생체공학이란 무엇인가요?

생체모방이란 생물의 구조적, 기능적 원리를 이용해 기계나 다양한 신기술을 개발하는 등 생물을 모방하는 특별한 능력이다. 바이오닉스(새를 모방)

바이오닉스라는 용어는 1960년 American Steele에 의해 라틴어 "bios(삶의 방식을 의미)"와 접미사 "nlc('... '의미)'로 구성된다. 바이오닉스(Bionics)는 그리스어로 생명을 뜻하는 바이오(bio)와 공학기술을 뜻하는 아이스(ices)를 더해 만든 단어다. 1960년경부터 사용되었습니다. 생물의 기능은 그 어떤 인공기계보다 월등히 뛰어나다. 생체모방은 공학에서 생물학적 기능을 구현하고 효과적으로 적용하는 것을 목표로 하는 학문이다. 예를 들어 정보수용(감각기능), 정보전달(신경기능), 자동제어시스템 등에 있어서 이 유기체의 구조와 기능은 기계설계에 큰 영감을 주었다. 생체 공학의 예로는 돌고래의 체형이나 피부 구조(헤엄칠 때 몸 표면의 난류를 방지하는 기능)를 잠수함 설계 원리에 적용하는 것이 있습니다. 생체모방도 사이버네틱스와 밀접한 학문으로 여겨지는데, 사이버네틱스는 주로 생물학적 현상을 기계적인 원리로 비교, 연구, 설명하는 학문이다. 파리는 박테리아를 퍼뜨리는 동물이므로 모두가 파리를 싫어합니다. 그러나 파리의 날개는 '천연 항해자'이며, 사람들은 이를 모방하여 '진동하는 자이로스코프'를 만들었습니다. 이러한 종류의 장비는 자동 운전을 구현하기 위해 로켓 및 고속 항공기에 사용되었습니다. 파리눈은 3,000개 이상의 작은 눈으로 구성된 '복합눈'으로, 사람들은 이를 모방하여 '파리눈 렌즈'를 만듭니다. "파리의 눈 렌즈"는 다양한 용도로 사용되는 새로운 유형의 광학 부품입니다. "파리눈 렌즈"는 수백, 수천 개의 작은 렌즈가 가지런히 배열되어 구성되어 있으며, 한 번에 수천 장의 동일한 사진을 촬영할 수 있는 "파리눈 카메라"를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 이러한 종류의 카메라는 인쇄판 제작과 전자 컴퓨터의 작은 회로의 대규모 복제에 사용되어 작업 효율성과 품질을 크게 향상시킵니다. 정체성을 얻거나 잃은 생명체들은 자연적으로 어떤 이상한 능력을 갖고 있을까? 그들의 다양한 능력은 인류에게 어떤 영감을 주었나요? 이러한 능력을 모방함으로써 인간은 어떤 종류의 기계를 만들 수 있을까? 여기에 소개될 새로운 과학, 바로 생체공학입니다.

이 단락 편집 인간 생체 공학의 기원

고대부터 자연은 인간의 다양한 기술 아이디어, 공학 원리 및 주요 발명의 원천이었습니다. 다양한 생물은 오랜 진화 과정을 거쳐 환경 변화에 적응하고 생존하고 발전해왔습니다. 노동은 인간을 창조한다. 인간은 곧은 몸과 일할 수 있는 손, 감정과 생각을 전달하는 언어를 통해 장기적인 생산 실천을 통해 신경계, 특히 뇌의 높은 발달을 촉진해 왔습니다. 그러므로 인간의 비교할 수 없는 능력과 지능은 생물학적 세계의 모든 집단을 훨씬 능가합니다. 인간은 자신의 독창성과 손재주를 이용해 노동을 통해 도구를 만들고, 이를 통해 자연 속에서 더 큰 자유를 얻는다. 인간의 지혜는 생물학적 세계를 관찰하고 이해하는 데 그치지 않고, 인간 고유의 사고와 설계 능력을 활용하여 생물을 모방하고 창의적인 노동을 통해 능력을 키워 나갑니다. 물고기는 물 속에서 자유롭게 드나드는 능력이 있어서 사람들은 물고기의 모양을 흉내내어 배를 만들고, 나무 노를 이용해 지느러미를 흉내낸다. 일찍이 다유시대부터 우리나라 고대 노동자들은 물고기가 꼬리를 흔들며 헤엄치며 물속을 도는 모습을 관찰하고, 배의 선미에 나무 노를 얹어 놓았다고 한다. 관찰과 모방, 연습을 거듭하면서 그는 점차 노와 방향타로 바뀌었고, 배의 힘을 키우며 배를 돌리는 방법을 터득했다. 이런 식으로 사람들은 거친 강에서도 배를 자유롭게 항해할 수 있습니다.

새는 날개를 펴고 자유롭게 공중을 날 수 있습니다. "Han Feizi"에 따르면 Lu Ban은 대나무와 나무로 새를 만들었고 "그것은 날아가서 3일 동안 머물렀다"고 합니다. 하지만 사람들은 새가 공중을 날 수 있도록 새의 날개를 모방하기를 희망합니다. 400여 년 전, 이탈리아의 레오나르도 다 빈치와 그의 조수들은 새를 주의 깊게 해부하고 새의 신체 구조를 연구하고 새의 비행을 주의 깊게 관찰했습니다. 세계 최초의 인공 비행 기계인 오니톱터를 설계하고 제작했습니다. 위의 발명과 생물학적 구조와 기능을 모방하려는 시도는 인간 생체공학의 선구자이자 생체공학의 싹이라 할 수 있다.

생각을 자극하는 비교를 위해 이 단락 편집

인간의 생체 공학적 행동

인간의 생체 공학적 행동은 오랫동안 프로토타입화되었지만 1940년대 이전에는 사람들이 의식적으로 그렇게 하지 않습니다. 생물학을 디자인 아이디어와 발명의 원천으로 간주합니다.

생물학에 대한 과학자들의 연구는 살아있는 유기체의 정교한 구조와 완벽한 기능을 설명하는 데 그칩니다. 엔지니어링 및 기술 인력은 인공 발명품을 만들기 위해 뛰어난 지혜와 노력에 더 의존합니다. 그들은 생물학적 세계로부터 의식적으로 배우는 경우가 거의 없습니다. 그러나 다음 사실을 통해 설명할 수 있습니다. 사람들이 직면하는 기술적 문제 중 일부는 수백만 년 전에 생물학적 세계에 나타났으며 진화 과정에서 해결되었습니다. 그러나 인간은 생물학적 세계에서 깨달음을 얻지 못했습니다. 당신은 자격이 있습니다. 제1차 세계 대전 동안 군사적 필요성으로 인해 선박이 수중에서 은밀하게 항해할 수 있도록 잠수함이 제작되었습니다. 엔지니어와 기술자는 원래 잠수함을 설계할 때 먼저 잠수함에 돌이나 납 블록을 적재하여 수면으로 올라오려면 돌이나 납 블록을 버리고 보트가 수면으로 돌아오도록 했습니다. .물로 오세요. 나중에 개선 후 잠수함의 무게를 변경하기 위해 폰툰에 물을 교대로 채우고 배수하는 방법이 잠수함에 사용되었습니다. 나중에는 평형수 탱크로 바뀌었는데, 물탱크 상부에 수축밸브가 있고 하부에 물채우기 밸브가 있었는데, 물탱크에 바닷물을 채우면 보트의 무게가 늘어나 물에 잠겼다. 물 속으로. 긴급 다이빙이 필요한 경우 스피드 다이빙 챔버도 있습니다. 보트가 물에 잠긴 후 스피드 다이빙 챔버의 바닷물이 배출됩니다. 밸러스트 탱크의 한 부분은 물로 채워져 있고 다른 부분은 비어 있으면 잠수함이 반쯤 잠길 수 있습니다. 잠수함이 뜨고자 할 때 압축공기를 수조에 통과시켜 바닷물을 배출하면, 보트에 실린 바닷물의 무게가 줄어들면 잠수함이 뜨게 된다. 이러한 우수한 기계 장치 덕분에 잠수함은 자유롭게 가라앉고 부유할 수 있습니다. 그러나 나중에 물고기의 가라앉고 뜨는 시스템은 사람들이 발명한 것보다 훨씬 간단하다는 것이 밝혀졌습니다. 물고기의 가라앉고 뜨는 시스템은 단지 부풀린 부레일 뿐입니다. 수영 방광은 근육에 의해 제어되지 않지만 수영 방광에 산소를 분비하거나 수영 방광에 있는 산소의 일부를 재흡수하여 수영 방광의 가스 함량을 조절함으로써 물고기가 자유롭게 가라앉고 부유할 수 있도록 합니다. 그러나 그렇게 독창적인 물고기의 가라앉고 떠다니는 시스템으로 잠수함 설계자들에게 영감을 주고 도움을 주기에는 너무 늦었습니다. 소리는 사람들의 삶에 없어서는 안 될 요소입니다. 언어를 통해 사람들은 생각과 감정을 교환하고, 아름다운 음악은 사람들이 예술을 즐길 수 있게 해줍니다. 엔지니어와 기술자 역시 음향 시스템을 산업 생산과 군사 기술에 적용하여 가장 중요한 정보 중 하나가 됩니다. 잠수함이 출현한 이후에는 수면 위의 선박이 잠수함의 위치를 ​​알아내서 잠수 공격을 방지할 수 있어야 하며, 잠수함이 물에 가라앉은 후에는 적 선박의 위치와 거리를 정확하게 파악해야 합니다. 공격. 따라서 제1차 세계대전 중에는 해상, 지상, 해상에서 반대파 간의 투쟁에 다양한 수단이 사용되었습니다. 해군 엔지니어들은 또한 중요한 정찰 수단으로 음향 시스템을 사용합니다. 가장 먼저 사용되는 것은 소음 방향 탐지기라고도 불리는 수중청음기로, 항해 중에 적 선박이 내는 소음을 듣고 적 선박을 탐지합니다. 주변 해역에 적함이 항해하는 한 기계와 프로펠러에서 소음이 발생하며 이는 수중청음기를 통해 들을 수 있으며 적군을 적시에 탐지할 수 있습니다. 그러나 당시의 수중음파 장치는 매우 불완전하여 일반적으로 자기 선박의 소음만 포착할 수 있었으며, 적 선박의 소리를 들으려면 선박이 잠수함의 소음을 구별하기 위해 속도를 줄이거나 심지어 완전히 멈춰야 했습니다. 전투 작전에 도움이 됩니다. 곧 프랑스 과학자 Langevin(1872-1946)은 초음파 반사 특성을 성공적으로 사용하여 수중 선박을 탐지했습니다. 초음파 발생기는 물 속으로 초음파를 방출하는 데 사용됩니다. 초음파가 목표물을 만나면 반사되어 수신기에 수신됩니다. 수신된 에코의 시간 간격과 방향을 기반으로 대상의 방향과 거리를 측정할 수 있는 것이 소위 소나 시스템입니다. 인공 음파탐지기 시스템의 발명과 적 잠수함 탐지에 있어서의 뛰어난 성과는 한때 사람들을 놀라게 했습니다. 인간이 지구에 나타나기 오래 전부터 박쥐와 돌고래는 이미 "반향 위치 측정" 소나 시스템을 쉽게 사용할 수 있었다는 사실을 모르십니까? 박쥐는 귀와 입으로 '볼' 수 있습니다.

오랫동안 생물체는 소리로 둘러싸인 자연 속에서 살아왔습니다. 그들은 소리를 이용해 먹이를 찾고, 적으로부터 도망치고, 짝을 찾아 번식합니다. 그러므로 소리는 생명체가 생존하는데 중요한 정보이다. 이탈리아 과학자 스파라티에(Sparatier)는 박쥐가 완전한 어둠 속에서도 장애물을 피하고 날아다니는 곤충을 잡아먹으면서 자유롭게 날 수 있다는 사실을 오래 전에 발견했습니다. 그러나 박쥐의 귀를 막고 입을 막은 후에는 어둠 속에서 움직이기가 어렵습니다. 이러한 사실에 직면하여 Splatier는 사람들이 받아들이기 어려운 결론에 도달했습니다. 즉, 박쥐는 귀와 입으로 "볼" 수 있다는 것입니다. 입으로 초음파를 발산하고, 장애물에 부딪혀 반사되면 귀를 이용해 초음파를 수신할 수 있다. 1920년 1차 세계대전 이후 하디는 박쥐가 인간이 들을 수 있는 범위를 넘어서는 주파수의 음향 신호를 방출한다고 믿었습니다.

그는 또한 박쥐의 표적 위치 확인 방법이 제1차 세계대전 당시 랑주뱅이 발명한 초음파 반향 위치 확인 방법과 동일하다고 제안했다. 불행하게도 Hardy의 팁은 눈에 띄지 않았고 엔지니어들은 박쥐가 "반향 위치 측정" 기술을 가지고 있다는 것을 믿기 어려웠습니다. 박쥐가 초음파를 방출하여 자신의 위치를 ​​찾는다는 사실이 완전히 확인된 것은 1983년 전자 측정 장비를 사용하면서부터였습니다. 그러나 이것은 더 이상 레이더와 소나의 초기 발명에 도움이 되지 않았습니다. 비행기를 만들기 위해 잠자리 날개에서 영감을 얻은 또 다른 예는 곤충 행동에 대한 뒤늦은 연구입니다. 레오나르도 다 빈치가 새의 비행을 연구하고 최초의 비행기를 만든 지 400년이 지난 후, 오랜 연습 끝에 1903년 마침내 비행기가 발명되면서 인류는 하늘을 나는 꿈을 실현하게 되었습니다. 지속적인 개선을 통해 30년이 지난 지금, 인간 항공기는 속도, 고도, 비행 거리 측면에서 새를 능가하며 인간의 지혜와 재능을 보여주었습니다. 그러나 더 빠르고 더 높게 비행하는 항공기를 계속 개발하면서 설계자들은 또 다른 문제에 직면했는데, 바로 공기 역학의 플러터 현상이었습니다. 비행기가 날 때 날개에 유해한 진동이 발생하는데, 속도가 빨라질수록 날개의 펄럭임이 강해지며 심지어 날개가 부러져 비행기가 추락하는 일도 발생해 많은 시험 조종사가 목숨을 잃었습니다. 항공기 설계자들은 유해한 플러터 현상을 제거하기 위해 많은 노력을 기울였으며, 이 문제에 대한 해결책을 찾는 데 오랜 시간이 걸렸습니다. 가중치 장치는 날개 앞쪽 가장자리의 맨 끝에 배치되어 유해한 진동을 제거합니다. 그러나 곤충은 이미 3억년 전부터 공중을 날고 있었고, 그들도 플러터의 피해에서 예외는 아니었습니다. 오랜 진화 끝에 곤충은 플러터를 방지하는 방법을 성공적으로 얻었습니다. 생물학자들이 잠자리 날개를 연구하던 중, 각 날개의 앞쪽 가장자리 위에 날개 눈 또는 날개 모반과 같은 어둡고 두꺼워진 각질 부위가 있음을 발견했습니다. 날개 눈을 제거하면 비행이 불규칙해질 것입니다. 실험에 따르면 잠자리의 날아다니는 날개에서 펄럭이는 피해를 제거하는 것이 날개 눈의 각질 조직이라는 것이 입증되었습니다. 이는 디자이너의 뛰어난 발명품과 매우 유사합니다. 디자이너가 먼저 곤충에게서 날개눈의 기능을 배우고, 플러터 해결에 도움이 되는 디자인 아이디어를 얻으면 장기적인 탐색과 인적 희생을 피할 수 있다. 잠자리 날개의 눈을 마주한 항공기 설계자들은 이렇게 늦은 나이에 만난 듯한 느낌을 줍니다! 위의 네 가지 예는 많은 생각을 하게 하고 사람들에게 많은 영감을 주었습니다. 인간이 지구에 출현하기 오래전부터 다양한 생물들은 수억 년 동안 자연 속에서 살아오며 오랜 기간 생존을 위한 투쟁을 하면서 자연에 적응하는 능력을 갖게 되었습니다. 생물학적 연구는 진화 과정에서 유기체가 형성하는 매우 정확하고 완전한 메커니즘을 통해 유기체가 내부 및 외부 환경의 변화에 ​​적응할 수 있음을 보여줄 수 있습니다. 생물학적 세계에는 많은 유익한 능력이 있습니다. 체내 생합성, 에너지 전환, 정보 수신 및 전달, 외부 세계 인식, 항법, 방향 계산 및 합성 등 기계와 비교할 수 없는 많은 장점을 보여줍니다. 생명체의 작은 크기, 감도, 속도, 효율성, 신뢰성 및 간섭 방지 기능은 정말 놀랍습니다. 바이오닉스의 중요성은 생물학과 기술을 연결하는 가교 역할을 합니다. 주전자를 끓이는 것이 밝혀지면서 와트는 기차를 발명하게 되었습니다.

1782년 제임스 와트(James Watt, 1736~1819)가 증기기관을 발명한 이래로 사람들은 생산에 힘썼습니다. 산업기술 측면에서는 에너지 전환, 제어, 활용 문제를 근본적으로 해결함으로써 1차 산업혁명을 촉발시켰고, 비가 내린 뒤 버섯처럼 다양한 기계들이 생겨나면서 인간의 능력이 크게 확대되고 향상되었습니다. . 체력은 사람들을 무거운 육체 노동으로부터 해방시킵니다. 기술의 발달로 사람들은 증기기관 이후 전기시대를 경험하고 자동화 시대로 나아갔습니다. 1940년대 전자컴퓨터의 출현은 인류 과학기술의 보물창고에 귀중한 부를 더해 주었으며, 믿을 수 있고 효율적인 능력으로 사람의 손에 있는 수만 가지의 다양한 정보를 처리할 수 있게 되었고, 사람이 광활한 바다에서 광활한 바다로 이동할 수 있게 되었습니다. 숫자와 정보에서 벗어나 컴퓨터와 자동 장치를 사용하면 복잡한 생산 공정에 직면하여 사람들이 편안하고 노동력을 절약할 수 있어 생산 절차를 정확하게 조정하고 제어하여 제품 사양을 정확하게 만들 수 있습니다. 그러나 자동제어장치는 사람이 정한 정해진 절차에 따라 작동하기 때문에 제어능력이 매우 제한적이다. 자동 장치는 외부 세계에 대한 유연한 분석 및 대응 능력이 부족하여 예상치 못한 상황이 발생하면 자동 장치가 작동을 멈추거나 심지어 사고가 발생할 수도 있다는 점은 자동 장치 자체의 심각한 단점입니다.

이러한 단점을 극복하기 위해서는 기계의 다양한 구성요소 간, 기계와 환경 간의 '통신'을 가능하게 하는 것, 즉 자동 제어 장치가 내부 환경의 변화에 ​​적응할 수 있는 능력을 갖게 하는 것 외에는 아무 것도 없습니다. 그리고 외부 환경. 이 문제를 해결하기 위해서는 공학기술이 어떻게 수용하고 변환할지를 해결해야 합니다. 정보 활용 및 통제 문제. 따라서 정보의 활용과 통제는 산업기술의 발전에 있어 큰 모순이 되고 있다. 이 모순을 해결하는 방법은 무엇입니까? 생물학적 세계는 인류에게 유용한 깨달음을 제공해 왔습니다. 인간이 생물학적 시스템으로부터 깨달음을 얻으려면 먼저 생물학적 장치와 기술적 장치가 동일한 특성을 가지고 있는지 연구해야 합니다. 1940년대에 등장한 조건화 이론은 일반적인 의미에서 생물과 기계를 대조했습니다. 1944년까지 일부 과학자들은 기계와 유기체가 통신, 자동 제어, 통계 역학과 같은 일련의 문제에 대해 일관성이 있다는 결론을 내렸습니다. 이러한 이해를 바탕으로 1947년에 사이버네틱스라는 새로운 학문이 등장했습니다. 사이버네틱스는 그리스어에서 유래되었으며 원래 의미는 "조타수"입니다. 사이버네틱스의 창시자 중 한 명인 Norbef Wiener(1894-1964)가 정의한 정의에 따르면, 사이버네틱스는 "동물과 기계의 제어 및 의사소통"에 관한 과학입니다. 이 정의는 너무 단순하고 사이버네틱스에 대한 Wiener의 고전 작품의 부제일 뿐이지만 생물과 기계에 대한 사람들의 이해를 직접적으로 연결합니다. 사이버네틱스의 기본 견해는 동물(특히 인간)과 기계(통신, 제어 및 계산을 위한 다양한 자동화 장치 포함) 사이에 특정 통합이 있다는 것입니다. 즉, 제어 시스템 내에 특정 통합이 있다는 것입니다. 같은 규칙. 사이버네틱스 연구에 따르면 다양한 제어 시스템의 제어 프로세스에는 정보의 전송, 변환 및 처리가 포함됩니다. 제어 시스템의 정상적인 작동은 정보의 정상적인 작동에 달려 있습니다. 소위 제어 시스템은 특정 제어 기능을 갖춘 제어 대상과 다양한 제어 요소, 구성 요소 및 회로를 유기적으로 결합한 전체를 의미합니다. 정보의 관점에서 볼 때 제어 시스템은 정보 채널의 네트워크 또는 시스템입니다. 기계는 살아있는 유기체의 제어 시스템과 많은 유사성을 갖고 있으므로 인간의 로봇 팔은

생물학적 자동 시스템에 큰 관심을 갖고 있으며 물리학, 수학, 심지어 기술을 사용하여 모델을 만들어 생물학적 시스템에 대한 추가 연구를 수행합니다. . 따라서 제어이론은 생물학과 공학기술을 연결하는 이론적 기초가 되었다. 생물학적 시스템과 기술 시스템 사이의 다리가 되십시오. 실제로 살아있는 유기체와 기계 사이에는 분명한 유사점이 있으며, 이러한 유사점은 살아있는 유기체에 대한 연구의 다양한 수준에서 나타날 수 있습니다. 단순한 단일 세포부터 복잡한 기관 시스템(예: 신경계)까지 조절되고 자동으로 제어되는 다양한 생리학적 과정이 있습니다. 우리는 유기체를 특별한 능력을 가진 기계라고 생각할 수 있습니다. 다른 기계와의 차이점은 유기체가 외부 환경에 적응하고 스스로 번식할 수 있는 능력을 가지고 있다는 것입니다. 유기체는 자동화된 공장에 비유될 수도 있습니다. 유기체의 다양한 기능은 역학의 법칙을 따릅니다. 유기체의 다양한 구조는 특정 신호와 자극에 정량적으로 반응할 수 있으며 자동 제어처럼 스스로를 규제합니다. 전문 피드백 연락처의 도움으로 자체 제어 방식. 예를 들어, 우리 몸의 일정한 체온, 정상적인 혈압, 정상적인 혈당 농도 등은 모두 신체의 복잡한 자기 조절 시스템에 의한 조절의 결과입니다. 사이버네틱스의 출현과 발전은 생물학적 시스템과 기술 시스템 사이에 가교를 구축했으며, 이로 인해 많은 엔지니어는 의식적으로 생물학적 시스템에서 새로운 설계 아이디어와 원리를 추구하게 되었습니다. 이에 따라 생물학자들과 협력하는 공학기술 분야에서는 공학자들이 성과를 내기 위해 생명과학 지식을 주도적으로 학습하는 경향이 나타나고 있다.

이 단락 편집 생체 공학의 탄생

생산의 필요성과 과학 기술의 발전으로 인해 1950년대 이후 사람들은 생물학적 시스템이 새로운 기술을 개척하고 있음을 깨달았습니다. 주요 방법은 생물학적 세계를 다양한 기술적 아이디어, 디자인 원칙 및 창작의 원천으로 의식적으로 간주하는 것입니다. 사람들은 화학, 물리학, 수학 및 기술 모델을 사용하여 생물 시스템에 대한 심층적인 연구를 수행함으로써 생물학의 위대한 발전을 촉진하고 유기체의 기능 메커니즘 연구에서 급속한 발전을 이루었습니다. 이 시점에서 생물을 시뮬레이션하는 것은 더 이상 매혹적인 환상이 아니며 달성 가능한 사실이 됩니다. 생물학자와 엔지니어는 적극적으로 협력하여 생물학적 세계에서 얻은 지식을 사용하여 기존 기술을 개선하거나 새로운 엔지니어링 및 기술 장비를 만들기 시작했습니다.

생물학은 각계각층에서 기술혁신과 기술혁명의 대열에 들어서기 시작했고, 자동제어, 항공, 항법 등 군사분야에서 먼저 성공을 거두었다. 따라서 생물학과 공학기술이 결합되고 상호침투되어 새로운 과학인 바이오닉스가 탄생했습니다. 바이오닉스는 독립 학문입니다

독립 학문으로서 바이오닉스는 1960년 9월 공식적으로 탄생했습니다. 최초의 생체공학 회의는 미 공군이 오하이오주 데이턴 공군기지에서 개최했습니다. 회의에서 논의된 중심 주제는 "생물학적 시스템을 분석하여 얻은 개념이 인공 정보 처리 시스템의 설계에 사용될 수 있는가?"였습니다. Steele은 신흥 과학을 그리스어로 생명에 대한 연구를 의미하는 "Bionics"라고 명명했습니다. 1963년에 우리 나라에서는 "Bionics"를 "bionics"로 번역했습니다. Steele은 생체모방을 "기술 시스템을 구축하기 위해 생물학적 원리를 모방하거나 인공 기술 시스템이 생물학적 특성을 갖거나 유사하게 만드는 과학"으로 정의합니다. 간단히 말해서, 생체 공학은 생물을 모방하는 과학입니다. 정확하게 말하면, 바이오닉스는 생물계의 구조, 특성, 기능, 에너지 변환, 정보 제어 및 기타 우수한 특성을 연구하고 이를 기술 시스템에 적용하여 기존 기술 공학 장비를 개선하고 새로운 장비를 창출하는 종합 과학입니다. 기술 프로세스, 건물 구성 및 자동화 장치와 같은 기술 시스템. 생물학적 관점에서 볼 때, 생체공학은 공학 기술 관점에서 볼 때 "응용 생물학"의 한 분야입니다. 생체공학은 생물학적 시스템 연구를 기반으로 새로운 기술 장비의 설계 및 구축을 위한 새로운 원리와 새로운 기술을 제공합니다. 생체 공학의 영광스러운 사명은 생물학적 시스템에 가깝고 인류에게 이익이 되는 가장 신뢰할 수 있고 유연하며 효율적이고 경제적인 기술 시스템을 인류에게 제공하는 것입니다.

이 단락의 연구 방법 및 내용 편집

바이오닉스는 생물학, 수학 및 공학 기술이 결합된 신흥 첨단 과학입니다. 첫 번째 생체공학 회의에서는 생체공학에 대한 흥미롭고 생생한 상징, 즉 메스와 납땜 인두를 함께 "통합"한 거대한 통합 상징을 확인했습니다. 이 기호의 의미는 바이오닉스의 구성을 보여줄 뿐만 아니라 바이오닉스의 연구 접근 방식을 요약합니다. 생체 공학의 임무는 생물 시스템의 뛰어난 성능과 이를 생성하는 원리를 연구하고 이를 모델링한 다음 이러한 원리를 적용하여 새로운 기술 장비를 설계하고 제조하는 것입니다. 생체 공학의 생물학적 모델

생체 공학의 주요 연구 방법은 모델 제안과 시뮬레이션을 수행하는 것입니다. 연구 과정은 일반적으로 다음과 같은 세 단계로 구성됩니다. 첫 번째 단계는 생물학적 원형에 대한 연구입니다. 실제 생산에서 제기된 특정 주제에 따라 연구에서 얻은 생물학적 데이터를 단순화하고 기술 요구 사항에 유익한 내용을 흡수하며 생산 기술 요구 사항과 관련 없는 요소를 제거하여 생물학적 모델을 얻습니다. 두 번째 단계는 생물학적 모델이 제공한 데이터를 수행하고, 내부 연결을 추상화하고, 수학적 언어를 사용하여 생물학적 모델을 특정 의미를 지닌 수학적 모델로 "번역"하는 것입니다. 공학기술 실험에 사용할 수 있는 것입니다. 물론 생물학적 시뮬레이션 과정에서 단순한 생체공학이 아니라, 더 중요한 것은 생체공학의 혁신이 있다는 점이다. 연습(이해)과 다시 연습을 여러 번 반복한 후에 시뮬레이션된 내용이 생산 요구 사항에 점점 더 부합하게 될 수 있습니다. 이러한 시뮬레이션의 결과는 최종 기계 장비를 생물학적 프로토타입과 다르게 만들고 어떤 측면에서는 생물학적 프로토타입의 성능을 초과하기도 합니다. 예를 들어, 오늘날의 항공기는 여러 측면에서 새의 비행 능력을 능가하며, 복잡한 계산에서는 전자 컴퓨터가 인간의 계산보다 더 빠르고 안정적입니다. 생체 공학의 기본 연구 방법은 무결성이라는 생물학적 연구에서 두드러진 특징을 제공합니다. 생체공학의 전반적인 관점에서 볼 때, 생물학은 내부 및 외부 환경과 소통하고 제어할 수 있는 복잡한 시스템으로 간주됩니다. 그 임무는 복잡한 시스템의 다양한 부분과 전체 시스템의 동작 및 상태 간의 상호 관계를 연구하는 것입니다. 생명체의 가장 기본적인 특징은 자기 재생과 자기 복제이며, 외부 세계와의 연결은 뗄 수 없습니다. 유기체는 환경으로부터 물질과 에너지를 얻어야 성장하고 번식할 수 있고, 유기체는 환경으로부터 정보를 받고 끊임없이 적응하고 합성해야 적응하고 진화할 수 있습니다. 장기적인 진화 과정을 통해 유기체는 구조와 기능의 통일성, 부분과 전체의 조정과 통일성을 달성할 수 있습니다. 생체모방은 시뮬레이션을 수행하기 위해 유기체와 외부 자극(입력 정보) 사이의 정량적 관계, 즉 양적 관계의 통일성에 초점을 맞춰 연구해야 합니다. 이 목표를 달성하기 위해 부분적인 방법으로는 만족스러운 결과를 얻을 수 없습니다.

그러므로 바이오닉스의 연구방법은 전체에 초점을 맞추어야 한다. 생체공학의 연구 내용은 매우 풍부하고 다채롭습니다. 왜냐하면 생물학적 세계 자체가 수천 종의 생물종을 포함하고 있으며, 이는 다양한 산업 분야의 연구에 사용할 수 있는 다양하고 우수한 구조와 기능을 갖고 있기 때문입니다. 생체공학이 출현한 이후 지난 20년 동안 생체공학 연구는 급속도로 발전하여 큰 성과를 거두었습니다. 연구 범위에는 전자 생체 공학, 기계 생체 공학, 건축 생체 공학, 화학 생체 공학 등이 포함될 수 있습니다. 현대 공학 기술의 발달로 학문 분야가 다양해지고 이에 상응하는 생체 공학 기술 연구가 생체 공학 분야에서 수행되고 있습니다. 예를 들어, 항법 부서는 수중 동물의 움직임의 유체 역학을 연구하고, 항공 부서는 새와 곤충의 비행을 시뮬레이션하며, 엔지니어링 구조는 생체 역학을 연구합니다. 뇌 시뮬레이션, 인공지능 연구 등을 위한 장기 및 신경망 시뮬레이션 기술 제1회 생체공학 컨퍼런스에서 발표된 대표적인 주제로는 "인공 뉴런의 특성은 무엇인가", "생물학적 컴퓨터 설계의 문제점", "기계를 사용하여 이미지를 인식하는 것", "학습하는 기계" 등이 있습니다. 전자생체공학에 대한 연구가 상대적으로 광범위하다는 것을 알 수 있다. 생체공학 분야의 연구 주제는 주로 다음 세 가지 생물학적 원형, 즉 동물 감각 기관, 뉴런 및 신경계의 전반적인 기능에 대한 연구에 중점을 두고 있습니다. 이후 기계 생체공학, 화학 생체공학에 대한 연구도 진행되었으며, 최근에는 인체 생체공학, 분자 생체공학, 우주 생체공학 등 새로운 분야가 등장했습니다. 즉, 생체공학의 연구 내용은 미시적인 세계를 모사하는 분자 생체공학부터 거시적인 우주 생체공학에 이르기까지 더 넓은 범위의 내용을 포괄한다. 오늘날의 과학기술은 다양한 자연과학이 고도로 통합되고 얽히고 침투되는 새로운 시대에 들어서 있습니다. 생체모방은 시뮬레이션 방법을 통해 생명의 연구와 실천을 결합하는 동시에 생물학의 발전에 중요한 역할을 해왔습니다. 홍보 효과가 좋습니다. 다른 학문 분야의 침투와 영향으로 생명과학의 연구 방법은 기술과 분석의 수준에서 정확성과 정량화의 방향으로 근본적인 변화를 겪었습니다. 생명과학의 발전은 바이오닉스를 채널로 활용하여 다양한 자연과학과 기술과학에 귀중한 정보와 풍부한 영양분을 전달함으로써 과학의 발전을 가속화합니다. 그러므로 생체공학에 관한 과학적 연구는 무한한 생명력을 발휘하며, 그 발전과 성과는 세계 전반의 과학기술 발전에 큰 기여를 하게 될 것입니다.

이 단락 편집 생체공학 연구 범위

생체공학의 연구 범위에는 주로 기계 생체공학, 분자 생체공학, 에너지 생체공학, 정보 및 제어 생체공학 등이 포함됩니다. 기계 생체공학