Биовдохновение — это разработка новых материалов, устройств и структур, вдохновленная решениями, найденными в биологических системах, а также биологической эволюцией и усовершенствованием, которые происходили на протяжении миллионов лет. [1] Цель состоит в том, чтобы улучшить моделирование и симуляцию биологической системы, чтобы лучше понять критически важные структурные особенности природы, такие как крыло, для использования в будущих биоинспирированных конструкциях. [2] Биоинспирация отличается от биомимикриив том, что последний направлен на точное воспроизведение конструкций биологических материалов. Биоинспирированные исследования — это возвращение к классическим истокам науки: это область, основанная на наблюдении за замечательными функциями, характеризующими живые организмы, и попытках абстрагировать и имитировать эти функции.
Идеи в науке и технике часто возникают в результате изучения природы. В 16—17 вв. Г. Галилей , И. Кеплер и И. Ньютон изучали движение Солнца и планет и разработали первое эмпирическое уравнение для описания гравитации. Несколькими годами позже М. Фарадей и Дж. К. Максвелл вывели основы электромагнетизма, исследуя взаимодействия между электрическими токами и магнитами. Изучение теплопередачи и механической работы привело к пониманию термодинамики . Однако квантовая механикавозникла в результате спектроскопического изучения света. Текущие объекты внимания возникли в химии, но самые многочисленные из них находятся в биологии, например, изучение генетики , характеристик клеток и развития высших животных и болезней. [3]
Биовдохновение — это прочно установившаяся стратегия в области химии , но это не общепринятый подход. В частности, это исследование все еще развивает свои научные и технологические системы на академическом и промышленном уровнях. В последние годы также рассматривается возможность разработки композитов для аэрокосмических и военных применений. [4]
Эта область берет свое начало с 1980-х годов, но в 2010-х годах многие природные явления не были изучены. [3] [5]
Биоинспирированные исследования сильно отличаются от исследований в области химии. Это исследование не фокусируется на сложных и микроскопических вещах, таких как молекулярная структура. Он основан на наблюдении и понимании функций продуктов биологической эволюции.
Существуют различные виды организмов и множество различных стратегий, доказавших свою эффективность в биологии при решении той или иной функциональной проблемы. Некоторые виды биофункций высокого уровня могут показаться простыми, но они поддерживаются многими слоями нижележащих структур, процессов, молекул и их сложных взаимодействий. Нет никаких шансов исчерпать феномены для биоинспирированных исследований.