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:

экономность в расходовании «живого строительного материала» при полной адекватности и гармонии формы, состава материала и конструкции опорно-двигательного аппарата;

многофункциональность конструктивных решений (например, плавники некоторых видов рыб сочетают функции движителя, руля и стабилизатора);

технология развития всех органов и систем в едином масштабе времени;

зависимость и ограниченность долговечности материалов и конструкций от предельного срока жизни данного живого организма;

широкая возможность к регенерации в случае аварийных ситуаций,

эстетическая адекватность подводному экстерьеру.

Естественно, что на пути дальнейшего развития бионики сегодня лежат значи­ тельные преграды, которые могут и должны быть преодолены совместными усилиями ученых различного профиля и инженеров совместно с организаторами науки и образования.

Наибольшие осложнения в постановку бионических исследований вносит сам объект изучения — живой организм.

В зависимости от иерархического уровня сложности биологическая система пред­ставляет собой совокупность взаимосвязанных систем автоматического регулиро­ вания, функциональная схема соединений которых обеспечивает организму необхо­димую устойчивость при воздействиях различных факторов внешней среды. Дости­ гаемые реализацией принципа дублирования и избыточности высокая надежность и широкая адаптивность организма в то же время чрезвычайно осложняют использо­вание существующих в классической теории автоматического регулирования мето­ дов для изучения биологических объектов. Чтобы полностью оценить все затрудне­ ния, которые возникают на пути исследователя, необходимо добавить к уже ска­занному, что биологическая система регулирования является нелинейно детермини­ рованной, в то время как существующая теория автоматического регулирования представляет собой в основном теорию детерминированных линейных систем.

Необходимо добавить также, что при экспериментальном изучении процессов, протекающих в живом организме, мы сталкиваемся не только с трудностями мето­ дологического порядка, связанными с искусственной изоляцией изучаемой систе­ мы, ее линеаризацией и т.п., но вынуждены также решать весьма сложные технические — аппаратурные задачи, обусловленные малостью сигналов, получаемых с различного рода датчиков-преобразователей, необходимостью их селектирования на фоне помех, носящих, как правило, случайный характер. Последнее обстоятель­ ство приводит к необходимости использования специального математического аппарата теории статистических решений при обработке биологической информации.

В связи с тем что внешняя среда существенно влияет на поведение биологических систем регулирования, при постановке исследований необходимо уделять особое внимание нормализации и стандартизации внешних условий, т.е. созданию так назы­ ваемой нулевой среды. Кроме того, внедрение любого постороннего предмета (на­пример, электродов, датчиков и т.д.) вносит искажения в функционирование иссле­дуемого объекта. Однако, несмотря на этот далеко не полный перечень особенностей биологических систем регулирования, существенно отличающих их от технических систем и усложняющих задачу их изучения, в настоящее время уже намечены пути постановки исследований, определены направления развития теории регу­лирования применительно к изучению биологических объектов, а также получены первые результаты их математического и физического моделирования.

Из сказанного следует, что основным методом бионики было и остается модели­рование. Именно с помощью этого метода представляется возможным углубить наши знания об изучаемом биологическом объекте, решать конкретные приклад­ ные задачи, направленные на создание инженерных конструкций и логических программ для ЭВМ, отражающих интеллектуальную деятельность. У нас нет возмож­ ности специально останавливаться на моделировании, что же касается архитектур­но-бионического моделирования, то ему будет посвящена специальная глава. Оста­ новимся здесь лишь вот на каком вопросе.

Уже первые попытки синтеза биотехнических систем привели нас к выводу о необходимости разработки и применения так называемых смешанных моделей, где система в детерминированной своей части и процесс управления воспроизводит­ ся с помощью математической модели (реализуемой обычно на аналоговой или цифровой ЭВМ), а биологический элемент исследуется в реальном виде будучи включенным в общий контур управления. Смешанные модели оказались особенно продуктивными при реализации метода поэтапного моделирования и воплотились в так называемые тренажно-моделирующие комплексы для решения задач синтеза систем «человек — машина».

При выборе метода моделирования и решении других задач архитектурной био­ ники представляется целесообразным относиться к архитектурно-строительным задачам и с позиции теории биотехнических систем. Действительно, так или иначе любое сооружение и человек — его обитатель могут рассматриваться как единая биотехническая система, в которой взаимодействуют живые и неживые элементы, объединенные общей целевой функцией.

Архитектор и строитель, выбирая то или иное решение для построения сооруже ния, например, батискафа для временного пребывания акванавтов или жилого дома, в котором будет жить семья, заранее должен прогнозировать, какое управ­ ляющее воздействие на состояние и поведение человека может оказать то или иное выбранное им решение. Таким образом, принцип адекватности, являющийся основ­ным при сочленении живого организма с аппаратом искусственного дыхания и кро­вообращения в единую биотехническую систему, остается в силе и при проектиро­вании конструкций и устройств, обеспечивающих оптимальные условия обитания человека с учетом возложенных на него профессиональных функций или условий для реабилитации и отдыха.

Естественно, что расширение задач бионики и развитие ее методов требует уточ­ нения формулировки предмета бионики как науки.

На основании высказанных соображений представляется целесообразным счи­ тать, что предметом бионики является исследование структуры и функциониро­вания биологических объектов различной сложности — от клеток до живых орга­ низмов и их популяций с целью создания новых более совершенных технических устройств и синтеза биотехнических комплексов, оптимально использующих свойства биологических и технических элементов, объединенных в единую функци­ ональную систему целенаправленного поведения. Эта формулировка была одобрена и принята 1-й Международной конференцией «Бионика-75» (1975, Варна, НРБ).

В заключение еще раз необходимо отметить исключительную важность постоян­ ного взаимного обмена всеми видами информации и в первую очередь регулярных и планомерных международных встреч ученых и специалистов, работающих в об­ласти бионики и, в частности, одного из ее перспективных разделов — архитектур­ ной бионики, как по отдельным ее проблемам и направлениям, так и по принципи­ альным вопросам ее развития в системе смежных наук.

Сегодня со всеми основаниями мы можем отметить, что результатами объеди­ ненных усилий специалистов-биоников, наконец, сломан лед недоверия и скепси­ са, и наша молодая наука, как корабль, очищенный от льда, выходит на чистую воду.

И хочется пожелать этому кораблю счастливого плавания!

В.М. Ахутин, лауреат Ленинской премии, доктор технических наук, профессор