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termine Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
La bionica (conosciuta anche come biomimetica, mimetica biologica) è l'applicazione di metodi e sistemi biologici trovati in natura nello studio e nel design di sistemi ingegneristici e della moderna tecnologia. In senso più stretto il termine in genere si riferisce alla branca dell'ingegneria biomedica che applica la cibernetica alla riproduzione di funzioni degli organismi viventi descritte dalla fisiologia, soprattutto dalla neurofisiologia e dell'elettrofisiologia, per esempio per la creazione di organi artificiali facenti parte del sistema nervoso o da esso controllati.
Alcune applicazioni sono nell'acquisizione di informazione mediante organi di senso artificiale e della circolazione dei segnali nelle reti nervose.
La parola "bionico" fu coniata da Jack E. Steele nel 1958, probabilmente originandola dal lemma greco "βίον" (pronunciato "bion"), che significa "unità di vita", e il suffisso -ic, che significa "come", "simile a" o "nella maniera di", da cui quindi "come la vita". Diversi dizionari, comunque, spiegano anche che la parola è formata dai termini "biologia" e "elettronica".
Si tratta di una scienza interdisciplinare che applica teorie e tecniche biologiche, fisiche e matematiche basandosi su due fondamentali considerazioni operative:
A) che una macchina artificiale possa svolgere compiti in maniera similare ad un sistema biologico;
B) che i vantaggi di un sistema biologico dipendano dall'accumulo e riutilizzo dei dati, dalla correlazione di numerosi dati provenienti da numerosi sensori e dai processi di trasferimento utilizzati.
Queste due fondamenta forniscono l'ispirazione per il tracciamento delle linee guida tipiche delle ricerche di bionica che possono essere riassunte come segue:
1) la biologia svolge la prima fase con il suo lavoro di osservazione, studio ed analisi degli esseri viventi con la conseguente redazione di uno schema di funzionamento;
2) la matematica formalizza un modello a partire dallo schema funzionale;
3) la fisica o l'ingegneria sintetizzano quanto sopra sì da costruire un modello riproducente la funzione d'interesse.
Si definisce "copia omologica" quel sistema bionico in cui viene riprodotto artificialmente l'esatto schema funzionale biologico, mentre si definisce "modello simulato" il sistema bionico in cui vengono sintetizzati i parametri funzionali del modello biologico in modo da riprodurre la medesima funzionalità di questo senza però riprodurre esattamente il suo schema. Nei sistemi complessi potrebbe essere possibile osservare un insieme delle due tecniche.
Branche scientifiche strettamente legate alla bionica sono la cibernetica (dato che i sistemi biologici sono fortemente retroattivi e lo studio della retroattività è particolarmente importante in cibernetica), la teoria dell'informazione (in quanto, come già detto in B viene sviluppato lo studio del trasferimento dei dati) nonché, più in generale, l'informatica la quale da una parte potrebbe prendere a prestito concetti sviluppati in bionica e dall'altra l'aiuta, mediante l'uso di simulatori, permettendo l'affinamento dei modelli prima della produzione dei prototipi.
Un robot (ultimo video) imita una Periplaneta americana (primo video) e un Hemidactylus platyurus (secondo video).
Il nome biomimetica fu coniato da Otto Schmitt negli anni '50. Il termine bionica fu coniato da Jack E. Steele nel 1958 mentre lavorava all'Aeronautics Division House presso la Wright-Patterson Air Force Base a Dayton. Comunque, termini come biomimicry o biomimetica sono preferiti in tecnologia per evitare confusione con il termine medico omonimo. Nel 1972 Martin Caidin utilizzò il termine Cyborg, che ispirò la serie L'uomo da sei milioni di dollari. Caidin fu giornalista di aviazione industriale, prima di diventare sceneggiatore.
Spesso lo studio della bionica enfatizza implementando una funzione trovata in natura piuttosto che la sola imitazione di strutture biologiche. Per esempio, in informatica, la cibernetica tenta di modellare i feedback e i meccanismi di controllo che sono inerenti nell'intelligenza, mentre l'intelligenza artificiale tenta di modellare le funzioni d'intelligenza a prescindere dal modo per raggiungere tale scopo. Il copiare consapevolmente esempi e meccanismi dalla natura, organismi e ecologia, è una forma di case-based reasoning, considerando la natura come un database di soluzioni che già lavorano. La selective pressure posta su tutti gli esseri viventi minimizza e rimuove i difetti. Si può dire che tutta l'ingegneria sia una forma di biomimetica, le moderne origini di questo campo sono attribuite a Richard Buckminster Fuller e lo studio di Janine Benyus. Si possono distinguere tre livelli biologici nella fauna e nella flora, ove la tecnologia prende esempio:
Bionica è un termine che si riferisce a concetti dalla biologia all'ingegneria e viceversa. Ma ci sono due differenti punti di vista riguardo al significato. In medicina, bionica significa impianto o miglioramento di organi o parti del corpo grazie a versioni elettroniche. Impianti bionici differiscono dalle protesi imitando le funzioni originali molto fedelmente, o addirittura migliorandole. "Bionik" in lingua tedesca, significa tentare di sviluppare soluzioni ingegneristiche dal modelli biologici, plasmati dall'evoluzione. Un esempio reale è l'impianto cocleare per la sordità. Dal 2004 un cuore artificiale esiste per gli impianti. Significativi sviluppi ci si aspetta dalla nanotecnologia. Un dispositivo nano è il respirocyte, una cellula rossa artificiale sviluppata da Robert Freitas. Kwabena Boahen dal Ghana fu professore nel dipartimento di bioingegneria dell'Università della Pennsylvania. Durante gli otto anni al Penn, sviluppò una retina in silicone che processava le immagini come quella naturale. Confermò i risultati comparando i segnali elettrici su occhi di salamandra. Nel 2007 l'azienda scozzese Touch Bionics lanciò la prima mano bionica, "i-Limb Hand". A maggio 2010, 1.200 pazienti hanno ricevuto questa protesi[11].
Una forma in politologia della biomimetica è il bioregionalismo, ove i confini politici si conformano a quelli naturali (ecoregioni) piuttosto che culturali dell'uomo o di conflitti. Critiche di questo approccio spesso argomentano che la selezione ecologica è di per sé un modello povero di mimetismo e manufacturing complexity o conflitto, e che il libero mercato agisce per cooperazione consapevole, accordi, e standard più dell'efficienza – più analoga alla selezione sessuale. Charles Darwin stesso sosteneva il bilanciamento nella selezione naturale – i suoi contemporanei evitavano di discutere apertamente di sessualità, o qualunque argomentazione riguardo al libero mercato basato sulla persuasione e non sul valore. Avvocati dell'anti-globalization movement, argomentano che il processo di mondializzazione di standard, finanza e marketing, sono già esempi di runaway evolution come argomentato da Ronald Fisher – rendendo il sistema appetibile al consumatore ma non efficiente nell'uso di energie e materie prime. Biomimetica, argomentano, è una strategia per ristabilire l'efficienza naturale. Biomimetismo è il secondo principio del Capitalismo naturale.
Business biomimetics è l'ultimo sviluppo nelle applicazioni di biomimetica. Applica i principi e pratiche derivanti da sistemi biologici alle strategie aziendali, processi, organizzazioni e strategic thinking. È stato utilizzato con successo in industrie in FMCG, difesa, enti governativi, packaging e servizi. Basato sul lavoro di Phil Richardson dell'Università di Bath[12] l'approccio fu lanciato alla Camera dei lord nel maggio 2009. Più specificatamente, è una creativity techniques che prova a usare la natura per avere idee in soluzioni ingegneristiche. Questo approccio è motivato dal fatto che i sistemi biologici sono stati ottimizzati nel tempo dall'evoluzione. In chimica, una sintesi biomimetica è una sintesi chimica ispirata da processi biochimici. Un altro più recente significato si riferisce all'unione di organismi con macchine, sistemi ibridi combinazioni di biologia e ingegneria, che possono essere definiti come organismi cibernetici (cyborg). Il lavoro di Kevin Warwick, sperimentazione di un impianto che trasmette ultrasuoni via sistema nervoso, ne è una dimostrazione.
L'Università di Pisa propone nella sua offerta formativa il corso di laurea in Ingegneria bionica, in collaborazione con la Scuola Universitaria Superiore Sant'Anna.
Il corso é a numero chiuso e prevede un numero limitato di partecipanti (30). Le materie principalmente studiate sono: biomeccanica, materiali soft ed intelligenti, sensoristica per sistemi bionici, robotica per il vivere assistito, ecc...