Что такое бионика - Асташенков Петр Тимофеевич. Страница 3

Верные своему агрессивному курсу, империалисты Соединенных Штатов Америки и эту новую отрасль науки стремятся использовать в целях подготовки к войне. Министерство обороны США, по сообщениям печати, внимательно наблюдает за развитием бионики. Работами в этой области руководит отдел авиационных разработок исследовательского центра ВВС США. Заказывает работы по проблемам бионики и военно-морской флот США. О значении, которое придается новой науке, начальник американского Управления исследований и разработок ВВС генерал Шривер сказал: «Бионика даст ключ к решению задачи улучшения вооружения и характеристик персонала, обслуживающего оружие». Далее он отметил, что «бионика привлекает внимание американских специалистов тем, что использование живых моделей как ключа к функционированию радиоэлектронных или механических систем открывает новые перспективы в технике».

Среди биологических процессов, которые особенно интересуют американских специалистов, есть и процесс создания «природой микроскопически малых, но чрезвычайно чувствительных воспринимающих элементов».

Привлекают внимание работа нервной системы живых организмов, преобразование нервных импульсов, изучение накопления и восстановления информации и т. д.

Исследования по бионике, проводимые в США, касаются электрических характеристик живых тканей и процессов возбуждения, физиологии и химии биологических «часов», ритмических изменений скорости обменных процессов. Осуществляются также исследования в области бионической математики, изучаются «антенны» бабочек, миграционное поведение голубей, связь у рыб, использование обоняния для ориентации у водных животных, анализ волн в ухе. Разрабатываются теория многоразмерной информации, математический анализ конструкции вычислительной машины, имеющей 10⁹ накопительных элементов.

В сентябре 1960 г. в США состоялся первый национальный симпозиум по бионике под девизом: «Живые прототипы — ключ к новой технике». В нем участвовало 700 человек: радиоэлектроников — 60 процентов, физиков — 10 процентов, математиков — 10 процентов, биологов, биофизиков и биохимиков — 5 процентов, психологов и психиатров — 5 процентов. 25 докладов представили ведущие учебные заведения и фирмы страны.

В 1961 г. в США был организован второй симпозиум по бионике. Во многих докладах освещались результаты исследований, проведенных по заказу ВВС и ВМФ США. Работы в области военного применения бионики в США продолжались в 1962 г. с еще большим размахом. Так, в печати указывалось, что ВВС руководили 14 разработками, а ВМФ поддерживал около 30 работ в этом направлении.

Американские специалисты большую ставку делают на бионику для решения проблем развития связи. Так, перед ними, по их признанию, встали трудноразрешимые задачи обработки информации, циркулирующей в электронной системе, связывающей военные базы, различные виды вооружения. Волнует их и проблема надежности, например системы связи с помощью спутников. В этом случае считается слишком малым достигнутый в США срок службы аппаратуры, его надо увеличивать в 100–200 раз. Специалисты рассчитывают, что изучение надежности функционирования живых организмов даст ключ к решению этой задачи.

Приковывает к себе внимание за рубежом и задача снижения габаритов и веса электронной аппаратуры в авиации. Пока же они не снижаются, а растут быстрыми темпами. Так американский бомбардировщик, выпущенный в сороковых годах, имел 2000 электронных деталей на борту, самолет выпуска 1955 г. — 50 000 электронных деталей, а на боевой машине 1960 г. используется уже 97 000 электронных деталей. Вот почему авиаторов интересуют проблемы габаритов, веса, бортового питания. Не случайно именно представители авиации США выступают застрельщиками изучения и искусственного воспроизведения легких и компактных устройств живых организмов, требующих малого расхода энергии.

В связи со все более широким развитием бионики и большими возможностями, открываемыми для применения ее достижений в военном деле, важно, чтобы как можно более широкий круг людей в нашей стране ознакомился с наиболее важными проблемами, решаемыми новой отраслью науки. Это особенно полезно знать нашим военным читателям.

Чудесные органы

В последнее время ученые ряда стран очень активно исследуют органы пяти чувств (глаза, уши, органы обоняния, вкуса и осязания) живых организмов. Сверх того изучается способность их чувствовать температуру, боль, вибрации, равновесие и др.

Органы восприятия, по существу, преобразуют один вид энергии в другой и имеют огромную чувствительность, большую, чем соответствующие преобразователи, созданные человеком. Например, оказалось, что некоторые рыбы чрезвычайно чувствительны к запаху. Одна из них может обнаруживать наличие пахучего вещества, если даже на литр раствора его содержится всего 10^-14 г.

Вызывает интерес и тайна конструкции микроскопического приемника ультразвуковых колебаний, имеющегося у моли, за которой охотятся летучие мыши. Этот приемник, воспринимающий частоты от 10 до 100 кгц, позволяет моли обнаруживать врага по излучению ее локатора на расстоянии до 30 м.

Новые возможности для инфракрасной техники может открыть исследование специального органа гремучих змей, воспринимающего тепловое излучение и реагирующего на изменение температуры излучающего тела буквально на одну тысячную долю градуса. С помощью этого органа змея, которая вообще-то плохо видит, может находить свою жертву в темноте. Такую чувствительность обеспечить тепловым координаторам систем самонаведения ракет и другим устройствам автоматического управления мечтают зарубежные специалисты.

С особенным вниманием ученые многих стран исследуют органы зрения, посредством которых в организм проникает свыше 90 процентов всей информации. Тщательному изучению подвергаются фоторецепторы — нервные клетки, воспринимающие световое раздражение, процессы передачи энергии от них и обработки визуальной информации. Привлекают специалистов и характер движения глаз, обзор глазом пространства и многое другое.

Интенсивно изучаются в настоящее время глаза лягушки, морского животного — мечехвоста, насекомых. Зарубежные специалисты считают, что исследование строения глаз, механизма зрения и характеристик зрения человека и животных может принести пользу для улучшения систем фоторазведки, уяснения механизма цветного зрения и решения других технических задач.

Не менее сложная задача — разработка искусственных органов зрения. Американской фирмой «Белл-Телефон» построена искусственная система, воспроизводящая одну из четырех функций сетчатки глаза лягушки. Другая фирма построила модель «обнаружителя насекомых» по образу и подобию зрительного аппарата лягушки. Модель содержит семь фотоэлементов, шесть из них вызывают раздражение, а седьмой — торможение искусственного нерва. При отсутствии насекомого все фотоэлементы освещены равномерно и сигналы раздражения и торможения взаимно уравновешиваются. При появлении насекомого центральный фотоэлемент затемнен, значит, сигнал торможения слаб и на «нерв» действует сигнал раздражения.

Сообщается также о разработке в США электронного устройства, воспроизводящего действие глаза подковообразного краба. Этот глаз заинтересовал ученых тем, что он обладает способностью усиливать контраст изображений видимых объектов. Это свойство глаза краба предполагается использовать для облегчения анализа телевизионных изображений, а также аэрофотоснимков, фотографий Луны и т. д.

Очень существенные результаты дает более обстоятельное изучение органов слуха человека. Известно, что концентрические извилины ушной раковины столь же необходимы для слуха, как и второй глаз для зрения, они обеспечивают возможность определения перспективы — местоположения источника звука. Исследованиями установлено, что благодаря изогнутым извилинам ушной раковины звук поступает к барабанной перепонке разновременно. Это и позволяет определять местоположение источника звука.