Bionika

Bionika, gailu eta prozedura teknologikoak sortu eta garatzen dituen zientzia da. Horretarako, izaki bizidunen prozesu biologikoak aztertu eta horien antzeko prozesuen mekanismo zibernetikoak aplikatzen ditu. Bionika besteak beste, arkitektura, diseinu, ingeniaritza eta teknologia modernoa bezalako jakintzei aplikatzen zaie. Etimologikoki, hitza grekotik dator “bios”, bizitza, eta “-ico” atzizkiak “-i buruzko”.

Bionikaren barneko adarrik nagusienetako bat ingeniaritza-bionikoa da. Honek, hainbat diziplina biltzen ditu bere baitan, sistema biologikoak eta elektronikoak bateraturik lan egiteko helburuarekin. Adibidez, nerbio bidez aktibatzen diren protesiak sortu dira. Bestetik, seinale biologiko baten bidez kontrolatutako robotak ere eraiki dira. Gainera, naturan bakarrik ezagunak diren gauzen modelo artifizialak sortu dira.

Modelo artifizial hauen barnean, ikusmen artifiziala eta adimen artifiziala (zibernetika ere deitua) sartzen dira. Ikusmen artifizialak helburu bezala giza begiak dituen arazoei irtenbidea ematea du. Bestalde, zibernetikak instrumentu mekanikoen bidez, izaki bizidunen jarrera simulatzea du helburu.

Berez, izaki bizidunak mota askotako instrumentuz hornituta dauden makina konplexu modura hartu daitezke. Besteak bete, neurtzeko, analisirako, estimuluak jasotzeko eta erreakzio-erantzunezko tresnez baliatuak baitaude. Ditugun bost zentzumenei esker garatu ditugu instrumentu hauek.

Aurrez aipatutako modelo artifizialen barnean robotikaren eta inteligentzia artifiziala (IA) aurkitzen dira. Bi hauen ikerkuntza-esparruaren zati bat, giza garunak bezala jokatzen duten makinak sortzea da. Makina hauek portaera adimentsu bat aztertu eta portaera horretaz ikasteko gai dira. Arlo adimentsu horren barnean, arrazoinamenduarekin lotuak dauden aktibitateak aurkitzen dira. Aktibitate hauek, estrategia eta plangintza, pertzepzioa eta irudien antzematea, koloreak, soinuak, etab. dira.

Bionikaren aplikazio-eremuak

Bionikaren aplikazioak mugagabeak dira, eta ez daude mugaturik gure zentzumenen gaitasuna handitzera soilik. Jarraian, bionika aplikatzen den hainbat arlo zerrendatzen dira:

Ikus-entzunezkoak

Giza entzumen- eta ikusmen-sistemek mugak dituzte. Bionikari esker, eskuratze-, erreprodukzio- eta ulermen-eginkizuna burutzen duten sistemak sortu ahal izan dira arlo audiobisualaren barnean.

Eskuratze-sistemaren adibide argi bat, mikrofono, anplifikadore eta bozgorailuena da. Hauek, gizakientzako entzungai den 20 Hz eta 20 kHz-eko maiztasun-tartean entzun ahal izateko diseinatuak izan dira.

MP3a da audioko ulermen-sistemaren adibiderik ezagunena da gaur egun. Honek, soinua CDaren kalitate antzekoarekin gordetzea ahalbidetzen du, konpresio-indize oso handi batekin, 1:11 ingurukoa. MP3ak galeradun konpresio-algoritmoak erabiltzen ditu kodifikazio-sistema modura. Hau da, soinu originala eta guk lortzen duguna ez dira berberak. MP3a giza entzumenaren eskasiaz baliatzen da, eta jasotzeko gai ez den informazio guztia ezabatzen du. Beste ulermen-sistema bat, kasu honetan irudiena, JPEGa da. Bertan, ulermena kromatismo bidez egiten da, gizakiaren sistema bisuala argitasunarekiko sentikorragoa delako koloreekiko baino.

Erreprodukzio-elementuen barnean, gaur egun produzitzen diren pantaila lauen kasua aipa daiteke. Aintzinako hodi kolore bidezko telebista ia guztiak bezala, 1:1:1eko proportzioa mantentzen dute kolore gorri, berde eta urdinenezko elementuen artean. Hala ere, kolore urdineko azpipixelek ia ez diotenez laguntzen begiari irudien ebazpenean, pixel hauen gehiengoak mesprezatu egiten dira. Aipatu behar da, urteen poderioz sistema hau hobetzen joan dela, pantaila eraginkorragoak eginez.

Produktuen diseinua

Azken hamarkadan zehar, diseinatzailearen ofizioa nabari handitu da. Leonardo Da Vinciren adibidea aztertuz gero, bistakoa da bionikak gaur egungo diseinatzaileari kreatibitate-eta egiaztatze-metodo hau gehitu beharko liokela eraikin berriak aztertzeko garaian; funtzio zehatz batzuei zuzendutako formen dibertsifikazioa. Forma eta funtzioaren arteko erlazioa da, zalantzarik gabe, diseinatzaileak gertuenetik jorratzen duen bionikaren atala; adierazi nahi dugu, beste hainbat aspektu, printzipio psikokimikoak izan daitezkeen bezala, ez dituela hain hurbiletik jorratzen. Bestalde, biologiako lan ugari, forma-funtzioaren aspektu bikoitzaz aritzen dira: morfologia funtzionalaren menperatzea da. Euren soluzioen eraginez, ustekabekoak maiz, diseinatzaileek naturak ezkutatzen dituen aberastasunak euren diseinuetara eramatera ongi egongo litzateke.

Errendimendu altuko kirolak

Fitxategi:Imagees.jpg

Gaitasun fisikoak lehenesten dituen protesia

Azken urteotan giza protesien arloa goitik behera aldatu da; protesiek ez dute jada gorputza imitatzen, aitzitik, gaitasunak lehenesten dituzte, funtzio fisiko edo kognitiboak hobetzeko aukera planteatzeraino, ez soilik ezgaitasunak dituzten pertsonengan, baita ere gainerako gizaki guztiengan. Kirolari Bionika kontzeptua lotzean, simulagailu eta errendimendu altuko kirolarien tekniken analizatzaile zenbatzaileak sortzea posible izan da. Modu honetara, posible da zeinu bitalen monitorizaziotik, gorputzaren mugimenduaren analisi konputazional eta estatistiko bat eramatea. Horrela, teknika hobekuntzen aukerak lor daitezke, entrenamenduak modu egokiago baten bideratuz.

Estatuz estatu garapena

Alemania bezalako estatuetan, Bionikak garapen handia izan du, kurtso tituludunak dituelako eskola ezberdinetan, besteak beste. Alde beretik, Japoniak garapen handia du Bio robotetan eta Estatu Batuetan eta Ingalaterran ere garapena handia da.

Latinoamerikan eta Espainian mota honetako garapenekin ere kontatzen da. Mexikoko IPNko (Instituto Politécnico Nacional), UPIITAn (Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas) Ingeniaritza Bionikoa karrera fundatu zen 1996an, zeinak bere fruituak eman dituen artefaktu bionikoen sorkuntzan. Besteak beste, Luis Armando Bravo Castillo ingeniariak, IPNn graduatutakoak, egin zuen beso-protesia. Protesi honek, azalak, muskuluak uzkurtzean sortzen dituen seinale elektrikoen bidez funtzionatzen du. Modu honetara, erabiltzaileak kodigo bat sortzen du besoa mugitzea ahalbideratzen diona.

Geroztik, IPNn lortutako arrakastagatik, UPAEPk (Universidad Autónoma del Estado de Puebla) ere ezarri zuen lizentziatura hau urte batzuen ondoren. Alejandro Sosa Robles ingeniariak eta Alejandro Pedroza Meléndez doktoreak aholkulari gisa, protesi transtibial bat diseinatu eta fabrikatu zuten. Protesi hau karbono zuntzaren bidez elektrodo isolatutako interfaze baten bidez eginik dago, diseinu guztiz berria du eta seinaleak jasotzeko modu ezberdin bat du.

Bestetik, punta-puntako ikerketa batean, AEBko Massachusettseko Teknologia Institutuko (MIT) zenbait ikertzailek urrats berria eta garrantzitsua eman dute, ziur asko eremu honetan aurrerapen nabaria ekarriko duena. Txip berri bat diseinatu dute, neuronek edozein informazio berriren arabera moldatzeko duten gaitasuna imitatzen duena. Asmakizuna izugarrizko garrantzia du, batez ere plastikotasun hori ikastea eta oroimena bezalako garun-funtzio askoren oinarrian dagoelako. Sorturiko protesia oso berezia da sinapsi neuronala, bi neuronen arteko konexioa alegia, garunean gertatzen den modu berberean emulatzen baitu. Prozesu horretan, neurotransmisoreak erabiltzen dira eta neuronen zelula-mintzen kanal ionikoak (proteina porodunak) aktibatzen dira. MITko txipean prozesu hori imitatzea lortu da eta korrontea trantsistoreen zehar jariatzea, neuronen kanal ionikoetan ioiak jariatzen diren bezala. Era horretan, plastikotasuna lortzen da.

Azkenik, sorturiko txipa oso lagungarria izango da neurozientzialarientzat, garun-funtzionamendua geroz eta hobeago ulertzeko. Eta, zalantzarik gabe, hortik lortuko diren ezagutzak adimen artifizialeko gailu eraginkorragoak ahalbideratuko dituzte, eta, beraz, baita protesi aurreratuagoak ere, nanoteknologiaren laguntzaz.

Ikus, gainera

• Ziborg

Kanpo loturak

• Rex, el hombre biónico (ingeleraz)
• Torre Biónica" - Eloy Celaya - Arquitecto (gazteleraz)
• Frame and Form: "Biomimética: donde la naturaleza y el diseño convergen" - Artículo técnico sobre el uso de la biónica en estructuras (gazteleraz)
• Biónica en la UPIITA (gazteleraz)
• Artículo acerca de una retina biónica (gazteleraz)
• Artículo sobre Arquitectura Biónica presentado en el Sigradi2006 (gazteleraz)
• Implantada la primera mano biónica de Europa (gazteleraz)
• Super-gizakien etorkizunerantz al goaz?
• Oroitzapen galduak