Нанобионика - мост между электроникой и органикой
Видео: Раздаточная коробка Part-Time
В последнее время исследования в области бионики (термин сформированный из слов биология и электроника) стали прогрессировать особенно быстро. Быстрее всего идет развитие создание искусственных мышечных волокон.
Решением для производства быстрых мышечных волокон оказалось использование нанотехнологий. Так как ученые и инженеры, занимающиеся данным вопросом, работают на нано уровне, границы между электроникой и органикой становятся нечеткими, и это именно то, чего исследователи стараются добиться.
Кохлеарный имплант (бионическое ухо) — сложное электронное устройство, имплантированное в улитку внутреннего уха с целью стимуляции слуховых нервов, является наиболее успешным бионическим протезом на данный момент.
На данный момент продвинутые бионические компоненты могут быть в пределах нашего понимания, но их комплексное использование является еще делом будущего. Бионический человек в принципе теоретически выполним, главная сложность проблемы в создании интерфейса между живым и неживым. Ученые для создания продвинутых бионических имплантов должны не только создавать искусственные органы, соответствующие натуральным по функции и размерам. Но необходимо актуальное соединение имплантов с нервной системой.
«Фактически создание интерфейса между электроникой и органикой зависит от прогресса в создании новых материалов» — пишет доктор Гордон Уоллес в своей статье «Проводяшие полимеры — мост бионического интерфейса»
Открытие проводящих свойств полимеров в конце 70-х годов прошлого века произвело революцию в представлениях об электронных проводниках. В распоряжении науки теперь электронные проводники, являющиеся органическими по своей природе. Характер данных проводников открывает перспективы создания эффективных интерфейсов между цифровым миром электроники и аналоговым миром биологических систем.
Существуют три уровня биокоммуникации, где можно соединять электронику и органику: молекулярный, клеточный и тканевой. Для любого внедренного бионического объекта начальная реакция на молекулярном уровне определяет итоговую длительность работы.
Уровень клеточной коммуникации представляет интерес с точки зрения повышения эффективности имплантов для клеточной инженерии и срастания костей, также это критично для внедрения бионических органов чувств.
Развитие искусственных мускулов одна из ключевых областей бионики.
Естественный мускул имеет крайне сложную структуру иерархической направленности — менее крупные элементы образуют более крупные, множество мышечных волокон, состоящих из миофибрил, которые в свою очередь состоят из миофиламентов.
Стоит отметить, что эффективность двигателей, используемых человеком, резко уменьшается с уменьшение массы, и только использование нанотехнологий позволит создать бионический протез, соответствующий естественным мускулам по скорости, эффективности и управляемости.
