Уже неоднократно подчеркивалось, что конечной целью бионики моря является создание тех или иных технических устройств: электронных, электромеханических, гидравлических и других. Почти во всех случаях это довольно сложные устройства, для построения которых необходим высокий уровень техники. Эффективность работ в области бионики моря определяется тем, насколько четко сформулирована задача, ясны теоретические и экспериментальные пути ее решения и известен фактический материал о биологическом прообразе. Как уже говорилось, в технике очень редко копируются механизмы в таком виде, какой они имеют у того или иного организма. Предполагается, что уже при изучении живых прообразов необходимо строго учитывать реальные технические возможности. С другой стороны, бионика не является догматическим учением и предполагает творческий подход, позволяющий в ряде случаев улучшить ряд характеристик реализуемого механизма. Но во всех случаях методы бионики сильно тяготеют к формальным математическим методам современного инженерного анализа и синтеза.

Как отмечали уже не раз наиболее авторитетные ученые, существующий математический аппарат является весьма совершенным, но он возник в ответ на запросы физики и техники и принципиально непригоден для точного и адекватного анализа сложных биологических систем и явлений в них. Высказываются предположения, что будут созданы новые разделы математики, разработанные специально для описания и исследования процессов, происходящих в живой природе.

В методологических работах по бионике много места отводится описанию структур организмов и структур тех устройств, которые синтезированы в технике на основании живого прототипа. Так как физические принципы реализации биологических и технических систем не совпадают, можно говорить не о тождестве систем, а о подобии (или изоморфизме) структур. Определим некоторые отправные понятия структурного метода.

Известно, что руководящим принципом современной математики является следующее: математические объекты сами по себе не столь существенны, важны их отношения. Именно структурные представления позволяют отвлечься от физической природы анализируемых объектов, сконцентрировав все внимание на взаимоотношениях их элементов.

Любой объект неисчерпаем в своих свойствах и отношениях. Конкретная задача бионики заставляет остановиться на выделении лишь некоторого подмножества из множества возможных связей и отношений.

Поясним сказанное примером. Пусть в качестве элементов структуры выступают графические элементы различных карт земной поверхности и поверхности дна океана. Тогда различие структур, определяемое различием в заданных связях и отношениях, может быть пояснено на примере графического разнообразия таких карт, как геологическая, археологическая, зоологическая, ботаническая, синоптическая, политическая, гляциологическая, магнитная и многие другие. Некоторые из названных структур будут сильно различаться, другие – коррелировать с той или иной силой. Выбор элементов для определения структуры должен быть конкретным. В качестве элементов в одном и том же организме могут выступать в одних случаях характерные участки ткани, в других – нервные клетки, в третьих – все живые клетки, в четвертых – определенный класс молекул и т. д. Тогда, уточняя определение, следует сказать, что структурой G=(X, Р) системы N относительно отображения Р называется множество элементов Х1, x2, я3, ..., хN, упорядоченных данным отображением.

Поиск или установление структуры часто ведется интуитивно по данным эксперимента. Это характерно для современной бионики. В будущем такого рода задачи будут решаться строго логически.

Несколько условно все системы бионики моря можно разделить на следующие три класса:

1. системы, предназначенные для приема, переноса и (или) преобразования вещества (транспортные, строительные, фильтровые, технологические и т. д.);
2. системы, предназначенные для передачи, восприятия, хранения и (или) преобразования информации (связные, навигационные, опознающие, классифицирующие, решающие, запоминающие и т. д.);
3. системы, предназначенные для преобразования, хранения, передачи и трансформации энергии (аккумуляторные, усилительные, передаточные и т. д.).

Структуры этих систем также делятся на три класса:

1. конструктивные или вещественные;
2. информационные или сигнальные;
3. энергетические.

Предыдущая глава: Биологические исследования бионики

Следующая глава: Влияние элементов и структур бионических систем