ГИДРОБИОНИКА
Гидробионика — раздел бионики, изучающий возможности использования принципов строения и функционирования водных организмов для судостроения, судовождения, автоматики, океанологической аппаратуры и подводной робототехники: гидродинамика животных, биомеханические структуры, биоэнергетика, биогидроакустика, навигация и физиология ныряющих млекопитающих.
Гидробионика — раздел бионики (общего учения о методах создания технических систем, характеристики которых приближаются к характеристикам живых организмов). Она изучает возможности использовать принципы структуры и функционирования биологических систем и их элементов в условиях гидросферы, чтобы улучшать существующие и создавать новые технические системы и устройства в судостроении, судовождении, судовой автоматике, океанологической аппаратуре, подводной робототехнике и других областях.
Основные проблемы гидробионики:
1. гидродинамика морских животных, включая экспериментальное изучение их движителей, чтобы разработать теоретические основы движения и технические модели; 2. биомеханические структуры (внутренние и внешние скелеты, кожный покров и др.), чтобы создавать новые конструкции, покрытия и заполнители; 3. биоэнергетика морских организмов, в том числе биолюминесценция; 4. биогидроакустика — общение животных под водой и их использование гидролокации; 5. навигационные способности морских животных при дальних миграциях; 6. физиологические механизмы морских млекопитающих, нормализующие дыхание и кровообращение при глубоководных погружениях; 7. механизмы поведения морских животных, управление которыми позволило бы создавать принципиально новые морские хозяйства и использовать дельфинов, тюленей и морских львов при подводных исследованиях и работах (перевозка лёгких грузов, поиск, охрана и т. д.).
Официальное признание бионики состоялось в 1960 году на первом симпозиуме в США. В последующие годы гидробионика интенсивно развивалась во многих странах. В США за короткое время создали специализированные экспериментальные базы при научно-исследовательском центре биологии моря ВМС, научно-исследовательском институте связи, океанологическом центре на Гавайских островах, испытательном центре ракетного оружия ВМС, лаборатории военно-морской базы в Сан-Диего и др. Исследовательские центры возникли и в других странах. В СССР комплексные исследования по бионике проводила и координировала Академия наук.
Исходное положение гидробионики — признание высокого совершенства структур и функций живых организмов, возникшего в результате долгой эволюции и естественного отбора в специфических условиях гидросферы: исключительной приспособленности к жизни в воде, высокой надёжности, экономичности и эффективности биологических систем. Но при создании практически полезных бионических моделей не стремятся слепо копировать все характеристики, а критически отбирают только полезные и необходимые свойства. В основе методологии лежит моделирование в широком смысле — от построения гипотез до физико-математических и технических моделей.
Широта работ не позволяет дать обобщённую оценку научных и практических достижений. Некоторые учёные считали, что гидробионика поставила гораздо больше вопросов, чем дала ответов, а для объяснения многих явлений, которыми она занимается, не существовало соответствующей физической теории. Тем не менее накоплено много фактов, представляющих большой научный интерес. Опубликованы сотни работ с результатами экспериментальных исследований гидродинамики плавающих китообразных, ластоногих, тунцовых, акул и др., в которых представлены различные модели формирования ламинарного пограничного слоя, механизмов оптимального движения при возникновении турбулентности и т. д. Предложены новые оригинальные конструкции подводных сооружений и специальные покрытия. Данные о физиологии дыхания и кровообращения ныряющих гидробионтов применяют в медицине подводных погружений и в клинике сердечно-лёгочных заболеваний. Впечатляющие результаты получены при дрессировке дельфинов и морских львов, которых уже практически используют в важных программах глубоководных исследований в ряде стран.