Biomimetika

Z Kybernetika - TUKE
Prejsť na: navigácia, hľadanie

Vitajte na neoficiálnej wikistránke študentov odboru Kybernetika.

Dôležité: väčšina obsahu na tejto wikistránke je výsledkom spoločnej práce študentov odboru Kybernetika v rokoch 2016-2019 a nebol autorizovaný príslušnými vyučujúcimi, t.j. nejedná sa o oficiálny študijný materiál. Ak chcete stránku využiť pre vlastnú potrebu, odporúčame všetky informácie dôkladne overiť s využitím spoľahlivých zdrojov (knihy, učebnice, odborné články uvedené v zozname zdrojov príslušného článku, informačnom liste predmetu alebo odporúčané vyučujúcimi) a k neodzdrojovaným informáciám pristupovať s maximálnou opatrnosťou.

V prípade, že máte záujem prispieť k zlepšeniu alebo rozšíreniu wikistránky, je nutné vytvoriť si používateľský účet a počkať na pridelenie editovacích práv. Vopred Vam v mene priaznivcov odboru Kybernetika ďakujeme.

Späť na Repetitórium odboru.

Biomimetika

Biomimetika je interdisciplinárnou oblasťou, v ktorej sa využívajú princípy inžinierstva, chémie a biológie za účelom syntézy nových materiálov, syntetických systémov alebo strojov s funkcionalitou podobnou ako je funkcionalita biologických procesov. Biomateriály sú ľubovoľné materiály, ktorých časti sú tvorené alebo inšpirované biologickými systémami. Môžu byť synteticky vytvorené alebo prírodné.

Podstata snahy napodobňovať živé organizmy alebo biologické procesy spočíva v dlhodobom evolučnom vývoji biologických systémov do súčasnej podoby, z čoho vyplýva optimálnosť ich procesov, tvarov alebo materiálov. Spolieha sa teda na evolúciu.

Príkladmi procesov a materiálov, ktoré boli inšpirované biologickými procesmi a systémami sú:

a.) Neurónové siete – všeobecne sa vzťahujú k modelom, ktoré sú inšpirované neurónovými prepojeniami v mozgu. Každý umelý neurón je schopný fundamentálnych operácií, aké prebiehajú v mozgových neurónoch.
b.) Povrchy materiálov – prirodzený výber počas evolúcie biologických systémov umožnil prispôsobiť sa vplyvom vonkajšieho prostredia a životnému prostrediu. Príkladom sú rôzne vodeodolné materiály, materiály s nízkym odporom voči kvapalinám a pod. Suchý zips bol takisto inšpirovaný prírodou.
c.) Využívanie a získavanie energií – vývoj lietajúcich oblekov pre nesmierne efektívne kĺzanie vzduchom v horizontálnej polohe pre adrenalínových športovcov inšpirované lietajúcimi veveričkami. Pre získavanie energie bol založený systém schopný využívať prílivovú energiu inšpirovaný pohybom veľkých rýb.
d.) Nanotechnológie – vytváranie veľmi malých objektov alebo tenkých vrstiev povrchov. Na ich vývoj sa skúmanjú rôzne vírusy na vývoj vláken alebo nanotrubíc, keďže vírusy majú vysokú odolnosť voči teplotám a kyslosti vonkajšieho prostredia. Nanotrubice majú potenciál v zdravotníctve.
e.) Genetické algoritmy – sú inšpirované práve vznikom generácie kombinovaním rodičov, pričom pri vzniku potomkov sa uplatňujú základné genetické princípy dedenia, mutácie, selekcie a kríženia.