Бионические аспекты элементов автоматики

Развитие бионики открывает новые возможности в построении элементов автоматики, которые заключаются в изучении тех приемов, к которым прибегает природа для решения различных задач. Конечная цель данных исследований — воплощение таких приемов в виде инструментов и приборов. Это положение может быть распространено на всю технику, но в большей степени оно относится к элементам автоматики, поскольку, выявляя новый механизм работы рецептора, можно в конечном результате рассчитывать на его реализацию в виде элемента. Реализация может быть осуществлена, если имеется достаточно большой арсенал различных известных физических принципов, свойств, эффектов, на основе которых и можно построить данный элемент. В этом отношении важна разработка физических основ теории элементов, от успехов которой зависит развитие бионических разработок элементов автоматики, поскольку здесь плодотворное решение связано с сопоставлением выявленного ранее неизвестного механизма работы живого органа и соответствующего физического принципа, явления, свойства.

Развитие техники, космических исследований, новых производств, средств связи и сообщений определило потребность в новых элементах и новых системах. При этом обнаружилось, что живая природа во многом превосходит сознание человека так же, как многие автоматические системы и устройства превосходят по отдельным параметрам органы чувств человека. Эти и многие другие обстоятельства привели к тому, что постепенно почти все обитатели суши и моря стали предметом изучения инженеров, пытавшихся разгадать тонкости работы органов ощущения, восприятия и ориентации многих живых организмов. В последние годы такие разработки велись настолько интенсивно, что возникла реальная возможность создания нового научного направления — бионики.

В настоящий момент можно назвать многие приборы, принцип действия которых похож на работу отдельных органов живых организмов. Так, например, по подобию с органами медуз было сконструировано устройство, позволяющее предсказывать шторм. Структурная схема такого устройства представлена на рис. 2.4. Оно состоит из элемента информации 1 в виде воспринимающего инфразвуковые волны рупора, резонатора 2, пьезоэлектрического элемента 3, усилителя 4 и индикатора 5.

Изучение механизмов переработки сигналов в органах чувств всевозможных организмов позволило уже в настоящее время построить много чувствительных, надежных, малогабаритных и необычных по своему действию устройств и систем.

Значительную роль должна сыграть бионика и для выявления новых, углубления содержания существующих характеристик элементов автоматики, поиска единой основы рецепторов живых организмов и технических элементов.

Одной из проблем бионики, непосредственно относящейся к элементам автоматики, является выработка единообразной терминологии. В биологии и технике существуют такие явления, которые не только похожи по существу, но и обозначаются одинаковым термином (например, адаптация). Однако для большинства явлений, свойств, понятий не существует идентичности терминологии. Между тем внимательное изучение их позволяет обнаружить, что в технике и биологии существует много явлений и механизмов, аналогичных по своему действию.

Существует еще целый ряд вопросов, близких как теории элементов автоматики, так и бионике, совместное рассмотрение которых открывает большие перспективы для дальнейшего развития этих двух научных направлений.