Slogan bioniky: "Příroda ví nejlépe." Co je to za vědu? Už samotný název a takové motto nás nutí pochopit, že bionika je spjata s přírodou. Mnoho z nás se denně setkává s prvky a výsledky bioniky, aniž by o tom věděli.
Slyšeli jste o vědě o bionice?
Biologie je oblíbená znalost, se kterou se seznamujeme ve škole. Z nějakého důvodu se mnozí domnívají, že bionika je jednou z podsekcí biologie. Ve skutečnosti toto tvrzení není úplně přesné. Bionika je totiž v úzkém slova smyslu věda, která studuje živé organismy. Ale častěji jsme zvyklí si s tímto učením spojovat něco jiného. Aplikovaná bionika je věda, která kombinuje biologii a technologii.
Předmět a objekt bionického výzkumu
Co studuje bionika? Abychom na tuto otázku odpověděli, musíme zvážit strukturální členění samotné výuky.
Biologická bionika zkoumá přírodu takovou, jaká je, bez snahy do ní zasahovat. Předmětem jeho studia jsou procesy probíhající uvnitř biologických systémů.
Teoretická bionika se zabývá studiem těch principů, které byly viděny v přírodě, a na jejich základě vytváří teoretickýmodel, dále aplikovaný v technologiích.
Praktická (technická) bionika je aplikace teoretických modelů v praxi. Praktické představení přírody do technického světa.
Kde to všechno začalo?
Velký Leonardo da Vinci je nazýván otcem bioniky. V záznamech tohoto génia lze nalézt první pokusy o technické ztělesnění přírodních mechanismů. Da Vinciho kresby ilustrují jeho touhu vytvořit letadlo schopné pohybovat křídly jako pták za letu. Kdysi byly takové nápady příliš odvážné, než aby byly žádané. Upozornili na sebe mnohem později.
Prvním, kdo uplatnil principy bioniky v architektuře, byl Antoni Gaudí y Curnet. Jeho jméno je pevně zapsáno v historii této vědy. Architektonické struktury navržené velkým Gaudím byly působivé v době jejich výstavby a o mnoho let později způsobily stejnou radost mezi moderními pozorovateli.
Dalším člověkem, který podpořil myšlenku symbiózy přírody a technologie, byl Rudolf Steiner. Pod jeho vedením začalo široké používání bionických principů při navrhování budov.
Ustavení bioniky jako nezávislé vědy se stalo až v roce 1960 na vědeckém sympoziu v Daytoně.
Vývoj počítačových technologií a matematického modelování umožňují moderním architektům mnohem rychleji a s větší přesností ztělesňovat stopy přírody v architektuře a dalších odvětvích.
Přirozené prototypy technických vynálezů
Nejjednoduššípříkladem projevu vědy o bionice je vynález pantů. Známá montáž založená na principu rotace jedné části konstrukce kolem druhé. Tento princip využívají mušle k tomu, aby ovládaly svá dvě křídla a v případě potřeby je otevíraly nebo zavíraly. Tichomořští obří srdcovky dosahují velikosti 15-20 cm. Princip pantu při spojování jejich lastur je dobře viditelný pouhým okem. Malí zástupci tohoto druhu používají stejný způsob upevnění ventilů.
V každodenním životě často používáme různé pinzety. Přirozenou obdobou takového zařízení se stává ostrý a klíšťovitý zobák motýľa. Tito ptáci jej pomocí tenkého zobáku zapíchnou do měkké půdy a vytáhnou malé brouky, červy atd.
Mnoho moderních přístrojů a zařízení je vybaveno přísavkami. Používají se například pro vylepšení designu nohou různých kuchyňských spotřebičů, aby se zabránilo jejich sklouznutí během provozu. Také speciální boty pro čističe oken výškových budov jsou vybaveny přísavkami pro zajištění jejich bezpečné fixace. Toto jednoduché zařízení je také vypůjčeno z přírody. Rosnička, která má na nohou přísavky, se neobvykle obratně drží na hladkých a kluzkých listech rostlin a chobotnice je potřebuje pro blízký kontakt se svými oběťmi.
Takových příkladů můžete najít mnoho. Bionika je přesně ta věda, která pomáhá člověku vypůjčit si technická řešení z přírody pro své vynálezy.
Kdo je první - příroda resplidé?
Někdy se stane, že ten či onen vynález lidstva je již dávno „patentován“přírodou. To znamená, že vynálezci, když něco tvoří, nekopírují, ale sami vymýšlejí technologii nebo princip fungování a později se ukáže, že to v přírodě existuje už dlouho a dalo by se to prostě odkoukat a adoptovat.
To se stalo s obvyklým suchým zipem, který člověk používá k upevnění oblečení. Je dokázáno, že ve struktuře ptačích peří se k vzájemnému spojení tenkých vousů používají také háčky, podobné těm na suchý zip.
Ve struktuře továrních trubek existuje analogie s dutými stonky obilovin. Podélná výztuž použitá v trubkách je podobná sklerenchymovým pásům ve stonku. Ocelové výztužné kroužky - mezery. Tenká kůže na vnější straně stonku je analogem spirálové výztuže ve struktuře trubek. Navzdory kolosální podobnosti struktury vědci nezávisle vynalezli právě takovou metodu stavby továrních trubek a teprve později viděli identitu takové struktury s přírodními prvky.
Bionika a medicína
Využití bioniky v medicíně umožňuje zachránit životy mnoha pacientů. Neustále se pracuje na vytvoření umělých orgánů, které mohou fungovat v symbióze s lidským tělem.
Dane Dennis Aabo byl první, kdo otestoval bionickou protézu. Přišel o polovinu paže, ale nyní má schopnost vnímat předměty dotykem pomocí vynálezu lékařů. Jeho protézanapojená na nervová zakončení postižené končetiny. Umělé prstové senzory jsou schopny sbírat informace o dotyku předmětů a přenášet je do mozku. Design v tuto chvíli ještě není dokončen, je velmi objemný, což ztěžuje jeho použití v každodenním životě, ale i nyní lze tuto technologii označit za skutečný objev.
Veškerý výzkum v tomto směru je zcela založen na kopírování přírodních procesů a mechanismů a jejich technické implementaci. To je lékařská bionika. Recenze vědců říkají, že brzy jejich práce umožní měnit opotřebované živé lidské orgány a místo nich používat mechanické prototypy. To bude skutečně největší průlom v medicíně.
Bionika v architektuře
Architektonická a stavební bionika je speciální obor bionické vědy, jehož úkolem je organické znovusjednocení architektury a přírody. V poslední době se stále častěji při navrhování moderních staveb obracejí k bionickým principům vypůjčeným od živých organismů.
Dnes se architektonická bionika stala samostatným architektonickým stylem. Zrodila se z prostého kopírování formulářů a úkolem této vědy se nyní stalo přijmout principy, organizační prvky a technicky je realizovat.
Tento architektonický styl se někdy nazývá eko-styl. Je to proto, že základní pravidla bioniky jsou:
- hledejte optimální řešení;
- princip úspory materiálu;
- princip maximální udržitelnosti;
- princip úspory energie.
Jak můžete vidět, bionika v architektuře nejsou jen působivé formy, ale také pokročilé technologie, které vám umožní vytvořit strukturu splňující moderní požadavky.
Charakteristiky architektonických bionických struktur
Na základě minulých zkušeností v architektuře a stavebnictví můžeme říci, že všechny lidské stavby jsou křehké a mají krátkou životnost, pokud nepoužívají přírodní zákony. Bionické budovy mají kromě úžasných tvarů a odvážných architektonických řešení odolnost, schopnost odolávat nepříznivým přírodním jevům a kataklyzmatům.
V exteriéru budov postavených v tomto stylu jsou vidět prvky reliéfů, tvarů, kontur, dovedně zkopírované designéry z živých, přírodních objektů a mistrovsky ztělesněné architekty-staviteli.
Pokud se vám najednou při uvažování o architektonickém objektu zdá, že se díváte na umělecké dílo, s vysokou pravděpodobností máte budovu v bionickém stylu. Příklady takových struktur lze vidět téměř ve všech hlavních městech zemí a velkých technologicky vyspělých městech světa.
Výstavba nového tisíciletí
V 90. letech vytvořil španělský tým architektů projekt budovy založený na zcela nové koncepci. Jedná se o 300 patrovou budovu, jejíž výška bude přesahovat 1200 m. Počítá se s tím, že pohyb po této věži bude probíhat pomocí čtyř stovek vertikálních a horizontálních výtahů, jejichž rychlost je 15 m/s. země,souhlasila se sponzorováním tohoto projektu, byla Čína. Pro výstavbu bylo vybráno nejhustěji osídlené město Šanghaj. Realizace projektu vyřeší demografický problém regionu.
Věž bude mít plně bionickou strukturu. Architekti věří, že pouze to může zajistit pevnost a odolnost konstrukce. Prototyp konstrukce je cypřiš. Architektonická kompozice bude mít nejen válcovitý tvar podobný kmenu stromu, ale také „kořeny“– nový druh bionického základu.
Vnější plášť budovy je plastový a prodyšný materiál, který napodobuje kůru stromu. Klimatizační systém tohoto vertikálního města bude analogický funkci tepelné regulace pokožky.
Podle prognóz vědců a architektů taková budova nezůstane jedinou svého druhu. Po úspěšné implementaci se bude počet bionických struktur v architektuře planety pouze zvyšovat.
Bionic budovy kolem nás
V jakých slavných výtvorech byla použita věda o bionice? Příklady takových struktur lze snadno najít. Vezměte si alespoň proces vytváření Eiffelovy věže. Dlouho se šuškalo, že tento 300metrový symbol Francie byl postaven podle nákresů neznámého arabského inženýra. Později byla odhalena jeho úplná analogie se strukturou lidské holenní kosti.
Kromě Eiffelovy věže existuje mnoho příkladů bionických struktur po celém světě:
- Opera v Sydney byla postavena podobně jako lotosový květ.
- PekingNárodní opera - imitace kapky vody.
- Plavecký komplex v Pekingu. Navenek opakuje krystalovou strukturu vodní mřížky. Úžasné konstrukční řešení kombinuje užitečnou schopnost konstrukce akumulovat sluneční energii a následně ji využít k napájení všech elektrických spotřebičů provozovaných v budově.
- Mrakodrap Aqua vypadá jako proud padající vody. Nachází se v Chicagu.
- Dům zakladatele architektonické bioniky Antoniho Gaudího je jednou z prvních bionických staveb. Dodnes si zachovalo svou estetickou hodnotu a zůstává jedním z nejoblíbenějších turistických míst v Barceloně.
Znalosti, které každý potřebuje
Shrneme-li, můžeme s jistotou říci: vše, co bionika studuje, je relevantní a nezbytné pro rozvoj moderní společnosti. Každý by se měl seznámit s vědeckými principy bioniky. Bez této vědy si nelze představit technologický pokrok v mnoha oblastech lidské činnosti. Bionika je naše budoucnost v naprostém souladu s přírodou.
