Біоніка.

Вступне слово про науку біоніку.

XXІ століття. Звичними стали атомні електростанції, синхрофазотрони, надзвукові літаки, кольорове телебачення, зоряні кораблі, що борознять космічний простір. Приймаючи сьогодні як належне всі ці звершення людського генія і нічому не дивуючись, ми не перестаємо захоплюватися творіннями живої природи. Чого тільки немає в її «патентному бюро»!

Гідравлічний привід? Будь ласка, у павука. Пневматичний відбійний молоток? Ось він, у земляної оси. Ультразвуковий ло­катор? У кажана. Реактивний двигун? У кальмара. Точний барометр? У жаби, в'юна, п'явки. Запахоаналізатор, здатний роз­різняти 500 тис. запахів? У звичайної дворняжки. Справді, «на вигадки природа щедра».

Жива природа — геніальний конструктор, інженер, технолог, великий зодчий і будівельник. Мільйони років вона відпрацьо­вувала і вдосконалювала свої творіння. Природний відбір без­жально відкидав усе, що не могло пристосуватися до умов існування.

Прикладом можуть бути «навігаційні системи» деяких тварин. Так, гігантські морські черепахи для відкладання яєць здійснюють  тривалі подорожі безкрайніми просторами Тихого й Атлантичного океанів - на відстань до 6 тис. км, із завидною для найдосвідченішого штурмана точністю знаходячи дорогу додому.

Жива природа з давніх-давен була для людини джерелом натхнення в її прагненні до наукового й технічного прогресу. Про­тягом усієї своєї історії людина вчилася в природи, копіювала її «винаходи», була найретельнішим її учнем. Ще давньогрець­кий філософ Демокріт зазначав: «Від тварин ми шляхом наслі­дування навчилися найважливіших справ, а саме: ми учні павука в ткацькому і кравецькому ремеслах, ми учні ластівок — у будівництві жител і співучих птахів — у співах. Природа сама навчає нас сільського господарства...»

Відомий американський математик Норберт Вінер звернув увагу вчених усього світу на загальні закони керування й зв'яз­ку в найскладніших машинах і в живому організмі.

У 1948 р. він опублікував книжку під назвою «Кібернетика, або Керування і зв'язок в живих організмах і машинах». Вона викликала великий інтерес учених, хоч закони, які Вінер поклав в основу кібернетики, було відкрито й досліджено задовго до ви­пуску його книжки.

У розвитку кібернетики велику роль відіграли й біологічні науки, які вивчають процеси керування в живій природі. Але вирішальним у створенні кібернетики був розвиток електроніки й автоматики і особливо поява швидкодіючих обчислювальних машин. Творці найскладніших приладів запозичили ідеї конст­руювання в живих «приладів», створених природою і налаго­джених упродовж століть жорстокою боротьбою за життя. Народилася ще одна наука  - біоніка. Датою її виникнення офіційно вважають 1З вересня 1960 р. день відкриття в Дай­тоні (США) американського національного симпозіуму на тему «Живі прототипи — ключ до нової техніки». Слово «біон» по-грецькому означає «осередок життя».

Біоніка об'єднує зусилля фізиків і математиків, які разом з біологами проникають у таємниці живих організмів, щоб від­кривати нові технічні принципи і на їхній основі створювати нові інженерні пристрої.

Протягом багатьох сотень років людина ставила природі мільйони запитань, основним з яких було «чому»? Це дуже вда­ло підмітили поети. Пам'ятаєте вірші С. Маршака про маленьку дівчинку, «особу юних років», яка

Ганяє, як собак,

В негоду, дощ і тьму

П'ять тисяч «що», сім тисяч «як»,    

І тисяч сто «чому».

Зараз кількість «чому» набагато зменшилася, тоді як кількість «як» нечувано зросла.

«Як це влаштовано?» - ось основне, найважливіше запи­тання біоніки. «Як повторити цей принцип?» — друга половина цього запитання.

Сьогодні ми  розповімо про деякі досягнення біоніки, про те, які загадки природи ще треба розгадати інженерам.

Цілком можливо, що нам пощастить розгадати хоча  б деякі з них…

1.Живі локатори.

    Ще перед другою світовою війною інженери розробили й реалізували принцип радіолокації.

Творці радіолокатора й не думали, що багато технічних задач, з якими їм довелося зіткнутися, «розв'язані» природою мільйони років тому, що між одним з найдосконаліших творінь інженерного генія — радіолокатором і крихітним літаючим звірком є щось спільне. Не знали про це й зоологи. Вони знали лише, що кажани чудово орієнтуються у повній темряві. Але як? Це залишалося загадкою, над якою замислився видатний біолог і фізіолог XVIII ст. Ладзаро Спалланцані. Саме він уперше зумів встановити, що нічне бачення кажанів пов'язане не з роботою їхніх  очей, а з функцією органу слуху і ротової порожнини. Яким чином? Відповісти на це питання він не зміг. І лише після другої світової війни  американський учений Дональд Гріффін, грунтуючись на ідеях локації, розроблених інженерами, а також на фізичних поняттях звуку та ультразвуку, довів, що загадка Спалланцані пояснюється наявністю в кажана разючих щодо своєї  дос­коналості органів ехолокації.

У кажана дуже сильна мускулатура гортані, яка створює вели­кий натяг тугих і тонких голосових зв'язок, тож у гортані кажана виникають високочастотні коливання повітря, яке називається ультразвуком (до 75 тис. коливань за секунду, що вище від по­рогу людського слуху). Під час польоту кажан безперервно ви­промінює ультразвукові імпульси, напрямлені тільки в бік польоту. Довжина хвилі випромінюва­них ультразвуків невелика, тому вони добре відбиваються навіть від малих перешкод. Коли кажан летить у відкритому просторі і на шляху немає перешкод, він випромінює порівняно довгі (0,01 с) і нечасті імпульси. Це економний режим роботи лока­ційного апарата: у відкритому просторі кажан не ризикує зіткнутися з перешкодою, а виявити здобич можна і при такій низь­кій частоті випромінювання. Але досить, щоб локаційний імпульс відбився від гілки дерева і навіть від крихітного москіта, як ло­катор відразу змінює режим роботи: чим ближче об'єкт пере­слідування, тим вища частота випромінювання і коротші ім­пульси.

Використовуючи ультразвуковий локатор для ловів здоби­чі, кажани часто самі стають об´єктами полювання. Сови чують ультразвук. Маючи на крилах особливу бахрому, вони літають абсолютно безшумно, і  ніщо не заважає їм чути ультразвукові голоси кажанів.

Орієнтація за відбитими звуками виявлена і в китоподібних. Як показали експерименти, дельфіни не тільки точно локалізують  джерело звуку, а й за допомогою своїх високочастотних сигна­лів і луни, що повертається до них, дістають точну інформацію про навколишні предмети, відстань до них, тому відшукують корм у каламутних середовищах і на значних глибинах навіть уночі.

      Так із значним запізненням, уже після того, як інженери від­крили принцип локації, був з'ясований і досліджений його «про­топип» у живій природі. Але це зовсім не означає, що подальше вивчення ло­каційного апарата кажана можна припинити. Адже цей апарат не тільки високоточний і надійний,  але й енергетично економічний, мініатюрний і дуже легкий. Характерна для нього зміна режиму роботи залежно від обставин важлива з погляду економії енергіі і може бути гарним прототипом для розв'язання ше однієї нелегкої інженерної задачі — створення локаторів зі змінним режимом роботи, свого роду адаптивних лока­торів.

2. Чи можна бачити тепло?

Люди давно помітили, що гадюка, кобра та інші види отруй­них змій навіть уночі безпомильно поціляють у свою жертву. Детально вивчивши будову голови змії, вчені з'ясували, що на її морді є мікроскопічні отвори, які ведуть у терморецепторний орган, розміщений на голові, дещо нижче від очей. Його воло­дарці за допомогою такого пристосування вдається відчувати різницю температур буквально на одну стотисячну частку гра­дуса. Терморецептори шкіри людини можуть розрізняти лише десяті частки градуса. Термолокатор гримучої змії високочутливий: він реагує на сигнали, потужність яких становить мільйонні частки Вт.

Зараз учені й інженери  детально досліджують принцип термолокації змій. Створюються термолокатори, подібні до при­родних.

     Ще чутливіший прилад можна виготовити на основі властивостей напівпровідників змінювати свій опір під час нагрівання. Термістор дуже чутливий: людину, яка запалила цигарку, він виявляє на відстані півкілометра.

Слід відзначити, що інженерам вдалося сконструювати інфра­червоні детектори, які мають значно більшу чутливість, ніж де­тектори змій. Але з цього не випливає, що вже немає потреби вивчати термолокатори змій. Справа в тому, що створена людиною система бачення в темряві,— це складний електронно-оптичний пристрій значної маси й об'єму. Тому інтерес до розшифру­вання зміїного «теплового ока» не послаблюється.

А поки «патент» розшифровується, принцип термолокації все ширше застосовується в техніці й побуті. Створено спеціальну службу теплобачення. Вона приходить на допомогу там, де зви­чайними приладами важко помітити зміни. Наприклад, під ша­ром дерну горить торф. Ось тут і приходить на допомогу служ­ба термобачення. Прилади чутливо фіксують усяку зміну темпе­ратури середовища даної ділянки порівняно з навколишньою і визначають не лише наявність пожежі, а і її центр.

Про наближення холодної погоди завчасно сигналізують лю­дині бджоли. Якщо зима очікується холодна, вони заліп­люють вічко, залишаючи в ньому ледь помітний отвір; коли ж вічко відкрите, це означає, що буде тепла зима.

Ще про одного «живого гігрометра». Розповідають, що якось у ясний сонячний день Ісаак Ньютон вийшов на прогулянку і зустрів пастуха. Пастух радив ученому повернутися додому, якщо він  не хоче потрапити під дощ. Ньютон не послухався і вже через півгодини змок до нитки. Ньютон зацікавився, звідки пастух дізнався, що буде злива. Той пояснив, що йому допоміг баран: вигляд його вовни попередив про наближення дощу.  

Демонстрування дії різних приладів: психрометра, гігрометра, баромет­ра та порівняння їхньої будови  з «живими приладами».

3. Жива гідравліка

Усі, мабуть, бачили павука, але мало хто знає, скільки таєм­ниць має це створіння. Павуки —добрі завбачники пого­ди, і вчених дуже цікавлять ці «барометри». Павуки відчувають запахи, мають зір і слух, чудово уловлюють найменшу вібрацію і натяг павутини.

Найдивовижніше в  павуків — їхні кінцівки, які абсолют­но не мають мускульних волокон. Проте павуки бігають і досить швидко.

Учені з подивом установили, що ноги павука — це дуже своє­рідний гідравлічний привод, рідиною для якого є... кров. Підра­ховано, що за дуже короткий час, майже раптово, павук може підвищити свій кров'яний тиск на піватмосфери. На запитання, яким чином павуку це вдається, інженерам відповіла фізика. Це досягається тим. що павуки дуже різко змінюють об´єм порожнини своїх лапок, а з фізики відомо, що зі зменшенням об'єму збільшується тиск. Але як павук примудряється блискавично зменшувати і так само швидко збільшувати об'єм порожнини лапок, люди до цього часу зрозуміти не можуть.

А зрозуміти хотілося б. Адже можна було б сконструювати машину з такими «ногами».

Людина намагається не тільки зрозуміти природу, вона на­слідує її. Так, у Ленінградському інституті авіаційного приладо­будування створено всюдихід-павук. Це шестинога крокуюча ма­шина, яка пройде там, де не зможе пройти ні колісний, ні гусе­ничний механізм. Усі її «ноги» всіяно датчиками. Лазерне «око» оглядає навколишній простір і повідомляє в керуючий пристрій про повороти дороги і перешкоди.

Машина-павук може знайти застосування для перенесення вантажів усередині приміщень, обстеження сільськогосподар­ських і лісових угідь, у пошукових геологічних партіях. Така ма­шина може працювати і на дні моря, і на інших планетах.

Ідея крокуючих механізмів не така вже й нова. Ще в мину­лому столітті знаменитий російський учений П.Чебишев запропонував конструкцію крокуючої машини, «ноги» якої були точною копією ніг коника. Але в той час його ідея не знайшла застосування.

У наш час крокуючі  механізми широко застосовуються в усьому світі.

4. Живі сейсмографи

З численних тварин, що мають невідомі нам механізми для прогнозування штормів, біоніки в ролі першого піддослідного об'єкта вибрали медузу. Вона, за численними спостереженнями, задовго до наближення шторму спішить покинути літоральну зону і переміститись у безпечні місця.

Як же така проста тварина, як медуза, за багато годин дізнається про наближення шторму? Виявляється, в медузи є інфравухо . Воно дає їй змогу вловлювати  недоступні для людського вуха інфразвукові коливання ( частотою 8-13 Гц), які добре поширюються у воді і приходять за  10-15 год до шторму.

Інфравухо медузи — це стебельце, розширене на кінці. У цьому розширенні, схожому на колбу і наповненому рідиною, плавають камінчики, які спираються на закінчення нерва. Рідина в колбочці коливається з певною частотою. Частота коливань рі­дини в колбочці і частота коливань води в океані різні. При наближенні шторму частота коливань води в океані змінюється, і в певний момент часу частоти коливань рідини в колбочці та води в океані збігаються. Настає резонанс: амплітуда коливан­ня рідини в колбочці збільшується, унаслідок чого камінчики приводяться в рух і подразнюють нервові закінчення. При цьому збудження передається в нервовий центр. Так медуза дізнається про наближення шторму і спішить переміститись у відкрите море, щоб не бути викинутою на берет чи розбитою об скелі.

Використовуючи принцип дії «вуха» медузи, співробітники кафедри біофізики МДУ імені М. В. Ломоносова створили автоматичний прилад -— завбачник бурі. Апарат імітує «вухо» медузи, має рупор для вловлювання коливань повітря частотою 10 Гц, резонатор, який пропускає саме ці частоти і відсіває ви­падкові, п'єзодатчик для перетворення прийнятих сигналів в ім­пульси електричного струму, підсилювач і вимірювальний при­лад. За допомогою цього апарата тепер можна дізнаватися про наближення шторму за 15 годин.

5. Завбачники погоди.

«Ідеальними барометрами» є красиві маленькі рибки, які мешкають у глибині підводного царства біля берегів Японії. Вони завчасно й абсолютно безпомилково реагують на найменшу зміну погоди, і за їхньою поведінкою в акваріумі пильно сте­жать капітани білосніжних океанських лайнерів, що відправляються в далекі рейси, рибалки і сільські жителі.

 Дуже сприйнятливий до змін барометричного тиску в'юн: перед негодою він піднімається до поверхні води, передбачаючи зміну погоди за добу. Секрет тут полягає в оригінальній будові плавального міхура, який сприймає найменші перепади тиску. Чутливість в'юнів лежить на межі можливостей тех­нічних систем.

Чудовий «синоптик» — жаба. Вона має тонку й чутливу систему, яка реагує на найменші атмосферні зміни. Цю особливість жаби здавна вико­ристовують африканські племена. Місцеві жителі помітили, що перед початком сезону дощів деревна жаба виходить з води і вилазить на дерева для відкладання ікри. Якщо «прогноз» жаб, виявиться тільки приблизним, ікра висохне і потомство загине. Але помилки в жяб'ячому завбаченні трапляються надзвичайно рідко. Справа в тому, що в жаби шкіра швидко зневоднюється, тому жаба, якщо передбачається тепло, сидить у воді. У вологу погоду, перед дощем, вона вилазить на поверхню: зневоднення тепер їй не загрожує.

6. Шкіра – скорохід.

Люди давно помітили, що дельфіни, граючись, обганяють будь-який корабель. Висловлювали думку, що висока швидкість дельфіна пояснюється наявністю потужного «хвостового двигуна» і обтічною формою тіла.

Виготовили добре відполіровану дерев'яну модель, яка копіювала форму тіла дельфіна, обладнали її потужним двигуном, але виявилося, що швидкість моделі у 10 разів менша, ніж у живого дельфіна. За ім'ям біолога загадка дістала назву парадокса Грея. Спочатку намагалися пояснити парадоксальність резуль­татів досліду ламінарністю потоку води, що обтікає дельфіна. Справді, форма тіла впливає на швидкість руху (дослід) Проте невідповідність дослідних даних і теоретичних міркувань наштовхнула на думку, що розгадка ховається в іншому — в шкірі дельфіна. Пружна шкіра дельфіна усуває завихрення водяного потоку. Інженери створили спеціальні гнучкі обшивки для торпед і підводних човнів, подібні за будовою до шкіри дельфіна. Опір води зменшився більш як вдвічі. Крім того, виявилося, що шкіра дельфіна активно гасить вихо­ри потоків води. При різкому збільшенні швидкості дельфі­на опір його рухові також повинен збільшитися. Тоді шкіра дельфіна сама починає коливатися, що призводить до гасіння вих­орів  уздовж тіла. У сучасному суднобудуванні намага­ються досягти «технічних даних» дельфіна. Існують проекти ви­готовлення обшивки човнів із багатошарової гуми, у яку позмін­но нагнітатиметься й підкачуватиметься повітря. Біжуча вздовж корпусу хвиля імітує рух шкіри дельфіна.

На сьогодні ще не всі секрети швидкохідності дельфінів роз­гадані. Наприклад, гадають, що мастило, яке виробляється його особливими залозами, відштовхує воду. Найдрібніші крапельки води утворюють кільця, на яких, як на підшипниках, рухається тіло дельфіна. Боротьба за швидкість триває.

7. Живі ракети

Реактивний рух, який зараз використовується в реактивних літаках, ракетах і космічних снарядах, властивий восьминогам, кальмарам, каракатицям і медузам. Усі вони використовують для плавання реакцію (віддачу) струменя води, який викидає­ться (дослід). Саме це дало підставу назвати кальмарів біоло­гічними ракетами. У м'язах кальмара в результаті складних перетворень хімічна енергія переходить у механічну (в енергію руху).

При реактивному способі плавання тварина засмоктує воду через широко відкриту мантійну щілину в мантійну порожнину. Сила, що викликає рух тварини, створюється за рахунок вики­дання струменя води через вузьке сопло, розміщене в черевній поверхні кальмара. Це сопло має спеціальний клапан, який може повертатися під дією м'язів. Змінюючи кут встановлення воронки, кальмар пливе однаково добре вперед, назад та вбік.

Інженери вже створили двигун, подібний до двигуна кальмара. Його назвали водометом. У цьому двигуні вода засмок­тується в камеру, а потім викидається з неї через сопло; судно рухається в бік, протилежний  напряму викидання струменя води. Вода засмоктується за допомогою звичайного бензинового або дизельного  двигуна.

Чому ж двигун кальмара ще й досі привертає увагу інженерів, є об'єктом ретельних досліджень біоніків?

Кальмар засмоктує й викидає воду за рахунок скорочення м'язів, що подразнюються нервами. Щоб збільшити швидкість руху, тобто кількість реактивних імпульсів за одиницю часу, по­трібна підвищена провідність нервів. Це досягається за рахунок значного діаметра нервів. Відомо, що кальмари мають найбільші в тваринному світі нервові волокна (діаметром до 1 мм); вони передають збудження із швидкістю 25 м/с. Цим і пояснюється велика швидкість руху кальмарів  (до 70 км/год), Пошуки інженерів спрямовані на створення конструкції такого гідрореактивного двигуна, якому, як і кальмару, не треба було б додатко­вого засмоктуючого пристрою.

8.Таємниця  "броні" морського вушка

            

   Співробітники Каліфорнійського університету в Сан-Дієго розгадали загадку неймовірної міцності панциря морського вушка. "Броня" морського вушка на 95% складається з карбонату кальцію та на 5% - з білка. Карбонат кальцію зараз широко використовується в паперовій та харчовій промисловості при виробництві пластмас, фарби, гуми, продукції побутової хімії. Але сам по собі цей матеріал дуже крихкий і не здатний витримати великі навантаження (достатньо згадати звичайну крейду).

    Як вдалося з΄ясувати професору Марку Майерсу, секрет міцності панциря морського вушка полягає в особливих  властивостях білка, який поєднує крихітні "плити" карбонату кальцію.  Цей  білок забезпечує достатню міцність окремих елементів панцира, разом з тим дозволяючи  елементам зміщуватися. Завдяки цьому, "броня" амортизує удар, захищаючи морське вушко від ушкоджень. Дослідники вважають, що панцир молюска міг би послужити "прототипом" для створення міцних та легких бронежилетів для солдатів та агентів спецслужб.

Ще 3 тис. років тому китайці намагалися перейняти в комах спосіб виготовлення шовку.

9.Біоніка  та архітектура

Згадаймо  винахід Густава Ейфеля, який ще в 1889 році  сконструював модель  Ейфелевої вежі. Ця споруда вважається одним з найперших прикладів застосування біоніки. Конструкція Ейфелевої вежі заснована на науковій роботі швейцарського професора анатомії Хермана фон Мейєра. За 40 років до створення в Парижі вежі професор дослідив кісткову структуру головки  берцевої кістки в тому місці, де вона згинається і під кутом входить до  суглобу.  При цьому кістка чомусь не ламається під вагою тіла. Фон Мейєр побачив, що головка кістки вкрита сіткою мініатюрних кісточок, завдяки яким навантаження перерозпроділяється  по кістці.

Через 20 років природній перерозподіл навантаження за допомогою кривих супортів було  використано  Ейфелем.Інше, усім відоме, відкриття зробив швейцарський інженер Жорж де Местраль у 1955 році. Досліджуючи рослини, що прилипають до шерсті тварин, де Местраль визначив, що це відбувається завдяки маленьким гачечкам на плодах рослин. Через вісім років інженер запатентував зручну "липучку" Velcro, яка сьогодні широко використовується.

  10. В останні роки біоніка отримала значний імпульс до нового розвитку. Це пов΄язано з тим, що сучані технології дозволяють копіювати природні конструкції високою точністю. У ході еволюції, впродовж мільйонів років, живі організми навчилися жити, розмножуватися та процвітати з мінімальною  витратою енергії. Це засновано на унікальному метаболізмі тварин та  оптимальному обміні енергією між різними формами життя. Таким чином, переймаючи в природи інженерні рішення, можна значно збільшити енергоефективність та продуктивність сучасних  технологій.

 Природні матеріали дешеві та поширені у великій кількості, а їх властивості значно універсальніші за ті, що були виготовлені людиною. Люди застосовують енергомісткі процеси отримання різних надміцних речовин, а от природа виготовляє  їх більш ефективними способами. Дизайн природних конструкцій поки теж не можна порівняти з намаганнями людини сконструювати щось подібне. Промисловості поки недоступні технології створення інтелектуальних систем, які, взаємодіючи з навколишнім середовищем, можуть самі налагоджуватися, змінюючи  свої властивості.

За даними Вільгельма Бартлота з Бонського університету, який протягом десятків років вивчав "архітектуру" поверхонь тисяч рослин, з΄ясувалося, що пелюстки білого лотоса вкриті крихітними вістрями. На таких вістрях важко втриматися частинкам пилу та бруду, і їх легко змивають краплі дощу. Цей "лотосовий ефект" використали   виробники фарби  в Німеччині, названій "Лотосан".

 На основі будови та переміщення у грунті дощового черв’яка, вченими було створені установки для буріння свердловин. Тому що, скорочуючи кільцеві м’язи, дощові черви роблять передній край тіла досить тонким, який легко проникає між частинками грунту. Коли скорочуються поздовжні м’язи, передній кінець потовщується, чим і розштовхує грунт, утворюючи нірку. Вчені пояснили, що пробурюючи шари землі, частина її висипається 

у отвори на бурильних трубах. А після закінчення буріння, землю ущільнюють. 
Молюски також стали прикладами для біоніки. Придивившись до раковини архітектори віднайшли, що її форма зручна і може використовуватись при спорудженні державних споруд. Першими, хто використав будову раковини молюсків у будівництві, були американці. Вони будували школи по спіралі. Із основної частини можна легко потрапляти у навчальні приміщення, у класи з технічними засобами навчання, у дитячий театр, у кабінети для адміністрації. 
На основі функції мантійної порожнини молюсків фільтрувати і сортувати частини, які знаходяться у воді, почали споруджувати технічні берегові очисні системи. Звичайно, такі системи постійно удосконалюються, тому що водне середовище може бути надто забруднене.
Кінцівки рака, а саме клешні, з їхніми рухами є також прикладами створення технічних засобів. Ці органи захоплюють їжу, підтягують її до рота, досліджують навколишнє середовище та слугують опорою. Не завжди клешні досягають певної мети, тоді рак знову повторює свої рухи, але частіше змінює положення свого тіла та траєкторію руху в просторі. Конструктори промислових роботів, вивчаючи рухи раків, створили механічну руку і системи керування нею. 

1.     Лассо – своєрідний аркан, що відомий з давніх-давен для відловлювання коней. Схожий цей пристрій на ловильні сітки павуків, але не всіх, а певних видів. Наприклад, у Південній Америці живуть павуки, які роблять із павутини сачок. Вдень вони перебувають в оціпенінні, і схожі на бруньки дерева, а вночі плетуть ловчу сітку, яку натягують між кінцівками. Коли комаха пролітає повз павука, той миттєво витягує довгі ноги і натягує павутинну сітку на жертву. А в Австралії живуть павуки, які на кінець нитки прикріплюють крапельку своєї рідини. Коли жертва наближається, то павук стрімким влучним кидком кидає нитку з клейкою краплею так, щоб вона влучила комаху, після чого її крила та лапки склеюються. Такі ловильні пристосування сподобалися людям і ті зробили штучну ловильну сітку - лассо, які використовуються у господарстві.
5. На основі будови кінцівок мухи вченими були створені крокуючі роботи, які відшуковують на металевій поверхні дефекти. Чому саме муха була об’єктом для такого відкриття. Мабуть, тому, що на лапках у цих комах наявні різноманітні хеморецептори – мініатюрні біологічні датчики. Їх 4 типи: одні аналізують склад води, інші визначають наявність цукру, треті досліджують різні мінеральні солі, а останні вказують на наявність білкової їжі. Такі ж рецептори наявні і на хоботку ротового апарату. Завдяки всім цим рецепторам муха завжди знає, що у неї під ногами: якого хімічного складу рідина чи їжа, а можливо щось неїстівне. За рухами хоботка можна дізнатися які речовини і в яких концентраціях вживає муха. Отже, на основі таких досліджень вчені змайстрували робот, до корпусу якого прикріпили 6 ніг і кожна має по два приводи (двигун та механізми, що передають інформацію). Механізми відрізняються тим, що один з них для горизонтального, а інший для вертикального переміщення. Нога закінчується чобітком із подушечкою, що просочена клейкою речовиною. Ноги поєднані у дві групи, по три у кожній. Крокує робот спочатку однією групою ніг, а друга приклеєна до опорної поверхні. До черевичків поперемінно подається електричний струм і вони приклеюються. Такому приладу легко визначити дефекти на поверхні. Крім того, робот має око – телекамеру, електричний кабель та трубку для подачі повітря до пневмопроводів.
6. Вивчення будови та форми тіл водних тварин, таких як риби та кити, допомогло удосконалити та довести до досконалості нові апарати, які б відповідали принципам пропорційності в природі. Підводні човни та кораблі мають веретеноподібну обтічну форму тіла із необхідною пропорційністю довжини і ширини. Це сприяє зниженню протидії апарату у воді.
Спостерігаючи за швидкістю плавання тунця та його стрімкими рухами у воді, на вантажних судах почали встановлювати горизонтальні стабілізатори як плавці у тунця, завдяки чому покращилось маневрування суден. А японські кораблебудівники носи своїх суден роблять схожими за формою на голови вусатих китів, і дотримуються також пропорцій тіла цієї морської тварини. 
Суднобудівники використовують не лише форму тіла риби чи кита, вони досягли успіхів у створенні пристосувань для байдарок та спортивних човнів. Адже тварини у воді коливаються всім тілом, і хвостом найбільше, неначе по тілу біжить хвиля. Вчені визначили, що хвилеподібний рух економічно вигідний, так як іде мінімальна затрата енергії і досягається велика швидкість.
Вивчення бічної лінії риб також допомогло створенню цікавого приладу. Бічна лінія має численну кількість електрорецепторів, завдяки яким риба сприймає напрямок течії, стан каламутності води та коливання хвилі, відбитої від різних предметів. Цими електрорецепторами риби сприймають зовнішнє електричне поле, низькочастотні коливання води та інфразвуки як провісників землетрусів. Тому люди прибережних зон знають, коли глибоководні риби плавають біля поверхні води, треба чекати землетрусу. Тому біоники, вивчивши поведінку риб, створили прилад, що прогнозує землетруси – сейсмоприймач.
7. Очі жаби досить цікаві і складні структури. Вкриті вони рухомими повіками, рогівка випукла, а кришталик нагадує двоопуклу лінзу. Все це надає їм саме жаб’ячого зовнішнього вигляду. А нервові клітини в очах утворюють чотири шари. Така особлива будова пов’язана і з поведінкою земноводного. На перший погляд, повністю нерухлива жаба може миттєво зреагувати, якщо виникає небезпека. Вченими було доведено, що вона змінює свої стани миттєво лише в тому випадку, якщо в полі її зору з’являєтья рухома здобич. Як це відбувається? Дослідами було доведено, що інформація про муху, яка пролітає біля жаби, надсилається у мозок тварини за допомогою саме 4-ох шарів нервових клітин. Кожен із шарів містить спеціалізовані волокна, які створюють окреме зображення. Один шар сприймає контури істоти, що рухається, другий сприймає контури їстівних тварин або ворогів, третій реагує на переміщення, а четвертий реагує на затемнення. У результаті надісланих від нервових клітин сигналів у мозку жаби виникає сумарне зображення того, що їй необхідно бачити. Тобто, не всього, що навколо, а лише того, що є для неї життєво необхідно. 
У лабораторіях багатьох країн стали створювати електронні аналоги очей жаби, приладів з вибірковою здатністю. Електронне око складається із тисяч світлочутливих елементів. За площею воно досить велике, не менше 1 кв.м. Поза світлочутливих клітин розміщуються розшаровані схеми, кожен шар яких виконує певну функцію, як шар нервових клітин ока жаби. Функцію мозку у апараті виконує панель із лампочками. При переміщенні предмету із певними контурами, деякі лампочки миготять, потім інші, тобто наявна вибіркова здатність. Найкраще пристосували такі апарати для сортування листів за індексами, зазначеними на конвертах. У пам’яті автоматичного сортувальника вкладено набір еталонів: шестизначний номер кожного листа автомат прочитує, порівнює із еталоном і направляє у відповідну лунку. 
8. Вивчення особливостей стуку дятла було доведено, що у цього птаха при ударі об стовбур дзьоб з тілом утворює єдину міцну жорстку систему, що забезпечує надійність робочих зусиль птаха. Дзьоб під час видовбування личинок діє як долото. Спочатку птах робить декілька слабких ударів, відшукуючи правильне положення дзьоба, потім напружує шийні м’язи і безпосередньо під час сильного удару, все його тіло стає міцною злагодженою системою. Голова і дзьоб рухаються туди-сюди строго перпендикулярно дереву без найменших відхилень. Було доведено, що тільки при такому положенні шия та голова захищені від пошкоджень. Вченим захотілося використати уміння дятла у промисловості при конструюванні нових автомобільних сидінь. Під час аварійної ситуації такі сидіння погашають значні навантаження на тіло від ударів, так як людина і сидіння – це єдина система. 
9. Цікавими для біоніки є птахи відкритих водних просторів: альбатроси, фрегати, буревісники. Уміння ефективно керувати своїм польотом досить важливо для кожного птаха, але саме ці види уміло використовують переміщення повітряних потоків під час польотів. З попутним поривом вітру альбатроси направляються вниз до води, над поверхнею розвертаються грудьми до вітру і знову, не махнувши ні разу крилами, плавно піднімаються вгору, використовуючи підйомну силу зустрічного потоку повітря. Вони можуть пролетіти сотні кілометрів, майже не розходуючи енергії. Кожна пір’їна під впливом вітру, приходячи в рух, надсилає сигнали у ЦНС, яка виробляє командні сигнали для крил. Отже, птахи в повітрі без надобності крилами не махають. Раціональність польоту заключається у мінімальній затраті сил при максимальній дальності польоту і максимальному використанню повітряних потоків. Авіаторів постійно приваблюють польоти птахів, тому створюючи планери, вони також використовують енергію руху повітряних мас, літаючи у повітрі без мотору. Тривалість польоту залежить також від уміння планериста використовувати повітряні потоки. 
Повітряний спорт сьогодні використовує для катання в повітрі на висоті, пінопластові або пробкові дошки, які прив’язуються до людини. Спортсмени, неначе сковзаються по повітрю, а коли до землі залишається 300 м, відкривають парашути.
10. На основі знань про відмінне риття нір кротами в грунті, створені дренажні машини для осушування боліт. Головна частина такої машини – це дренер. Наявна ще одна складова частина механізму – плуг, який функціонально відповідає кінцівкам крота. Плуг прориває шари землі, а дренер, що рухається за ним, прокладає канал, втоптуючи грунт, як кріт. 
11. У летючих мишей досить розвинена система ехоорієнтування.Передатчиком є гортань, яка виробляє ультразвуки. Приймачем є слуховий апарат, налаштований на ту ж саму частоту. Від комахи, яку відчула летюча миша і якою вона хоче поживитися, відбиваються звуки, уже змінені за силою або частотою, у залежності від виду комахи. Тварина точно визначає будову «запеленгованого» об’єкта та відстань до нього. На основі уміння летючих мишей сприймати ультразвуки у минулому столітті створено радіолокаційні станції. У простір посилається імпульс, який відбивається від об’єкту, що відшуковується, потім сприймається приймачем, і у вигляді сигналів виявляється на певному екрані.
Оглядову радіолокаційну систему можна створити на основі будови очей птахів. Тому, що сітківка пташиного ока вибірково обирає об’єкти, що рухаються в одному напрямку, тобто визначає направлений рух. Створена радіолокаційна система як око голуба, може знаходити літаки, що летять у заданому напрямку. 
12. Для біоніків цікавими стали, навіть, динозаври. Чому? Коли вчені працювали над проблемою буріння скважин, були створені десятки конструкцій ріжучих поверхонь до бурових колонок. Але всі вони, дійшовши до твердих порід, затуплялись. Потім було згадано про зуби вимерлих плазунів – динозаврів. Конфігурація їхніх зубів підказала винахідникам форму ножа до двохярусної бурової колонки. 
13. Навколо нас велика кількість запахів. Ми уловлюємо лише невелику частину. Найкраще розвинений орган нюху у щурів. Адже з ними велася і ведеться уже багатовікова боротьба, а ці тварини виживають. Вважають, що щурі відчувають невелику концентрацію хімічної речовини. Вони за запахом знаходять собі їжу, визначають їстівна вона чи ні, за запахом повертаються до свого житла, визначають своїх та чужих. Адже для них і багатьох інших тварин, запах – це їхня мова. Якби розкрити таємницю високої чутливості органу нюху у щурів, можна було б сконструювати запахоуловлювач-індикатор. З його допомогою вдалося б покращити контроль технологічного процесу приготування харчових продуктів, дегустацію, якість готової продукції. Таких приладів потребують мисливці та єгері для визначення виду тварин та орієнтації місця їх перебування, криміналісти для ефективного ведення розслідування, медпрацівники для діагностики захворювань.
Вчені працювали тривалий час над створенням «механічного носа». На сьогоднішній день його зразки використовуються у парфюмерії, харчовій промисловості, для визначення сп’яніння у водіїв та виду наркотиків, які були вжиті наркотично залежними людьми. Також використовуються для встановлення наявності вибухових речовин. 
14. На основі вивчення очей котів, вчені визначили, що ці тварини бачать у 6 разів краще, ніж людина. У сутінках їхні очі світяться, що пов’язано із відображенням світла специфічною структурою органу зору. Штучні очі, які світяться, створені і успішно використовуються на автошляхах для попередження аварій. Це так звані катафоти – оптичні прибори, які вмонтовані на дорожних знаках, на відбійниках доріг і світяться від автомобільних фар. 
Здатність котів падати завжди тільки на лапи використовувалась космонавтами у космічних кораблях, де відсутня гравітація. Щоб утримати тіло у вертикальному положенні космонавти повинні здійснювати відповідні обертальні рухи ніг. Адже, кішка при падінні з висоти вирівнює тіло відповідно до поздовжньої осі, тобто тварина обертається у повітрі так, щоб приземлитися на чотири лапи.