Бионика

Изучает особенности строения и жизнедеятельности организмов для создания новых машин, приборов, строительных конструкций и технологических процессов, характеристики которых приближаются к характеристикам живых систем.

Перспективные направления: изучение нервных систем человека и животных, их органов чувств, способов ориентации и локации, используемых животными, а также морфологических особенностей живых организмов с целью совершенствования устройств вычислительной техники, разработки датчиков и систем обнаружения, создания новых строительных конструкций и т. д. В 1960 году в Дайтоне (США, штат Огайо) под девизом «Живые прототипы – ключ к новой технологии» состоялся первый симпозиум по бионике, который официально признал рождение новой науки. С этого времени бионические исследования широко развернулись в США и странах Западной Европы.

В России первые бионические исследования начались в 1961 году в Казанском, Горьковском, Ленинградском, позднее – в Московском, Ростовском и Томском университетах.

В Казанском университете при кафедре радиоэлектроники физического факультета была создана бионическая группа, преобразованная в 1963 году в научно-исследовательскую лабораторию бионики, с 1965 года – в проблемную лабораторию бионики. Под руководством У.Ш.Ахмерова проводились исследования одиночного порогового раздражения нервов и мышц, называемого в физиологии закономерностью «сила–длительность». Впервые было показано, что данная закономерность универсальна и действует не только в живых организмах, но и в системах небиологической природы. На многих технических и технологических моделях была показана возможность нахождения наиболее благоприятного режима их работы, названа (по аналогии с режимом функционирования живых систем) адекватным режимом. Кроме того, распространение физиологического закона на модели небиологичекой природы позволило создать принципиально новый метод анализа сложных систем, работающих в пусковом (пороговом) режиме, – «метод пороговых характеристик». В 1970–1980 годах У.Ш. и Н.У.Ахмеровыми были разработаны методологические вопросы бионики, её основной понятийный аппарат, определены место в общей системе наук, классификация и т.д.

Исследования в области бионики делятся на три этапа: биологический – изучение того или иного свойства, закономерностей живого организма; теоретико-математический – обобщение данных биологического этапа, их формализация, построение моделей, функциональных схем; технический – инженерная разработка действующего макета, техническая реализация. 17–20 мая 1977 года в Казани прошёл Всесоюзный симпозиум «Методологические вопросы бионики». В Казанской архитектурно-строительной академии ведутся исследования в области архитектурной бионики. Разработаны проекты по созданию тентовых, пневматических строительных сооружений и жёстких оболочек из полимерных материалов, основанных на использовании принципов строения паутины, раковин моллюсков, морских животных, а также внутреннего давления в клетках растений – тургора (Ю.И.Блинов, В.С.Сладков, И.Х.Мифтахутдинов, Е.М.Удлер). Некоторые предложения нашли реальное отражение в архитектурно-строительной практике республики (общественный центр в молодёжном лагере «Волга», торговые павильоны в городе Альметьевск и др.). И.Х.Мифтахутдиновым разработан новый способ изготовления сложных гиперболических оболочек («принцип самоформуемости»), основанный на закономерностях роста и приобретения растениями и животными внешней формы (получено 5 патентов РФ). По вопросам бионизации производства в 1988 году в Казани была проведена первая в стране общесоюзная конференция, посвященная разработкам в области промышленной бионики.

Ахмеров У.Ш. Фактор времени при одиночном раздражении. Казань, 1963.

Ахмеров У.Ш. Методологические вопросы бионики. Казань, 1977.

Исследования по бионике: В 4 выпуск. Казань, 1972–1984.

Лебедев Ю.С. Архитектурная бионика. М., 1977.

Бионические аспекты изучения пороговых характеристик возбудимых биосистем. Казань, 1978.

Материалы симпозиума по методологическим вопросам бионики. Казань, 1978.

Ахмеров У.Ш., Ахмеров Н.У. Введение в бионику. Учебное пособие. Казань, 1984.

Научно-техническая конференция «Вопросы бионизации производства» 13–14 ноября 1986 г.: Тезисы докладов. Казань, 1986.

Ахмеров Н.У. Закономерности одиночного порогового раздражения нервов и мышц. Казань, 1999.

Мифтахутдинов И.Х. Оболочки отрицательной кривизны в архитектуре и строительстве: Учебное пособие. Казань, 2000.

Bionics sympоsium in Dauton. 13–15 Sept. 1960. Dauton, 1960.

Автор – У.Ш.Ахмеров