Bionika - opinie, przykłady i studia. Czym zajmuje się bionika?

Komputerowa grafika kropel wody na powierzchni liścia lotosu, autor: William Thielicke/ Wikipedia CCKomputerowa grafika kropel wody na powierzchni liścia lotosu, autor: William Thielicke/ Wikipedia CC

Dzięki bionice – nauce, która wyniki badań przyrodniczych wykorzystuje przy tworzeniu rozwiązań technicznych – powstają roboty wzorowane na zwierzętach, nowe materiały czy symulacje zachowań dinozaurów w filmach. Kontakt z bioniką motywuje w inżynierze twórczą postawę – mówi w rozmowie z PAP prof. Andrzej Samek z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.


„Inżynierowie mają często słabą znajomość nauk przyrodniczych. Natomiast bionika, przedstawia występujące w przyrodzie i możliwe do wykorzystania w technice wzorce, a przez to pobudza w wysokim stopniu twórczą aktywność inżyniera” – stwierdza, zajmujący się bioniką prof. Samek z Katedry Automatyzacji Procesów AGH.

Rozwiązaniami zaczerpniętymi z przyrody inspirują się m.in. twórcy robotów. Zadają sobie pytanie: „Jak nauczyć robota chodzić?”, a potem wspólnie z przyrodnikami opracowują wzorzec oparty na sposobie poruszania się owadów, pajęczaków, czy ssaków. Dzięki temu powstają roboty takie jak, inspirowany kroczeniem czworonoga, amerykański wojskowy robot Big Dog czy też szybki, wzorowany na gepardzie robot Cheetah.

Robot Big Dog, którego twórcy inspirowali się sposobem chodzenia czworonogów



Zastosowania bioniki mogą też mieć inny wymiar. Prof. Samek przypomina, że po tym, jak przyrodnicy odkryli sposób, w jaki liście lotosu radzą sobie z zanieczyszczeniami, okazało się, że podobne rozwiązanie można zastosować w technice. Tak właśnie opracowano pokrycie stosowane do zewnętrznych ścian budynków, chroniące przed pojawieniem się grzybów i glonów. Zabrudzenia z takiej powierzchni mogą zmyć nawet krople deszczu.

Z rozwiązań bionicznych chętnie korzystają również architekci. Dzięki temu budynki przybierają niezwykłe formy, stają się energooszczędne i bardziej funkcjonalne. Poza tym obserwacje przyrodnicze wspomagają również pracę... informatyków. To mechanizmy zachodzące w mózgach były inspiracją dla opracowania sieci neuronowych, które uczą się, jak rozwiązywać problemy, a zrozumienie pewnych mechanizmów ewolucyjnych pozwoliło na opracowanie algorytmów ewolucyjnych, które szybko wyszukują spośród milionów rozwiązań te trafne.

Na badaniach przyrody bazuje też animatronika, dzięki której możemy zachwycać się w filmach cyfrowymi animacjami dinozaurów czy fikcyjnymi zwierzętami. Takie efekty specjalne nie byłyby możliwe, gdyby nie stworzone we współpracy z przyrodnikami wzorce zachowań czy ruchu tych zwierząt.

„Nastąpiło zbliżenie dwóch ogromnie odległych od siebie dziedzin. Nie tylko technika zaczyna przyglądać się przyrodzie i wykorzystywać występujące w niej rozwiązania, ale również przyrodnicy zaczynają patrzeć na szereg zagadnień w ujęciu systemowym, a więc za pomocą metod inżynierskich. Niewątpliwie w przyszłości twórczy inżynier będzie częściowo przyrodnikiem” – uważa prof. Samek.

Jednak zdaniem prof. Samka w Polsce bionika stawia dopiero pierwsze kroki. „Jeśli chodzi o badania bioniczne, to Polska jest opóźniona o co najmniej 20 lat” – przyznaje profesor i dodaje, że niewiele instytucji w Polsce zajmuje się tą dziedziną wiedzy.

Jednym z przykładów polskich osiągnięć inspirowanych bioniką, jest np. zbudowana przez studentów Politechniki Krakowskiej cyberryba. Prof. Samek zaznacza, że robota zbudowali uczestnicy jego wykładów o bionice.

Cyberryba - podwodny robot mobilny, dzieło studentów Politechniki Krakowskiej



W katedrze AGH zespół prof. Samka prowadzi teraz badania nad robotami: latającymi, kroczącymi i pływającymi. „Czekamy na uzyskanie patentu na sposób pływania urządzenia, oparty na poruszaniu się głowonoga” – mówi profesor. Nie chce jednak na razie zdradzać szczegółów tego projektu.

„Bionika stworzyła nową filozofię przyrody i nowe podejście do środowiska. Naukowcy zajmujący się bioniką odeszli od twierdzenia, że człowiek jest najważniejszy i że jest władcą natury. Podchodzimy do przyrody z pokorą: uważając, że człowiek jest jej uczniem i w niej może szukać rozwiązań doskonałych” – podsumowuje rozmówca PAP .

Prof. Andrzej Samek pracuje na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, z bioniki prowadzi zajęcia dla studentów. Jest też autorem pierwszego w Polsce akademickiego podręcznika z tej dziedziny nauki – „Bionika nauki przyrodnicze dla inżynierów”.
PAP – Nauka w Polsce, Ludwika Tomala
Ocena (3.8) Oceń:
Pasaż zakupowy