволяет получать изображения движущегося предмета последовательно в каждом отдельном омматидии.

10. «Радиометры» животных чувствительны к дозв в 3 рентгенв.

37