Бионика является одним из научных направлений в биологии, а также кибернетике, изучающей общие закономерности процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе. Она занимается изучением структуры, систем управления и процессов жизнедеятельности самых разных организмов, чтобы использовать выявленные закономерности в практических целях.

Эти знания применяются при решении инженерных задач и в разработке технических систем, сходных по своим характеристикам с живыми организмами и их частями. Бионика как область науки смежна с биологией, физикой, химией, причастна к электронике, навигации, связи и многим другим отраслям науки и техники тонких технологий. Чем дальше бионика продвигается в своих знаниях о строении и системах управления живого организма, тем больше ученые убеждаются в превосходстве биологических систем над разработками человека на всех уровнях, в том числе молекулярном.

Животный мир, удивляя и восхищая биоников совершенством своих устройств и уникальных систем, не спешит раскрывать им свои тайны. Однако, хотя знакомство с целесообразным устройством организма и жизнедеятельностью животных приносит все больше и больше загадок, человеку иногда удается разгадывать их и успешно применять полученные знания на практике.

Вот один из простейших примеров заимствования идеи у живого организма – у простейшей крысы.

Даже крысиные зубы устроены мудро. Настоящую революцию в металлообрабатывающей промышленности произвело изобретение резцов нового типа. Лезвие инструмента не режет, подобно лезвию ножа, а напротив, закрепляется неподвижно, а металл вращается на токарном станке. Новый резец служит в шесть раз дольше резца старого образца. Даже титановые резцы прежде тупились практически мгновенно, а новые выдерживают почти 30 минут работы.

Эти новые резцы были разработаны инженерами, которые позаимствовали идею у организма крысы. Оказывается, крыса наделена зубами, которые никогда не тупятся. Секрет крысиных зубов кроется в том, что у них одна сторона зуба тверже другой, оттого при стачивании край зуба всегда остается острым. Применение этого принципа в металлообработке позволило снизить затраты и повысить производительность при резке металла поскольку срок годности новых резцов значительно удлинился.

Вот так мудрое устройство крысиных зубов позволило существенно улучшить технологию обработки металлов.

Неисчерпаемый кладезь идей от насекомых. Все больше внимания бионика уделяет насекомым. Ведь какой бы области техники или технологии ни коснулся эксперимент, среди насекомых всегда удается найти живой аналог, который идеально соответствует необходимым требованиям.

Изучение возможностей насекомых позволяет создавать тончайшие устройства в автоматизированных линиях, системах управления производством и контроля качества продукции, сенсорные приборы и поисковые системы, искусственные языки и способы их расшифровки.

Например, интерес биоников издавна привлекают средства коммуникации водных насекомых, механизм действия их звукового и слухового «аппаратов». Изучение строения и функционирования этих живых «приборов» позволило разработать оригинальный способ связи между судами в водной среде. Во избежание перехвата информации связь стала осуществляться без выхода сигналов в атмосферу.

Однако до сих пор далеко не все, чем наделены насекомые, доступно для человеческого понимания, а тем более воспроизведения.

Так, удивительное устройство демонстрирует целая группа перепончатокрылых насекомых – наездников. Они наделены «инструментом», подобным нашему сверлу, но несоизмеримо более совершенным и микроминиатюрным. Это «инженерное чудо» насекомых тоньше человеческого волоса и в то же время легко просверливает в коре и даже в довольно прочной древесине отверстия глубиной 5-6 сантиметров. Причем такое совершенное «сверло» никогда не тупится. К тому же оно снабжено очень удобными приспособлениями, автоматически удаляющими образуемые опилки.

Если удастся расшифровать сложнейшую наследственную информацию, полученную наездниками о строении их органов и механизмах их действия, это несомненно поможет при разработке деталей и устройств миниатюрных приборов, показатели которых хотя бы отчасти приблизятся к нерукотворному живому чуду.

Не меньше восхищает своей сложностью и целесообразностью «рабочее устройство» изящного насекомого – осы-аммофилы. Аммо-фила наделена мощным «отбойным молотком», с помощью которого роет норки для гнезд. Это удобное устройство включает в себя небольшой воздушный мешочек для создания пневматического эффекта. Он расположен в груди насекомого между мышцами, отвечающими за работу крыльев. Устройство также «укомплектовано» челюстью особой конструкции.

Приступая к работе, оса начинает активно махать крыльями. Их колебания, попеременно сжимая мешочек, быстро посылают порции воздуха по каналам-«шлангам» к основанию челюстей. Те начинают интенсивно вибрировать. И тогда, стоит осе прикоснуться ими к камешку, плотно спаянному глиной, как он отлетает в сторону.

И устройство организма осы, наделенного автоматической системой сжатия воздуха, и удивительная технология проведения земляных работ находятся в полном соответствии друг с другом. Мог ли этот целесообразный комплекс быть разработан самими насекомыми даже за любое количество веков?