Архивная версия / archive version:

Проект «Архи всЁ» переехал на сайт www.cih.ru
This project was moved to the www.cih.ru

данная версия не обновляется и может быть недоступной через некоторое время

^{см. также: СНиПы | Архитектура | Модерн | Новости | Строительство}

Вы можете найти необходимую информацию на сайте cih.ru / You can find the necessary information on the cih.ru website:

Особенно важным для повышения эффективности бионических исследований оказалось совершенствование методов математической статистики, формальной логики, теории игр и операций, теории информации, теории управляемого эксперимента, а также совершенствование технической базы бионических исследований и в первую очередь развитие микроэлектродной техники, разработка миниатюрных датчиков-преобразователей, технические достижения беспроводной биотелемет­ рии и, конечно, появление на вооружении биоников электронных вычислительных машин различного назначения.

Исследования, выполненные в последние годы ведущими коллективами в ряде передовых стран, подтвердили особую эффективность бионического подхода при решении прикладных инженерных задач в самых актуальных направлениях техники.

Для бионического подхода характерно исследование именно тех особенностей строения и функционирования живого организма, которые необходимы и достаточ­ ны для решения конкретных задач синтеза систем определенного назначения. Таким образом, современная бионика категорически отвергла принцип слепого копирования, некритического воспроизведения живой природы в технических аналогах и приняла метод функционального моделирования, базирующийся на тре­ бованиях изоморфизма технических систем их биологическим прототипам.

Например, те, кто пытаются решить задачу создания промышленных роботов не бионическим путем, не способны подняться выше задачи автоматизации станоч­ ных линий по жестким ограниченным программам. И наоборот, синтез интеграль­ ных роботов, способных собирать и анализировать информацию о внешней среде, а также принимать решения и управлять своим поведением в достаточно сложной реальной обстановке, вполне возможен и продуктивен на базе функционального моделирования сенсорных и эффекторных систем живого организма.

Блестящим примером тому является создание робота, предназначенного для сбора и передачи на землю визуальной информации о марсианском ландшафте; работа выполнена под руководством Л. Сутро и У. Калмера на базе модели нерв­ ной системы человека, разработанной У. Маккалоком^.

Развитие бионической методологии пошло в последние годы по пути перехода от изучения элементов биологических систем к более сложным исследованиям их комбинаций, связей и взаимодействия.

Действительно, в последние годы перед бионикой возникли принципиально но­ вые задачи по изучению свойств биологических объектов с целью их адекватного сопряжения с техническими устройствами в единые биотехнические системы.

Эта проблема была сформулирована нами как синтез биотехнических систем (БТС) и требовала разработки своей теоретической базы и специфической методологии.

Небезынтересно отметить, что о необходимости возникновения биотехнических систем писал еще в 1964 г . Норберт Винер:

... «В наше время мы остро нуждаемся в объективном изучении систем, включающих и биоло­ гические и механические элементы. К оценке возможностей этих систем нельзя подходить пред­ взято, т.е. с позиции механистического или антимеханистического толка. Я думаю, что такие исследования уже начались и что они позволят лучше понять проблемы автоматизации»^

1 Sutro L., Ki Imer W.L. Assembly Computers to Command and Control a Robot”. Spring joint Computer Conf., May, 1969, Bocton Mass.

2 Ахутин B.M. Адаптивные системы “ человек — машина ”. Материалы 1У Всесоюзной конфе­ренции по инженерной психологии и эргономике. Москва—Ярославль, 1974. Ахутин В.М., Телехов И.В., Шендрик В.Ф., Шиф М.И. О методике согласования характерис­ тик человека и машины при системном проектировании. Проблемы инженерной психологии. Вып. 1. М„ 1971.

3 Норберт Винер. Творец и робот. Москва «Прогресс», 1986.

Действительно, в то время уже начались первые работы по созданию биотехни­ ческих систем на базе бионических исследований: биоуправляемые протезы руки и автоматизированные системы искусственного дыхания и кровообращения 2.

Биотехнические системы — это особый класс больших систем, представляющих собой совокупность биологических и технических элементов, связанных между собой в едином контуре управления 2 .

Сегодня уже проведены первые работы, на основании результатов которых мо­жет быть сделан очень серьезный вывод в пользу биотехнических систем: в ряде случаев, особенно при необходимости анализа значительных объемов информации (например, при распознавании образов) и принятии решений в реальном масштабе времени, наиболее эффективными оказываются не полностью автоматические комплексы, а биотехнические системы, в которых сочетается искусственный интеллект машины с мозгом человека-оператора, т.е. системы со смешанным интел­ лектом.

С целью консолидации усилий при проведении бионических исследований стало необходимым из многообразия решаемых бионикой задач выделить главные, опре­ деляющие основные научные направления ее развития.

В качестве первого шага, направленного на решение этой задачи, ученые и спе­циалисты стран — членов СЭВ разработали долгосрочный прогноз тенденций раз­ вития исследований по отдельным направлениям бионики исходя из требований научно-технического прогресса. На основании анализа прогноза и его дополнения в части постановки новых проблем, связанных с синтезом биотехнических сис­ тем, были сформулированы основные направления исследований в области биони­ ки в соответствии с ее вышеприведенными задачами.

Одним из особо важных направлений в наши дни становятся бионические ис­ следования, направленные на освоение природных ресурсов Мирового океана. Природные богатства в виде нефти, горючего газа, полезных ископаемых и про­ дуктов питания, скрытые огромными толщами воды, требуют создания специаль­ ных технических систем и комплексов, приспособленных к новой, не свойствен­ ной для человека среде обитания.

Подводные работы, снабженные техническими сенсорными системами, различ­ ные обитаемые и необитаемые подводные аппараты в какой-то мере уже сегодня используют конструктивные и функциональные решения, отобранные в резуль­ тате эволюционного развития отдельных видов живых обитателей морей и океа­ нов.

Однако до сих пор остается открытым целый комплекс вопросов, связанных с созданием подводных сооружений — своеобразной подводной архитектуры, для обитания человека на континентальном шельфе, а также для складирования материалов и технических средств, необходимых при освоении отдельных райо­нов Мирового океана. Это прерогатива архитектурной бионики, которая успешно развивается в наши дни в ряде ведущих стран усилиями энтузиастов этого научного направления.

Не случайно научно-координационное совещание по развитию бионики в странах—членах СЭВ в 1981 г . (г. Созопл, НРБ) записало в координационный план в качестве одного из важнейших направлений развития бионики разработку комплексной системы формирования среды обитания под водой на основе сбор­ных конструкций бионического типа и архитектурно-бионических форм для дли­ тельного пребывания под водой с целью изучения энергетических минеральных ре­ сурсов и создание комплексной системы жизнеобеспечения человека в сборных формациях подводного типа.

Даже первое ознакомление с внешними очертаниями и формами живых орга­ низмов, населя»ющих подводный мир морей и океанов, позволяет отметить отсутст­ вие правильных геометрических фигур и тел вращения, в то время как технические средства, применяемые для подводных работ, в основном представляют собой раз­ личные полые оболочки шарообразной или цилиндрической формы. Это ставит под сомнение адекватность существующих технических решений требованиям особенностей подводной среды применения.

Перспективность бионического подхода при создании подводных конструкций, и особенно при решении архитектурно-строительных задач, подтверждается такими свойствами живых организмов, как:

адаптивность формы и структуры к условиям обитания и возможность их трансформации при изменении состояния среды и целевой функции живой системы;

Ахутин В.М., Колесов А.П., Матвеев А.П. и др. О текущей диагностике состояний и автоматическом управлении важнейшими параметрами физиологических систем орга­низма с помощью радиоэлектронного комплекса. — Сб.: Кибернетика в клинической медицине. Изд. ВМОЛА им. С.М. Кирова. Л., 1964. Бир С. Кибернетика и управление производством. М., Физматгиз, 1963.