Bionika je koja nauka? Šta bionici proučavaju? Primjena bionika

Slogan bionika: "Priroda zna najbolje." Kakva je to nauka? Već ime i takav moto nam govore da je bionika povezana s prirodom. Mnogi od nas svakodnevno suočavaju se sa elementima i rezultatima bionike nauke, čak iako to ne znaju.

Da li ste čuli za takvu nauku kao bionika?

Biologija je popularno znanje s kojim smo uvedeni u školu. Iz nekog razloga, mnogi veruju da je bionika jedan od podsekcija biologije. Zapravo, ova izjava nije sasvim tačna. Zaista, u užem smislu izraza, bionika je nauka koja proučava žive organizme. Ali najčešće smo naviknuti da se ovim učenjem povezujemo sa nečim drugim. Primenjena bionika je nauka koja kombinuje biologiju i tehnologiju.

Predmet i predmet bioničkog istraživanja

Šta bionici proučavaju? Da bi odgovorili na ovo pitanje, neophodno je razmotriti strukturnu podelu same doktrine.

Biološka bionika istražuje prirodu kakva je bez intervencije. Cilj njegovog istraživanja su procesi koji se javljaju unutar bioloških sistema.

Teorijska bionika proučava principe koji su primećeni u prirodi i na njihovoj osnovi stvara teorijski model koji se dalje primjenjuje u tehnologijama.

Praktična (tehnička) bionika je primjena teoretskih modela u praksi. Dakle, praktično uvođenje prirode u tehnički svet.

Odakle je sve počelo?

Otac bionika nazivan je velikim Leonardo da Vinci. U evidenciji ovog genija možete pronaći prve pokušaje tehničke primene prirodnih mehanizama. Crteži Da Vincija ilustruju njegovu želju da kreiraju avion sposoban za pokretanje krila, kao u letu ptice. Jednom su takve ideje bile previše drzave da bi postale popularne. Prisiljavali su da skrenu pažnju na sebe mnogo kasnije.

Prvi koji su primjenjivali principe bionike u arhitekturi bio je Antoni Gaudi-i-Kurnet. Njegovo ime je čvrsto utisnuto u istoriji ove nauke. Arhitektonske strukture na projektima velikog Gaudija impresionirale su se u trenutku njihove izgradnje, a istog entuzijazma koji su i mnogi od njih naveli moderni posmatrači.

Sledeća osoba koja je podržala ideju o simbiozi prirode i tehnologije bila je Rudolf Steiner. Pod njegovim rukovodstvom počela je široka primjena bioničkih principa u dizajnu zgrada.

Izjava o bionici kao nezavisne nauke dogodila se tek 1960. godine na naučnom simpozijumu u Daytoni.

Razvoj kompjuterske tehnologije i matematičko modeliranje omogućuje savremenim arhitektama mnogo brže i tačnije ujednačavajući savjete prirode u arhitekturi i drugim industrijama.

Prirodni prototipi tehničkih izuma

Najjednostavniji primer manifestacije nauke o bionici je pronalazak šarki. Sve poznato pričvršćivanje, zasnovano na principu rotacije jednog dijela objekta oko druge. Ovaj princip koriste školjke kako bi se kontrolisali dve njihove lopte i, ako je potrebno, otvaraju ili zatvaraju ih. Pacifikski jezgro-giganti dosegnu veličinu od 15-20 cm. Šarniran princip prilikom kombinovanja njihovih školjki lako se može videti golim okom. Mali predstavnici ove vrste koriste isti metod fiksiranja letaka.

U svakodnevnom životu često koristimo različite pincete. Prirodni analog takvog uređaja je oštri i pincer kljun vretena. Ove ptice koriste tanku kljunu, držeći ga u mekanom tlu i izlazu iz malih bube, crva i stvari odatle.

Mnogi savremeni instrumenti i uređaji su opremljeni usisnim čašama. Na primjer, koriste se za poboljšanje dizajna nogu različitih kuhinjskih aparata kako bi se izbjeglo njihovo klizanje tokom rada. Takođe, usisni čaši su opremljeni posebnim cipelama za čišćenje prozora visokih zgrada kako bi se osigurala njihova sigurna fiksacija. Ova jednostavna adaptacija se takođe pozajmljuje iz prirode. Kvaksha, sisavci na nogama, izuzetno je pametna na glatkim i klizavim listovima biljaka, a hobotnica je neophodna za bliske kontakte s njihovim žrtvama.

Mnogo takvih primjera možete pronaći. Bionika je samo nauka koja pomaže osobi da pozajmi od prirode tehničko rešenje za svoje pronalaske.

Ko je prvi - priroda ili ljudi?

Ponekad se dešava da je ovaj ili onaj pronalazak čovečanstva dugo bio "patentiran" prirodom. To jest, pronalazači, stvarajući nešto, ne kopiraju, već izmišljaju tehnologiju ili princip rada, a kasnije se ispostavlja da je u prirodnoj prirodi već dugo postojala, a bilo je moguće samo sagledati i usvojiti.

Dakle, to se desilo sa uobičajenim lepljivim pričvakama, koje osoba koristi za pričvršćivanje odeće. Dokazano je da se u strukturi perja ptica kuke koriste i za spajanje tanke brade, slično onima koje se nalaze na velcro vezicama.

U strukturi fabričkih cevi postoji analogija sa šupljim stabljima žitarica. Uzdužna ojačanja koja se koriste u cevima slična je sklerenchymovim trakama u stabljici. Čelični prstenovi krutosti su internodovi. Tanka piling sa vanjske strane stabljike je analogna spiralna armatura u strukturi cijevi. Uprkos kolosalnoj sličnosti strukture, naučnici su samostalno izmislili ovaj metod izgradnje fabričkih cevi, a tek kasnije su prepoznali identitet takve strukture sa prirodnim elementima.

Bionika i medicina

Upotreba bionika u medicini omogućava spasavanje života mnogih pacijenata. Bez zaustavljanja, u toku je rad na stvaranju veštačkih organa koji mogu da funkcionišu u simbiozi sa ljudskim tijelom.

Prvi je imao sreće da doživi bioničku protezu Dane Dennis Aabo. Izgubio je pola ruke, ali sada ima mogućnost da percepuje predmete dodirom pomoću pronalaska lekara. Njegova proteza je povezana sa nervnim završetkom pogođenog udova. Senzori veštačkih prstiju mogu sakupiti informacije o dodirivanju predmeta i prenošenje u mozak. Dizajn još nije finaliziran, veoma je otežan, što ga otežava upotrebom u svakodnevnom životu, ali sada možete nazvati ovom tehnologijom pravo otkriće.

Sva istraživanja u ovom pravcu su u potpunosti zasnovana na kopiranju prirodnih procesa i mehanizama i njihovom tehničkom izvršenju. Ovo je medicinska bionika. Naučnici kažu da će uskoro njihov rad pružiti priliku za promjenu istrošenih životnih organa čovjeka i umjesto toga koristiti mehaničke prototipe. Zaista će biti najveći prodor u medicini.

Bionika u arhitekturi

Arhitektonska i građevinska bionika je posebna grana bioničke nauke čiji je zadatak organsko ponovno ujedinjenje arhitekture i prirode. Nedavno se često u dizajnu modernih dizajna odnose na bioničke principe, pozajmljene od živih organizama.

Danas arhitektonska bionika postaje poseban arhitektonski stil. Rođen je jednostavnim kopiranjem forme, a sada je zadatak ove nauke počeo da usvaja principe, organizacione osobine i tehnički ih predstavlja.

Ponekad se takav arhitektonski stil naziva ekostilem. Sve zato što su osnovna pravila bionike:

• Traženje optimalnih rešenja;
• Princip štednje materijala;
• Princip maksimalne ekološke kompatibilnosti;
• Princip štednje energije.

Kao što vidite, bionici u arhitekturi nisu samo impresivni oblici, već i progresivne tehnologije koje omogućavaju stvaranje strukture koja zadovoljava savremene zahteve.

Karakteristike arhitektonskih bioničkih struktura

Na osnovu prošlog iskustva u arhitekturi i građevinarstvu, može se reći da su sve ljudske konstrukcije krhke i kratkotrajne, ako ne koriste zakone prirode. Bioničke zgrade, pored neverovatnih oblika i smela arhitektonska rešenja, imaju snagu, sposobnost da izdrže nepovoljne prirodne pojave i kataklize.

U eksterijeru zgrada izgrađenih u ovom stilu mogu se videti elementi reljefa, oblika, kontura, vješto kopirane od strane dizajnerskih inženjera iz života, prirodnih predmeta i majstorskog oličenja arhitekata-graditelja.

Ako, iznenada, kada razmišljate o arhitektonskom objektu čini se da gledate umetničko delo, postoji velika vjerovatnoća ispred sebe zgrada u stilu bionika. Primeri takvih projekata mogu se videti u gotovo svim glavnim gradovima zemalja i velikim tehnološki naprednim gradovima u svijetu.

Dizajn novog milenijuma

U devedesetim, španski tim arhitekata je stvorio projekat izgradnje zasnovan na potpuno novom konceptu. Ova 300-spratna zgrada, čija visina prelazi 1200 metara, shvaćeno je da će se kretanje duž ovog kula odvijati pomoću četiri stotine vertikalnih i horizontalnih liftova, čija brzina iznosi 15 m / s. Zemlja koja je pristala da sponzorira ovaj projekat bila je Kina. Za izgradnju izabran je najnaseljeniji grad - Šangaj. Realizacija projekta rešiće demografski problem regiona.

Kula će imati potpuno bioničku strukturu. Arhitekte veruju da će samo to osigurati snagu i izdržljivost strukture. Prototip strukture je čempres. Arhitektonska kompozicija neće imati samo cilindrični oblik, sličan sa stabljikom, već i "korijenima" - novom vrstom bioničkog podruma.

Spoljna obloga zgrade je plastični i prozračni materijal koji imitira lubanje drveta. Kondicioni sistem ovog vertikalnog grada biće analogni termoregulatornoj funkciji kože.

Prema prognozama naučnika i arhitekata, takva zgrada neće ostati jedina takva vrsta. Nakon uspešne implementacije broja bioničkih zgrada u arhitekturi planete samo će se povećati.

Bioničke zgrade oko nas

U kojim poznatim stvarima se koristila nauka o bionici? Primeri takvih struktura lako se mogu naći. Uzmite bar proces kreiranja Ajfelovog tornja. Dugo vremena bilo je glasina da je ovaj 300-metarski simbol Francuske izgrađen prema crtežima nepoznatog arapskog inžinjera. Kasnije je otkrivena njena potpuna analogija sa strukturom ljudske tibije .

Pored Eiffelove kula, mnogi primjeri bioničkih struktura mogu se naći širom svijeta:

• Sydney Opera je napravljena analogno s cvetom lotosa.
• Nacionalna opera u Pekingu - imitacija padanja vode.
• Plivački kompleks u Pekingu. Vanjski ponavlja kristalnu strukturu vodene rešetke. Neverovatno rešenje za dizajn kombinuje korisnu funkciju dizajna za čuvanje energije Sunca, a zatim ga koristi za napajanje svih električnih uređaja koji rade u zgradi.
• Nebotičnik "Aqua" izgleda kao tok pada vode. Smješten u Čikagu.
• Kuća osnivača arhitektonske bionike Antonio Gaudi jedna je od prvih bioničkih struktura. Do danas je zadržao svoju estetsku vrijednost i ostaje jedan od najpopularnijih turističkih mjesta u Barceloni.

Znanje koje je potrebno za sve

Sumirajući, može se sigurno reći: sve što bionika proučava je relevantno i neophodno za razvoj savremenog društva. Svako treba upoznati sa naučnim principima bionike. Bez ove nauke nemoguće je zamisliti tehnički napredak u mnogim sferama ljudskih aktivnosti. Bionika je naša budućnost u potpunoj harmoniji sa prirodom.