bionica

bionica

Scienza che studia le funzioni sensorie e motorie degli organismi viventi, allo scopo di riprodurle o potenziarle con dispositivi di vario tipo. In essa convergono numerose discipline: oltre alla biologia e all’elettronica, la chimica, la matematica, la fisica e l’ingegneria. La b. studia in partic. le caratteristiche con le quali l’evoluzione biologica ha superato problemi di natura tecnica e funzionale e le problematiche della percezione artificiale e della coordinazione senso-motoria. Si propone quindi come modellistica della realtà e simulazione delle abilità naturali con sensori ed effettori meccanici, elettrici, elettronici e chimici, capaci di ricevere gli stimoli e le sollecitazioni e di rispondere adeguatamente. Il procedimento tipico per lo studio bionico di un processo biologico consiste nella descrizione (analisi) del processo, nella traduzione della descrizione biologica in uno schema fisico-matematico, nella realizzazione concreta (sintesi) di tale schema con un dispositivo elettronico, costituente il modello analogico del processo in esame.

Applicazioni

I principali campi di ricerca della b. vertono attualmente sugli organi di senso, sulle protesi, sui neuroni artificiali. Gli organi di senso bionici sono trasduttori di vario tipo (meccanoelettrici, termoelettrici, fotoelettrici, ecc.) atti a simulare gli organi che nei viventi servono a rilevare stimoli esterni, convertendo in energia elettrochimica l’energia meccanica, acustica, luminosa, ecc. degli stimoli in questione (per es., impianti cocleari che ripristinano la funzione uditiva compromessa). I progressi maggiori sono stati attuati nel campo delle protesi: grazie a processori che raccolgono gli impulsi nervosi provenienti dal cervello, sono stati realizzati arti artificiali, come per es. una mano bionica, in grado di muoversi con grande precisione grazie agli impulsi captati nei muscoli dell’avambraccio. I neuroni artificiali sono dispositivi che attuano le funzioni fondamentali delle cellule nervose, relative al riconoscimento e alla trasmissione degli impulsi provenienti dagli organi di senso, e consentono di elaborare reti neurali artificiali, che trovano applicazione, per es., nella formulazione di modelli nelle neuroscienze.