Bionica: differenze tra le versioni

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La '''bionica''' (conosciuta anche come '''[[biomimetica]]''', '''mimetica biologica'', ''biognosi'''<nowiki> - vicina all'</nowiki>''ingegneria creativistica bionica'') 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 della dell'[[bioingegneriaingegneria biomedica]] che applica la [[cibernetica]] alla riproduzione di funzioni degli [[organismi viventi]] descritte dalla [[fisiologia]], soprattutto dalla [[neurofisiologia]] e dalldell'[[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.

== Descrizione ==

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 "'''bio'''logia" e "elettro'''nica'''".

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A) che una macchina artificiale possa svolgere compiti in maniera similare ad un sistema biologico;<br />

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.<br />

Queste due fondamenta forniscono l'ispirazione per il tracciamento delle linee guida tipiche delle ricerche di bionica che possono essere riassunte come segue.:<br />

1) Lala 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.;<br />

2) Lala matematica formalizza un modello a partire dallo schema funzionale.;<br />

3) Lala 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.

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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.

== Galleria fotografica d'immagini==

Un [[robot]] (ultimo video) imita una [[Periplaneta americana]] (primo video) e un [[Hemidactylus platyurus]] (secondo video).

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== Storia ==

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 (Ohio)|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.

== Metodi ==

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== Esempi ==

* Il [[velcro]] è l'esempio più noto di biomimetica. Nel 1948, l'ingegnere svizzero [[Georges de Mestral]] pulendo il suo cane dai semi volanti, capì il modo in cui gli stessi si attaccavano al [[pelo]].

* {{Senza fonte|La lama a dente di sega, a forma di corno, usata dai boscaioli dal [[XIX secolo]] per tagliare alberi, fu ideata dopo l'osservazione di [[maggiolino comune|maggiolini]] mangiatori di legno. Rivoluzionò l'industria del settore, data la sua velocità di taglio.}}

* Il [[riflettore a occhio di gatto]] (''Cat's eye'') fu inventato da [[Percy Shaw]] nel 1935 studiando gli occhi di gatto. I gatti hanno un sistema detto [[tapetum lucidum]], in grado di riflettere la luce.

* [[Leonardo da Vinci]], con le sue macchine, imitò la natura con l'ingegneria.

* La [[Resilinaresilina]] è un materiale gommoso creato studiando gli [[artropodi]].

* [[Julian Vincent]] disegnò nel 2004, dallo studio delle [[pigne]], nel 2004 abiti adattantiadattantisi ai cambiamenti di temperatura.

* ''[[Morphing aircraft wings]]'', che cambiano forma in funzione della velocità, furono ideati nel 2004 da studiosi della [[PennPennsylvania State University]].

[[File:Lotus3.jpg|thumb|Render di una foglia di loto al microscopio]]

* Alcune vernici e tegole sono state disegnateprogettate per essere autopulenti imitando il [[Nelumbo]].<ref>{{en}}[http://www.treehugger.com/files/2005/09/sto_lotusan_bio.php Sto Lotusan — Biomimicry Paint]. TreeHugger. Retrieved on 2011-04-23.</ref>.

* [[Cholesteric liquid crystal]] ([[CLC]]) sono materiali a film sottile usati per fabbricare termometri. Cambiano colore al variare della temperatura, data la loro struttura elicoidale o [[Chiralità (chimica)|chirale]].

* [[nanostruttura|Nanostrutture]] e meccanismi fisici che producono i colori di una [[farfalla]] sono state prodotte [[in silico]] da [[Greg Parker]], professore di ''Electronics and Computer Science'' alla [[University of Southampton]] e da [[Luca Plattner]] nel campo della [[fotonica]].

* La struttura delle ali della [[farfalla]] ''[[Morpho (zoologia)|Morpho]]'' è stata studiata nel modo di riflettere la luce per creare dei [[RFID]] che possono essere letti in acqua e su metalli.<ref>{{en}}[http://www.rfidradio.com/?p=26 RFID Through Water and on Metal with 99.9% Reliability (Episode 015)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150225020028/http://www.rfidradio.com/?p=26 |data=25 febbraio 2015 }}, RFID Radio</ref>.

* Le ali di farfalla hanno anche ispirato l'ideazione di [[nanosensori]] per rilevare [[esplosivi]].<ref>{{en}}[httphttps://www.wired.co.uk/news/archive/2010-08/13/butterfly-wing-nanosensors Nanosensors inspired by butterfly wings (Wired UK)] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20101017124358/http://www.wired.co.uk/news/archive/2010-08/13/butterfly-wing-nanosensors |data=17 ottobre 2010 }}. Wired.co.uk. Retrieved on 2011-04-23.</ref>.

* [[neuromorfismocircuito integrato|NeuromorficiChip]] [[integrated circuitneuromorfismo|chipsneuromorfici]] come [[retina]] o [[coclea (anatomia)|coclea]], sono stati ideati studiando la [[rete neurale]] naturale. ''S.a.:'' connettività.

* [[Tecnoecosistemi]] o ''[[EcoCyborg]]'' imitano le funzioni naturali ecologiche implementandole nell'ingegneria. Sistemi ibridi autoregolamentanti vengono creati.<ref>{{en}}{{Cita pubblicazione|url=http://infolib.hua.edu.vn/Fulltext/ChuyenDe2009/CD131/53.pdf|autore=Clark, O. G., Kok, R., & Lacroix, R.|anno=1999|titolo=Mind and autonomy in engineered biosystems|doi=10.1016/S0952-1976(99)00010-X|rivista= Engineering Applications of Artificial Intelligence|volume=12|numero=3|paginepp=389–399389-399|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20110818131121/http://infolib.hua.edu.vn/Fulltext/ChuyenDe2009/CD131/53.pdf|dataarchivio=18 agosto 2011}}</ref>. Ricerche in questo ambito furono fatte da [[Howard T. Odum]],<ref>{{en}}{{Cita libro|autore=Howard T. Odum|titolo=Ecological and general systems: an introduction to systems ecology|url=http://books.google.com/books?id=C-IUAQAAIAAJ|accesso=23 aprile 2011|data=15 maggio 1994|editore=University Press of Colorado|isbn=978-0-87081-320-7}}</ref>, che capì la struttura e l'[[emergia]] dinamica di ecosistemi, facendo analogie con lo scambio di energia tra componenti di un circuito elettrico.

* [[adesivo|Adesivi medicali]] sono ispirati dalle zampe di [[geckoGekkonidae]].

* [[Computer virus]] sono assimilabili a quelli naturali nel modo di diffondersi e autoriprodursi.

* Il sistema di raffreddamento dell'Eastgate Centre building a [[Harare]] è stato ideato sulla base dei cunicoli delle [[termiti]].

* Nuovi velivoli possono essere creati, come descritto da [[Geoff Spedding]] e [[Anders Hedenström]] sul [[Journal of Experimental Biology]]. Anche [[John Videler]] e [[Eize Stamhuis]], nel loro libro [[Avian Flight]]<ref>{{Cita libro|autore=John J. Videler|titolo=Avian Flight|url=http://books.google.com/books?id=5Xr9NZdgzP0C|lingua=en|accesso=23 aprile 2011|data=ottobre 2006|editore=Oxford University Press|isbn=978-0-19-929992-8}}</ref> e nel loro articolo su [[Science]] circa i LEV.<ref>{{Cita pubblicazione|doi= 10.1126/science.1104682|lingua=en|titolo= Leading-Edge Vortex Lifts Swifts|url= https://archive.org/details/sim_science_2004-12-10_306_5703/page/1960|anno= 2004|cognome= Videler|nome= J. J.|rivista= Science|volume= 306|numero= 5703|paginepp= 1960–19621960-1962|pmid= 15591209|cognome2= Stamhuis|nome2= EJ|cognome3= Povel|nome3= GD }}</ref> John Videler e Eize Stamhuis, hanno lavorato nello studio di nuove forme di ali, utilizzando la bionica, per elicotteri e velivoli in miniatura ([[UnmannedAeromobile aeriala vehiclepilotaggio remoto|UAV]]). Anche [[Bret Tobalske]], in un articolo su [[Science]], circa lo [[Hummingbird]]. (uno UAV in miniatura)<ref>{{en}}[https://depts.washington.edu/nwst/issues/index.php?issueID=fall_2005&storyID=742 Bret Tobalske's Hummingbird-research]</ref><ref>{{en}}[http://journalism.berkeley.edu/projects/mm/spingarnkoff/flyorama/robofly.html How Do Flies Turn?] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20091216030649/http://journalism.berkeley.edu/projects/mm/spingarnkoff/flyorama/robofly.html |data=16 dicembre 2009 }}. Journalism.berkeley.edu. Retrieved on 2011-04-23.</ref> (uno UAV in miniatura) e [[Entomopter]] (uno UAV che può camminare, strisciare e volare).<ref>{{en}}[http://www.esa.int/gsp/ACT/biomimetics/index.htm Design inspired by nature] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090921054017/http://www.esa.int/gsp/ACT/biomimetics/index.htm|data=21 settembre 2009}}, ESA</ref>.

== Usi specifici del termine ==

=== Medicina ===

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 [[organo (anatomia)|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 [[natura|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]] della dell'[[UniversityUniversità ofdella 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 (zoologia)|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<ref>{{en}}[httphttps://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-1273258/i-Limb-Pulse-Bionic-hand-uses-wireless-technology-unveiled.html Bionic hand that uses wireless technology unveiled], Mail Online, 6 May 2010</ref>.

=== Politica ===

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 conflttoconflitto, 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 (comunicazione)|persuasione]] e non sul [[valore (economia)|valore]].

Avvocati dell'''[[movimento no-global|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]].

=== Altri usi ===

''[[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]] della dell'[[UniversityUniversità ofdi Bath]]<ref>{{en}}[http://www.bath.ac.uk/mech-eng/biomimetics/ Department of Mechanical Engineering, University of Bath] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090817164045/http://www.bath.ac.uk/mech-eng/biomimetics/|data=17 agosto 2009}}. Bath.ac.uk (2009-02-21). Retrieved on 2011-04-23.</ref> l'approccio fu lanciato alla [[HouseCamera ofdei Lordslord]] 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 [[biochimica|biochimici]].

Un altro più recente significato si riferisce all'unione di organismi con macchine., Sistemisistemi ibridi combinazionecombinazioni 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.

== Studi universitari ==

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...

== Note ==

{{<references}}/>

== Bibliografia ==

* {{cita web |1=http://www.thoughtcrew.net/index-4.html |2=Summary on the use of biomimetics in business |urlmorto=sì }}

* [https://web.archive.org/web/20070429203223/http://www.esa.int/gsp/ACT/bio/index.htm European Space Agency] – Advanced Concepts Team Biomimetics Website

* {{cita web | 1 = http://www.biomimicryinstitute.org | 2 = Biomimicry Institute | accesso = 29 novembre 2019 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20140930093238/http://www.biomimicryinstitute.org/ | dataarchivio = 30 settembre 2014 | urlmorto = sì }}

* [[Janine Benyus]], Biomimicry:Innovation Inspired by Nature, 1997

* [[Kevin M. Passino]], Biomimicry for Optimization, Control, and Automation, Springer-Verlag, London, UK, 2005,

* [httphttps://www.wired.com/news/technology/0,1282,65642,00.html?tw=wn_story_top5 ''Ideas Stolen Right From Nature''] ([[Wired Magazine]])

* [[Jill E. Steele]], Bionics and Engineering:The Relevance of Biology to Engineering, presented at Society of Women Engineers Convention, Seattle, WA, 1983

* Bionics: Nature as a Model. 1993. PRO FUTURA Verlag GmbH, München, Umweltstiftung WWF Deutschland

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* [[La donna bionica]]

* [[Biofisica]]

* [[Cyborg (disambigua)]]

* [[Storia della tecnologia]]

* [[Trapianto]]

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* [[L'uomo da sei milioni di dollari]]

* [[Bios (filosofia)]]

* [[ZoéVita (filosofia)]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto|commonswikt=Category:Bionicsbionica}}

== Collegamenti esterni ==

[[File:Biomimicry Moti Bodek AA.jpg|thumb | right | Bionica - Architettura influenzato da sistemi di natur. Mostra di edifici e progetti dell'architetto [[Moti Bodek]], Potsdam, Germania 2014]]

* {{Collegamenti esterni}}

* {{cita web|http://www.isbe-online.org|International Society of Bionic Engineering}}

* {{cita web | 1 = http://www.isbe-online.org | 2 = International Society of Bionic Engineering | accesso = 29 novembre 2019 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20190328171155/http://www.isbe-online.org/ | dataarchivio = 28 marzo 2019 | urlmorto = sì }}

* {{cita web|http://www.biomimetic-architecture.com|Biomimetic Architecture – Bionics applied to building and construction}}

* {{cita web|http://www.cimit.org|Center for Integration of Medicine and Innovative Technology developing nano-hair bionics}}

* {{cita web | 1 = http://www.biomimicryinstitute.org | 2 = Biomimicry Institute | accesso = 29 novembre 2019 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20140930093238/http://www.biomimicryinstitute.org/ | dataarchivio = 30 settembre 2014 | urlmorto = sì }}

* {{cita web|url=http://www.scq.ubc.ca/?p=321|titolo=An overview of biomimetics/biomimicry at the Science Creative Quarterly}}

* {{cita web|http://www.biomimetics.org.uk|Biomimetics Network for Industrial Sustainability (BIONIS)}}

* {{cita web|httphttps://www.imperial.ac.uk/biomedeng/research/bionics|Bionics Research Group, Institute of Biomedical Engineering, Imperial College London}}

* {{cita web|url=http://www.kompetenznetz-biomimetik.de/index.php?lang=en|titolo=Competence Network Biomimetics}}

* [http://www.fh-potsdam.de/informieren/aktuelles/news-detailansicht/artikel/biomimicry-ausstellung-zu-gebaeuden-und-projekten-des-architekten-moti-bodek-im-freiland-potsdam// Bionica - Architettura influenzato da sistemi di natura, Mostra di edifici e progetti dell'architetto [[Moti Bodek]], Potsdam Germania 2014.] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140924045039/http://www.fh-potsdam.de/informieren/aktuelles/news-detailansicht/artikel/biomimicry-ausstellung-zu-gebaeuden-und-projekten-des-architekten-moti-bodek-im-freiland-potsdam/ |date=24 settembre 2014 }}

* {{Thesaurus BNCF}}

* {{Treccani|bionica}}

* [http://www.fh-potsdam.de/informieren/aktuelles/news-detailansicht/artikel/biomimicry-ausstellung-zu-gebaeuden-und-projekten-des-architekten-moti-bodek-im-freiland-potsdam// Bionica - Architettura influenzato da sistemi di natura, Mostra di edifici e progetti dell'architetto [[Moti Bodek]], Potsdam Germania 2014.]

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{{interprogetto|commons=Category:Bionics}}

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