شعار الكترونيات الكترونية: "الطبيعة أعلم". أي نوع من العلم هذا؟ يجعلنا الاسم والمثل هذا الشعار نفهم أن الأجهزة الإلكترونية مرتبطة بالطبيعة. يواجه الكثير منا يوميًا عناصر ونتائج علم الإلكترونيات الحيوية دون معرفة ذلك.
هل سمعت عن علم الإلكترونيات؟
علم الأحياء هو معرفة شائعة نتعرف عليها في المدرسة. لسبب ما ، يعتقد الكثير أن الإلكترونيات الحيوية هي أحد الأقسام الفرعية في علم الأحياء. في الواقع ، هذا البيان ليس دقيقًا تمامًا. في الواقع ، بالمعنى الضيق للكلمة ، تعد الإلكترونيات الحيوية علمًا يدرس الكائنات الحية. ولكن في أغلب الأحيان ، اعتدنا على ربط شيء آخر بهذا التعليم. علم الإلكترونيات التطبيقية هو علم يجمع بين البيولوجيا والتكنولوجيا.
موضوع وموضوع البحث الإلكتروني
ما الذي تدرسه الأجهزة الإلكترونية؟ للإجابة على هذا السؤال ، نحتاج إلى النظر في التقسيم البنيوي للتدريس نفسه.
البيونيكات الحيوية تستكشف الطبيعة كما هي ، دون محاولة التدخل. الهدف من دراسته هو العمليات التي تحدث داخل النظم البيولوجية.
علم الإلكترونيات الحيوية النظرية يتعامل مع دراسة تلك المبادئ التي تم رؤيتها في الطبيعة ، وعلى أساسها تخلق نظريةالنموذج المطبق في التقنيات.
علم الكتروني عملي (تقني) هو تطبيق النماذج النظرية في الممارسة. إذا جاز التعبير ، الإدخال العملي للطبيعة في العالم التقني
من أين بدأ كل شيء؟
يسمى ليوناردو دافنشي العظيم أبو الأجهزة الإلكترونية. في سجلات هذه العبقرية ، يمكن للمرء أن يجد المحاولات الأولى في التجسيد التقني للآليات الطبيعية. توضح رسومات دافنشي رغبته في إنشاء طائرة قادرة على تحريك أجنحتها مثل الطيور أثناء الطيران. في وقت من الأوقات ، كانت هذه الأفكار جريئة للغاية بحيث لا يمكن طلبها. لفتوا الانتباه إلى أنفسهم في وقت لاحق.
أول من طبق مبادئ الإلكترونيات الحيوية في الهندسة المعمارية كان أنتوني غاودي ذ كورنيت. اسمه مطبوع بقوة في تاريخ هذا العلم. كانت الهياكل المعمارية التي صممها غاودي العظيم مثيرة للإعجاب في وقت بنائها ، وهي تسبب نفس البهجة بعد سنوات عديدة بين المراقبين المعاصرين.
الشخص التالي الذي دعم فكرة تكافل الطبيعة والتكنولوجيا كان رودولف شتاينر. تحت قيادته ، بدأ الاستخدام الواسع للمبادئ الإلكترونية في تصميم المباني.
تأسيس الإلكترونيات الحيوية كعلم مستقل حدث فقط في عام 1960 في ندوة علمية في دايتونا.
تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر والنمذجة الرياضية يسمح للمهندسين المعماريين المعاصرين بتجسيد أدلة الطبيعة بشكل أسرع وبدقة أكبر في الهندسة المعمارية والصناعات الأخرى.
النماذج الطبيعية للاختراعات التقنية
أسهلمثال على تجليات علم الإلكترونيات الحيوية هو اختراع المفصلات. تركيب مألوف يعتمد على مبدأ دوران جزء من الهيكل حول جزء آخر. يستخدم الصدف هذا المبدأ للتحكم في جناحيه وفتحهما أو غلقهما إذا لزم الأمر. يصل حجم قواقع المحيط الهادئ العملاقة إلى 15-20 سم ، ويمكن رؤية مبدأ المفصلة في توصيل أصدافها بوضوح بالعين المجردة. يستخدم الممثلون الصغار لهذه الأنواع نفس طريقة تثبيت الصمامات.
في الحياة اليومية ، غالبًا ما نستخدم مجموعة متنوعة من الملاقط. يصبح المنقار الحاد الذي يشبه القراد في Godwit تناظرية طبيعية لمثل هذا الجهاز. تستخدم هذه الطيور منقارًا رقيقًا لإلصاقه بالتربة الناعمة وإخراج الخنافس الصغيرة والديدان وما إلى ذلك.
تم تجهيز العديد من الأجهزة والأجهزة الحديثة بأكواب شفط. على سبيل المثال ، يتم استخدامها لتحسين تصميم أرجل أجهزة المطبخ المختلفة لمنعها من الانزلاق أثناء التشغيل. أيضًا ، تم تجهيز الأحذية الخاصة لمنظفات النوافذ في المباني الشاهقة بأكواب شفط لضمان التثبيت الآمن لها. هذا الجهاز البسيط مستعار أيضًا من الطبيعة. ضفدع الشجرة ، الذي لديه مصاصات على قدميه ، يحتفظ بشكل غير عادي بأوراق نباتية ناعمة وزلقة ، ويحتاجها الأخطبوط للتواصل الوثيق مع ضحاياه.
يمكنك أن تجد العديد من هذه الأمثلة. Bionics هو بالضبط العلم الذي يساعد الشخص على استعارة الحلول التقنية من الطبيعة لاختراعاته.
من هو الأول - طبيعة أمالناس؟
يحدث أحيانًا أن يكون هذا الاختراع أو ذاك للبشرية "مسجلاً" منذ فترة طويلة بطبيعته. أي أن المخترعين ، عند إنشاء شيء ما ، لا ينسخون ، لكنهم يبتكرون تقنية أو مبدأ تشغيل بأنفسهم ، وبعد ذلك اتضح أن هذا كان موجودًا في الطبيعة لفترة طويلة ، ويمكن للمرء ببساطة أن يختلس النظر ويتبناه.
حدث هذا مع الفيلكرو المعتاد ، والذي يستخدمه الشخص لربط الملابس. لقد ثبت أنه في هيكل ريش الطيور ، تستخدم الخطافات أيضًا لربط اللحى الرقيقة ببعضها البعض ، على غرار تلك الموجودة في الفيلكرو.
يوجد في هيكل أنابيب المصنع تشابه مع سيقان الحبوب المجوفة. التعزيز الطولي المستخدم في الأنابيب مشابه لعصابات الصلبة في الساق. حلقات التقوية الفولاذية - الفجوات. الجلد الرقيق على الجزء الخارجي من الجذع هو تناظرية من التعزيز اللولبي في هيكل الأنابيب. على الرغم من التشابه الهائل في الهيكل ، اخترع العلماء بشكل مستقل مثل هذه الطريقة لبناء أنابيب المصنع ، ولم يروا إلا لاحقًا هوية مثل هذا الهيكل بالعناصر الطبيعية.
الكترونيات و دواء
استخدام الأجهزة الإلكترونية في الطب يجعل من الممكن إنقاذ حياة العديد من المرضى. يجري العمل باستمرار لإنشاء أعضاء اصطناعية يمكن أن تعمل في تناغم مع جسم الإنسان.
كان Dane Dennis Aabo أول من اختبر الطرف الاصطناعي الإلكتروني. لقد فقد نصف ذراعه ، لكنه الآن لديه القدرة على إدراك الأشياء عن طريق اللمس باستخدام اختراع الأطباء. طرفه الاصطناعيمتصلة بالنهايات العصبية للطرف المصاب. أجهزة استشعار الإصبع الاصطناعية قادرة على جمع معلومات حول لمس الأشياء ونقلها إلى الدماغ. لم يتم الانتهاء من التصميم في الوقت الحالي ، فهو ضخم للغاية ، مما يجعل من الصعب استخدامه في الحياة اليومية ، ولكن حتى الآن يمكن تسمية هذه التقنية باكتشاف حقيقي.
جميع الأبحاث في هذا الاتجاه تعتمد بالكامل على نسخ العمليات والآليات الطبيعية وتنفيذها الفني. هذه هي الكترونيات الكترونية طبية. يقول آراء العلماء أن أعمالهم ستتيح قريبًا تغيير الأعضاء البشرية الحية المهترئة واستخدام النماذج الأولية الميكانيكية بدلاً من ذلك. سيكون هذا حقًا أعظم اختراق في الطب.
الكترونيات في العمارة
الكترونيات الهندسة المعمارية والبناء هي فرع خاص من علوم الكترونية مهمتها التوحيد العضوي للعمارة والطبيعة. في الآونة الأخيرة ، في كثير من الأحيان ، عند تصميم الهياكل الحديثة ، يلجأون إلى مبادئ الكترونية مستعارة من الكائنات الحية.
اليوم أصبحت الإلكترونيات الحيوية المعمارية أسلوبًا معماريًا منفصلاً. لقد ولدت من نسخ بسيط للنماذج ، والآن أصبحت مهمة هذا العلم اعتماد المبادئ والسمات التنظيمية وتنفيذها تقنيًا.
في بعض الأحيان يسمى هذا النمط المعماري النمط البيئي. هذا لأن القواعد الأساسية للإلكترونيات الإلكترونية هي:
- ابحث عن الحلول المثلى ؛
- مبدأ حفظ المواد
- مبدأ أقصى قدر من الاستدامة ؛
- مبدأ توفير الطاقة.
كما ترون ، البيونيكات في الهندسة المعمارية ليست فقط أشكالًا رائعة ، ولكنها أيضًا تقنيات متقدمة تسمح لك بإنشاء هيكل يلبي المتطلبات الحديثة.
خصائص الهياكل الإلكترونية المعمارية
بناءً على الخبرة السابقة في الهندسة المعمارية والبناء ، يمكننا القول أن جميع الهياكل البشرية هشة وقصيرة العمر إذا لم تستخدم قوانين الطبيعة. تتميز المباني الإلكترونية ، بالإضافة إلى الأشكال المذهلة والحلول المعمارية الجريئة ، بالمتانة والقدرة على تحمل الظواهر الطبيعية المعاكسة والكوارث.
في الجزء الخارجي من المباني المبنية بهذا النمط ، يمكن رؤية عناصر النقوش والأشكال والملامح ، ونسخها بمهارة من قبل مهندسي التصميم من الكائنات الحية والطبيعية وتجسدها ببراعة من قبل المهندسين المعماريين والبناة.
إذا فجأة ، عند التفكير في شيء معماري ، يبدو أنك تنظر إلى عمل فني ، مع وجود احتمال كبير أن يكون لديك مبنى على الطراز الإلكتروني. يمكن رؤية أمثلة على هذه الهياكل في جميع عواصم البلدان تقريبًا والمدن الكبيرة المتقدمة تقنيًا في العالم.
بناء الألفية الجديدة
في التسعينيات ، أنشأ فريق إسباني من المهندسين المعماريين مشروع بناء يعتمد على مفهوم جديد تمامًا. هذا المبنى مكون من 300 طابق ، وسوف يتجاوز ارتفاعه 1200 م ، ومن المخطط أن تتم الحركة على طول هذا البرج بمساعدة أربعمائة مصعد رأسي وأفقي ، وسرعته 15 م / ث. بلد،وافقت على رعاية هذا المشروع ، كانت الصين. تم اختيار مدينة شنغهاي الأكثر كثافة سكانية للبناء. تنفيذ المشروع سيحل المشكلة الديموغرافية للمنطقة
سيكون للبرج هيكل الكتروني بالكامل. يعتقد المهندسون المعماريون أن هذا فقط يمكن أن يضمن قوة ومتانة الهيكل. النموذج الأولي للهيكل هو شجرة السرو. لن يكون للتكوين المعماري شكل أسطواني مشابه لجذع الشجرة فحسب ، بل سيكون له أيضًا "جذور" - نوع جديد من الأساسات الآلية.
الغطاء الخارجي للمبنى عبارة عن مادة بلاستيكية قابلة للتنفس تحاكي لحاء الشجرة. سيكون نظام تكييف الهواء في هذه المدينة العمودية مشابهًا لوظيفة تنظيم حرارة الجلد.
وفقًا لتوقعات العلماء والمهندسين المعماريين ، لن يبقى مثل هذا المبنى الوحيد من نوعه. بعد التنفيذ الناجح ، سيزداد عدد الهياكل الإلكترونية في بنية الكوكب فقط.
مباني الكترونية من حولنا
في أي إبداعات مشهورة استخدم علم الإلكترونيات الحيوية؟ من السهل العثور على أمثلة على هذه الهياكل. خذ على الأقل عملية إنشاء برج إيفل. لفترة طويلة كانت هناك شائعات بأن هذا الرمز الفرنسي البالغ طوله 300 متر قد تم بناؤه وفقًا لرسومات مهندس عربي غير معروف. في وقت لاحق ، تم الكشف عن تشابهها الكامل مع هيكل عظم الساق.
بالإضافة إلى برج إيفل ، هناك العديد من الأمثلة على الهياكل الإلكترونية في جميع أنحاء العالم:
- تم بناء دار الأوبرا في سيدني بشكل مشابه لزهرة اللوتس.
- بكيندار الأوبرا الوطنية - تقليد قطرة ماء
- مجمع سباحة في بكين. ظاهريًا ، يكرر التركيب البلوري لشبكة المياه. يجمع حل التصميم المذهل بين القدرة المفيدة للهيكل على تجميع الطاقة الشمسية ثم استخدامها لتشغيل جميع الأجهزة الكهربائية العاملة في المبنى.
- تبدو ناطحة سحاب أكوا وكأنها تيار من المياه المتساقطة. يقع في شيكاغو.
- منزل مؤسس الكترونيات الهندسة المعمارية ، أنتوني غاودي ، هو واحد من أوائل الهياكل الإلكترونية. حتى اليوم احتفظت بقيمتها الجمالية ولا تزال من أشهر المواقع السياحية في برشلونة.
المعرفة التي يحتاجها الجميع
بإيجاز ، يمكننا أن نقول بأمان: كل ما تدرسه الإلكترونيات الحيوية وثيق الصلة وضروري لتطوير المجتمع الحديث. يجب أن يصبح الجميع على دراية بالمبادئ العلمية للإلكترونيات الإلكترونية. بدون هذا العلم ، من المستحيل تخيل التقدم التكنولوجي في العديد من مجالات النشاط البشري. الأجهزة الإلكترونية الإلكترونية هي مستقبلنا في انسجام تام مع الطبيعة.
