Бионика, флюид и реконструктор: понятия¶

Бионика — прикладная междисциплинарная область науки и техники, изучающая принципы строения и функционирования живых организмов для создания технических устройств, материалов и систем, работающих по аналогии с биологическими. Термин образован от греческого «бион» — «живущий» и суффикса «-ика», обозначающего область деятельности. Бионика находится на стыке биологии, физики, химии, кибернетики, материаловедения и инженерии.

Упоминаемые рядом с бионикой слова «флюид» и «реконструктор» относятся к иным смысловым полям: флюид обозначает текучую среду или гибкую структуру, а реконструктор — устройство или метод восстановления. Вместе эти три понятия не образуют единого научного термина, однако каждое из них имеет самостоятельное содержание и применение.

¶Бионика

¶Предмет и направления

Бионика изучает «патенты природы»: формы, механизмы движения, способы восприятия сигналов, принципы самоорганизации и адаптации. Основные направления:

• Биологическая бионика — исследование живых систем и построение их моделей.
• Теоретическая бионика — математическое описание биологических процессов.
• Техническая бионика — практическое применение найденных решений в инженерии.

¶История

Отдельные заимствования у природы известны с древности: Леонардо да Винчи изучал полёт птиц для проектирования летательных аппаратов. Как самостоятельное направление бионика оформилась в 1960 году на симпозиуме в Дейтоне (США), где и был предложен термин. В СССР с 1960-х годов развивались работы по нейрокибернетике и бионическим системам управления.

¶Примеры

• Застёжка-липучка, повторяющая строение плодов репейника.
• Обитаемые подводные аппараты и подводные роботы, копирующие форму и движение рыб.
• Шероховатые покрытия, снижающие сопротивление воды, по аналогии с кожей акулы.
• Нейропротезы и системы распознавания образов, построенные по принципам работы нервной системы.

¶Флюид

Флюид (от латинского fluidus — «текучий») — вещество или среда, обладающая текучестью, то есть способностью деформироваться под действием сдвиговых напряжений. В физике к флюидам относят жидкости и газы, а также плазму и сыпучие среды в некоторых моделях.

¶Свойства

Флюиды описываются плотностью, вязкостью, сжимаемостью, температурой и давлением. Их поведение изучают гидро- и газодинамика, а для сложных случаев — реология. Различают ньютоновские флюиды, вязкость которых постоянна, и неньютоновские, у которых она зависит от скорости деформации.

¶Применение

• Гидравлические и пневматические приводы машин.
• Системы охлаждения и смазки.
• Медицинские жидкости и биологические среды.
• Геологические флюиды — вода, нефть, газ в недрах.

В переносном смысле слово «флюид» иногда обозначает нечто текучее, изменчивое, а в исторических текстах — гипотетические «магнетические» субстанции, представления о которых не подтверждены наукой.

¶Реконструктор

Реконструктор — общее название устройства, программы или специалиста, выполняющего восстановление, воссоздание или перестройку объекта по его фрагментам, данным или описанию. Термин не является строго научным и употребляется в нескольких областях.

¶Технические и программные реконструкторы

• Томографические реконструкторы — вычислительные комплексы, восстанавливающие объёмное изображение по набору проекций (компьютерная и магнитно-резонансная томография).
• Реконструкторы сигналов — алгоритмы восстановления исходного сигнала по искажённым или неполным измерениям.
• 3D-реконструкторы — программное обеспечение, строящее трёхмерную модель по фотографиям или сканам.

¶Историческая реконструкция

Отдельное значение связано с исторической реконструкцией — воссозданием костюмов, предметов быта, сражений и технологий прошлых эпох. Участников такого движения называют реконструкторами. Реконструкция может быть научной (музейной), образовательной или досуговой.

¶Медицинское значение

В медицине реконструктивными называют операции по восстановлению тканей и органов после травм, ожогов и хирургических вмешательств. Здесь термин сближается с понятием пластической и восстановительной хирургии.

¶Связь понятий

Бионика, флюид и реконструктор пересекаются в прикладных задачах. Бионические протезы используют гидравлические флюиды для привода; томографические реконструкторы применяют для изучения живых тканей; бионические модели помогают восстанавливать утраченные функции организма. Таким образом, три понятия относятся к разным уровням описания, но могут встречаться в одних и тех же инженерных и медицинских проектах.

¶Терминологическая оговорка

Сочетание «бионика флюид реконструктор» не является устоявшимся термином ни в русскоязычной, ни в англоязычной научной литературе. Оно, вероятно, представляет собой набор ключевых слов, объединённых по тематическому признаку. При поиске информации по таким запросам целесообразно уточнять каждое понятие отдельно.