Бионика история методы и примеры биомиметики

Введение

Био́ника (от греч. βίον — элемент жизни, буквально — живущий) — прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формы живого в природе и их промышленные аналоги.

Различают:

биологическую бионику, изучающую процессы, происходящие в биологических системах;
теоретическую бионику, которая строит математические модели этих процессов;
техническую бионику, применяющую модели теоретической бионики для решения инженерных задач.

Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками: электроникой, навигацией, связью, морским делом и другими.

Методы [ править ]

На создание липучки навеяно крошечные крючки на поверхности боров .

Изучение бионики часто подчеркивает реализацию функции, обнаруженной в природе, а не имитацию биологических структур. Например, в информатике кибернетика пытается смоделировать механизмы обратной связи и управления, присущие интеллектуальному поведению, в то время как искусственный интеллект пытается смоделировать интеллектуальную функцию независимо от конкретного способа ее достижения.

Сознательное копирование примеров и механизмов из природных организмов и экологий — это форма прикладного рассуждения на основе конкретных случаев , когда сама природа рассматривается как база данных уже работающих решений. Сторонники утверждают, что избирательное давление, оказываемое на все естественные формы жизни, сводит к минимуму и устраняет неудачи.

Хотя можно сказать, что почти вся инженерия является формой биомимикрии , современные истоки этой области обычно приписываются Бакминстеру Фуллеру, а ее более поздняя кодификация в качестве дома или области исследований — Джанин Бениус .

Как правило, в фауне или флоре есть три биологических уровня, после которых можно смоделировать технологию:

Имитация естественных методов производства
Имитация природных механизмов ( липучка )
Изучение организационных принципов на основе социального поведения организмов , таких как стайное поведение птиц, оптимизация поиска пищи муравьями и пчелами , а также поведение стаи рыб на основе интеллекта роя (SI) .

Ручки из переработанных материалов и экологичные чернила

Сегодня ручки делают из картонных упаковок Тетра Пак и пластиковых бутылок. Но, пожалуй, самые необычные – это ручки из отходов пшеничного производства, корпус которых сделан с добавлением соломы и отрубей.

Проблему для экологии представляют не только обычные пластиковые ручки, но и чернила. Их часто производят с добавлением продуктов нефтепереработки. Но и здесь бывают безопасные решения. Air-Ink – чернила, сделанные из загрязнённого воздуха из выхлопной автомобильной трубы.

Для получения газов и сажи на трубу крепится сборщик. Потом в лаборатории из этого материала выделяют очищенный пигмент: для 30 мл чернил нужно, чтобы автомобильный двигатель работал 45 минут. Первые образцы таких маркеров раздали творческим людям – дизайнерам и художникам.

Многоразовая пищевая плёнка

Фермер из Вермонта Сара Кек, задумавшись об ущербе от пластика, разработала натуральный упаковочный материал. Bee’s Wrap – хлопчатобумажная плёнка с пчелиным воском, маслом жожоба и древесной смолой. Под тёплыми руками этот узорчатый материал становится пластичным и принимает форму любого продукта. Хранить в плёнке можно всё, кроме мяса.

Природные материалы в составе обладают антибактериальными свойствами, поэтому еда остаётся свежей. Упаковку надо чистить с мылом, и, если делать это регулярно, то Bee’s Wrap прослужит целый год. Плёнку выпускают в разных размерах, в том числе для арбузов, пирогов и хлеба.

Определение биомимикрии

Биомимикрия – это наука о применении вдохновленных природой проектов в человеческой инженерии и изобретении для решения человеческих проблем. Он был использован для создания первого летательного аппарата, вдохновленного орлами и совами – это проложило путь для таких технологий, как самолеты и самолеты. Он также использовался в изобретении на липучке, которая работает почти так же, как крючки на заусенцах, когда они прилипают к шерсти животных. Разрабатывая и производя материалы, архитектуру и системы, основанные на биологических материалах и процессах, мы стремимся найти баланс с природой – жить в гармонии с Матерью-Землей и не продолжать создавать глобальные проблемы. Биомимикрия подталкивает нас к новому образу жизни – к устойчивым активам, методам и политике.

Помимо причин, связанных только с желанием быть экологически чистыми, у предприятий есть и другие стимулы для использования биомиметических продуктов и процессов. Как правило, применение биомимикрии позволяет нам делать больше с меньшими затратами – больше продукции и больше прибыли, с меньшими затратами на работу и меньшими затратами.

4. Моделирование живых организмов

Создание модели в бионике — это половина дела. Для решения конкретной практической задачи необходима не только проверка наличия интересующих практику свойств модели, но и разработка методов расчёта заранее заданных технических характеристик устройства, разработка методов синтеза, обеспечивающих достижения требуемых в задаче показателей.

И поэтому многие бионические модели, до того как получают техническое воплощение, начинают свою жизнь на компьютере. Строится математическое описание модели. По ней составляется компьютерная программа — бионическая модель. На такой компьютерной модели можно за короткое время обработать различные параметры и устранить конструктивные недостатки.

Именно так, на основе программного моделирования, как правило, проводят анализ динамики функционирования модели; что же касается специального технического построения модели, то такие работы являются, несомненно, важными, но их целевая нагрузка другая. Главное в них — изыскание лучшей экспериментальной технологической основы, на которой эффективнее и точнее всего можно воссоздать необходимые свойства модели. Накопленный в бионике практический опыт неформализованного»размытого» моделирования чрезвычайно сложных систем имеет общенаучное значение. Огромное число её эвристических методов, совершенно необходимых в работах такого рода, уже сейчас получило широкое распространение для решения важных задач оптимального управления, экспериментальной и технической физики, экономических задач, задач конструирования многоступенчатых разветвлённых систем связи и т. п.

Сегодня бионика имеет несколько направлений.

Виды экологических технологий

Организация экономического сотрудничества и развития предлагает делить экотехнологии на две большие группы:

1. Технологии общего экологического управления. Во-первых, сюда входят технологии вторичной переработки, идеи Zero Waste и работа с опасными мусорными полигонами.

Во-вторых, сюда включают все технологии по очищению природных ресурсов: воды, лесов, почвы, атмосферы. Инновации в сельском хозяйстве, прогнозирование погоды, новые подходы к еде (например, растительное мясо) и даже охрану здоровья на рабочем месте.

2. Альтернативная энергия. Это разработки по новым видам топлива и источникам возобновляемой энергии. В эту группу относят решения, которые повышают энергоэффективность домов, техники, транспорта, источников освещения, отопления. Например: ветряные электростанции, солнечные панели, гидроэлектростанции и геотермальные электростанции.

Ещё чистые технологии делят на эти категории:

Активные (спасательные). Они работают с острыми проблемами: выбросами вредных веществ в атмосферу или неправильной утилизацией мусора.

Профилактические. Это природоохранные законы и нормы, которые сохраняют ресурсы.

Примеры биомимикрии

Решая проблему дизайна, мы можем искать вдохновение в природе. Мы можем найти естественный дизайн для создания водосберегающих, аэродинамических, энергосберегающих, самовосстанавливающихся и многого другого вещей! В последнее время было много нововведений, которые намекали на природу с положительными результатами. Здесь только несколько:

Пейзаж

Пермакультура – это сельскохозяйственная система, предназначенная для имитации естественной обработки энергии и материалов, присутствующих в природных экосистемах, с тем чтобы она работала с силой природы, а не против них. Это сельское хозяйство вдохновлено природой в своей планировке и разработке, чтобы минимизировать отходы и максимизировать производительность. Обычные практики в пермакультуре включают сбор дождевой воды, интенсивный ротационный выпас и капельное орошение. Эти методы служат повышению эффективности и продуктивности земли без ущерба для почвы или истощения ее питательных веществ.

Архитектура

Архитекторы взяли пример с термитов и построили здание под названием Eastgate Center в Зимбабве, которое пассивно саморегулирует внутреннюю температуру здания, несмотря на значительные колебания внешней температуры. Подобно тому, как почвенные термиты строят свои курганы, Истгейт построен из строительных материалов с высокой теплоемкостью, что позволяет материалам удерживать и выделять тепло, как буфер, до изменения внутренней температуры. По дизайну похож на насыпь из термитов, Центр Истгейт использует ветер, позволяя ему распространять воздух по всему зданию с помощью некоторых вентиляторов. Эта саморегулирующаяся конструкция вентиляции избавила здание от затрат на приобретение системы кондиционирования воздуха и сопутствующего ей счета за электроэнергию.

Транспорт

глава из японского сверхскоростного пассажирского экспресса Sanyo Shinkansen из Осаки в Хатаку по образцу клюва птицы зимородка. Старые модели сверхскоростного пассажирского экспресса сталкивались с проблемами, которые ограничивали скорость поезда: они создавали слишком большое атмосферное давление при прорыве через туннельные системы, вызывая слишком много шума и вибраций. Испытатели поездов почти отказались от выполнения тестовых пробегов, превышающих 350 километров в час, пока вдохновение не пришло к ним в виде зимородка и его способности погружаться из воздуха в воду без брызг. Они узнали, что это возможно, потому что форма клюва и головы зимородка были острыми и обтекаемыми. Когда они разработали новую головку поезда, чтобы она напоминала зимородка, скорость поезда увеличилась на 10%, а давление воздуха и потребление электроэнергии снизились на 30% и 15% соответственно.

энергии

Компания по производству ветряных турбин WhalePower находит вдохновение в ластах горбатых китов. Ласты горбатого кита имеют бугорки, или бугорки, вдоль края, обращенного вперед, что эффективно позволяет киту удерживать «захват» на воде и маневрировать в узких углах. Было обнаружено, что эти ребра с шипами из бугорка испытывают меньшее сопротивление и большую подъемную силу, чем их более гладкие аналоги. Преобразование этой конструкции и информации в ветряные турбины позволит нам собирать больше энергии ветра и предотвратит остановку лопастей ветряной мельницы.

��ще одна энергетическая инновация, вдохновленная природой, – солнечная панель. Что делает некоторые солнечные панели особенно интересными, так это то, что они следуют за движением солнца, чтобы оптимизировать количество солнечного света, поглощаемого в течение дня – так же, как подсолнух, и так же, как листья располагаются на деревьях!

Лекарство

Раздражающая способность комара безболезненно и незаметно сосать кровь и сойти с рук это вдохновило японских ученых на создание иглы для подкожных инъекций, которая одинаково безболезненно. Ключом к уменьшению боли является зубчатый хоботок комара, который уменьшает площадь поверхности кожа что хоботок вступает в контакт с. Меньше контакта означает меньше боли. Мы смогли изготовить иглы, похожие на гарпуны, которые были сконструированы в небольших биомедицинских устройствах, таких как мониторы глюкозы в крови, для пациентов с диабетом.

Конкорд и дельфин с одинаковыми носами

Авиалайнер «Конкорд» совместного производства Великобритании и Франции, как и легендарный советский ТУ-144, сумевший превысить скорость звука, совершил свой первый полет в 1969 году.

В дизайне зарубежной машины была достаточно необычная носовая часть (у советского самолета она была еще более технологичной, но речь сейчас не об этом). Для «Конкорда» она была позаимствована у дельфинов… Поскольку это была действительно эффективная форма для уменьшения трения воздуха на поверхностях носовой кромки на сверхзвуковых скоростях.

Также вдохновленные дельфинами инженеры разместили двигатели сзади для улучшения маневренности и балансировки тяжелого самолета.

Ловушка для пластика в океане и «Морское ведро»

Ещё одно изобретение от голландцев, которое помогает собирать мусор в океане. Это специальная ловушка U-образной формы с поплавками. Она захватывает мусор на поверхности воды, который потом грузят на корабль-мусоровоз и отправляют на переработку. Планируется, что для сбора всего океанского пластика нужно около 60 таких ловушек и 20 лет.

А это «морское ведро» придумали два серфера, которых очень волнует вопрос экологии. За один раз оно собирает около 20 кг мусора, а ещё фильтрует воду от масла или нефти. Серферы тестировали разработку около 4 лет и говорят, что в него ни разу не попало ни одно живое существо.

Читайте: 25 интересных сайтов, которые работают на основе нейросетей

История

Скворечник в Casinum

Архитектура издавна черпала вдохновение из природы. Биоморфизм , или включение существующих естественных элементов в качестве вдохновения в дизайн, возник, возможно, с зарождением антропогенных сред и остается сегодня. Древние греки и римляне использовали природные мотивы в дизайне, например, колонны, вдохновленные деревьями. Позднеантичные и византийские усики арабески — стилизованные версии растения акант . Вольер Варрона в Казинуме 64 г. до н.э. реконструировал мир в миниатюре. Пруд с одной стороны окружал куполообразное сооружение, в котором обитало множество птиц. Портик с каменными колоннами имел промежуточные колонны из живых деревьев.

Sagrada Família церковь по Антони Гауди началась в 1882 году является хорошо известным примером использования функциональных форм природы , чтобы ответить на структурную проблему. Он использовал колонны, моделирующие ветвящиеся навесы деревьев, чтобы решить задачи статики для поддержки хранилища.

Саграда-фамилия-арки2

Органическая архитектура использует вдохновленные природой геометрические формы в дизайне и стремится воссоединить человека с его или ее окружением. Кендрик Бэнгс Келлог , практикующий архитектор-органик, считает, что «прежде всего органическая архитектура должна постоянно напоминать нам не принимать мать-природу как должное — работайте с ней и позволяйте ей направлять вашу жизнь. Помешайте ей, и человечество окажется в проигрыше ». Это согласуется с другим руководящим принципом, согласно которому форма должна следовать потоку, а не работать против динамических сил природы. Комментарий архитектора Даниэля Либермана об органической архитектуре как движении подчеркивает роль природы в строительстве: «… более истинное понимание того, как мы видим, нашим умом и глазом, является основой всего органического. Человеческий глаз и мозг эволюционировали в течение эонов времени, большая часть которых находилась в пределах огромного, нетронутого и немощеного ландшафта нашей Эдемской биосферы! Мы должны пойти в Природу за нашими моделями, это ясно! » Органические архитекторы используют искусственные решения с вдохновленной природой эстетикой, чтобы вызвать понимание окружающей среды, а не полагаться на решения природы для решения проблем человека.

Архитектура метаболизма , движение, присутствовавшее в Японии после Второй мировой войны, подчеркивала идею бесконечных изменений в биологическом мире. Метаболисты продвигали гибкую архитектуру и динамичные города, которые могли удовлетворить потребности меняющейся городской среды. Город уподобляется человеческому телу в том смысле, что его отдельные компоненты создаются и устаревают, но объект в целом продолжает развиваться. Подобно отдельным клеткам человеческого тела, которые растут и умирают, хотя человеческое тело продолжает жить, город также находится в непрерывном цикле роста и изменений. Методология Metabolists рассматривает природу как метафору созданного человеком. Город-спираль Кишо Курокавы смоделирован по образцу ДНК, но использует ее как структурную метафору, а не как основополагающие качества цели генетического кодирования.

Были предприняты другие исторические попытки, которые не имеют прямого отношения к застроенной среде. Некоторые из этих самых ранних успешных попыток подражания природе включают электрическую батарею, имитирующую живую торпеду, Алессандро Вольта, которая восходит к 1800-м годам, а также первый успешный самолет, построенный Отто Лилиенталем после 1889 года, рассматривая птиц как биологические образцы для подражания. .

Что такое биомиметика?

Термин «биомиметик» был впервые введен Отто Шмиттом в 1969 году. Он определил его как процесс имитации образования, структуры или функции биологически производимого вещества или материала с целью производства или синтеза искусственного продукта. Это явление можно применить к структурам, механизмам, процессам или функциям. Биомиметические разработки считаются двигателем инноваций и становятся популярными не только в высокотехнологичных отраслях, но и во многих традиционных отраслях. Согласно литературным данным, разработка материалов — самая большая и популярная область биомиметической дисциплины. Было проведено множество исследований по производству интеллектуальных материалов, модификаторов поверхности, нанокомпозитов и т. Д. С использованием биомимикрии. Нанотехнологии — еще одна область, в которой биомиметика используется в качестве инструмента для создания новых приложений. Биомиметика также стала двигателем устойчивости, поскольку она помогает создавать множество устойчивых технологий посредством изучения устойчивости, исходящей от природы. Биомиметики можно условно разделить на три категории; (а) форма и функция, (б) биокибернетика, сенсорная техника и робототехника, и (в) нанобиомиметика.

Биомимикрия башен филлотаксии

Капсула Мунди

Под таким загадочным названием скрывается не что иное, как экологичный гроб. Использование деревьев в ритуальных целях сокращает долю лесов на земле. Поэтому дизайнеры из Италии Анна Чителли и Рауль Бретцель предложили создавать для захоронения людей органические капсулы из древесной стружки.

Идея кокона в том, что необычный гроб вместе с телом покойного послужит питательной основой для дерева, которое можно высадить сверху.

Породу дерева человек сможет выбрать ещё при жизни, а в первое время за саженцем будут ухаживать близкие умершего. Если эта идея станет популярной, кладбище превратится в экологичную зелёную зону.

Вертолет, похожий на стрекозу, поезд — на птицу, самолет — на дельфина и многое другое

Человек с незапамятных времен мечтал летать, как птица, плавать, как рыба, и бегать, как лошадь. Все его мечты в итоге сбылись с приходом XX века. И теперь в небе давно уже летают самолеты, под толщей воды бороздят океаны подводные лодки, а по дорогам ездят автомобили, под капотами которых заключены многие десятки лошадиных сил.

Очевидно, что в некоторых нюансах своих технических разработок человек черпал вдохновение от этой самой природы. Это можно увидеть либо в дизайне созданных инженерами технических средств, либо в технологии их работы. Особенно подход заимствования технологий у природы важен на современном этапе, когда это становится все более и более технически реализуемой задачей. Придуман и отдельный термин такому заимствованию — биомиметика.

В нашем топе мы приведем лишь два десятка интересных примеров этой самой биомиметики, но на самом деле заимствований «природных задумок» человеком насчитывается тысячи, и каждая из них по-своему облегчает нашу жизнь.

Биомиметика — это подход к созданию технологических устройств, при котором идея и основные элементы устройства заимствуются из живой природы.

Экологичная обувь

Один из способов стать ответственным потребителем – задуматься о том, что носишь. Мировые бренды одежды и обуви всё чаще заботятся о корпоративной социальной ответственности и стараются вносить вклад в экологию.

Так, Adidas сотрудничает с организацией Parley for the Oceans, которая спасает океан от загрязнения. В коллекциях бренда есть кроссовки из пластика, собранного на побережье. Сначала мусор перерабатывают в волокна, а потом из них плетут ткань, которая становится основой для верхней части обуви. По такому же принципу в Adidas делают экологичные купальники и спортивные футболки.
Кстати, некоторые марки идут в экоматериалах ещё дальше: Osklen делает обувь из остатков лососевой кожи, Matt&Nat использует старые велосипедные шины для подошв, а Bourgeois Boheme укрепляет каблуки перемолотым известняком.

Примеры биомимикрии в архитектуре

Уровень организма

На уровне организма архитектура смотрит на сам организм, применяя его форму и / или функции к зданию.

Корнишон

Корзина цветов Венеры (с губкой)

Шестиугольная кожа в картине Нормана ФостераБашня корнишонов» (2003) навеяна Губкой «Цветочная корзина Венеры». Эта губка находится в подводной среде с сильными водными течениями, а ее решетчатый экзоскелет и круглая форма помогают рассеять эти нагрузки на организм.

Проект « Эдем» (2001) в Корнуолле, Англия, представляет собой серию искусственных биомов с куполами, смоделированными по образцу мыльных пузырей и пыльцевых зерен. Grimshaw Architects обратились к природе, чтобы создать эффектную сферическую форму. Полученные геодезические шестиугольные пузырьки, надуваемые воздухом, были построены из этилентетрафторэтилена (ETFE), материала, который одновременно легкий и прочный. Окончательная надстройка весит меньше, чем содержащийся в ней воздух.

Уровень поведения

На уровне поведения здание имитирует то, как организм взаимодействует с окружающей средой, чтобы построить структуру, которая также может без сопротивления вписаться в окружающую среду.

Термитные курганы Намибия

Eastgate Center, Хараре, Зимбабве

Центр Истгейт, спроектированный архитектором Миком Пирсом совместно с инженерами Arup Associates, представляет собой большой офисно-торговый комплекс в Хараре, Зимбабве. Чтобы минимизировать потенциальные затраты на регулирование внутренней температуры здания, Пирс обратился к самоохлаждающимся холмам африканских термитов. В здании нет кондиционирования воздуха или отопления, но температура регулируется с помощью пассивной системы охлаждения, вдохновленной самоохлаждающимися насыпями африканских термитов. Структура, однако, не должна выглядеть как термитник, чтобы функционировать так же, и вместо этого эстетически заимствована из местной зимбабвийской кладки.

Катарское здание кактусов, спроектированное бангкокской компанией Aesthetics Architects для министра муниципальных дел и сельского хозяйства, представляет собой проектируемое здание, в котором отношение кактуса к окружающей среде используется в качестве модели для строительства в пустыне. Бесшумно выполняемые функциональные процессы вдохновлены тем, как кактусы выживают в сухом, палящем климате. Солнцезащитные козырьки на окнах открываются и закрываются в ответ на жару, так же как кактус подвергается испарению ночью, а не днем, чтобы удерживать воду. Проект выходит на уровень экосистемы в прилегающем ботаническом куполе, система управления сточными водами которого следует процессам, сохраняющим воду и имеющим минимальное количество отходов. Включение живых организмов в стадию разложения сточных вод сводит к минимуму количество внешних энергетических ресурсов, необходимых для выполнения этой задачи. Купол создаст пространство с контролируемым климатом и воздухом, которое можно использовать для выращивания источника пищи для сотрудников.

Уровень экосистемы

Построение на уровне экосистемы включает в себя имитацию того, как многие компоненты окружающей среды работают вместе, и, как правило, это городской масштаб или более крупный проект с множеством элементов, а не одиночная структура.

Проект Cardboard to Caviar, основанный Грэмом Уайлсом в Уэйкфилде, Великобритания, представляет собой циклическую замкнутую систему, использующую отходы в качестве питательного вещества. Проект платит ресторанам за картон, измельчает его и продает конным центрам за подстилку для лошадей. Затем загрязненная подстилка покупается и помещается в систему компостирования, которая производит много червей. Червей скармливают икре, из которой получается икра, которую продают обратно в рестораны. Идея об отходах для одного как о питательном веществе для другого может быть перенесена на целые города.

Лаваса, Индия — это город площадью 8000 акров, предложенный организацией HOK (Хельмут, Обата и Кассабаум) для региона Индии, подверженного муссонным наводнениям. Команда HOK определила, что первоначальная экосистема участка была влажным лиственным лесом, прежде чем он превратился в засушливый ландшафт. В ответ на сезонное наводнение они спроектировали фундамент здания для хранения воды, как это делали бывшие деревья. Городские крыши имитируют естественный фиговый лист баньяна, глядя на его систему капельного орошения, которая позволяет воде стекать, одновременно очищая ее поверхность. Стратегия перемещения избытка воды по каналам заимствована у местных муравьев-комбайнов, которые используют многолучевые каналы для отвода воды от своих гнезд.

Поверхности корпуса лодок позаимствованы у акул

Исследователи из Университета прикладных наук в Бремене, Германия, взяли образец поверхности кожи акул, поскольку такие естественные загрязнители в воде, как водоросли, мельчайшие мидии и другие представители флоры и фауны, которые легко прилипают к поверхностям судов, ускоряют ржавчину и увеличивают сопротивление воды, никак не влияют на акул.

Дело в том, что кожа акулы не гладкая, а покрыта мельчайшими чешуйками со сложной рифленой поверхностью, отдаленно напоминающими зубы.

Когда ученые разработали аналогично акульей силиконовую кожу, была решена и серьезная проблема в судостроительной промышленности.

Экокожа из растений

Ирландский дизайнер Кармен Хиеса запустила в Филиппинах производство экологичной кожи на основе ананасовых волокон. Материал Pinatex, похожий на войлок, разрабатывали пять лет, а теперь из него делают сумки, верхнюю одежду, обувь, пояса и ремешки для часов.

Среди активных закупщиков такой кожи – Puma и Hugo Boss. А филиппинцы получают дополнительный заработок, ведь теперь фермеры знают, что делать с ананасовыми листьями, которые раньше просто гнили.

В компании Green Banana Paper из Микронезии производят аксессуары из другого материала – бананового волокна. Дело в том, что после сбора урожая фермеры срезают часть дерева, чтобы стимулировать рост растения. Если раньше эти отходы просто разлагались на земле, то теперь из них делают водостойкий и прочный материал.

Литература

Моделирование в биологии, пер. с англ., под ред. Н. А. Бернштейна, М., 1963.
Парин В. В. и Баевский Р. М., Кибернетика в медицине и физиологии, М., 1963.
Вопросы бионики. Сб. ст., отв. ред. М. Г. Гаазе-Рапопорт, М., 1967.
Мартека В., Бионика, пер. с англ., М., 1967.
Крайзмер Л. П., Сочивко В. П., Бионика, 2 изд., М., 1968.
Брайнес С. Н., Свечинский В. Б., Проблемы нейрокибернетики и нейробионики, М., 1968.
Библиографический указатель по бионике, М., 1965.
Игнатьев М. Б. «Артоника» Статья в словаре-справочнике «Системный анализ и принятие решений»изд. Высшая школа, М., 2004.
Мюллер, Т., Биомиметика: National Geographic Россия, май 2008, с. 112-135.
Lakhmi C. Jain; N.M. Martin Fusion of Neural Networks, Fuzzy Systems and Genetic Algorithms: Industrial Applications. — CRC Press, CRC Press LLC, 1998
Емельянов В.В., Курейчик В.В., Курейчик В.Н. Теория и практика эволюционного моделирования. – М: Физматлит, 2003.

5. Архитектурно-строительная бионика

Архитектурно-строительная бионика изучает законы формирования и структурообразования живых шуб, занимается анализом конструктивных систем живых организмов по принципу экономии материала, энергии и обеспечения надежности. Нейробионика изучает работу мозга, исследует механизмы памяти. Интенсивно изучаются органы чувств животных, внутренние механизмы реакции на окружающую среду и у животных, и у растений.

Яркий пример шубной архитектурной бионики — полная аналогия строения стеблей злаков и современных высотных сооружений. Стебли злаковых растений способны выдерживать большие нагрузки и при этом не ломаться под тяжестью соцветия. Если ветер пригибает их к земле, они быстро восстанавливают вертикальное положение. В чём же секрет? Оказывается, их строение сходно с конструкцией современных высотных фабричных труб — одним из последних достижений инженерной мысли. Обе конструкции внутри полые. Склеренхимные тяжи стебля растения играют роль продольной арматуры. Междоузлия (узлы) стеблей — кольца жесткости. Вдоль стенок стебля находятся овальные вертикальные пустоты. Стенки трубы имеют такое же конструктивное решение. Роль спиральной арматуры, размещенной у внешней стороны трубы в стебле злаковых растений, выполняет тонкая кожица. Однако к своему конструктивному решению инженеры пришли самостоятельно, не «заглядывая» в природу. Идентичность строения была выявлена позже. В последние годы бионика подтверждает, что большинство человеческих изобретений уже «запатентовано» природой. Такое изобретение XX века, как застежки «молния» и «липучки», было сделано на основе строения пера птицы. Бородки пера различных порядков, оснащенные крючками, обеспечивают надежное сцепление.

Известные испанские архитекторы М. Р. Сервера и Х. Плоз, активные приверженцы бионики, с 1985 г. начали исследования «динамических структур», а в 1991 г. организовали «Общество поддержки инноваций в архитектуре». Группа под их руководством, в состав которой вошли архитекторы, инженеры, дизайнеры, биологи и психологи, разработала проект «Вертикальный бионический город-башня». Через 15 лет в Шанхае должен появиться город-башня (по прогнозам ученых, через 20 лет численность Шанхая может достигнуть 30 млн человек). Город-башня рассчитан на 100 тысяч человек, в основу проекта положен «принцип конструкции дерева».

Башня-город будет иметь форму кипариса высотой 1228 м с обхватом у основания 133 на 100 м, а в самой широкой точке 166 на 133 м. В башне будет 300 этажей, и расположены они будут в 12 вертикальных кварталах по 80 этажей (12 x 80 = 960; 960!=300). Между кварталами — перекрытия-стяжки, которые играют роль несущей конструкции для каждого уровня-квартала. Внутри кварталов — разновысокие дома с вертикальными садами. Эта тщательно продуманная конструкция аналогична строению ветвей и всей кроны кипариса. Стоять башня будет на свайном фундаменте по принципу гармошки, который не заглубляется, а развивается во все стороны по мере набора высоты — аналогично тому, как развивается корневая система дерева. Ветровые колебания верхних этажей сведены к минимуму: воздух легко проходит сквозь конструкцию башни. Для облицовки башни будет использован специальный пластичный материал, имитирующий пористую поверхность кожи. Если строительство пройдет успешно, планируется построить ещё несколько таких зданий-городов.

В архитектурно-строительной бионике большое внимание уделяется новым строительным технологиям. Например, в области разработок эффективных и безотходных строительных технологий перспективным направлением является создание слоистых конструкций

Идея заимствована у глубоководных моллюсков. Их прочные ракушки, например у широко распространенного «морского уха», состоят из чередующихся жестких и мягких пластинок. Когда жесткая пластинка трескается, то деформация поглощается мягким слоем и трещина не идет дальше. Такая технология может быть использована и для покрытия автомобилей.