Sloganul Bionics: „Natura știe cel mai bine”. Ce fel de știință este aceasta? Însuși numele și un astfel de motto ne fac să înțelegem că bionica este conectată cu natura. Mulți dintre noi întâlnesc zilnic elementele și rezultatele științei bionicii fără să știe măcar acest lucru.
Ați auzit de știința bionicii?
Biologia este o cunoaștere populară cu care ni se face cunoștință la școală. Din anumite motive, mulți cred că bionica este una dintre subsecțiunile biologiei. De fapt, această afirmație nu este în întregime exactă. Într-adevăr, în sensul restrâns al cuvântului, bionica este o știință care studiază organismele vii. Dar, de cele mai multe ori, suntem obișnuiți să asociem altceva cu această învățătură. Bionica aplicată este o știință care combină biologia și tehnologia.
Subiect și obiect al cercetării bionice
Ce studiază bionica? Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să luăm în considerare diviziunea structurală a învățământului în sine.
Bionica biologică explorează natura așa cum este, fără a încerca să interfereze. Obiectul studiului său îl reprezintă procesele care au loc în interiorul sistemelor biologice.
Bionica teoretică se ocupă cu studiul acelor principii care au fost văzute în natură și, pe baza lor, creează un studiu teoretic.model, aplicat în continuare în tehnologii.
Bionica practică (tehnică) este aplicarea modelelor teoretice în practică. Ca să spunem așa, introducerea practică a naturii în lumea tehnică.
De unde a început totul?
Marele Leonardo da Vinci este numit părintele bionicii. În înregistrările acestui geniu, se pot găsi primele încercări de întruchipare tehnică a mecanismelor naturale. Desenele lui Da Vinci ilustrează dorința lui de a crea un avion capabil să-și miște aripile ca o pasăre în zbor. La un moment dat, astfel de idei erau prea îndrăznețe pentru a fi solicitate. Au atras atenția asupra lor mult mai târziu.
Primul care a aplicat principiile bionicii în arhitectură a fost Antoni Gaudí y Curnet. Numele său este ferm imprimat în istoria acestei științe. Structurile arhitecturale proiectate de marele Gaudi erau impresionante la momentul construirii lor și provoacă aceeași încântare mulți ani mai târziu în rândul observatorilor moderni.
Următoarea persoană care a susținut ideea de simbioză a naturii și tehnologiei a fost Rudolf Steiner. Sub conducerea sa, a început utilizarea pe scară largă a principiilor bionice în proiectarea clădirilor.
Inființarea bionicii ca știință independentă a avut loc abia în 1960, la un simpozion științific din Daytona.
Dezvoltarea tehnologiei informatice și a modelării matematice le permite arhitecților moderni să întruchipeze indiciile naturii mult mai rapid și cu o mai mare acuratețe în arhitectură și alte industrii.
Prototipuri naturale de invenții tehnice
Cel mai ușorun exemplu de manifestare a științei bionicii este inventarea balamalelor. O montură familiară bazată pe principiul rotației unei părți a structurii în jurul alteia. Acest principiu este folosit de scoici pentru a-și controla cele două aripi și, dacă este necesar, pentru a le deschide sau închide. Cockile gigantice din Pacific ating dimensiuni de 15-20 cm. Principiul balamalei în legarea cochiliilor lor este clar vizibil cu ochiul liber. Mici reprezentanți ai acestei specii folosesc aceeași metodă de fixare a supapelor.
În viața de zi cu zi folosim adesea o varietate de pensete. Ciocul ascuțit și asemănător căpușului devine un analog natural al unui astfel de dispozitiv. Aceste păsări folosesc un cioc subțire pentru a-l înfige în pământ moale și pentru a scoate gândaci mici, viermi etc.
Multe dispozitive și dispozitive moderne sunt echipate cu ventuze. De exemplu, sunt folosite pentru a îmbunătăți designul picioarelor diferitelor aparate de bucătărie pentru a preveni alunecarea acestora în timpul funcționării. De asemenea, încălțămintea specială pentru curățarea geamurilor clădirilor în alte este echipată cu ventuze pentru a asigura fixarea lor în siguranță. Acest dispozitiv simplu este, de asemenea, împrumutat din natură. Broasca de copac, având ventuze în picioare, se menține neobișnuit de priceput pe frunzele plantelor netede și alunecoase, iar caracatița are nevoie de ele pentru contactul strâns cu victimele sale.
Puteți găsi multe astfel de exemple. Bionica este exact știința care ajută o persoană să împrumute soluții tehnice din natură pentru invențiile sale.
Cine este primul - natura sauoameni?
Uneori se întâmplă ca una sau alta invenție a omenirii să fi fost mult timp „brevetată” de natură. Adică, inventatorii, atunci când creează ceva, nu copiază, ci vin cu o tehnologie sau un principiu de funcționare ei înșiși, iar mai târziu se dovedește că acest lucru există în natură de mult timp și s-ar putea pur și simplu să arunce o privire și să adopte.
S-a întâmplat cu Velcro obișnuit, care este folosit de o persoană pentru a fixa hainele. S-a dovedit că în structura penelor de păsări, cârligele sunt folosite și pentru a lega bărbile subțiri între ele, similare celor găsite pe velcro.
În structura țevilor de fabrică există o analogie cu tulpinile goale ale cerealelor. Armatura longitudinala folosita la conducte este asemanatoare cu benzile sclerenchimului din tija. Inele de rigidizare din oțel - interstiții. Pielea subțire de pe exteriorul tijei este un analog al întăririi spiralate în structura țevilor. În ciuda asemănării colosale a structurii, oamenii de știință au inventat în mod independent o astfel de metodă de a construi țevi de fabrică și abia mai târziu au văzut identitatea unei astfel de structuri cu elemente naturale.
Bionica și medicină
Utilizarea bionicii în medicină face posibilă salvarea vieților multor pacienți. Necontenit, se lucrează pentru a crea organe artificiale care pot funcționa în simbioză cu corpul uman.
Dane Dennis Aabo a fost primul care a testat o proteză bionică. Și-a pierdut jumătate din braț, dar acum are capacitatea de a percepe obiectele prin atingere folosind invenția medicilor. Proteza luiconectat la terminațiile nervoase ale membrului afectat. Senzorii artificiali pentru degete sunt capabili să colecteze informații despre atingerea obiectelor și să le transmită creierului. Designul nu a fost încă finalizat momentan, este foarte voluminos, ceea ce face dificilă utilizarea lui în viața de zi cu zi, dar și acum această tehnologie poate fi numită o adevărată descoperire.
Toate cercetările în această direcție se bazează în întregime pe copierea proceselor și mecanismelor naturale și pe implementarea lor tehnică. Aceasta este bionica medicală. Recenziile oamenilor de știință spun că în curând lucrările lor vor face posibilă schimbarea organelor umane vii uzate și vor folosi în schimb prototipuri mecanice. Acesta va fi cu adevărat cel mai mare progres în medicină.
Bionica în arhitectură
Bionica arhitecturală și a clădirilor este o ramură specială a științei bionice, a cărei sarcină este reunificarea organică a arhitecturii și a naturii. Recent, din ce în ce mai des, atunci când proiectează structuri moderne, aceștia apelează la principii bionice împrumutate de la organismele vii.
Astăzi, bionica arhitecturală a devenit un stil arhitectural separat. S-a născut dintr-o simplă copiere a formularelor, iar acum sarcina acestei științe a devenit să adopte principiile, caracteristicile organizaționale și să le implementeze tehnic.
Uneori, acest stil arhitectural se numește stil ecologic. Acest lucru se datorează faptului că regulile de bază ale bionicii sunt:
- căutați soluții optime;
- principiul economisirii materialelor;
- principiul durabilității maxime;
- principiul economisirii energiei.
După cum puteți vedea, bionica în arhitectură nu este doar forme impresionante, ci și tehnologii avansate care vă permit să creați o structură care să îndeplinească cerințele moderne.
Caracteristicile structurilor bionice arhitecturale
Pe baza experienței anterioare în arhitectură și construcții, putem spune că toate structurile umane sunt fragile și de scurtă durată dacă nu folosesc legile naturii. Clădirile bionice, pe lângă forme uimitoare și soluții arhitecturale îndrăznețe, au durabilitate, capacitatea de a rezista fenomenelor naturale adverse și cataclismelor.
În exteriorul clădirilor construite în acest stil se văd elemente de relief, forme, contururi, copiate cu pricepere de inginerii proiectanți din obiecte vii, naturale și întruchipate cu măiestrie de arhitecți-constructori.
Dacă dintr-o dată, când contemplați un obiect de arhitectură, vi se pare că vă uitați la o operă de artă, cu mare probabilitate aveți o clădire în stil bionic. Exemple de astfel de structuri pot fi văzute în aproape toate capitalele țărilor și orașele mari avansate tehnologic ale lumii.
Constructia noului mileniu
În anii 90, o echipă spaniolă de arhitecți a creat un proiect de construcție bazat pe un concept complet nou. Este vorba de o clădire de 300 de etaje, a cărei înălțime va depăși 1200 m. Se preconizează ca deplasarea de-a lungul acestui turn să aibă loc cu ajutorul a patru sute de lifturi verticale și orizontale, a căror viteză este de 15 m/s. țară,a fost de acord să sponsorizeze acest proiect, a fost China. Cel mai dens populat oraș, Shanghai, a fost ales pentru construcție. Implementarea proiectului va rezolva problema demografică a regiunii.
Turnul va avea o structură complet bionică. Arhitecții cred că numai acest lucru poate asigura rezistența și durabilitatea structurii. Prototipul structurii este un chiparos. Compoziția arhitecturală va avea nu numai o formă cilindrică asemănătoare unui trunchi de copac, ci și „rădăcini” - un nou tip de fundație bionică.
Acoperirea exterioară a clădirii este un material plastic și respirabil, care imită scoarța unui copac. Sistemul de aer condiționat al acestui oraș vertical va fi analog cu funcția de reglare a căldurii a pielii.
Conform previziunilor oamenilor de știință și arhitecților, o astfel de clădire nu va rămâne singura de acest fel. După implementarea cu succes, numărul structurilor bionice din arhitectura planetei va crește doar.
Clădiri bionice din jurul nostru
În ce creații celebre a fost folosită știința bionicii? Exemple de astfel de structuri sunt ușor de găsit. Luați cel puțin procesul de creare a Turnului Eiffel. Multă vreme au existat zvonuri că acest simbol al Franței de 300 de metri a fost construit după desenele unui inginer arab necunoscut. Mai târziu, a fost dezvăluită analogia sa completă cu structura tibiei umane.
Pe lângă Turnul Eiffel, există multe exemple de structuri bionice în întreaga lume:
- Opera din Sydney a fost construită în mod similar cu o floare de lotus.
- BeijingOpera Națională - imitație a unei picături de apă.
- Complex de înot din Beijing. În exterior, repetă structura cristalină a rețelei de apă. O soluție de design uimitoare combină capacitatea utilă a structurii de a acumula energie solară și apoi de a o folosi pentru a alimenta toate aparatele electrice care funcționează în clădire.
- Zgârie-nori Aqua arată ca un curent de apă care cade. Situat în Chicago.
- Casa fondatorului bionicii arhitecturale, Antoni Gaudí, este una dintre primele structuri bionice. Până astăzi, și-a păstrat valoarea estetică și rămâne unul dintre cele mai populare obiective turistice din Barcelona.
Cunoștințe de care toată lumea are nevoie
Rezumând, putem spune cu siguranță: tot ceea ce studiază bionica este relevant și necesar pentru dezvoltarea societății moderne. Toată lumea ar trebui să se familiarizeze cu principiile științifice ale bionicii. Fără această știință, este imposibil să ne imaginăm progresul tehnologic în multe domenii ale activității umane. Bionica este viitorul nostru în deplină armonie cu natura.
