Bionics slogan: "Priroda zna najbolje." Kakva je ovo znanost? Sam naziv i takav moto nam daje razumijevanje da je bionika povezana s prirodom. Mnogi od nas svakodnevno se susreću s elementima i rezultatima znanosti bionike, a da to nisu ni znali.
Jeste li čuli za bioniku?
Biologija je popularno znanje s kojim se upoznajemo u školi. Iz nekog razloga, mnogi vjeruju da je bionika jedan od pododjeljaka biologije. Zapravo, ova izjava nije sasvim točna. Doista, u užem smislu riječi, bionika je znanost koja proučava žive organizme. Ali češće nego ne, navikli smo povezivati nešto drugo s ovim učenjem. Primijenjena bionika je znanost koja kombinira biologiju i tehnologiju.
Predmet i objekt bioničkog istraživanja
Što proučava bionika? Da bismo odgovorili na ovo pitanje, moramo razmotriti strukturnu podjelu samog učenja.
Biološka bionika istražuje prirodu kakva jest, bez pokušaja uplitanja. Predmet njegovog proučavanja su procesi koji se odvijaju unutar bioloških sustava.
Teorijska bionika bavi se proučavanjem onih principa koji su viđeni u prirodi, te na njihovoj osnovi stvara teorijskemodel, dalje primijenjen u tehnologijama.
Praktična (tehnička) bionika je primjena teorijskih modela u praksi. Takoreći, praktično uvođenje prirode u tehnički svijet.
Gdje je sve počelo?
Veliki Leonardo da Vinci naziva se ocem bionike. U zapisima ovog genija mogu se pronaći prvi pokušaji tehničkog utjelovljenja prirodnih mehanizama. Da Vincijevi crteži ilustriraju njegovu želju da stvori letjelicu sposobnu kretati krilima poput ptice u letu. Nekada su takve ideje bile previše hrabre da bi bile tražene. Skrenuli su pažnju na sebe mnogo kasnije.
Prvi koji je primijenio principe bionike u arhitekturi bio je Antoni Gaudí y Curnet. Njegovo je ime čvrsto utisnuto u povijest ove znanosti. Arhitektonske građevine koje je projektirao veliki Gaudi bile su impresivne u vrijeme svoje izgradnje, a isti užitak izazivaju mnogo godina kasnije među modernim promatračima.
Sljedeća osoba koja je podržala ideju o simbiozi prirode i tehnologije bio je Rudolf Steiner. Pod njegovim vodstvom započela je široka upotreba bioničkih principa u dizajnu zgrada.
Uspostavljanje bionike kao samostalne znanosti dogodilo se tek 1960. godine na znanstvenom simpoziju u Daytoni.
Razvoj računalne tehnologije i matematičkog modeliranja omogućuju modernim arhitektima da mnogo brže i točnije utjelovljuju tragove prirode u arhitekturi i drugim industrijama.
Prirodni prototipovi tehničkih izuma
Najlakšeprimjer očitovanja znanosti bionike je izum šarki. Poznati nosač koji se temelji na principu rotacije jednog dijela strukture oko drugog. Ovaj princip koriste školjke kako bi kontrolirale svoja dva krila i po potrebi ih otvarale ili zatvarale. Pacifički divovski kokoši dosežu veličine od 15-20 cm. Princip šarke u povezivanju njihovih školjki jasno je vidljiv golim okom. Mali predstavnici ove vrste koriste isti način fiksiranja ventila.
U svakodnevnom životu često koristimo razne pincete. Oštar i krpeljski kljun kumovca postaje prirodni analog takvog uređaja. Ove ptice koriste tanki kljun kako bi ga zaboli u meku zemlju i izvadili male bube, crve itd.
Mnogi moderni uređaji i uređaji opremljeni su vakuumskim čašama. Na primjer, koriste se za poboljšanje dizajna nogu raznih kuhinjskih aparata kako bi se spriječilo njihovo klizanje tijekom rada. Također, posebne cipele za čistače prozora visokih zgrada opremljene su usisnim čašama kako bi se osiguralo njihovo sigurno pričvršćivanje. Ovaj jednostavan uređaj također je posuđen iz prirode. Žaba, koja ima odojke na nogama, neobično se spretno drži na glatkim i skliskim listovima biljaka, a hobotnici su potrebni za bliski kontakt sa svojim žrtvama.
Možete pronaći mnogo takvih primjera. Bionika je upravo znanost koja pomaže osobi da za svoje izume posudi tehnička rješenja iz prirode.
Tko je prvi - priroda ililjudi?
Ponekad se dogodi da je ovaj ili onaj izum čovječanstva odavno "patentiran" od strane prirode. Odnosno, izumitelji pri stvaranju nečega ne kopiraju, već sami smišljaju tehnologiju ili princip rada, a kasnije se ispostavi da to u prirodi postoji već dugo i da bi se jednostavno moglo zaviriti i usvojiti.
Ovo se dogodilo s uobičajenim čičak trakom, koji se koristi za pričvršćivanje odjeće. Dokazano je da se u strukturi ptičjeg perja koriste i kuke za međusobno povezivanje tankih brada, sličnih onima na čičaku.
U strukturi tvorničkih cijevi postoji analogija sa šupljim stabljikama žitarica. Uzdužna armatura koja se koristi u cijevima je slična trakama sklerenhima u stabljici. Čelični prstenovi za ukrućenje - međuprostori. Tanka koža s vanjske strane stabljike je analog spiralnog ojačanja u strukturi cijevi. Unatoč kolosalnoj sličnosti strukture, znanstvenici su samostalno izmislili upravo takvu metodu izgradnje tvorničkih cijevi, a tek kasnije su vidjeli identitet takve strukture s prirodnim elementima.
Bionika i medicina
Upotreba bionike u medicini omogućuje spašavanje života mnogih pacijenata. Neprestano se radi na stvaranju umjetnih organa koji mogu funkcionirati u simbiozi s ljudskim tijelom.
Danac Dennis Aabo prvi je testirao bioničku protezu. Izgubio je polovicu ruke, ali sada ima sposobnost opažanja predmeta dodirom koristeći izum liječnika. Njegova protezapovezan sa živčanim završecima zahvaćenog uda. Umjetni senzori prstiju u stanju su prikupljati informacije o dodirivanju predmeta i prenijeti ih u mozak. Dizajn trenutno još nije dovršen, vrlo je glomazan, što ga otežava korištenje u svakodnevnom životu, ali i sada se ova tehnologija može nazvati pravim otkrićem.
Sva istraživanja u ovom smjeru u potpunosti se temelje na kopiranju prirodnih procesa i mehanizama i njihovoj tehničkoj implementaciji. Ovo je medicinska bionika. Recenzije znanstvenika govore da će uskoro njihovi radovi omogućiti promjenu istrošenih živih ljudskih organa i umjesto njih koristiti mehaničke prototipove. Ovo će uistinu biti najveći napredak u medicini.
Bionika u arhitekturi
Arhitektonska i građevinska bionika posebna je grana bioničke znanosti, čija je zadaća organsko ponovno ujedinjenje arhitekture i prirode. U posljednje vrijeme sve češće se pri projektiranju modernih struktura okreću bioničkim principima posuđenim od živih organizama.
Danas je arhitektonska bionika postala zaseban arhitektonski stil. Nastala je iz jednostavnog kopiranja oblika, a sada je zadatak ove znanosti postao usvojiti principe, organizacijske značajke i tehnički ih implementirati.
Ponekad se ovaj arhitektonski stil naziva eko stilom. To je zato što su osnovna pravila bionike:
- tražite optimalna rješenja;
- načelo štednje materijala;
- načelo maksimalne održivosti;
- načelo štednje energije.
Kao što možete vidjeti, bionika u arhitekturi nisu samo impresivni oblici, već i napredne tehnologije koje vam omogućuju stvaranje strukture koja zadovoljava moderne zahtjeve.
Karakteristike arhitektonskih bioničkih struktura
Na temelju prošlih iskustava u arhitekturi i građevinarstvu, možemo reći da su sve ljudske strukture krhke i kratkog vijeka ako ne koriste zakone prirode. Bioničke građevine, osim nevjerojatnih oblika i hrabrih arhitektonskih rješenja, imaju izdržljivost, sposobnost da izdrže nepovoljne prirodne pojave i kataklizme.
U eksterijeru zgrada građenih u ovom stilu naziru se elementi reljefa, oblika, kontura, vješto kopirani od strane dizajnera iz živih, prirodnih objekata i majstorski utjelovljeni od strane arhitekata-graditelja.
Ako vam se odjednom, kada razmišljate o nekom arhitektonskom objektu, učini da gledate umjetničko djelo, s velikom vjerojatnošću imate zgradu u bioničkom stilu. Primjeri takvih struktura mogu se vidjeti u gotovo svim glavnim gradovima zemalja i velikim tehnološki naprednim gradovima svijeta.
Izgradnja novog milenija
Daklenih 90-ih, španjolski tim arhitekata izradio je projekt zgrade temeljen na potpuno novom konceptu. Riječ je o zgradi od 300 katova, čija će visina premašiti 1200 m. Planirano je da se kretanje duž ovog tornja odvija uz pomoć četiri stotine vertikalnih i horizontalnih dizala čija je brzina 15 m/s. zemlja,pristala sponzorirati ovaj projekt, bila je Kina. Za gradnju je odabran najgušće naseljeni grad Šangaj. Provedbom projekta riješit će se demografski problem regije.
Toranj će imati potpuno bioničku strukturu. Arhitekti vjeruju da samo to može osigurati snagu i trajnost strukture. Prototip strukture je stablo čempresa. Arhitektonska kompozicija neće imati samo cilindrični oblik sličan deblu, već i "korijenje" - novu vrstu bioničkih temelja.
Vanjska obloga zgrade je plastični i prozračni materijal koji imitira koru drveta. Sustav klimatizacije ovog okomitog grada bit će analogan funkciji regulacije topline kože.
Prema prognozama znanstvenika i arhitekata, ovakva građevina neće ostati jedina takve vrste. Nakon uspješne implementacije, broj bioničkih struktura u arhitekturi planeta samo će se povećavati.
Bionske zgrade oko nas
U kojim se slavnim kreacijama koristila znanost bionike? Primjere takvih struktura je lako pronaći. Uzmite barem proces stvaranja Eiffelovog tornja. Dugo su se pričale da je ovaj simbol Francuske od 300 metara izgrađen prema crtežima nepoznatog arapskog inženjera. Kasnije je otkrivena njegova potpuna analogija sa strukturom ljudske tibije.
Pored Eiffelovog tornja, postoji mnogo primjera bioničkih struktura diljem svijeta:
- Sydneyjska opera izgrađena je slično lotosovom cvijetu.
- PekingNational Opera House - imitacija kapi vode.
- Plivački kompleks u Pekingu. Izvana ponavlja kristalnu strukturu vodene rešetke. Nevjerojatno dizajnersko rješenje kombinira korisnu sposobnost konstrukcije da akumulira sunčevu energiju i zatim je koristi za napajanje svih električnih uređaja koji rade u zgradi.
- Aqua neboder izgleda kao mlaz vode koja pada. Nalazi se u Chicagu.
- Kuća osnivača arhitektonske bionike, Antonija Gaudija, jedna je od prvih bioničkih struktura. Do danas je zadržao svoju estetsku vrijednost i ostaje jedno od najpopularnijih turističkih mjesta u Barceloni.
Znanje svima potrebno
Rezimirajući, možemo sa sigurnošću reći: sve što bionika proučava relevantno je i potrebno za razvoj modernog društva. Svatko bi se trebao upoznati sa znanstvenim principima bionike. Bez ove znanosti nemoguće je zamisliti tehnološki napredak u mnogim područjima ljudske djelatnosti. Bionika je naša budućnost u potpunom skladu s prirodom.
