Slogan bioniky: "Príroda vie najlepšie." Čo je to za vedu? Už samotný názov a takéto motto nám dáva pochopiť, že bionika je spätá s prírodou. Mnohí z nás sa denne stretávajú s prvkami a výsledkami vedy o bionike bez toho, aby o tom vedeli.
Počuli ste už o bionike?
Biológia je populárny poznatok, s ktorým sa oboznamujeme v škole. Z nejakého dôvodu mnohí veria, že bionika je jednou z podsekcií biológie. V skutočnosti toto tvrdenie nie je úplne presné. V užšom zmysle slova je bionika veda, ktorá študuje živé organizmy. Ale častejšie sme zvyknutí spájať s týmto učením niečo iné. Aplikovaná bionika je veda, ktorá spája biológiu a technológiu.
Predmet a predmet bionického výskumu
Čo študuje bionika? Aby sme odpovedali na túto otázku, musíme zvážiť štrukturálne rozdelenie samotného vyučovania.
Biologická bionika skúma prírodu takú, aká je, bez snahy do nej zasahovať. Predmetom jeho štúdia sú procesy prebiehajúce vo vnútri biologických systémov.
Teoretická bionika sa zaoberá štúdiom tých princípov, ktoré boli videné v prírode a na ich základe vytvára teoretickúmodel, ďalej aplikovaný v technológiách.
Praktická (technická) bionika je aplikácia teoretických modelov v praxi. Takpovediac praktické uvedenie prírody do technického sveta.
Kde sa to všetko začalo?
Veľký Leonardo da Vinci je nazývaný otcom bioniky. V záznamoch tohto génia možno nájsť prvé pokusy o technické stelesnenie prírodných mechanizmov. Da Vinciho kresby ilustrujú jeho túžbu vytvoriť lietadlo schopné pohybovať krídlami ako vták počas letu. Kedysi boli takéto nápady príliš odvážne na to, aby boli žiadané. Upozornili na seba oveľa neskôr.
Prvým, kto uplatnil princípy bioniky v architektúre, bol Antoni Gaudí y Curnet. Jeho meno je pevne zapísané v histórii tejto vedy. Architektonické štruktúry navrhnuté veľkým Gaudím boli pôsobivé v čase ich výstavby a o mnoho rokov neskôr spôsobujú rovnakú radosť medzi modernými pozorovateľmi.
Ďalším, kto podporil myšlienku symbiózy prírody a technológie, bol Rudolf Steiner. Pod jeho vedením sa začalo široké používanie bionických princípov pri navrhovaní budov.
Založenie bioniky ako nezávislej vedy sa udialo až v roku 1960 na vedeckom sympóziu v Daytone.
Vývoj počítačovej technológie a matematického modelovania umožňujú moderným architektom oveľa rýchlejšie a s väčšou presnosťou stelesňovať stopy prírody v architektúre a iných odvetviach.
Prírodné prototypy technických vynálezov
Najjednoduchšiepríkladom prejavu vedy o bionike je vynález pántov. Známy držiak založený na princípe otáčania jednej časti konštrukcie okolo druhej. Tento princíp využívajú mušle na to, aby ovládali svoje dve krídla a v prípade potreby ich otvorili alebo zatvorili. Tichomorské obrie srdcovky dosahujú veľkosti 15-20 cm. Princíp závesu pri spájaní ich lastúr je jasne viditeľný voľným okom. Malí zástupcovia tohto druhu používajú rovnaký spôsob upevnenia ventilov.
V každodennom živote často používame rôzne pinzety. Ostrý a kliešťovitý zobák motýľa sa stáva prirodzeným analógom takéhoto zariadenia. Tieto vtáky ho pomocou tenkého zobáka zapichnú do mäkkej pôdy a vytiahnu malých chrobákov, červov atď.
Veľa moderných zariadení a zariadení je vybavených prísavkami. Používajú sa napríklad na zlepšenie dizajnu nôh rôznych kuchynských spotrebičov, aby sa zabránilo ich skĺznutiu počas prevádzky. Taktiež špeciálne topánky pre čističe okien výškových budov sú vybavené prísavkami, ktoré zaisťujú ich bezpečnú fixáciu. Toto jednoduché zariadenie je tiež požičané z prírody. Rosnička, ktorá má na nohách prísavky, sa nezvyčajne obratne drží na hladkých a klzkých listoch rastlín a chobotnica ich potrebuje na blízky kontakt so svojimi obeťami.
Takýchto príkladov môžete nájsť veľa. Bionika je presne tá veda, ktorá pomáha človeku požičiavať si technické riešenia z prírody pre svoje vynálezy.
Kto je prvý - príroda respľudia?
Niekedy sa stane, že ten či onen vynález ľudstva má už dávno „patentovaný“prírodou. To znamená, že vynálezcovia, keď niečo vytvárajú, nekopírujú, ale sami vymyslia technológiu alebo princíp fungovania a neskôr sa ukáže, že to v prírode existuje už dlho a dá sa to jednoducho nakuknúť a osvojiť si.
Stalo sa to s bežným suchým zipsom, ktorý človek používa na zapínanie oblečenia. Je dokázané, že v štruktúre vtáčieho peria sa na vzájomné spojenie tenkých fúzov používajú aj háčiky, podobné tým, ktoré nájdeme na suchý zips.
V štruktúre továrenských potrubí existuje analógia s dutými stonkami obilnín. Pozdĺžna výstuž použitá v rúrach je podobná sklerenchýmovým pásom v stonke. Oceľové výstužné krúžky - medzipriestorové. Tenká koža na vonkajšej strane stonky je analógom špirálovej výstuže v štruktúre rúr. Napriek kolosálnej podobnosti štruktúry vedci nezávisle vynašli práve takýto spôsob výstavby továrenských potrubí a až neskôr videli identitu takejto štruktúry s prírodnými prvkami.
Bionika a medicína
Využitie bioniky v medicíne umožňuje zachrániť životy mnohých pacientov. Neustále sa pracuje na vytvorení umelých orgánov, ktoré dokážu fungovať v symbióze s ľudským telom.
Dane Dennis Aabo ako prvý otestoval bionickú protézu. Prišiel o polovicu ruky, ale teraz má schopnosť vnímať predmety dotykom pomocou vynálezu lekárov. Jeho protézaspojené s nervovými zakončeniami postihnutej končatiny. Umelé snímače prstov sú schopné zbierať informácie o dotyku predmetov a prenášať ich do mozgu. Dizajn v súčasnosti ešte nie je dokončený, je veľmi objemný, čo sťažuje jeho používanie v každodennom živote, no už teraz možno túto technológiu nazvať skutočným objavom.
Všetky výskumy v tomto smere sú úplne založené na kopírovaní prírodných procesov a mechanizmov a ich technickej implementácii. Toto je lekárska bionika. Recenzie vedcov hovoria, že čoskoro ich diela umožnia meniť opotrebované živé ľudské orgány a namiesto nich používať mechanické prototypy. Toto bude skutočne najväčší prielom v medicíne.
Bionika v architektúre
Architektonická a stavebná bionika je špeciálne odvetvie bionických vied, ktorého úlohou je organické znovuzjednotenie architektúry a prírody. V poslednej dobe sa pri navrhovaní moderných štruktúr čoraz častejšie obracajú na bionické princípy vypožičané zo živých organizmov.
Dnes sa architektonická bionika stala samostatným architektonickým štýlom. Zrodilo sa z jednoduchého kopírovania formulárov a teraz sa úlohou tejto vedy stalo osvojiť si princípy, organizačné prvky a technicky ich implementovať.
Tento architektonický štýl sa niekedy nazýva eko-štýl. Je to preto, že základné pravidlá bioniky sú:
- hľadajte optimálne riešenia;
- princíp šetrenia materiálom;
- princíp maximálnej udržateľnosti;
- princíp úspory energie.
Ako vidíte, bionika v architektúre nie sú len pôsobivé formy, ale aj pokročilé technológie, ktoré vám umožňujú vytvoriť štruktúru, ktorá spĺňa moderné požiadavky.
Charakteristiky architektonických bionických štruktúr
Na základe minulých skúseností v oblasti architektúry a stavebníctva môžeme povedať, že všetky ľudské štruktúry sú krehké a majú krátku životnosť, ak nepoužívajú zákony prírody. Bionické budovy majú okrem úžasných tvarov a odvážnych architektonických riešení aj odolnosť, schopnosť odolávať nepriaznivým prírodným javom a kataklizmám.
V exteriéri budov postavených v tomto štýle je vidieť prvky reliéfov, tvarov, kontúr, umne skopírované dizajnérmi z živých, prírodných objektov a majstrovsky stelesnené architektmi-staviteľmi.
Ak sa vám zrazu pri uvažovaní nad architektonickým objektom zdá, že sa pozeráte na umelecké dielo, s vysokou pravdepodobnosťou máte budovu v bionickom štýle. Príklady takýchto štruktúr možno vidieť takmer vo všetkých hlavných mestách krajín a veľkých technologicky vyspelých mestách sveta.
Výstavba nového milénia
Späť v 90. rokoch vytvoril španielsky tím architektov projekt budovy založený na úplne novom koncepte. Ide o 300-poschodovú budovu, ktorej výška presiahne 1200 m. Pohyb po tejto veži sa plánuje realizovať pomocou štyroch stoviek vertikálnych a horizontálnych výťahov, ktorých rýchlosť je 15 m/s. krajina,súhlasila so sponzorovaním tohto projektu, bola Čína. Na výstavbu bolo vybrané najhustejšie obývané mesto Šanghaj. Realizáciou projektu sa vyrieši demografický problém regiónu.
Veža bude mať plne bionickú štruktúru. Architekti veria, že iba to môže zabezpečiť pevnosť a odolnosť konštrukcie. Prototypom stavby je cyprus. Architektonická kompozícia bude mať nielen cylindrický tvar podobný kmeňu stromu, ale aj „korene“– nový druh bionického základu.
Vonkajší plášť budovy je plastový a priedušný materiál, ktorý imituje kôru stromu. Klimatizačný systém tohto vertikálneho mesta bude analogický s funkciou regulácie tepla pokožky.
Podľa prognóz vedcov a architektov takáto budova nezostane jedinou svojho druhu. Po úspešnej implementácii sa počet bionických štruktúr v architektúre planéty bude len zvyšovať.
Bionické budovy okolo nás
Pri akých slávnych výtvoroch bola použitá bionika? Príklady takýchto štruktúr sa dajú ľahko nájsť. Vezmite si aspoň proces vytvárania Eiffelovej veže. Dlho sa hovorilo, že tento 300-metrový symbol Francúzska postavili podľa nákresov neznámeho arabského inžiniera. Neskôr bola odhalená jeho úplná analógia so štruktúrou ľudskej holennej kosti.
Okrem Eiffelovej veže existuje mnoho príkladov bionických štruktúr po celom svete:
- Opera v Sydney bola postavená podobne ako lotosový kvet.
- PekingNárodná opera – imitácia kvapky vody.
- Plavecký komplex v Pekingu. Navonok opakuje kryštálovú štruktúru vodnej mriežky. Úžasné dizajnové riešenie spája užitočnú schopnosť konštrukcie akumulovať slnečnú energiu a následne ju využiť na napájanie všetkých elektrických spotrebičov prevádzkovaných v budove.
- Mrakodrap Aqua vyzerá ako prúd padajúcej vody. Nachádza sa v Chicagu.
- Dom zakladateľa architektonickej bioniky Antoniho Gaudího je jednou z prvých bionických stavieb. Až dodnes si zachovalo svoju estetickú hodnotu a zostáva jedným z najobľúbenejších turistických miest v Barcelone.
Vedomosti, ktoré každý potrebuje
V súhrne môžeme s istotou povedať: všetko, čo študuje bionika, je relevantné a potrebné pre rozvoj modernej spoločnosti. Každý by sa mal zoznámiť s vedeckými princípmi bioniky. Bez tejto vedy si nemožno predstaviť technologický pokrok v mnohých oblastiach ľudskej činnosti. Bionika je naša budúcnosť v úplnej harmónii s prírodou.
