Bionics slogan: "Priroda zna najbolje." Kakva je ovo nauka? Sam naziv i takav moto nam daje da shvatimo da je bionika povezana s prirodom. Mnogi od nas se svakodnevno susreću sa elementima i rezultatima nauke o bionici, a da to i ne znaju.
Jeste li čuli za nauku bionike?
Biologija je popularno znanje sa kojim se upoznajemo u školi. Iz nekog razloga, mnogi vjeruju da je bionika jedan od pododjeljaka biologije. Zapravo, ova izjava nije sasvim tačna. Zaista, u užem smislu riječi, bionika je nauka koja proučava žive organizme. Ali češće nego ne, navikli smo da povezujemo nešto drugo s ovim učenjem. Primijenjena bionika je nauka koja kombinuje biologiju i tehnologiju.
Predmet i objekt bioničkog istraživanja
Šta proučava bionika? Da bismo odgovorili na ovo pitanje, moramo razmotriti strukturnu podjelu samog učenja.
Biološka bionika istražuje prirodu kakva jeste, bez pokušaja da se miješa. Predmet njegovog proučavanja su procesi koji se odvijaju unutar bioloških sistema.
Teorijska bionika bavi se proučavanjem onih principa koji su viđeni u prirodi i 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 se naziva ocem bionike. U zapisima ovog genija mogu se naći prvi pokušaji tehničkog oličenja prirodnih mehanizama. Da Vinčijevi crteži ilustruju njegovu želju da stvori letelicu sposobnu da pomera krila 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 ime je čvrsto utisnuto u istoriju ove nauke. Arhitektonske građevine koje je projektirao veliki Gaudi bile su impresivne u vrijeme svoje izgradnje, a isti užitak izazivaju mnogo godina kasnije među modernim posmatračima.
Sljedeća osoba koja je podržala ideju o simbiozi prirode i tehnologije bio je Rudolf Steiner. Pod njegovim vodstvom počela je široka upotreba bioničkih principa u dizajnu zgrada.
Uspostavljanje bionike kao nezavisne nauke dogodilo se tek 1960. godine na naučnom simpozijumu u Daytoni.
Razvoj kompjuterske tehnologije i matematičkog modeliranja omogućavaju modernim arhitektama da utjelovljuju tragove prirode mnogo brže i sa većom preciznošću u arhitekturi i drugim industrijama.
Prirodni prototipovi tehničkih izuma
Najlakšeprimjer manifestacije nauke o bionici je pronalazak šarki. Poznati nosač zasnovan na principu rotacije jednog dijela konstrukcije oko drugog. Ovaj princip koriste školjke kako bi kontrolirale svoja dva krila i po potrebi ih otvarale ili zatvarale. Pacifički džinovski kokoši dosežu veličinu od 15-20 cm. Princip šarke u spajanju 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 tanak kljun da ga zabiju u meku zemlju i vade male bube, crve, itd.
Mnogi moderni uređaji i uređaji opremljeni su usisnim čašama. Na primjer, koriste se za poboljšanje dizajna nogu raznih kuhinjskih uređaja kako bi se spriječilo njihovo klizanje tokom rada. Također, specijalne cipele za čistače prozora visokih zgrada opremljene su usisnim čašama kako bi se osiguralo njihovo sigurno fiksiranje. Ovaj jednostavan uređaj također je posuđen iz prirode. Žaba drveća, koja ima odojke na nogama, neobično se spretno drži na glatkim i klizavim listovima biljaka, a hobotnici su potrebni za bliski kontakt sa svojim žrtvama.
Možete pronaći mnogo takvih primjera. Bionika je upravo nauka koja pomaže osobi da za svoje izume pozajmi tehnička rješenja iz prirode.
Ko je prvi - priroda ililjudi?
Ponekad se desi da je ovaj ili onaj izum čovječanstva odavno "patentiran" od strane prirode. Odnosno, pronalazači, kada nešto stvaraju, 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 sa uobičajenim čičak trakom, koji koristi osoba za pričvršćivanje odjeće. Dokazano je da se u strukturi ptičjeg perja koriste i kuke za međusobno povezivanje tankih brada, sličnih onima na čičak trakama.
U strukturi fabričkih lula postoji analogija sa šupljim stabljikama žitarica. Uzdužno ojačanje koje se koristi u cijevima slično je trakama sklerenhima u stabljici. Čelični prstenovi za ukrućenje - međuprostori. Tanka koža s vanjske strane stabljike je analog spiralnog ojačanja u strukturi cijevi. Uprkos kolosalnoj sličnosti konstrukcije, naučnici su samostalno izmislili upravo takav način izgradnje fabričkih cevi, a tek kasnije su videli identitet takve strukture sa prirodnim elementima.
Bionika i medicina
Upotreba bionike u medicini omogućava spasavanje života mnogih pacijenata. Neprestano se radi na stvaranju vještačkih organa koji mogu funkcionirati u simbiozi s ljudskim tijelom.
Danac Dennis Aabo bio je prvi koji je testirao bioničku protezu. Izgubio je polovinu ruke, ali sada ima sposobnost da opaža predmete dodirom koristeći izum ljekara. Njegova protezapovezan sa nervnim završecima zahvaćenog ekstremiteta. Umjetni senzori za prste u stanju su prikupiti informacije o dodirivanju predmeta i prenijeti ih u mozak. Dizajn trenutno još nije finaliziran, veoma je glomazan, što ga otežava korištenje u svakodnevnom životu, ali i sada se ova tehnologija može nazvati pravim otkrićem.
Sva istraživanja u ovom pravcu su u potpunosti zasnovana na kopiranju prirodnih procesa i mehanizama i njihovoj tehničkoj implementaciji. Ovo je medicinska bionika. Recenzije naučnika kažu da će uskoro njihovi radovi omogućiti promjenu dotrajalih živih ljudskih organa i korištenje mehaničkih prototipova. Ovo će zaista biti najveći napredak u medicini.
Bionika u arhitekturi
Arhitektonska i građevinska bionika je posebna grana bioničke nauke, čiji je zadatak organsko ponovno ujedinjenje arhitekture i prirode. U posljednje vrijeme sve češće se pri projektovanju modernih struktura okreću bioničkim principima pozajmljenim od živih organizama.
Danas je arhitektonska bionika postala poseban arhitektonski stil. Nastala je iz jednostavnog kopiranja formi, a sada je zadatak ove nauke postao da usvoji principe, organizacione karakteristike i tehnički ih implementira.
Ponekad se ovaj arhitektonski stil naziva eko stil. To je zato što su osnovna pravila bionike:
- tražite optimalna rješenja;
- princip štednje materijala;
- princip maksimalne održivosti;
- princip uštede energije.
Kao što vidite, bionika u arhitekturi nije samo impresivne forme, već i napredne tehnologije koje vam omogućavaju da kreirate strukturu koja ispunjava moderne zahtjeve.
Karakteristike arhitektonskih bioničkih struktura
Na osnovu dosadašnjeg iskustva u arhitekturi i građevinarstvu, možemo reći da su sve ljudske strukture krhke i kratkog vijeka ako ne koriste zakone prirode. Bioničke zgrade, pored zadivljujućih oblika i smelih arhitektonskih rešenja, imaju izdržljivost, sposobnost da izdrže nepovoljne prirodne pojave i kataklizme.
U eksterijeru zgrada građenih u ovom stilu vide se elementi reljefa, oblika, kontura, vešto kopirani od strane dizajnera iz živih, prirodnih objekata i majstorski oličeni od strane arhitekata-građevinara.
Ako vam se odjednom, kada razmišljate o nekom arhitektonskom objektu, učini da gledate umjetničko djelo, s velikom vjerovatnoćom imate zgradu u bioničkom stilu. Primjeri ovakvih struktura mogu se vidjeti u gotovo svim glavnim gradovima zemalja i velikim tehnološki naprednim gradovima svijeta.
Izgradnja novog milenijuma
Dalekih 90-ih, španski tim arhitekata kreirao je projekat zgrade zasnovan na potpuno novom konceptu. Riječ je o zgradi od 300 spratova, čija će visina premašiti 1200 m. Planirano je da se kretanje duž ove kule odvija uz pomoć četiri stotine vertikalnih i horizontalnih liftova, čija je brzina 15 m/s. zemlja,je Kina pristala da sponzoriše ovaj projekat. Za izgradnju je izabran najgušće naseljeni grad Šangaj. Realizacijom projekta će se riješiti demografski problem regije.
Toranj će imati potpuno bioničku strukturu. Arhitekti vjeruju da samo to može osigurati snagu i izdržljivost konstrukcije. Prototip strukture je stablo čempresa. Arhitektonska kompozicija će imati ne samo cilindrični oblik sličan stablu drveta, već i "korijene" - novu vrstu bioničke osnove.
Vanjski omotač zgrade je plastični i prozračni materijal koji imitira koru drveta. Sistem klimatizacije ovog vertikalnog grada će biti analogan funkciji regulacije toplote kože.
Prema prognozama naučnika i arhitekata, ovakva građevina neće ostati jedina te vrste. Nakon uspješne implementacije, broj bioničkih struktura u arhitekturi planete će se samo povećavati.
Bionske zgrade oko nas
U kojim se poznatim kreacijama koristila nauka o bionici? Primjere takvih struktura je lako pronaći. Uzmite barem proces stvaranja Ajfelovog 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 Ajfelovog tornja, postoji mnogo primera bioničkih struktura širom sveta:
- Opera u Sidneju izgrađena je slično lotosovom cvijetu.
- PekingNacionalna opera - imitacija kapi vode.
- Plivački kompleks u Pekingu. Izvana, ponavlja kristalnu strukturu vodene rešetke. Neverovatno dizajnersko rešenje kombinuje korisnu sposobnost konstrukcije da akumulira sunčevu energiju, a zatim je koristi za napajanje svih električnih uređaja koji rade u zgradi.
- Aqua neboder izgleda kao mlaz vode koja pada. Smješten 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 neophodno za razvoj modernog društva. Svako treba da se upozna sa naučnim principima bionike. Bez ove nauke nemoguće je zamisliti tehnološki napredak u mnogim oblastima ljudske aktivnosti. Bionika je naša budućnost u potpunom skladu sa prirodom.
