ОСНОВНОЕ МЕНЮ

НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА

РУССКИЙ ЯЗЫК

ЛИТЕРАТУРА

АНГЛИЙСКИЙ ЯЗЫК

ИСТОРИЯ

БИОЛОГИЯ

ГЕОГРАФИЯ

МАТЕМАТИКА

ИНФОРМАТИКА

БИОНИКА НА СЛУЖБЕ У ЧЕЛОВЕКА

 

prirodaАвторитет древнегреческого ученого Ари­стотеля был столь велик, что многим даже сомнительным его утверждениям верили в те­чение столетий. Например, не удосуживались пересчитать лапки у мухи, которых, как он считал, должно быть... восемь.

А вольнодум­ца, усомнившегося в том, что чайки зимуют на дне пруда, в эпоху Возрождения могли под­вергнуть публичной порке.

Объяснить, какую силу развивают конеч­ности человека и животных, где находится в их теле центр тяжести, как меняется его положение при вставании, ходьбе, беге, опи­сать движения сердца и грудной клетки и еще многое другое смог лишь в конце XVII века итальянский ученый Дж. Борелли. В своем сочинении «О движении животных» он призывал естествоиспытателей активнее применять основы механики в изучении живой природы.

Давление, производимое зубами древне­го ящера тираннозавра, сравнимо с давлени­ем, которое бы возникло, если бы на его зад­ний зуб поставили грузовичок-пикап типа «Газели».

Большая клешня обитающего в океане омара сжимается медленно, но способна раз­дробить твердые раковины моллюсков. Ма­ленькая же не развивает таких усилий, зато может стремительно, за 20 миллисекунд, за­крыться, что в несколько раз быстрее любого рефлекторного движения человека.

Некоторые моллюски при закапывании в грунт нагнетают кровь в ногу и этим прида­ют ей твердость, которая нужна при закапы­вании моллюсков в грунт. Эта заимствован­ная у природы идея привела к созданию гид­равлической модели ножных суставов, а за­тем — и их протезов. Конструкция оказалась настолько удачной, что на одной из демонст­раций мод никто из зрителей не догадался, что в показе участвовала манекенщица, у ко­торой ампутированы обе ноги!

Известно, что раньше бегуны на короткие дистанции начинали бег с так называемого «высокого» старта. Однако при наблюдениях за кенгуру обнаружилось, что те «стартуют», низко пригнувшись к земле, — при этом на­чальная скорость становится намного выше. Вскоре этим приемом стали пользоваться и спортсмены.

Скорость бега на короткую дистанцию у борзых собак и скаковых лошадей заметно выше, чем у лучших спортсменов, и даже скорость домашней свиньи лишь немного ус­тупает человеческим рекордам. Однако в беге на дальние дистанции люди опережают круп­ный рогатый скот и овец.

«Глупый пингвин робко прячет тело жир­ное в утесах», — писал Максим Горький в «Песне о Буревестнике». Расхожее мнение о неуклюжести пингвинов было опровергнуто, когда люди смогли увидеть их многометро­вые прыжки.

Палеонтологи и биомеханики считают, что облик динозавров грубо искажают, изображая их с волочащимися по земле хвостами. В дей­ствительности, предполагают ученые, боль­шинство динозавров держали хвост поднятым кверху для балансировки.

• Найденный при раскопках на границе Перу и Бразилии невероятно большой череп крокодила вида пуруссаурус позволил восста­новить внешний вид этого чудовища, жив­шего около 8 миллионов лет назад. Длина его была не менее 12 метров, а высота — 2,5 метра, что сравнимо с троллейбусом-гармош­кой. (На иллюстрации рядом с крокодилом изображен медведь длиной 1,5 метра).

Наблюдения за движениями змей приве­ли ученых к выводу, что они ползут по по­верхности, опираясь на нее всего лишь в не­скольких точках. Такой способ перемещения способствует уменьшению износа шкурки и сводит к минимуму тепловой контакт с горя­чим песком или холодной землей.

Некоторые одноклеточные животные при­меняют «бактериальный» принцип движения.

Садая себе «на спину» множество бактерий и пользуясь их жгутиками-моторчиками. Эту ситуацию ученые сравнивают с перемещени­ем океанского лайнера, плывущего за счет винтов облепивших его моторных лодок.

Среди множества изобретений Леонардо да Винчи, идеи которых заимствованы им у при­роды, есть и «плавательные перчатки», то есть ласты для рук. На мысль о них его навели наблюдения за гусями и утками.

Знаменитый исследователь океана Жак Ив Кусто писал: «...на суше скелет кита не вы­держивает веса мышц и жирового слоя». Во время одной из экспедиций Кусто с помощ­никами спасли попавшего на мель двухтон­ного китенка с помощью специального гама­ка для создания равномерной опоры.

Хвост кита служит ему и могучим дви­жителем — веслом, и оружием, разбивающим в щепки суда гарпунщиков. Он способен раз­вивать мощность, равную суммарной мощно­сти нескольких крупных тракторов!

В одном из английских музеев выставлен на обозрение кусок дубовой обшивки кораб­ля, пробитый насквозь меч-рыбой. По подсче­там ученых, для нанесения такого удара ей нужно было развить скорость до 100 кило­метров в час!

Проблема заточки орудий для охоты вол­новала наших предков с далекой древности. Сохранилось множество свидетельств копиро­вания рогов, бивней, зубов и когтей живот­ных при изготовлении копий, дротиков и на­конечников стрел.

Двести пятьдесят миллионов лет назад на Земле водилось гигантское плавающее пре­смыкающееся, названное офтальмозавром. Сила этого чудовища была огромна, и двига­лось оно с бешеной скоростью. Однако офталь- мозавр с трудом менял направление и не умел тормозить, поэтому нередко разбивался о при­брежные скалы.

Палеонтологи называли птеранодона «лет­ной заурядностью». Однако английский пи­сатель Стивен Уинкуорт создал серию моде­лей этого крылатого динозавра и доказал, что он обладал превосходными летными качества­ми. Например, одна из его моделей продер­жалась в воздухе около трех часов, двигаясь со скоростью 30 километров в час.

Результаты расчетов говорят, что птицы весом более двадцати — тридцати килограм­мов не способны летать. Поэтому остается загадкой, как поднималась в воздух морская птица, жившая несколько десятков милли­онов лет назад. Она весила свыше 40 кило­граммов и имела размах крыльев более 5 метров.

Конструкторы полагают, что для полета че­ловеку нужны были бы крылья размахом боль­ше 42 метров! При этом его грудная клетка должна была бы достигать в обхвате 2 мет­ров, чтобы вместить достаточно мощные мус­кулы для осуществления взмахов.

Самая большая высота, на которую под­нимаются птицы, — 17 километров. Так вы­соко летают лишь нильские гуси. А сравни­тельно недавно на высоте 1-2 километров были обнаружены довольно плотные «слои» мелких насекомых.

Чтобы экономить силы во время долгих перелетов, некоторые виды птиц выстраива­ются клином или дугой. Такая форма стаи уменьшает сопротивление воздуха при дви­жении летящих вслед за вожаком птиц. По этой же причине велосипедисты в командных гонках и истребители в групповом полете вытягиваются друг за другом в цепочку.

Вес самцов африканского страуса дости­гает 150 килограммов. Поэтому, в соответ­ствии с биомеханическими расчетами, эти птицы не могут летать. Страусам нашли при­менение на земле — их стали запрягать вме­сто лошадей в повозки, с чем они успешно справляются.

Лучший «толкательный аппарат» в живом мире, как считают ученые, — это гребное ус­тройство жука-вертячки. По экономичности оно превосходит все современные техничес­кие устройства подобного назначения.

Английский ученый XVII века Роберт Гук полагал, что мухи могут прогуливаться по оконным стеклам и даже по потолку за счет крошечных коготков на лапках. Затем дол­гое время считалось, что удерживаться на этих поверхностях мухам удается благодаря присоскам на концах покрывающих лапки волосков. И лишь недавно ученые обнару­жили микроскопические жировые следы этих насекомых. Так выяснилось, что выде­ляемое мухами при ходьбе вещество способ­ствует прилипанию волосков даже к гладко­му стеклу.

Изучение конструкторами движения насе­комых по вертикальным поверхностям спо­собствовало созданию шагающих по стенам многоногих роботов. Аппараты подобного типа предполагается использовать при обследова­нии ядерных реакторов и небоскребов.

Не одну сотню лет предпринимались по­пытки построить искусственную лошадь. Се­годня созданы и внедрены в практику трена­жеры-муляжи, подключенные к компьютеру и полностью имитирующие разные виды вер­ховой езды. При этом на экране перед наезд­ником проносятся прекрасные пейзажи. Пос­ле таких занятий многие безбоязненно садят­ся на живую лошадь.

Когда-то физик Роберт Вуд засунул в длин­ную трубу своего спектроскопа кошку, чтобы она проползла по ней и очистила ее внутрен­нюю поверхность от паутины. Даже сейчас, в эпоху Интернета, способностям животных находят столь же неожиданные применения. Например, чтобы протянуть кабели компью­терных сетей по узким шахтам, используют дрессированных крыс, которые, двигаясь на запах пищи, тащат за собой провода.

Узнать, как двигаются и выглядят изнут­ри различные животные, и даже управлять ими можно теперь в Роботопарке — это уни­кальная выставка биомеханических устройств, переезжающая из одного американского штата в другой. Пока выставлено восемь уст­ройств — носорог, кальмар, кузнечик, жираф, муха, хамелеон, летучая мышь и представ­ленный на рисунке утконос. Посетители вы­ставки считают, что лучших наглядных по­собий нет даже в зоопарке.

Поиск

ФИЗИКА

ХИМИЯ

Поделиться

Яндекс.Метрика

Рейтинг@Mail.ru