Бионик уриа: "Байгаль хамгийн сайн мэддэг." Энэ ямар шинжлэх ухаан вэ? Энэ нэр, ийм уриа нь бионик нь байгальтай холбоотой гэдгийг бидэнд ойлгуулж байна. Бидний олонхи нь өдөр бүр бионикийн шинжлэх ухааны элементүүд болон үр дүнтэй тааралддаг.
Та бионикийн шинжлэх ухааны талаар сонссон уу?
Биологи бол бидний сургуульд сурдаг түгээмэл мэдлэг юм. Зарим шалтгааны улмаас олон хүн бионикийг биологийн дэд хэсгүүдийн нэг гэж үздэг. Үнэн хэрэгтээ энэ мэдэгдэл нь бүхэлдээ үнэн зөв биш юм. Үнэн хэрэгтээ энэ үгийн явцуу утгаараа бионик бол амьд организмыг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Гэхдээ ихэнхдээ бид энэ сургаалтай өөр зүйлийг холбоход дассан байдаг. Хэрэглээний бионик бол биологи, технологийг хослуулсан шинжлэх ухаан юм.
Бионик судалгааны сэдэв ба объект
Бионик юу судалдаг вэ? Энэ асуултад хариулахын тулд бид сургалтын бүтцийн хуваагдлыг авч үзэх хэрэгтэй.
Биологийн бионик нь хөндлөнгөөс оролцох оролдлогогүйгээр байгалийг байгаагаар нь судалдаг. Түүний судалгааны объект нь биологийн систем доторх процессууд юм.
Онолын бионик нь байгальд илэрсэн тэдгээр зарчмуудыг судалж, тэдгээрийн үндсэн дээр онолын үндэслэлийг бий болгодог.загвар, цаашид технологид ашигласан.
Практик (техникийн) бионик бол онолын загваруудыг практикт хэрэглэх явдал юм. Техникийн ертөнцөд байгалийг практикт нэвтрүүлэх явдал юм.
Энэ бүхэн хаанаас эхэлсэн бэ?
Агуу Леонардо да Винчиг бионикийн эцэг гэж нэрлэдэг. Энэхүү суут ухаантны тэмдэглэлээс байгалийн механизмыг техникийн хэлбэрээр хэрэгжүүлэх анхны оролдлогуудыг олж болно. Да Винчи нисэж буй шувуу шиг далавчаа хөдөлгөх чадвартай нисэх онгоц бүтээх хүсэл эрмэлзэлийг харуулсан зургууд юм. Нэгэн цагт ийм санаанууд эрэлт хэрэгцээтэй байхын тулд хэтэрхий зоримог байсан. Тэд хожим нь анхаарал татсан.
Бионикийн зарчмуудыг архитектурт анх хэрэглэсэн хүн бол Антони Гауди и Курнет юм. Түүний нэр энэ шинжлэх ухааны түүхэнд баттай бичигдсэн байдаг. Агуу Гаудигийн зохион бүтээсэн архитектурын байгууламжууд нь баригдах үедээ гайхалтай байсан бөгөөд олон жилийн дараа орчин үеийн ажиглагчдын дунд ижил таашаал авчирсан.
Байгаль, технологийн симбиозын санааг дэмжсэн дараагийн хүн бол Рудольф Штайнер байв. Түүний удирдлаган дор бионик зарчмуудыг барилгын зураг төсөлд өргөнөөр ашиглаж эхэлсэн.
Бионикийг бие даасан шинжлэх ухаан болгон бий болгосон нь зөвхөн 1960 онд Дейтона хотод болсон шинжлэх ухааны симпозиум дээр болсон.
Компьютерийн технологи, математик загварчлалын хөгжил нь орчин үеийн архитекторуудад архитектур болон бусад салбарт байгалийн шинж тэмдгийг илүү хурдан бөгөөд илүү нарийвчлалтайгаар тусгах боломжийг олгож байна.
Техникийн шинэ бүтээлийн байгалийн эх загвар
Хамгийн хялбарБионикийн шинжлэх ухааны илрэлийн нэг жишээ бол нугас зохион бүтээх явдал юм. Бүтцийн нэг хэсгийг нөгөөгөөр эргүүлэх зарчим дээр үндэслэсэн танил бэхэлгээ. Энэ зарчмыг далайн хясаа хоёр далавчаа удирдах, шаардлагатай бол нээх, хаах зорилгоор ашигладаг. Номхон далайн аварга том хүрэм нь 15-20 см хэмжээтэй байдаг. Тэдний бүрхүүлийг холбох нугасны зарчим нь нүцгэн нүдэнд тод харагддаг. Энэ зүйлийн жижиг төлөөлөгчид хавхлагыг засах ижил аргыг ашигладаг.
Бид өдөр тутмын амьдралдаа олон төрлийн хясаа хэрэглэдэг. Бурхны хурц, хачиг шиг хушуу нь ийм төхөөрөмжийн байгалийн аналог болж хувирдаг. Эдгээр шувууд нимгэн хушууг ашиглан зөөлөн хөрсөнд нааж, жижиг цох, хорхой зэргийг гаргаж авдаг.
Орчин үеийн олон төхөөрөмж, төхөөрөмжүүд нь сорох аягагаар тоноглогдсон байдаг. Жишээлбэл, гал тогооны янз бүрийн хэрэгслийн хөлийг ажиллуулах явцад гулсахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд тэдгээрийн дизайныг сайжруулахад ашигладаг. Мөн өндөр барилгуудын цонх цэвэрлэгчдэд зориулсан тусгай гутал нь найдвартай бэхэлгээг хангахын тулд сорох аягатай байдаг. Энэхүү энгийн төхөөрөмжийг мөн байгалиас зээлсэн. Модны мэлхий хөлөндөө сорогчтой тул ургамлын навчийг гөлгөр, гулгамтгай байлгадаг бөгөөд наймалж хохирогчтойгоо ойр дотно харилцахад хэрэгтэй.
Та ийм олон жишээг олж болно. Бионик бол тухайн хүнд өөрийн шинэ бүтээлдээ байгалиас техникийн шийдлийг зээлж авахад тусалдаг шинжлэх ухаан юм.
Хэн нь анхных вэ - байгаль эсвэлхүмүүс?
Заримдаа хүн төрөлхтний энэ эсвэл өөр шинэ бүтээл байгалиасаа "патент" авсан байх тохиолдол ч бий. Өөрөөр хэлбэл, зохион бүтээгчид ямар нэг зүйлийг бүтээхдээ хуулбарлахгүй, харин өөрсдөө технологи, үйл ажиллагааны зарчмыг гаргаж ирдэг бөгөөд хожим нь энэ нь байгальд удаан хугацааны туршид оршин тогтнож байсан бөгөөд зүгээр л харж, үрчилж чаддаг болох нь тогтоогджээ.
Хүмүүс хувцас бэхлэхэд ашигладаг ердийн Velcro-д ийм зүйл тохиолдсон. Шувууны өдний бүтцэд Velcro дээр байдаг шиг нимгэн сахалуудыг хооронд нь холбоход дэгээ ашигладаг нь батлагдсан.
Үйлдвэрийн хоолойн бүтцэд үр тарианы хөндий иштэй адил төстэй байдаг. Хоолойд ашигласан уртааш арматур нь ишний склеренхимийн туузтай төстэй. Ган бэхэлгээний цагиргууд - завсрын хэсгүүд. Ишний гадна талын нимгэн арьс нь хоолойн бүтэц дэх спираль арматурын аналог юм. Бүтэц нь асар их төстэй байсан ч эрдэмтэд үйлдвэрийн хоолой барих ийм аргыг бие даан зохион бүтээсэн бөгөөд зөвхөн дараа нь ийм бүтэц нь байгалийн элементтэй болохыг олж мэдсэн.
Бионик ба анагаах ухаан
Бионикийг анагаах ухаанд ашигласнаар олон өвчтөний амийг аврах боломжтой. Хүний биетэй симбиозын үйл ажиллагаа явуулах хиймэл эрхтнийг бүтээх ажил тасралтгүй үргэлжилж байна.
Дэйн Деннис Аабо анх бионик протез туршиж үзсэн. Тэрээр гарынхаа хагасыг алдсан ч одоо эмч нарын бүтээлийг ашиглан биетийг хүрэлцэх замаар мэдрэх чадвартай болсон. Түүний протезнөлөөлөлд өртсөн мөчний мэдрэлийн төгсгөлүүдтэй холбогдсон. Хиймэл хуруу мэдрэгч нь объектод хүрч байгаа мэдээллийг цуглуулж, тархи руу дамжуулах чадвартай. Одоогоор загвар нь эцэслэн шийдэгдээгүй байгаа бөгөөд энэ нь маш том хэмжээтэй тул өдөр тутмын амьдралдаа ашиглахад хүндрэлтэй байдаг, гэхдээ одоо ч гэсэн энэ технологийг жинхэнэ нээлт гэж нэрлэж болно.
Энэ чиглэлийн бүх судалгаа нь бүхэлдээ байгалийн үйл явц, механизмыг хуулбарлах, тэдгээрийн техникийн хэрэгжилтэд суурилдаг. Энэ бол эмнэлгийн бионик юм. Удахгүй тэдний бүтээлүүд нь элэгдсэн амьд хүний эд эрхтнийг өөрчилж, оронд нь механик загвар ашиглах боломжтой болно гэж эрдэмтдийн тойм хэлж байна. Энэ нь үнэхээр анагаах ухаанд гарсан хамгийн том нээлт байх болно.
Архитектур дахь бионик
Архитектур, барилгын бионик нь бионикийн шинжлэх ухааны тусгай салбар бөгөөд түүний зорилго нь архитектур, байгалийг органик байдлаар нэгтгэх явдал юм. Сүүлийн үед орчин үеийн байгууламжийг төлөвлөхдөө амьд организмаас авсан бионик зарчимд хандах нь олонтаа.
Өнөөдөр архитектурын бионик нь тусдаа архитектурын хэв маяг болсон. Энэ нь маягтыг энгийн хуулбарлахаас үүссэн бөгөөд эдүгээ энэ шинжлэх ухааны ажил бол зарчим, зохион байгуулалтын шинж чанарыг өөртөө шингээж, тэдгээрийг техникийн хувьд хэрэгжүүлэх явдал болжээ.
Заримдаа энэ архитектурын хэв маягийг эко хэв маяг гэж нэрлэдэг. Учир нь бионикийн үндсэн дүрмүүд нь:
- оновчтой шийдлийг хайх;
- материал хэмнэх зарчим;
- хамгийн их тогтвортой байдлын зарчим;
- эрчим хүч хэмнэх зарчим.
Таны харж байгаагаар архитектур дахь бионик нь гайхалтай хэлбэрүүд төдийгүй орчин үеийн шаардлагад нийцсэн бүтцийг бий болгох боломжийг олгодог дэвшилтэт технологи юм.
Архитектурын бионик байгууламжийн шинж чанар
Архитектур, барилгын салбарт өнгөрсөн туршлага дээр үндэслэн бид байгалийн хуулийг ашиглахгүй бол хүний бүх бүтэц хэврэг, богино насалдаг гэж хэлж болно. Бионик барилгууд нь гайхалтай хэлбэр дүрс, зоримог архитектурын шийдлүүдээс гадна бат бөх, байгалийн сөрөг үзэгдэл, сүйрлийг тэсвэрлэх чадвартай.
Ийм хэв маягаар баригдсан барилгуудын гадна тал дээр рельеф, хэлбэр, контурын элементүүдийг харж, дизайнерууд амьд, байгалийн объектуудаас чадварлаг хуулбарлаж, архитектор-барилгачдын ур чадвараар дүрсэлсэн байдаг.
Хэрэв гэнэт ямар нэгэн архитектурын объектыг эргэцүүлэн бодоход та урлагийн бүтээл харж байгаа юм шиг санагдвал, танд бионик хэв маягийн барилга байх магадлал өндөр байна. Ийм байгууламжийн жишээг дэлхийн бараг бүх улсын нийслэл, технологийн өндөр хөгжилтэй томоохон хотуудаас харж болно.
Шинэ мянганы бүтээн байгуулалт
Эрт 90-ээд онд Испанийн архитекторуудын баг цоо шинэ үзэл баримтлалд тулгуурлан барилгын төслийг бүтээжээ. Энэ нь 300 давхар барилга бөгөөд өндөр нь 1200 м давах бөгөөд энэ цамхаг дагуух хөдөлгөөнийг босоо болон хэвтээ тэнхлэгийн дөрвөн зуун лифтийн тусламжтайгаар 15 м/с хурдтай явуулахаар төлөвлөж байна. улс,Энэ төслийг ивээн тэтгэхээр тохиролцсон нь Хятад улс юм. Барилгын ажилд хамгийн их хүн амтай Шанхай хотыг сонгосон. Төсөл хэрэгжсэнээр тухайн бүс нутгийн хүн ам зүйн асуудал шийдэгдэнэ.
Цамхаг нь бүрэн бионик бүтэцтэй байх болно. Зөвхөн энэ нь бүтцийн бат бөх, бат бөх чанарыг хангаж чадна гэж архитекторууд үзэж байна. Бүтцийн прототип нь кипарис мод юм. Архитектурын найрлага нь модны их биетэй төстэй цилиндр хэлбэртэй төдийгүй "үндэс" буюу шинэ төрлийн бионик суурьтай байх болно.
Барилгын гадна хучилт нь модны холтосыг дуурайлган хийсэн хуванцар, амьсгалах материал юм. Энэ босоо хотын агааржуулалтын систем нь арьсны дулаан зохицуулах функцтэй адил байх болно.
Эрдэмтэд, архитекторуудын таамаглалаар ийм барилга цорын ганц барилга хэвээр үлдэхгүй. Амжилттай хэрэгжүүлсний дараа гаригийн архитектур дахь бионик байгууламжийн тоо улам л нэмэгдэх болно.
Бидний эргэн тойрон дахь бионик барилгууд
Бионикийн шинжлэх ухааныг ямар алдартай бүтээлүүдэд ашигласан бэ? Ийм бүтцийн жишээг олоход хялбар байдаг. Ядаж Эйфелийн цамхаг бүтээх үйл явцыг авч үзье. Францын энэхүү 300 метрийн билэг тэмдэг нь үл мэдэгдэх Араб инженерийн зургийн дагуу баригдсан гэсэн цуу яриа удаан хугацаанд гарч байсан. Хожим нь түүний хүний шилбэний бүтэцтэй бүрэн зүйрлэл илэрсэн.
Эйфелийн цамхагаас гадна дэлхий даяар бионик бүтцийн олон жишээ бий:
- Сиднейн дуурийн театрыг бадамлянхуа цэцэгтэй төстэй байдлаар барьсан.
- БээжинҮндэсний дуурийн театр - усны дуслыг дуурайсан.
- Бээжин дэх усан сэлэлтийн цогцолбор. Гаднах байдлаар энэ нь усны торны болор бүтцийг давтдаг. Гайхамшигтай дизайны шийдэл нь нарны энергийг хуримтлуулж, улмаар барилгад ажиллаж байгаа бүх цахилгаан хэрэгслийг тэжээхэд ашиглах бүтцийн ашигтай чадварыг хослуулсан.
- Aqua тэнгэр баганадсан барилга нь урсаж буй усны урсгал шиг харагдаж байна. Чикагод байрладаг.
- Архитектурын бионикийг үндэслэгч Антони Гаудигийн байшин бол анхны бионик байгууламжуудын нэг юм. Өнөөдрийг хүртэл энэ нь гоо зүйн үнэ цэнээ хадгалсаар ирсэн бөгөөд Барселонагийн хамгийн алдартай аялал жуулчлалын газруудын нэг хэвээр байна.
Хүн бүрт хэрэгтэй мэдлэг
Дүгнэж хэлэхэд бид аюулгүйгээр хэлж чадна: бионикийн судалдаг бүх зүйл орчин үеийн нийгмийн хөгжилд хамааралтай бөгөөд зайлшгүй шаардлагатай. Хүн бүр бионикийн шинжлэх ухааны зарчмуудыг мэддэг байх ёстой. Энэхүү шинжлэх ухаангүйгээр хүний үйл ажиллагааны олон салбарт технологийн дэвшлийг төсөөлөхийн аргагүй юм. Бионик бол байгальтай бүрэн зохицсон бидний ирээдүй юм.
