Bionika shiori: "Eng yaxshisini tabiat biladi". Bu qanday fan? Bu nom va bunday shiorning o'zi bionika tabiat bilan bog'liqligini tushunishga yordam beradi. Ko'pchiligimiz bionika fanining elementlari va natijalari bilan hatto bilmagan holda ham har kuni duch kelamiz.
Siz bionika fani haqida eshitganmisiz?
Biologiya - bu biz maktabda tanishadigan mashhur bilim. Ba'zi sabablarga ko'ra, ko'pchilik bionika biologiyaning kichik bo'limlaridan biri ekanligiga ishonishadi. Aslida, bu bayonot mutlaqo to'g'ri emas. Darhaqiqat, so'zning tor ma'nosida bionika tirik organizmlarni o'rganadigan fandir. Ammo ko'pincha biz bu ta'limot bilan boshqa narsani bog'lashga odatlanganmiz. Amaliy bionika - bu biologiya va texnologiyani birlashtirgan fan.
Bionik tadqiqot mavzusi va ob'ekti
Bionika nimani o'rganadi? Bu savolga javob berish uchun biz ta'limning tarkibiy bo'linishini ko'rib chiqishimiz kerak.
Biologik bionika xalaqit bermasdan, tabiatni qanday bo'lsa, shunday o'rganadi. Uning tadqiqot ob'ekti biologik tizimlar ichida sodir bo'ladigan jarayonlardir.
Nazariy bionika tabiatda kuzatilgan printsiplarni o'rganish bilan shug'ullanadi va ular asosida nazariy bionika yaratadi.model, keyinchalik texnologiyalarda qo'llaniladi.
Amaliy (texnik) bionika - nazariy modellarni amaliyotda qoʻllash. Shunday qilib aytganda, tabiatning texnik dunyoga amaliy kiritilishi.
Hammasi qayerdan boshlandi?
Buyuk Leonardo da Vinchi bionikaning otasi deb ataladi. Ushbu dahoning yozuvlarida tabiiy mexanizmlarning texnik timsoli bo'yicha birinchi urinishlarni topish mumkin. Da Vinchi chizmalarida uning qanotlarini qushdek harakatlantira oladigan samolyot yaratish istagi tasvirlangan. Bir vaqtlar bunday g'oyalar talabga ega bo'lish uchun juda jasur edi. Ular o'zlariga ancha keyinroq e'tibor qaratdilar.
Arxitekturada bionika tamoyillarini birinchi boʻlib qoʻllagan kishi Antoni Gaudi va Kurnet edi. Uning nomi bu fan tarixida mustahkam muhrlangan. Buyuk Gaudi tomonidan yaratilgan arxitektura inshootlari qurilish vaqtida hayratlanarli edi va ular ko'p yillar o'tib zamonaviy kuzatuvchilarda ham xuddi shunday zavq bag'ishladi.
Tabiat va texnologiya simbiozi gʻoyasini qoʻllab-quvvatlagan navbatdagi shaxs Rudolf Shtayner edi. Uning rahbarligida binolarni loyihalashda bionik tamoyillardan keng foydalanish boshlandi.
Biyonikaning mustaqil fan sifatida asoslanishi faqat 1960 yilda Daytonadagi ilmiy simpoziumda sodir boʻlgan.
Kompyuter texnologiyalari va matematik modellashtirishning rivojlanishi zamonaviy arxitektorlarga arxitektura va sanoatning boshqa sohalarida tabiat izlarini tezroq va aniqroq gavdalantirish imkonini beradi.
Texnik ixtirolarning tabiiy prototiplari
Eng osonbionika fanining namoyon bo'lishiga misol - ilgaklarning ixtirosi. Strukturaning bir qismini boshqasi atrofida aylantirish printsipiga asoslangan tanish o'rnatish. Ushbu tamoyil dengiz chig'anoqlari tomonidan ikkita qanotini boshqarish va kerak bo'lganda ularni ochish yoki yopish uchun ishlatiladi. Tinch okeanining gigant kokletlari 15-20 sm o'lchamlarga etadi. Ularning qobiqlarini ulashda menteşe printsipi yalang'och ko'z bilan aniq ko'rinadi. Bu turning kichik vakillari klapanlarni mahkamlashning bir xil usulidan foydalanadilar.
Kundalik hayotda biz ko'pincha turli xil cımbızlardan foydalanamiz. Xudovandning o'tkir va shomilga o'xshash tumshug'i bunday qurilmaning tabiiy analogiga aylanadi. Bu qushlar yupqa tumshug‘ini yumshoq tuproqqa yopishtirish va mayda qo‘ng‘iz, qurt va hokazolarni olib tashlash uchun foydalanadi.
Ko'pgina zamonaviy qurilmalar va qurilmalar so'rg'ichlar bilan jihozlangan. Misol uchun, ular turli xil oshxona jihozlarining ish paytida sirg'alib ketishining oldini olish uchun oyoqlarning dizaynini yaxshilash uchun ishlatiladi. Shuningdek, ko'p qavatli binolarning derazalarini tozalash uchun mo'ljallangan maxsus poyafzallar ularning xavfsiz mahkamlanishini ta'minlash uchun so'rg'ichlar bilan jihozlangan. Ushbu oddiy qurilma ham tabiatdan olingan. Oyoqlarida so'rg'ichlari bo'lgan daraxt qurbaqasi g'ayrioddiy tarzda o'simliklarning silliq va silliq barglarini ushlab turadi va sakkizoyoq o'z qurbonlari bilan yaqin aloqada bo'lishi uchun ularga muhtoj.
Bunday misollarni koʻp topishingiz mumkin. Bionika aynan insonga o'z ixtirolari uchun tabiatdan texnik echimlar olishga yordam beradigan fandir.
Kim birinchi - tabiat yokiodamlar?
Ba'zida shunday bo'ladiki, insoniyatning u yoki bu ixtirosi uzoq vaqtdan beri tabiat tomonidan "patentlangan". Ya'ni, ixtirochilar biror narsani yaratishda nusxa ko'chirmaydilar, balki o'zlari texnologiya yoki ishlash printsipini o'ylab topadilar va keyinchalik ma'lum bo'lishicha, bu tabiatda uzoq vaqtdan beri mavjud bo'lib, shunchaki ko'zdan kechirish va qabul qilish mumkin edi.
Bu odatiy Velcro bilan sodir bo'ldi, bu odam kiyimni mahkamlash uchun ishlatadi. Qush patlarining tuzilishida ilgaklar Velcro-da topilganlarga o'xshash ingichka soqollarni bir-biriga ulash uchun ham ishlatilishi isbotlangan.
Zavod quvurlari tuzilishida yormalarning ichi bo'sh poyalari bilan o'xshashlik mavjud. Quvurlarda ishlatiladigan uzunlamasına armatura poyadagi sklerenxima bantlariga o'xshaydi. Po'latdan mustahkamlovchi halqalar - oraliqlar. Poyaning tashqi tomonidagi yupqa teri quvurlar tuzilishidagi spiral mustahkamlashning analogidir. Tuzilishning ulkan o'xshashligiga qaramay, olimlar zavod quvurlarini qurishning shunday usulini mustaqil ravishda ixtiro qildilar va faqat keyinroq bunday strukturaning tabiiy elementlar bilan o'xshashligini ko'rishdi.
Bionika va tibbiyot
Tibbiyotda bioniklardan foydalanish koʻplab bemorlarning hayotini saqlab qolish imkonini beradi. Inson tanasi bilan simbiozda ishlay oladigan sun'iy organlar yaratish ustida tinimsiz ishlar olib borilmoqda.
Dennis Dennis Aabo birinchi bo'lib bionik protezni sinab ko'rdi. U qo'lining yarmini yo'qotdi, ammo endi u shifokorlar ixtirosi yordamida narsalarni teginish orqali idrok etish qobiliyatiga ega. Uning protezita'sirlangan a'zoning nerv uchlari bilan bog'langan. Sun'iy barmoq sensorlari teginish ob'ektlari haqida ma'lumot to'plash va uni miyaga etkazish imkoniyatiga ega. Dizayn hozircha yakunlanmagan, u juda katta hajmli, bu esa undan kundalik hayotda foydalanishni qiyinlashtiradi, lekin hozir ham bu texnologiyani haqiqiy kashfiyot deb atash mumkin.
Bu yoʻnalishdagi barcha tadqiqotlar butunlay tabiiy jarayonlar va mexanizmlarni nusxalash va ularni texnik tatbiq etishga asoslangan. Bu tibbiy bionika. Olimlarning sharhlariga ko'ra, tez orada ularning ishlari eskirgan tirik organlarni o'zgartirish va uning o'rniga mexanik prototiplardan foydalanish imkonini beradi. Bu haqiqatan ham tibbiyotdagi eng katta yutuq bo'ladi.
Arxitekturada bionika
Arxitektura va qurilish bionikasi - bionik fanning maxsus tarmog'i bo'lib, uning vazifasi arxitektura va tabiatni organik ravishda birlashtirishdir. So'nggi paytlarda zamonaviy tuzilmalarni loyihalashda ular tirik organizmlardan olingan bionik printsiplarga murojaat qilishadi.
Bugungi kunda arxitektura bionikasi alohida arxitektura uslubiga aylandi. U shakllarni oddiy nusxalashdan tug'ilgan va endi bu fanning vazifasi printsiplarni, tashkiliy xususiyatlarni qabul qilish va ularni texnik jihatdan amalga oshirishga aylandi.
Ba'zan bu me'moriy uslub eko-uslub deb ataladi. Buning sababi bionikaning asosiy qoidalari:
- optimal yechimlarni qidiring;
- materiallarni tejash printsipi;
- maksimal barqarorlik tamoyili;
- energiya tejash printsipi.
Koʻrib turganingizdek, arxitekturadagi bionika nafaqat taʼsirchan shakllar, balki zamonaviy talablarga javob beradigan tuzilma yaratish imkonini beruvchi ilgʻor texnologiyalardir.
Arxitektura bionik tuzilmalarining xususiyatlari
Arxitektura va qurilish sohasidagi oʻtmishdagi tajribaga asoslanib aytishimiz mumkinki, insonning barcha tuzilmalari tabiat qonunlaridan foydalanmasa, moʻrt va qisqa umr koʻradi. Biyonik binolar hayratlanarli shakllar va dadil arxitektura yechimlaridan tashqari chidamlilik, noqulay tabiat hodisalari va kataklizmlarga bardosh berish qobiliyatiga ega.
Ushbu uslubda qurilgan binolarning tashqi ko'rinishida relyeflar, shakllar, konturlar elementlarini ko'rish mumkin, ular muhandislar tomonidan tirik, tabiiy ob'ektlardan mohirlik bilan ko'chiriladi va me'mor-quruvchilar tomonidan mohirlik bilan gavdalanadi.
Agar toʻsatdan meʼmoriy obʼyekt haqida oʻylab koʻrsangiz, siz sanʼat asarini koʻrayotgandek tuyulsa, bionik uslubdagi binoga ega boʻlish ehtimoli yuqori. Bunday tuzilmalarga misollarni dunyoning deyarli barcha mamlakatlar poytaxtlarida va texnologik jihatdan rivojlangan yirik shaharlarida ko‘rish mumkin.
Yangi ming yillik qurilishi
90-yillarda ispaniyalik arxitektorlar jamoasi mutlaqo yangi kontseptsiya asosida qurilish loyihasini yaratdilar. Bu 300 qavatli bino boʻlib, balandligi 1200 m dan oshadi. Ushbu minora boʻylab harakatlanish tezligi 15 m/s boʻlgan toʻrt yuzta vertikal va gorizontal liftlar yordamida amalga oshirilishi rejalashtirilgan. mamlakat,Xitoy ushbu loyihaga homiylik qilishga rozi bo'ldi. Qurilish uchun eng zich joylashgan shahar Shanxay tanlandi. Loyihaning amalga oshirilishi mintaqaning demografik muammosini hal qiladi.
Minora toʻliq bionik tuzilishga ega boʻladi. Arxitektorlar faqat bu strukturaning mustahkamligi va mustahkamligini ta'minlashi mumkinligiga ishonishadi. Strukturaning prototipi sarv daraxti hisoblanadi. Arxitektura kompozitsiyasi nafaqat daraxt tanasiga o'xshash silindrsimon shaklga, balki "ildizlarga" ham ega bo'ladi - bionik poydevorning yangi turi.
Binoning tashqi qoplamasi daraxt poʻstlogʻiga taqlid qiluvchi plastik va nafas oladigan materialdir. Ushbu vertikal shaharning konditsioner tizimi terining issiqlikni tartibga solish funktsiyasiga o'xshash bo'ladi.
Olimlar va me'morlarning prognozlariga ko'ra, bunday bino o'ziga xos yagona bino bo'lib qolmaydi. Muvaffaqiyatli amalga oshirilgandan so'ng, sayyora arxitekturasidagi bionik tuzilmalar soni ko'payadi.
Atrofimizdagi bionik binolar
Biyonika fani qaysi mashhur ijodda qoʻllanilgan? Bunday tuzilmalarning misollarini topish oson. Hech bo'lmaganda Eyfel minorasini yaratish jarayonini oling. Uzoq vaqt davomida Frantsiyaning bu 300 metrlik ramzi noma'lum arab muhandisining chizmalariga ko'ra qurilgani haqida mish-mishlar tarqaldi. Keyinchalik uning inson tibia tuzilishiga to'liq o'xshashligi aniqlandi.
Eyfel minorasidan tashqari, butun dunyoda bionik tuzilmalarning koʻplab namunalari mavjud:
- Sidney opera teatri xuddi lotus guliga oʻxshab qurilgan.
- PekinMilliy opera teatri - suv tomchisiga taqlid.
- Pekindagi suzish majmuasi. Tashqi tomondan, u suv panjarasining kristall tuzilishini takrorlaydi. Ajoyib dizayn yechimi strukturaning quyosh energiyasini to'plash va undan binoda ishlaydigan barcha elektr jihozlarini quvvatlantirish uchun ishlatish uchun foydali qobiliyatini birlashtiradi.
- Aqua osmonoʻpar binosi oqayotgan suv oqimiga oʻxshaydi. Chikagoda joylashgan.
- Arxitektura bionikasi asoschisi Antoni Gaudining uyi birinchi bionik tuzilmalardan biridir. Bugungi kungacha u o'zining estetik qiymatini saqlab qolgan va Barselonadagi eng mashhur sayyohlik joylaridan biri bo'lib qolmoqda.
Hammaga kerakli bilim
Xulosa qilib aytganda, biz ishonch bilan aytishimiz mumkin: bionika o'rganadigan hamma narsa zamonaviy jamiyat rivojlanishi uchun dolzarb va zarurdir. Har bir inson bionikaning ilmiy tamoyillari bilan tanishishi kerak. Ushbu fansiz inson faoliyatining ko'plab sohalarida texnologik taraqqiyotni tasavvur qilib bo'lmaydi. Bionika - bu tabiat bilan to'liq uyg'unlikdagi kelajagimiz.
