Введение.

Содержание

Введение.

Информационно-измерительные системы (ИИС) являются важнейшим средством информационного обеспечения управляемых объектов, всех видов производств и интеллектуальных форм деятельности человека. Они обеспечивают измерение, сбор и накопление информации, решают задачи контроля, распознавания образов и диагностики. Они широко используются в авиации, космонавтике, медицине, на производстве, транспорте, в метеорологии, а также при экспериментальных исследованиях и испытаниях.

По существу от степени совершенства ИИС зависит научно-технический прогресс человечества, поэтому развитие всех направлений науки и техники сопровождается непрерывным повышением требований к точности, быстродействию, надежности и автономности средств получения, обработки и передачи информации. Вследствие этого существует необходимость научно-исследовательских и конструкторских разработок для создания более совершенных ИИС.

Одним из источников новых идей и технических решений является наука бионика, основанная на применении знаний о строении и функционировании живых организмов для решения инженерных задач. Предполагается, что жизнь на Земле зародилась около 2 миллиардов лет назад. В процессе длительного и беспощадного естественного отбора выживали существа, лучше всего приспособившиеся к определенным условиям обитания, совершавшие меньше всего ошибок и действовавшие более рационально. В итоге столь продолжительной эволюции природа создала на Земле гигантскую сокровищницу, в которой каждый вид животных является образцом “инженерного творчества” природы.

Существует большое многообразие животного мира: в настоящее время известно около 1,5 млн. различных видов животных, которые отличаются своими размерами, образом жизни, строением и происхождением. Среди них есть крохотные организмы (до 10^{-3 мм}), видимые только под микроскопом, и великаны, достигающие 30 м. Одни из них приспособились жить на суше, другие в воде, третьи – в воздухе, четвертые – в другом организме.

Независимо от среды обитания их жизнедеятельность отличается поразительной целесообразностью и гармоничностью, они способны реагировать на тончайшие изменения многочисленных факторов внешней среды, запоминать и учитывать эти изменения, отвечать на них многообразными приспособительными реакциями и совершенствовать свой организм.

Ни один из жизненных процессов не обходится без управления, регуляции и адаптации, а значит без использования измерительной информации. Поэтому измерение является всеобъемлющей потребностью живой материи.

Для обеспечения сложных жизненных функций эволюционное развитие живых организмов было направлено на максимальное ограничение размеров и массы органов чувств, автономность и скрытность измерений, тщательность обработки информации, применение экономных способов получения и хранения опыта выживания, максимальное использование всех резервов информации.

Изучение органов различных видов животных дает возможность специалисту обнаружить множество оригинальных решений в получении и обработке измерительной информации, поэтому опыт природы в создании столь экономичных и высоко эффективных биологических ИИС является полезным для разработчиков технических аналогов.

Лекция 1. Живая природа как источник идей для совершенствования информационно-измерительных систем