آشنایی با علم بیونیک(1)

بیونیک در لغت به معنای ( زیستار شناختی) یا  به کار گیری اندام های  ساختگی  طبیعت  است. در ابتدا بیونیک به بررسی ماشین هایی که براساس سیستم های زنده طراحی و ساخته شده بودند می پرداخت ؛ به عبارتی می توان گفت بیونیک هنر به کارگیری دانش سیستم های زنده در حل مسائل فنی است. یکی از بهترین طرحهای شناخته شده از علم بیونیک اثر لئوناردو داوینچی نقاش معروف بود که ماشین پرنده را براساس ساختمان بدن خفاش طراحی کرد و استدلالش این بود که خفاش دارای بال کاملا پوشیده ای است که هوا را از خود عبور نمی دهد و بال خفاش را پوستی پرده مانند پوشانده است که آن را تقویت می کند.

حدود 400 سال بعد از طرح داوینچی ، ماشین پرنده توسط کلمنت آدر با الهام از خفاش ساخته شد و در سال 1890 تا ارتفاع 15 متری پرواز کرد. در ساخت زیردریایی ها نیز از بدن دلفین الهام گرفته شده است. زیرا دلفین با نیروی عضلانی کم می تواند بسرعت در آب حرکت کند و راز این حرکت در پوست دو لایه بدنش است. لایه پوست بیرونی قابل ارتجاع و لایه پوست درونی شبیه یک رشته لوله پر شده از ماده اسفنجی است. تلاطم همیشه با افزایش فشار همراه است پس اگر الگویی از یک جریان پرتلاطم در اطراف بدن دلفین تشکیل شود، اثر کلی این تلاطم محسوس نخواهد بود. زیرا پوست قابل ارتجاع بیرونی ، فشار را به لایه اسفنجی و تراکم پذیر درونی که مانند فنر عمل می کند منتقل می نماید. به طوری که جریان پرتلاطم پیش از آن که فرصتی برای پیشروی پیدا کند از بین می رود و به همین دلیل است که در طراحی زیردریایی ، جدار آن را مانند پوست دلفین می سازند.

به طوری که با یک موتور ثابت بتواند سریع حرکت کند. تقلید از طبیعت مزایای بسیاری دارد. فرض کنیم هر جاندار کنونی محصول چندین میلیون سال تکامل است. در این فاصله زمانی طبیعت هر چه را که با هدف ویژه اش سازگاری نداشته از بین برده است که از این تجربه ارزشمند می توان با مطالعه فرآیند تکامل مکانیسم های جدید فناوری را از روی موجودات زنده نسخه برداری کنیم. ساخت هواپیماهای تیزپرواز با الهام از بال پرستو و ساخت رایانه با الهام از مغز و فکر انسان نمونه های بارز دیگری از کاربرد علم بیونیکی برای ساخت فناوریهای جدید است.

امروزه بیونیک تنها به سازوکار نظام هایی که برپایه ی سیستم های زنده اند نمی پردازد بلکه به تحلیل هر الگوی کار بردی موجود در طبیعت که قابلیت بر آوردن نیازهای ما و حل مسائل فنی را داشته باشد، عنایت دارد .مطالعات بیونیک در علوم کامپیوتر، زمینه‌های مطالعاتی دیگری نظیر سلول‌های عصبی مصنوعی، شبکه‌های عصبی مصنوعی، محاسبات تکاملی یا هوش محاسباتی و هوش جمعی را ایجاد کرده است. این اصول در طراحی سیستم‌های پردازش اطلاعات به‌‌کار گرفته می‌شود.

تقریبا می‌توان نحوه‌ الهام‌گیری از طبیعت را به 3سطح تقسیم‌بندی کرد

** تقلید روش‌های طبیعی در تولید

** تقلید از مکانیسم‌هایی که در طبیعت یافت می‌شوند.

** مطالعه‌ ساختارهای اساسی از رفتارهای اجتماعی موجودات زنده (رفتار دسته‌جمعی پرندگان، جست‌وجوی زنبورها و مورچه‌ها برای غذا).

معماری بیونیک والهام از طبیعت

بشراز ابتدا سعی داشته است برای ساخت وطراحی مکانها و وسایل مورد نیاز خود از طبیعت ومحیط زیست اطراف خود الهام گیرد . به عنوان مثال ، با تارهایی که عنکبوتها می  بافند برای ساخت  نمایشگاه  ( مونترال )  اثرفرای اتو ،  به  کار  گرفته شد.در واقع عنکبوتها با بافت تارهایی به استحکام پولاد خانه می سازند،

زنبورها بارعایت کلیدی قوانین هندسی پناهگاهی امن ومطمئن برای خود طراحی می کنند ، موریانه هایی که خانه های خودرا در بیابان ودر هوای   بسیار  گرم  می سازند تلاش  می کنند  با  کندن  راهرویی  پیچیده در  خاک   با سیستم گرمایی وتهویه ،  داخل لانه های خود را  خنک نگه دارند .

اینها   همه  معماران  طبیعت هستند  .به طور کلی بیونیک  ومعماری بیونیک علمی است که به الهام یابی فنی از ساختمان ها رفتارها وارتباطات گوناگون عالم جانداران می پردازد. امروزه بشر با ساخت مدل های واقعی معماری ملهم از طبیعت با قدرت  خلاقیت  و سازندگی  طبیعت به  رقابت برخواسته  است . روح بخشیدن به ساختمان یکی از تمایلات معماری بیونیک است که طراحان این رشته با توجه به قدرت سازه برای تنفس (زنده‌نمایی)، به کمک خطوط مستقیم یا منحنی خالص و القاء آهسته تمامیت سازه به آن دست پیدا می‌کنند و مهمترین چیز برای معماری بیونیک آن است که ساختمان بتواند زنده بودن خود را القاء کند.

عوامل مورد توجه درطراحی به قرار زیر است

-  طبیعت به عنوان عامل الهام .

- انسان به عنوان اصلی ترین محور طراحی که استفاده کننده صرف از این فضاست .

- انسان به عنوان موجودی خلاق که در تکاپوی کشف ناشناخته هاست.

- انسان به عنوان موجودی با نیازهای متفاوت روحی وجسمی

- محیط به عنوان میراث بشری ما که همه به یک اندازه در آن سهیم اند

- فناوری به عنوان راه حلی در طراحی و نه غایت آن.

درزیربه بررسی اجمالی چند الگو ی طبیعی مورد توجه درروند طراحی می پردازیم

بدن انسان : باشکل منحصر به فرد و تشکیل شدن آن از قسمتهای متعدد ومتمایز به انسان اولین قانون ترکیب را آموخته است . وحدت در عین گوناگونی استفاده از بدن انسان در طراحی چه آگاهانه باشد یا نه ،بخش اساسی از همه ی تمدنهای بشری بدون توجه به دوره  و مکان ، آنها را تشکیل داده است .

حیوانات : استفاده از خصوصیات شکل وفرم بدن حیوانات مختلف به طراحان این توانایی را داده تا با تقلید سمبلیک به ایجاد ارتباط بین ایده های خود و ارزشهای جامعه بپردازند .صفات مشخصه حیوانات و استفاده از اجزای بدن آنها ( بال، پنجه ،پوست و.....) در ساخت بناها به منظور دست یابی به شکل جادوئی صورت پذیرفته است . فرم های مورد توجه حیوانات را می توان از فرم دفاعی بدن لاک پشت تا فرمهای سیال بدن پرندگان وآبزیان ویا شکل مارپیچ بدن حلزون و ... نام برد .

عوارض زمین شناختی : همیشه شکل وساختار زمین وگوناگونی فرم های حاصل از نیروهای طبیعی بر پیکر بیجان زمین الهام بخش ساخت وسازهای انسانی بوده ، از طاقهای آونگ چند هزار ساله گرفته تا فرمهای سیال غیر خطی در معماری امروز که بیانگر ناپایداری والتهاب ارزشها در جامعه است .

گلها : مدل های مرکز گرای گلها نه تنها به معماران ایده های بی پایانی از فرمهای تزئینی می دهد ، بلکه اصول توزیعی وارگانیسم های طبیعی شکل گرفته بر اساس محور عمودی بافرمهای متنوعی از ساختارهای لایه ، لایه ای هم پوشاننده آرایشی از چیدمان گل برگها حول محور مرکزی وگسترش عمودی را به نمایش می گذارند.

   ادامه دارد...

فرآوری: مریم نایب زاده

بخش دانش و زندگی تبیان

منبع: asonau- parszist- newdesign- civilica- ipcbee - cafedexign- torrebionica