Slogan Bionics: "Alam semula jadi lebih mengetahui." Apakah jenis sains ini? Nama dan moto sedemikian membuatkan kita memahami bahawa bionik berkaitan dengan alam semula jadi. Ramai di antara kita setiap hari menemui unsur dan hasil sains bionik tanpa mengetahuinya.
Pernahkah anda mendengar tentang sains bionik?
Biologi ialah ilmu popular yang kita kenali di sekolah. Atas sebab tertentu, ramai yang percaya bahawa bionik adalah salah satu daripada subbahagian biologi. Sebenarnya, kenyataan ini tidak sepenuhnya tepat. Sesungguhnya, dalam erti kata yang sempit, bionik ialah sains yang mengkaji organisma hidup. Tetapi lebih kerap daripada tidak, kita terbiasa mengaitkan sesuatu yang lain dengan ajaran ini. Bionik gunaan ialah sains yang menggabungkan biologi dan teknologi.
Subjek dan objek penyelidikan bionik
Apakah yang dikaji oleh bionik? Untuk menjawab soalan ini, kita perlu mempertimbangkan pembahagian struktur pengajaran itu sendiri.
Bionik biologi meneroka alam semula jadi, tanpa cuba mengganggu. Objek kajiannya ialah proses yang berlaku di dalam sistem biologi.
Bionik teoretikal memperkatakan kajian tentang prinsip-prinsip yang telah dilihat dalam alam semula jadi, dan atas asasnya mencipta satu teorimodel, digunakan selanjutnya dalam teknologi.
Bionik praktikal (teknikal) ialah aplikasi model teori dalam amalan. Boleh dikatakan, pengenalan praktikal alam semula jadi ke dalam dunia teknikal.
Di manakah semuanya bermula?
Leonardo da Vinci yang hebat digelar bapa bionik. Dalam rekod genius ini, seseorang boleh menemui percubaan pertama pada penjelmaan teknikal mekanisme semula jadi. Lukisan Da Vinci menggambarkan keinginannya untuk mencipta pesawat yang mampu menggerakkan sayapnya seperti burung dalam penerbangan. Pada satu masa, idea sedemikian terlalu berani untuk diminta. Mereka menarik perhatian kepada diri mereka sendiri kemudian.
Yang pertama menggunakan prinsip bionik dalam seni bina ialah Antoni Gaudí y Curnet. Namanya terpatri kukuh dalam sejarah ilmu ini. Struktur seni bina yang direka oleh Gaudi yang hebat sangat mengagumkan pada masa pembinaannya, dan ia menyebabkan kegembiraan yang sama bertahun-tahun kemudian di kalangan pemerhati moden.
Orang seterusnya yang menyokong idea simbiosis alam semula jadi dan teknologi ialah Rudolf Steiner. Di bawah kepimpinannya, penggunaan meluas prinsip bionik dalam reka bentuk bangunan bermula.
Penubuhan bionik sebagai sains bebas hanya berlaku pada tahun 1960 di simposium saintifik di Daytona.
Perkembangan teknologi komputer dan pemodelan matematik membolehkan arkitek moden menjelmakan petunjuk alam semula jadi dengan lebih pantas dan dengan ketepatan yang lebih tinggi dalam seni bina dan industri lain.
Prototaip semula jadi ciptaan teknikal
Paling mudahcontoh manifestasi sains bionik ialah penciptaan engsel. Lekapan biasa berdasarkan prinsip putaran satu bahagian struktur di sekeliling yang lain. Prinsip ini digunakan oleh kerang untuk mengawal dua sayapnya dan, jika perlu, buka atau tutupnya. Kerang gergasi Pasifik mencapai saiz 15-20 cm. Prinsip engsel dalam menyambung cengkerangnya jelas kelihatan dengan mata kasar. Wakil kecil spesies ini menggunakan kaedah yang sama untuk memasang injap.
Dalam kehidupan seharian kita sering menggunakan pelbagai pinset. Paruh dewa yang tajam dan seperti kutu menjadi analog semula jadi peranti sedemikian. Burung ini menggunakan paruh nipis untuk melekatkannya ke dalam tanah lembut dan mengeluarkan kumbang kecil, cacing, dll.
Banyak peranti dan peranti moden dilengkapi dengan cawan sedutan. Sebagai contoh, ia digunakan untuk menambah baik reka bentuk kaki pelbagai peralatan dapur untuk mengelakkannya daripada tergelincir semasa operasi. Selain itu, kasut khas untuk pembersih tingkap bangunan bertingkat dilengkapi dengan cawan sedutan untuk memastikan penetapannya selamat. Peranti ringkas ini juga dipinjam dari alam semula jadi. Katak pokok, mempunyai penyedut di kakinya, dengan sangat cekap mengekalkan daun tumbuhan yang licin dan licin, dan sotong memerlukannya untuk bersentuhan rapat dengan mangsanya.
Anda boleh menemui banyak contoh sedemikian. Bionics ialah sains yang membantu seseorang meminjam penyelesaian teknikal daripada alam semula jadi untuk ciptaannya.
Siapakah yang pertama - sifat atauorang?
Kadang-kadang ia berlaku bahawa ciptaan manusia ini atau itu telah lama "dipatenkan" secara semula jadi. Iaitu, pencipta, apabila mencipta sesuatu, jangan menyalin, tetapi tampil dengan teknologi atau prinsip operasi sendiri, dan kemudiannya ternyata ini telah wujud dalam alam semula jadi untuk masa yang lama, dan seseorang hanya boleh mengintip dan menerima pakai.
Ini berlaku dengan Velcro biasa, yang digunakan oleh seseorang untuk mengikat pakaian. Telah terbukti bahawa dalam struktur bulu burung, cangkuk juga digunakan untuk menyambung janggut nipis antara satu sama lain, sama seperti yang terdapat pada Velcro.
Dalam struktur paip kilang terdapat analogi dengan batang bijirin yang berongga. Tetulang membujur yang digunakan dalam paip adalah serupa dengan jalur sklerenkim pada batang. Gelang pengeras keluli - celahan. Kulit nipis di bahagian luar batang adalah analog tetulang lingkaran dalam struktur paip. Walaupun terdapat persamaan struktur yang sangat besar, para saintis secara bebas mencipta kaedah membina paip kilang sedemikian, dan hanya kemudiannya melihat identiti struktur sedemikian dengan unsur semula jadi.
Bionik dan perubatan
Penggunaan bionik dalam perubatan memungkinkan untuk menyelamatkan nyawa ramai pesakit. Tidak henti-henti, kerja sedang dijalankan untuk mencipta organ tiruan yang boleh berfungsi dalam simbiosis dengan tubuh manusia.
Dane Dennis Aabo adalah orang pertama yang menguji prostesis bionik. Dia kehilangan separuh lengannya, tetapi kini dia mempunyai keupayaan untuk melihat objek dengan sentuhan menggunakan ciptaan pakar perubatan. prostesisnyadisambungkan ke hujung saraf anggota yang terjejas. Penderia jari tiruan mampu mengumpul maklumat tentang menyentuh objek dan menghantarnya ke otak. Reka bentuk masih belum dimuktamadkan pada masa ini, ia sangat besar, yang menjadikannya sukar untuk menggunakannya dalam kehidupan seharian, tetapi sekarang ini teknologi ini boleh dipanggil penemuan sebenar.
Semua penyelidikan ke arah ini sepenuhnya berdasarkan penyalinan proses dan mekanisme semula jadi serta pelaksanaan teknikalnya. Ini adalah bionik perubatan. Ulasan saintis mengatakan bahawa tidak lama lagi kerja mereka akan memungkinkan untuk menukar organ manusia yang usang dan menggunakan prototaip mekanikal sebagai gantinya. Ini benar-benar akan menjadi kejayaan terbesar dalam bidang perubatan.
Bionik dalam seni bina
Bionik seni bina dan bangunan ialah cabang khas sains bionik, yang tugasnya ialah penyatuan semula organik seni bina dan alam semula jadi. Baru-baru ini, semakin kerap, apabila mereka bentuk struktur moden, mereka beralih kepada prinsip bionik yang dipinjam daripada organisma hidup.
Bionik seni bina hari ini telah menjadi gaya seni bina yang berasingan. Ia lahir daripada penyalinan mudah borang, dan kini tugas sains ini telah menjadi untuk menerima pakai prinsip, ciri organisasi dan melaksanakannya secara teknikal.
Kadangkala gaya seni bina ini dipanggil gaya eko. Ini kerana peraturan asas bionik ialah:
- cari penyelesaian optimum;
- prinsip menyimpan bahan;
- prinsip kemampanan maksimum;
- prinsip penjimatan tenaga.
Seperti yang anda lihat, bionik dalam seni bina bukan sahaja bentuk yang mengagumkan, tetapi juga teknologi canggih yang membolehkan anda mencipta struktur yang memenuhi keperluan moden.
Ciri-ciri struktur bionik seni bina
Berdasarkan pengalaman lalu dalam seni bina dan pembinaan, kita boleh mengatakan bahawa semua struktur manusia adalah rapuh dan berumur pendek jika mereka tidak menggunakan undang-undang alam semula jadi. Bangunan bionik, sebagai tambahan kepada bentuk yang menakjubkan dan penyelesaian seni bina yang berani, mempunyai ketahanan, keupayaan untuk menahan fenomena semula jadi dan bencana alam yang buruk.
Di bahagian luar bangunan yang dibina dalam gaya ini, unsur-unsur pelepasan, bentuk, kontur dapat dilihat, ditiru dengan mahir oleh jurutera reka bentuk daripada objek hidup, semula jadi dan dijelmakan dengan mahir oleh pembina arkitek.
Jika tiba-tiba, apabila merenung objek seni bina, nampaknya anda sedang melihat karya seni, dengan kebarangkalian tinggi anda mempunyai bangunan dalam gaya bionik. Contoh struktur sedemikian boleh dilihat di hampir semua ibu negara dan bandar besar dunia yang berteknologi maju.
Pembinaan alaf baharu
Pada tahun 90-an, pasukan arkitek Sepanyol mencipta projek bangunan berdasarkan konsep baharu sepenuhnya. Ini adalah bangunan 300 tingkat, ketinggiannya akan melebihi 1200 m. Adalah dirancang bahawa pergerakan di sepanjang menara ini akan berlaku dengan bantuan empat ratus lif menegak dan mendatar, kelajuannya ialah 15 m/s. negara,bersetuju untuk menaja projek ini, adalah China. Bandar yang paling padat penduduknya, Shanghai, dipilih untuk pembinaan. Pelaksanaan projek akan menyelesaikan masalah demografi wilayah.
Menara ini akan mempunyai struktur bionik sepenuhnya. Arkitek percaya bahawa hanya ini boleh memastikan kekuatan dan ketahanan struktur. Prototaip struktur itu ialah pokok cypress. Komposisi seni bina bukan sahaja mempunyai bentuk silinder yang serupa dengan batang pokok, tetapi juga "akar" - jenis asas bionik yang baharu.
Penutup luar bangunan adalah plastik dan bahan bernafas yang meniru kulit pokok. Sistem penyaman udara di bandar menegak ini akan setanding dengan fungsi pengawalan haba kulit.
Menurut ramalan saintis dan arkitek, bangunan sedemikian tidak akan kekal sebagai satu-satunya bangunan seumpamanya. Selepas pelaksanaan berjaya, bilangan struktur bionik dalam seni bina planet ini hanya akan meningkat.
Bangunan bionik di sekeliling kita
Dalam ciptaan terkenal apakah sains bionik digunakan? Contoh-contoh struktur sedemikian mudah dicari. Ambil sekurang-kurangnya proses mencipta Menara Eiffel. Untuk masa yang lama terdapat khabar angin bahawa simbol 300 meter Perancis ini dibina mengikut lukisan seorang jurutera Arab yang tidak dikenali. Kemudian, analogi lengkapnya dengan struktur tibia manusia telah didedahkan.
Selain Menara Eiffel, terdapat banyak contoh struktur bionik di seluruh dunia:
- Panggung Opera Sydney dibina sama seperti bunga teratai.
- BeijingPanggung Opera Negara - tiruan titisan air.
- Kompleks renang di Beijing. Secara luaran, ia mengulangi struktur kristal kekisi air. Penyelesaian reka bentuk yang menakjubkan menggabungkan keupayaan berguna struktur untuk mengumpul tenaga suria dan kemudian menggunakannya untuk menggerakkan semua peralatan elektrik yang beroperasi di dalam bangunan.
- Pencakar langit Aqua kelihatan seperti aliran air yang jatuh. Terletak di Chicago.
- Rumah pengasas bionik seni bina, Antoni Gaudí, adalah salah satu daripada struktur bionik yang pertama. Sehingga hari ini, ia mengekalkan nilai estetiknya dan kekal sebagai salah satu tapak pelancongan paling popular di Barcelona.
Pengetahuan yang semua orang perlukan
Ringkasnya, kita boleh mengatakan dengan selamat: semua yang dikaji bionik adalah relevan dan perlu untuk pembangunan masyarakat moden. Setiap orang harus membiasakan diri dengan prinsip saintifik bionik. Tanpa sains ini, adalah mustahil untuk membayangkan kemajuan teknologi dalam banyak bidang aktiviti manusia. Bionics ialah masa depan kita dalam harmoni sepenuhnya dengan alam semula jadi.
