Пошук:
Автор Pavlenko | 29 ноября 2010 | Коментарів: 0 | Переглянуто 86195
Рубрика: Корисна інформація / Різне

Організм людини для створення штучних органів та роботів.

Наше тіло – тіло людини – є для нас низкою незвіданих таємниць. Ми часто задаємо собі запитання: як працює наш мозок, керуючи всім організмом; чому серце здатне працювати без видимого нам відпочинку; чому кістки та м’язи витримують інколи досить складні перенавантаження; чому саме нирки є біологічними фільтрами крові; чому основні сенсорні системи розміщені на голові; чому…; чому ….; чому?
Вчені всього світу вивчають організм людини як біологічну систему і досягнень, звичайно, багато. Адже існує ряд наук, які розкривають можливості систем органів. Але нерозкритих таємниць нашого тіла ще достатньо. На основі вивчених процесів учені створюють моделі органів, для того, щоб у необхідний момент можна було їх використати для продовження життя або полегшення стану організму. Інколи експериментальні моделі органів тривалий час досліджують заради того, щоб передати знання майбутнім поколінням.
Розпочнемо із опорно-рухової системи. Ми знаємо, що все життя наші кістки та м’язи забезпечують опору та рух тіла. Завдяки чому? Завдяки особливостям будови та з’єднанням кісток, злагодженій роботі м’язів, контролю з боку ЦНС. Японські вчені створили роботів, які схожі на людину не лише зовнішньо, але вони також виконують багато рухів, які властиві людині: згинання і розгинання тулуба, та в колінах. Завдяки шарнірним з’єднанням, роботи переміщаються, повертаються вліво та вправо, так як тазостегнові, колінні і голіностопні суглоби мають злагоджену роботу. Функції мозку виконує, звичайно, ЕОМ, тобто комп’ютер.Організм людини для створення штучних органів та роботів.
Такі роботи широко використовуються у різних сферах життєдіяльності людини: у розвантажуваннях та завантажуваннях, на шкідливих підприємствах, на АЕС, для дослідження морського дна, перевірки кабелів, робіт у космічному просторі … .
Будова трубчастої кістки відповідає принципу будівельної механіки – при найменшій затраті матеріалів і їх легкості забезпечити максимальну міцність споруди. Головні металічні конструкції, деталі машин, станків роблять аналогічно трубчастим кісткам, що більш надійно і економніше. Навіть, Ейфелева вежа є прикладом міцності, тому що металеві балки в цій конструкції схожі на кісткові пластинки кісток скелету людини, де ці пластинки утворюють велику кількість перегородок.
У наших м’язах хімічна енергія перетворюється на механічну і на основі цього у Швейцарії було створено модель м’яза людини. Організм людини для створення штучних органів та роботів.Замість м’язової тканини там використали речовину із великими молекулами – поліакрилову кислоту. З неї було і виготовлено тоненьке волокно. У кислому розчині волокно злегка скручуєься, у лужному подовжується і розправляється, а в кислому знову скручується. Отже, змінюючи хімічне середовище, штучне волокно, як і м’язи, виконує різні рухи. Якщо приєднати вантаж до штучного м’яза, він підніме його, тобто хімічна енергія перетвориться на механічну. Такі елементи виконує так званий біодвигун.
Вивчивши статичну і динамічну роботу м’язів, вчені створили крокуючого робота. Його допомога необхідна у пустелях, тайзі, горах, при виконанні монтажних робіт, підводних роботах по збиранню водоростей, крейди, зведенню мостів, роботи на підводних рибних фермах, а також для роботи в космосі. Основне в цих роботах ноги, які повинні бути швидкохідними. Важко це було зробити, тому що у людини при роботі нижніх кінцівок працює десь понад 600 м’язів. Тому створити робота, подібного за роботою м’язів до людини, досить важко. Все-таки, крокуючі роботи є. Вони переміщаються по нерівній поверхні, змінюють темп або швидкість ходьби, змінюють походку, а також слухають, виконують команди, уміють говорити і спеціальними камерами у них забезпечується зір.Організм людини для створення штучних органів та роботів.
Бурхливий розвиток науки і техніки вимагає використання роботів, які б мали сенсорні системи, тобто органи чуттів. Такі роботи необхідні для використання у тих випадках, де діяльність людини пов’язана з ризиком. Звичайно, зробити штучний орган у вигляді комп’ютера – це неважко, але вченим хочеться створити штучне око, щоб воно здатне було читати тексти, малюнки, креслення, вводити їх у свою пам’ять.
Штучне вухо – це велика і складна технічна система з елементами електроніки. Але ця система далека від досконалості. По-перше, вона має великі розміри. По-друге, штучний апарат сприймає звук в малому діапазоні. Вчені працюють над вдосконаленням штучного вуха для того, щоб використовувати для прослухування звуків роботи машин, станків, генераторів, турбін, визначати дефекти, які попереджають вихід деталей із ладу. Це засновується на тому, що працююча машина має певний шум при роботі, а штучне вухо може визначати за зміною звуку неполадки в техніці.
Знання про будову вуха дали можливість вченим з’ясувати механізм утворення звуків і розшифрувати суть цих звуків у тварин. Це заклало основу науки біоакустики. Вивчення звуків тваринного світу допоможе керувати їх поведінкою. З допомогою передавання біосигналів можна відлякувати комарів, сарану, птахів, також керувати життєвими циклами риб. Проводяться дослідження у створенні імітаторів голосів та звуків людини, які відтворюють звуки домашніх тварин.
Орган нюху у людини зовсім недосконалий. Чутливішими до запахів є комахи, птахи, ссавці, і навіть, рослини. Наприклад, шахтарі колись брали в шахту канарейок. Ці співочі птахи надзвичайно чутливі до токсичних газів і бурхливо реагували на кількість, яка перевищувала допустиму норму. Болгарські вчені дослідили, що кімнатна рослина традесканція також є корисною у шахтах. Велика кількість метану змінює колір тичинок із світло-синіх до рожевих.
Собаки та свині досить чутливі до різноманітних запахів. Собаки працюють в аеропортах та вокзалах для відшукування наркотичних речовин, а свині добре знаються на відшукуванні грибів-труфелів, яких зовсім непомітно під лісовою підстилкою. Але вчені працюють над створенням електронного носа. Його необхідність у тому, щоб допомагати визначати якість продукції, встановлювати діагнози хвороб по специфічних запахах. На промислових підприємствах електронний ніс може контролювати хід технологічного процесу, тобто заміняє людину на шкідливому виробництві.
Дотик – це сприйняття фізичних властивостей предметів: твердість, м’якість, гладкість, температуру та біль… в результаті подразнення рецепторів шкіри та слизових оболонок. Принцип сприйняття таких фізичних властивостей використовують у побудові вимірювальних приладів, тому що сьогодні народне господарство потребує надчутливих приборів та систем. Це б дозволило ефективніше проводити процеси на промислових підприємствах, посилити контроль за якістю продукції. Загальними зусиллями біологів та електронників були створені біодатчики. Вони досить чутливі і можуть входити до складу гуморальних систем, створених людиною. Наприклад, існують такі біодатчики, які можуть визначити цукор, розчинений у 10 тисячах літрів води, а зміни температури, навіть, на одну тисячну долю градуса Цельсія. Таким чином, і механічні, і електронні роботи сприяють прогресу у багатьох галузях промисловості та охороні здоров’я.
Кровоносні судини у людини з певних причин можуть бути недовговічні. Тому перед вченими постало питання – створення штучних судин. Ця проблема вирішувалась поступово: спочатку були створені штучні судини із політетрафторетилену. Цей матеріал мав пористість 80% і малу проникність. При згинанні не перетискався. Пізніше були створені судини із тефлону. Ступінь проникності цих трубочок-судин була 70-95%, а внутрішній шар складався із досить тонких волокон, завдяки чому для току крові були сприятливі умови. Ще пізніше вченими були створені протези судин плетеної конструкції, що мали значну мікропористість і майже зовсім виключалась крововтрата через стінки. Наука не стоїть на місці, тому були створені трубки, що мали властивість розтягуватись і у поздовжньому і у поперечному напрямку. А внутрішні поверхня мала певну петлистість, що сприяло кращому обміну речовин. Наука не стоїть на місці, тому на сьогоднішній день іде робота по створенню сучасніших протезів кровоносних судин.
Про штучне серце ми вже знаємо також здавна, особливо про заміну клапанів, які найчастіше втрачають здатність виконувати свої функції.
Кров – одна з основних рідин тіла. Інколи в житті трапляються ситуації, що кількість крові зменшується і її необхідно поповнити. Не завжди можна знайти донора, тому вчені різних країн тривалий час працювали над створенням замінників крові. Організм людини для створення штучних органів та роботів. Їм це вдалося і була створена штучна кров. Вона може бути зовсім не червоною, але функції крові людини виконує. По-перше, це транспортування кисню до клітин і вуглекислого газу від клітин. По-друге, насичення організму необхідними мінеральними солями.
Порушення діяльності нирок – досить негативне явище у житті людини. На жаль, штучну нирку створити важко. На даному етапі «штучна нирка» - це апарат складної конструкції, який досить громіздкий, металічний і знаходиться стаціонарно у лікувальному закладі. За його роботою постійно спостерігають медичні працівники. Хворі люди користуються апаратом періодично для очищення крові. Звичайно, вчені працюють над створенням біонічної нирки, яка була б за розмірами подібна до людської.
Шкіра людини є органом покривної системи і тому вчені створили штучну шкіру. Процес її створення проходив так: розчин колагену бичачої шкіри та вуглеводний компонент, який отримують із хрящів акул, сушать у вакуумних установках. У результаті цього отримують легку пористу речовину. Потім її стерилізують, утворюють з неї сітку і покривають силиконовим покриттям. При пересадці такої штучної шкіри, вона виявляє такі функції: захищає дане місце та перешкоджає проникненню в тканини організму патогенних мікробів. На сьогоднішній день вчені досліджують використання інших матеріалів для штучної шкіри, також працюють над удосконаленням створення «регенеруючої шкіри».Організм людини для створення штучних органів та роботів.
Пізнати людський мозок, розкрити принципи його будови та зробити аналогічний – це мрія учених. Сучасна складна наука нейрокібернетика займається конструюванням штучного мозку. Для того, щоб поведінка робота була цілеспрямованою, необхідно, щоб мозок виконував функції центрального керування: руками, ногами, іншими системами організму, знати своє місцезнаходження та вміти контактувати із навколишнім середовищем. На відміну від мозку людини, штучний мозок набагато важчий, не може фільтрувати інформацію, хоча здійснює мільйони операцій за секунду, запам’ятовування неусвідомлене, відсутність емоційності…
Учені з кожним роком удосконалюють створення «мізковитих» роботів. Існують вже такі, що можуть добре орієнтуватися на місцевості, долати перешкоди, виконувати різноманітні дії. Мета створення розумних роботів – широке використання у народному господарстві.
З усього розглянутого, ми повинні зрозуміти, що здоров’я людини – найвища цінність. Тому вчені працюють над вивченням організму людини і створенням штучних органів, що дає можливість компенсувати роботу втрачених органів, а цим продовжити життя хворих людей. Штучні системи допоможуть прогресивному розвитку різноманітних галузей промисловості.скачать dle 10.3фильмы бесплатно


Подібні публікації:
Захисні бар’єри нашого тіла Захисні бар’єри нашого тіла
 Існує зовнішній  і внутрішній захист. Тобто, якщо чужорідному мікроорганізму, все-таки, вдасться пройти зовнішній бар’єр, то на...
Робота м’язів, яка оком непомітна Робота м’язів, яка оком непомітна
  Гладенькі м’язи відрізняються надійністю роботи і, як вважають вчені, деякою кмітливістю. Чому? Адже вони не потребують ніякої команди, а...
«Зайві» органи нашого тіла «Зайві» органи нашого тіла
 Тіло людини – складна біохімічна система і нам здається, що в ньому немає нічого непотрібного. Але насправді у ньому зустрічаються деякі...
Чи старіє імунна система? Чи старіє імунна система?
 Клітини лімфоїдного типу знайдені у всіх хребетних тварин, але лімфоїдні органи виникли в ході еволюції лише у вищих хребетних....
Біологія та біоніка. Біологія та біоніка.
Протягом всієї своєї історії люди черпали знання із природи, яка знаходиться на відстані голосу, на відстані погляду і на відстані витягнутої руки....
Навігація ↓
Реклама ↓
Статистика ↓
bigmir)net TOP 100

free counters
Реклама ↓
На сайті знайшли ↓