연구 작업. 작품의 주제 “자연으로부터 배우는 생체공학: 최신 성과와 미래
생체공학
연구
| 소개 | |
| 1.1.바이오닉스의 과학 | |
| 1.2.1.건축바이오닉스 | |
| 1.2.2.뉴로바이오닉스 | |
| 1.2.3. 기술 생체공학 | |
| 2.1. 문제에 대한 설문조사 | |
| 2.2.1.빌딩 | |
| 2.2.2.풀 | |
| 2.2.3.바이오카 | |
| 2.2.4. 가구 | |
| 결론 | |
| 서지 |
소개
옛날부터 인간의 생각은 질문에 대한 답을 찾고 있었습니다. 사람이 살아있는 자연이 성취한 것과 동일한 것을 성취할 수 있습니까? 예를 들어, 그는 새처럼 날 수 있을까요, 아니면 물고기처럼 물속에서 헤엄칠 수 있을까요? 처음에 사람들은 이것에 대해서만 꿈꿀 수 있었지만 곧 발명가들은 살아있는 유기체의 조직적 특징을 디자인에 적용하기 시작했습니다. 심지어 그리스의 가장 위대한 유물론 철학자 데모크리토스(기원전 460-370년경)도 이렇게 썼습니다. “우리는 모방을 통해 동물에게서 가장 중요한 것들을 배웠습니다. 우리는 길쌈과 재봉에 있어서는 거미의 제자이고, 집을 짓는 데에는 제비의 제자이다(1)..."
데모크리토스의 말을 읽은 후 나는 인간이 자신의 삶을 개선하기 위해 자연에서 무엇을 취했는지 궁금해했습니다. 인간은 오랫동안 자연의 완벽함에 놀라고 기뻐해왔기 때문에 자연을 연구하고 많은 것을 빌려왔습니다. 식물과 동물의 놀라운 '발명품'을 찾아 연구하고 이를 과학, 건축, 기술에 적용하는 것이 생체공학의 주요 임무입니다. 생체 공학(그리스어 "bion" - 생명 시스템의 요소, 생명 세포)은 거대한 미래를 가진 젊은 과학입니다. 나는 이 주제에 관심이 있었고 그것을 공부하기로 결정했습니다. 모든 나뭇잎, 모든 풀잎, 모든 꽃잎은 기술 구조의 살아있는 모델 역할을 할 수 있으며 다양한 유형의 구조 및 해당 요소를 설계하는 데 사용될 수 있습니다. 예술, 건축, 디자인, 산업 등은 살아있는 유기체가 사용되는 분야 중 일부일 뿐입니다.
나는 살아있는 자연 물체를 기초로 삼아 일상 생활에 적용할 수 있는 복잡하고 흥미로운 것을 창조하기로 결정했습니다.
내 작업에 넣어 표적– 자연 현상의 속성과 인간의 이익을 위한 기술적 발견에서의 활용 가능성에 대한 연구.
이 작업을 진행하면서 나는 다음 사항을 결정할 것입니다. 작업:
1) 주제에 관한 관련 문헌을 선택하고 분석합니다.
2) 자연 법칙이 사용된 디자인에서 물체의 존재를 확인하는 사실을 찾습니다.
3) 자연 유기체의 독특한 특성에 대한 지식을 넓힙니다.
4) 기술적 발명(앨범 제작)에 자연 물체의 속성을 사용하기 위한 아이디어를 제공합니다.
제1장
1.1.바이오닉스의 과학
문학을 공부하면서 나는 그러한 과학, 즉 생체 공학이 있다는 것을 발견했습니다. 바이오닉스(Bionics)는 과학기술의 특별한 방향으로, 생물학적 지식을 활용하여 공학적 문제를 해결하고 기술을 개발하는 것을 목표로 합니다.
바이오닉스는 생물학과 기술의 경계에 있는 과학이다. “BIOLOGY”와 “TECHNOLOGY”의 조합은 “자연으로부터 내일의 기술을 배운다”는 의미로 인간과 자연에 큰 혜택을 가져다 줄 것입니다. 생체 공학은 생물학, 물리학, 화학, 사이버네틱스 및 공학 과학(전자, 항해, 통신, 해양 문제 등)과 밀접한 관련이 있습니다(1).
사이버네틱스 과학의 출현은 생명체의 구조와 기능에 대한 광범위한 연구에 기여했습니다. 이는 기술 시스템과의 유사성을 명확히 하고 살아있는 유기체에 대해 얻은 정보를 사용하여 새로운 장치, 메커니즘 및 재료를 만드는 데 도움이 되었습니다.
생체 공학의 공식적인 탄생일은 1960년 9월 13일로 간주됩니다. "인공 시스템의 살아있는 프로토타입 - 신기술의 핵심"이라는 주제로 첫 번째 심포지엄이 미국 데이토나에서 개최되어 새로운 시스템의 탄생을 공식화했습니다. 과학.
다양한 과학에서 축적 된 지식을 종합하기 위해 생체 공학의 과학적 본질에 대한 상징적 이미지를 담은 엠블럼과 모토가 즉시 나타났습니다. 생체 공학의 상징은 통합 기호로 연결된 메스와 납땜 인두입니다. 메스는 생물학의 상징이고 납땜 인두는 기술의 상징이며 통합은 과학의 두 분야를 통합합니다. 생체 공학의 모토는 "살아있는 프로토타입 - 신기술의 핵심"입니다(2).
1.2.1.건축바이오닉스
역사를 통틀어 인간은 건축 및 건설 활동에서 의식적으로 또는 직관적으로 살아있는 자연에 의지하여 다양한 문제를 해결하는 데 도움을 주었습니다.
남아메리카 인디언 오두막과 흰개미 마운드
알려진 바와 같이 인간은 가장 오래된 포유류 영장류에서 점차적으로 "호모 사피엔스"상태로 발전했습니다. 동시에 건축 구조도 더욱 복잡해졌습니다.
연꽃과 파피루스 꽃의 모양을 유추하여 고대 이집트 사원 기둥의 수도 디자인(4).
현대건축에는 경계가 없습니다. 기존 프로젝트 중 가장 흥미로운 것은 상하이의 타워시티다. 도시 타워는 높이 1128m, 밑면 둘레 133m x 100m, 가장 넓은 부분이 166 x 133m인 편백나무 모양이며, 탑의 층수는 300층이며, 80층, 12개의 수직 블록에 위치합니다. 블록 사이에는 각 블록 레벨의 지지 구조 역할을 하는 스크리드 바닥이 있습니다. 블록 내부에는 수직 정원이 있는 다양한 높이의 집들이 있습니다. 이 정교한 디자인은 편백나무의 가지와 왕관 전체의 구조와 유사합니다. 타워는 땅에 묻히지 않고 높이가 높아짐에 따라 모든 방향으로 발달하는 아코디언 원리에 따라 말뚝 기초 위에 서게 됩니다. 이는 나무의 뿌리 시스템이 발달하는 방식과 유사합니다. 상층의 바람 변동이 최소화됩니다. 공기가 타워 구조를 쉽게 통과합니다. 타워를 덮기 위해 가죽의 다공성 표면을 모방한 특수 플라스틱 소재가 사용됩니다. 건설이 성공하면 이러한 건축 도시를 여러 개 더 건설할 계획입니다(6).
1.2.2.뉴로바이오닉스
뉴로바이오닉스의 주요 분야는 인간과 동물의 신경계에 대한 연구와 신경 세포-뉴런 및 신경 네트워크의 모델링입니다. 이를 통해 전자 및 컴퓨터 기술을 개선하고 개발할 수 있습니다. 생체 공학 덕분에 감도가 열등하지 않은 소형의 신뢰할 수 있는 센서가 만들어졌습니다. 예를 들어 단일 양자 빛에 반응하는 눈, 방울뱀의 열에 민감한 기관은 0.001°C의 온도 변화를 구별합니다. 또는 마이크로볼트 단위의 전위를 감지하는 물고기의 전기 기관입니다. 새, 물고기 및 기타 동물의 탐지, 탐색 및 방향 시스템에 대한 연구도 생체 공학의 중요한 작업 중 하나입니다. 동물이 길을 찾고, 먹이를 찾고, 수천 킬로미터를 이동하는 데 도움이 되는 소형의 정확한 인식 및 분석 시스템은 항공, 해상 업무 등에 사용되는 장비를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이에 내비게이션 시스템 개발사인 미국 회사인 Orbital Research가 연구에 착수했습니다. 지상의 차량과 공중에 있는 항공기 간의 충돌을 방지하는 데 도움이 되는 직관적인 센서 시스템입니다(3). 과학자들은 바퀴벌레를 잡으려고 하는 순간의 행동을 통해 그러한 시스템을 설계하라는 메시지를 받았습니다. 바퀴벌레의 신경계는 근처에서 발생하는 모든 것, 심지어 가장 작은 변화까지 지속적으로 모니터링하며 위험이 발생하면 빠르고 명확하며 가장 중요한 것은 올바르게 반응합니다. 바퀴벌레 두뇌를 갖춘 무선 조종 자동차의 작동 모델이 이미 만들어졌습니다.
호주 국립 대학교의 과학자들은 잠자리의 비행을 자세히 연구했습니다. 그들은 "아주 작은 뇌를 가지고 있음에도 불구하고 이 곤충들은 안정성과 충돌 회피가 필요한 빠르고 정확한 공중 기동을 수행할 수 있다"고 결론지었습니다. 그들은 태양계 행성의 대기를 연구하기 위해 "이미지와 유사성"으로 설계된 새로운 항공기를 사용하기를 원합니다. 다음은 다른 무척추동물에게서 따올 수 있는 예입니다. 미국 에너지부 연구소 중 한 곳에서는 이매패류가 선박 바닥에 단단히 달라붙도록 만드는 혼합물을 연구하고 있습니다. 연구를 바탕으로 중요한 컴퓨터 구성 요소를 조립하는 산화된 금속판을 접착하거나 수술 후 인체의 수술용 봉합사를 대체하는 데 도움이 되는 새로운 접착제가 만들어지고 있습니다(6).
1.2.3. 기술 생체공학
고래와 돌고래 구조의 유체역학적 특징에 대한 연구는 선박 수중 부분을 위한 특수 도금을 만드는 데 도움이 되었으며, 이는 동일한 엔진 출력으로 속도를 20~25% 증가시킵니다. 이 피부는 라민플로(laminflo)라고 불리며 돌고래 피부와 유사하게 젖지 않고 탄성-탄성 구조를 갖고 있어 난류를 제거하고 최소한의 저항으로 미끄러지는 것을 보장합니다. 항공의 역사에서도 같은 예를 볼 수 있습니다. 오랫동안 고속 항공의 문제는 펄럭이는 것, 즉 특정 속도에서 갑자기 격렬하게 발생하는 날개의 진동이었습니다. 이러한 진동으로 인해 비행기는 몇 초 만에 공중에서 무너졌습니다. 수많은 사고가 발생한 후 디자이너는 탈출구를 찾았습니다. 끝 부분이 두꺼워지는 날개를 만들기 시작했습니다. 얼마 후 잠자리 날개 끝에서도 비슷한 두꺼워짐이 발견되었습니다. 생물학에서는 이러한 두꺼워진 부분을 익상(pterostigma)이라고 합니다. 새와 곤충의 비행, 점프하는 동물의 움직임, 관절 구조에 대한 연구를 바탕으로 비행, 바퀴 없는 움직임, 베어링 구성 등의 새로운 원리가 개발되고 있습니다(4).
제 2 장
번잡함, 소음, 지루함, 영원한 시간 부족 등 현대 도시의 조건에서 사람은 무의식적으로 순수하고 풍부한 색상과 기괴한 형태의 살아있는 식물과 동물이 부족하여 고통받습니다. 자연에 더 가까워지려는 사람의 욕구와 구현 불가능성 사이의 이러한 모순은 생체 공학 스타일로 해결할 수 있습니다. 저는 작업을 하면서 이러한 모순을 해결하는 방법을 찾으려고 노력합니다. 제가 이런 스타일로 개발한 디자인 프로젝트는 사람이 자연과의 조화를 느끼는 데 최소한 조금이라도 도움이 될 것입니다. 나의 연구 작업은 삶의 법칙을 스스로 이해할 수 있는 기회입니다.
2.1. 문제에 대한 설문조사
내 작업의 다음 단계는 우리 학교의 학생과 교사를 대상으로 한 설문 조사였습니다. 나는 그들이 내가 관심을 갖는 주제에 대해 얼마나 많은 지식을 가지고 있는지 알고 싶었습니다. 나는 그들에게 일련의 질문을 했습니다.
1. 당신은 생체공학 과학에 대해 무엇을 알고 있습니까?
2. 동물의 외모, 기술 발명의 속성 및 외부 형태에 대한 능력의 유사성을 발견했습니까?
3. 자연이 인간에게 기술적 발명에 대한 많은 예를 제공한다는 데 동의하십니까?
4. 자신만의 예를 들어보세요.
설문조사는 1~11학년 학생과 교사를 대상으로 실시되었습니다. 설문조사에는 총 54명이 참여했습니다. 설문조사 결과를 표로 표시해 봤습니다.
1 번 테이블
조사 결과
| 초기 링크 | 중간 링크 | |||||||||
| 문제 번호 | 대답은 "예"입니다 | 내 대답은 아니오 야" | 대답은 "예"입니다 | 내 대답은 아니오 야" | 대답은 "예"입니다 | 내 대답은 아니오 야" | ||||
| 100% (15명) | ||||||||||
| 100% (15명) | ||||||||||
| 100% (15명) | ||||||||||
이러한 결과를 바탕으로 나는 대부분의 사람들이 생체공학 과학에 대해 전혀 모른다는 결론을 내렸습니다. 그러나 응답자의 80% 이상이 동물의 외모, 기술 발명의 속성 및 외부 형태에 대한 능력의 유사성을 관찰했습니다. 대부분의 사람들은 자연이 인간에게 기술적 발명에 대한 많은 예를 제공한다는 데 동의합니다. 좋은 소식은 우리 학교의 많은 학생들이 개인적인 관찰이나 지식을 바탕으로 예를 제시할 수 있다는 것입니다. 설문조사를 진행하는 동안 저는 초등학생과 중등학교 학생들 사이에서 이 과학에 대해 배우고자 하는 관심과 욕구가 증가하는 것을 목격했습니다.
2.2. 주제에 대한 앨범을 만듭니다.
나는 기술적인 발명에 자연물의 특성을 활용하는 방법을 보여주는 특별 앨범에서 내가 얻은 지식을 전시했습니다.
2.2.1.빌딩(부록 1)
사람들은 평범한 건물, 고급 맨션, 친환경 주택, 스마트 하우스에 지쳤습니다. 그들은 모든 것 외에도 모든 것을 한 건물에서 한 번에 원합니다-특이한 모양. 얼굴없는 오두막과 함께-지루한 집에 사는 것은 해 롭습니다. 더욱이, 석조 주택이든 목조 주택이든 상상력은 무한합니다.나는 연구의 첫 번째 대상으로 담수 폴립인 히드라(Hydra)를 가져와 이를 기반으로 건물을 설계하기로 결정했습니다. 길이가 약 1cm인 이 작은 동물은 주거용 건물의 3층에 해당합니다. 폴립 내부의 장강은 엘리베이터가 움직이기에 딱 맞습니다. 히드라 꼭대기의 촉수는 태양전지판으로 변합니다. 현대 태양광 모듈은 전기를 생산하기 위해 직사광선을 필요로 하지 않습니다. 흐린 하늘, 비, 흐린 날씨에서도 배터리를 충전합니다. 태양 에너지는 환경 친화성과 저렴한 비용으로 구별됩니다. 태양광 패널 기술을 사용하면 환경에 해를 끼치지 않고 태양의 무한한 에너지를 활용할 수 있습니다. 러시아에서 태양광 패널의 사용은 그다지 널리 퍼져 있지는 않지만 의심할 여지 없이 미래는 태양광 패널에 달려 있습니다.
히드라 몸의 바깥층에는 큰 핵을 가진 매우 작은 둥근 세포가 들어 있습니다. 이러한 세포를 중간 세포라고 합니다. 그들은 히드라의 삶에서 매우 중요한 역할을 합니다. 신체가 손상되면 상처 근처에 위치한 중간 세포가 빠르게 성장하기 시작합니다. 그로부터 피부 근육, 신경 및 기타 세포가 형성되고 상처 부위가 빠르게 치유됩니다. 히드라의 이러한 능력을 바탕으로 벽돌을 서로 고정하는 시멘트 모르타르를 개선했다면 어떨까요? 이 용액에 건물의 틈새에 물이 들어가면 부풀어오르는 물질을 함유시켜 건물의 온전함을 회복하게 하세요.
건물의 페인트도 특이할 것입니다. 건물에 적용되는 간단한 페인트는 물과 먼지를 흡수합니다. 현대 주택에는 큰 특징이 아닙니다. 자연에는 잎이 물을 흡수하지 않는 식물(연잎, 장미꽃잎)이 있습니다. 물이 표면에서 굴러 떨어져 먼지 입자를 제거합니다. 현대 페인트에 이러한 특성이 있으면 건물 표면이 항상 깨끗합니다.
2.2.2.풀(부록 2)
대도시에 살면서 사람은 끊임없이 스트레스를 받습니다. 동일한 창문이 줄지어 있는 동일한 유형의 고층 건물, 회색 톤, 콘크리트 및 높이에 비해 억압적인 건물은 정신에 우울한 영향을 미칩니다. 공격적인 시각적 환경으로 인한 공허함은 수년에 걸쳐 뇌에 너무 많이 자라서 더 이상 눈에 띄지 않지만 이것이 신경증과 무력증으로 변하는 것을 막지는 못합니다. 건축물을 눈의 휴식처이자 미적 재충전 지점으로 전환함으로써 이러한 부정적인 효과를 제거할 수 있습니다.
“성인을 위한 동화” – 이것이 바로 생체공학 스타일이라고 불리는 것입니다. 우선, 이 방향으로 설계된 모든 건물은 독특하고 놀랍기 때문에 이 경우 건축가의 영감은 자연 그 자체이기 때문입니다. 건축에서 생체 공학은 자연 환경의 자연스러움, 살아있는 자연과 무생물의 창조물의 해부학 및 외관을 형태로 모방하려고 노력합니다. 그러나 사람의 생활이나 오락을 위한 건축물은 단순히 나무나 민들레처럼 보이는 것이 아니라 기능적이어야 하기 때문에 건축가들은 종종 살아있는 유기체에 대한 은유에만 국한됩니다. 모든 것이 반기하학적이어야 합니다. 이 스타일의 건물은 명확한 선과 엄격한 90도 각도를 무시합니다. 구조의 벽은 세포막과 같으며 볼록한 표면과 오목한 표면이 리드미컬하게 번갈아 가며 살아 숨쉬는 생물의 모습을 만들어냅니다. 우리가 제시하는 수영장 프로젝트는 무당벌레처럼 생겼습니다. 우리 수영장은 일년 중 언제든지 사용할 수 있습니다. 구조물의 "날개"를 올릴 수 있는 기능 덕분에 야외에서 수영을 즐길 수 있습니다. 우리 건물의 밝은 색상은 아이들이 지나갈 수 없게 하고 아이들이 부모님의 손을 잡고 그곳으로 데려갈 것입니다. 이러한 시설 덕분에 머지않아 올림픽에서 수영 선수 수와 금메달 수가 더 많아지길 바랍니다.
2.2.3.바이오카(부록 3)
최근에는 비표준, 친환경 자동차가 유행하고 있습니다. 그리고 포드, BMW, 푸조 등 유명 대기업들이 첨단 기술을 활용한 친환경 자동차를 개발하고 있습니다.
우리 차는 식물 잎처럼 생겼어요. 액체 공기가 연료 역할을 할 것입니다. 이러한 유형의 연료를 사용하는 최초의 자동차는 이미 존재하며 환경적 관점에서 입증되었습니다. 특이한 외관 외에도 우리 차에는 운전자라면 누구나 부러워할 특별한 타이어가 장착되어 있습니다. 심장은 혈관을 통해 지속적으로 혈액을 펌핑하는 반면 혈액의 압력은 지속적으로 동일한 수준으로 유지되는 것으로 알려져 있습니다. 이 기능을 타이어 구조에 적용하면 어떨까요? 우리 차에는 스스로 팽창할 수 있는 타이어가 있습니다. 수시로 작동하는 맥동 펌프 덕분에 타이어에 자동으로 공기가 주입되어 타이어의 공기압을 일정하고 안전한 수준으로 유지합니다. 이는 도로 안전을 향상시킬 뿐만 아니라 연료의 경제적 사용(타이어 공기압이 부족한 자동차는 더 많은 연료를 사용함)에 기여하여 대기 중으로의 이산화탄소 배출을 줄이고 타이어 수명을 연장시킵니다.
2.2.4.가구(부록 4)
녹색 물결이 전 세계를 휩쓸었습니다. 오늘날 수백만 명의 사람들이 시끄러운 대도시가 아니라 자연 속에서 살고 있다는 느낌을 진심으로 꿈꿉니다. 에코 스타일을 사용하면 집이 자연 웰빙의 섬이라는 환상을 만들 수 있습니다. 자연적인 모티브를 모방하고, 자연스럽고 환경 친화적인 소재를 사용하고, 단순함의 개념을 따르는 것이 이 스타일을 큰 성공으로 이끄는 특징입니다. 디자이너가 이러한 인테리어 작업을 시작하면 그의 주요 임무는 도시 아파트 또는 시골집에서 자연 환경의 사진을 재현하는 것입니다. 즉, 아파트의 전체 가구는 "자연스러운" 방식으로 디자인되어야 하며, 자연과 조화를 이루어야 하며, 가족 구성원에게 평화로움과 평온함을 주어야 합니다.
기하학적인 관점에서 볼 때, 인간이 창조한 현대의 합성 세계는 직선과 각도로 구성되어 있습니다. 거리와 집의 사각형에는 방, 창문, 텔레비전 화면, 의자 및 책상이 포함되어 있습니다. 문, 서랍, 서랍장, 라디에이터 및 에어컨, 선반, 캐비닛 및 상자는 정사각형과 직사각형 형제의 모음입니다. 정사각형은 순전히 합리주의적인 발명품이며 단순히 자연에는 존재하지 않습니다. 인체에는 정사각형 기관이 없으며 동물 신체 구조에도 없습니다. 정사각형 행성, 발광체 또는 식물이 없습니다. 자연은 희귀한 결정을 제외하고는 정사각형 모양을 만들지 않습니다. 인간의 눈, 머리, 태양, 달걀, 소용돌이, 꽃심, 호수는 둥근 모양을 가지고 있습니다. 원은 생명의 순환을 상징하고, 사각형은 무생물과 인공적인 모든 것을 상징합니다.
바이오닉 스타일의 인테리어는 부드러운 곡선과 넓은 공간, 빛과 신선한 공기가 가득한 공간이 특징입니다. 이 스타일은 디자이너에게 방이나 건물의 모양과 공간을 조작할 때 많은 자유를 줍니다. 때로는 공간적 환상 효과가 발생합니다.
우리가 선보이는 가구 디자인은 식물의 잎을 닮았습니다. 밝고 육즙이 많은 녹색의 색상이 둥근 모양과 결합됩니다. 나머지 가구를 같은 스타일로 선택하면 전체 방이 멋진 자연의 섬처럼 보일 것입니다.
결론
생체 공학에 대한 영감의 원천은 자연입니다. 그녀는 매우 현명하여 이상적인 모양과 디자인을 많이 생각해 냈습니다. 사람은 관찰하고 복사할 수만 있습니다. 벌집의 구조, 나선형의 조개껍데기, 곤충의 해부학적 구조 등은 실내는 물론 어디에서나 사용할 수 있는 기성모델입니다. 새 집이나 별장에 어떤 스타일을 선택하는지는 우리의 상상력과 물질적 능력에 달려 있습니다. Bionics는 건축이 단지 막대기와 벽돌이 아니라는 것을 입증했습니다. 누구나 집이나 자신의 소유지에서 생체 공학적 요소를 사용할 수 있습니다. 내부에는 우선 자연 자체에서 빌린 형태의 램프와 가구가 있습니다. 그건 그렇고, 직접 만들 수 있습니다. 현장의 풍경을 독특하게 만드는 것은 어렵지 않습니다. 이렇게 하려면 기존 돌, 가지, 균열 등에 주의를 기울이십시오. 약간의 상상력을 사용하여 알파인 슬라이드(고산 기후의 전형적인 돌과 식물로 만들어진 구조물)를 만들 수 있습니다. 크고 오래된 나무가 있으면 서두르지 말고 자르십시오. 예를 들어 속이 빈 공간은 물건을 담는 용기로 사용하거나 심지어 휴식을 위한 전망대로도 사용할 수 있습니다. 더위 속에서도 나무는 약 22도의 일정한 온도를 제공하기 때문에 여기에는 에어컨이 필요하지 않습니다. 실습에서 알 수 있듯이, 탐구되지 않은 자연의 비밀의 잠재력은 엄청납니다. 연구하는 것을 두려워하지 말고 건물 벽으로 자연으로부터 자신을 보호하여 공동의 집을 파괴하지 마십시오.
결론: 1. 인간의 손으로 만드는 것의 대부분은 인간 스스로가 발명한 것이 아니라 대자연의 '힌트'를 바탕으로 만들어졌습니다.
2. 과학자들은 새로운 기술 장치를 만들기 위한 신선한 아이디어를 얻기 위해 살아있는 물체를 계속 연구합니다.
3. 기술 발명에 생명체의 특성을 활용하려는 나의 아이디어가 도움이 되기를 바랍니다.
내 작업은 여기서 끝나지 않습니다. 나는 기술적 발견에서 자연 현상의 특성을 사용하는 것에 관한 흥미로운 사실을 계속해서 찾을 것입니다. 이 작품은 우리 가족 모두를 사로잡았습니다. 우리는 자연계에서 창조된 모든 것의 독특함과 완벽함에 감탄하고 놀라는 것을 멈추지 않습니다!
지구를 사랑하고 우리 주변의 동물과 식물을 돌보세요. 그들의 비밀이 공개됩니다!
서지
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2. http://bio-nica.narod.ru/
3. http://www.luxurynet.ru/architecture/3634.html
4. http://dic.academic.ru/dic.nsf/stroitel/1032
5. http://cih.ru/ab/b1.html
6. http://moikompas.ru/compas/bionic
7. http://www.visual-form.ru/article/004.html
8. http://www.existenzia.ru/idea/bionika
9. http://www.formundraum.ru/stili-v-dizajne/bionika/
10. http://kraevedenie.net/2010/01/24/bionika-neftesbor/
11. http://suslov-oleg.com.ua/ocherk.php
12. http://www.bazil-maestro.com/articles/bionika
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주제에 대한 프레젠테이션:생체공학
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생체 공학의 주요 작업 영역은 다음과 같은 문제를 다룹니다. 인간과 동물의 신경계 연구, 컴퓨터 기술의 추가 개선을 위한 신경 세포(뉴런) 및 신경 네트워크 모델링, 자동화의 새로운 요소 및 장치 개발 원격 역학(신경공학), 새로운 센서와 감지 시스템을 개발하기 위한 살아있는 유기체의 감각 기관과 기타 지각 시스템에 대한 연구, 이러한 원리를 기술에 사용하기 위해 다양한 동물의 방향, 위치 및 탐색 원리에 대한 연구, 살아있는 유기체의 형태학적, 생리학적, 생화학적 특성을 연구하여 새로운 기술적, 과학적 아이디어를 제시합니다.
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자연과 기술의 관계 과거 자연에 대한 인간의 태도는 소비주의적이었고, 기술은 천연자원을 착취하고 파괴했습니다. 그러나 점차 사람들은 자연을 더 조심스럽게 다루기 시작했고, 기술을 현명하게 사용하기 위해 그 방법을 자세히 살펴보려고 노력했습니다. 이러한 방법은 친환경 산업제품 개발의 모델이 될 수 있다. 표준으로서의 자연은 생체 공학입니다. 자연을 이해하고 그것을 모델로 삼는 것은 모방을 의미하지 않습니다. 그러나 자연은 우리가 매우 복잡한 문제에 대한 올바른 기술 솔루션을 찾는 데 도움을 줄 수 있습니다. 자연은 어떤 상황에서도 항상 올바른 탈출구를 가지고 있는 거대한 엔지니어링 부서와 같습니다.
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생체 공학은 전자, 항해, 통신, 해양 문제 등 생물학, 물리학, 화학, 사이버네틱스 및 공학 과학과 밀접한 관련이 있습니다. 공학적 문제를 해결하기 위해 살아있는 자연에 대한 지식을 적용하려는 아이디어는 레오나르도 다빈치의 것입니다. 새처럼 날개를 퍼덕이는 비행기 만들기: 오니톱터 1960년 미국 데이토나에서 최초의 생체공학 심포지엄이 열리며 새로운 과학의 탄생을 공식화했습니다.
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사이버네틱스 살아있는 유기체와 기계의 제어와 의사소통의 일반 원리를 고려하는 사이버네틱스의 출현은 기술 시스템과의 공통성을 명확히 하기 위해 생명체의 구조와 기능에 대한 보다 광범위한 연구의 동기가 되었습니다. 살아있는 유기체에 대해 얻은 정보를 사용하여 새로운 장치 및 메커니즘, 재료 등을 만듭니다.
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건축 생체 공학 이것은 건축 과학 및 실제 분야의 새로운 현상입니다. 여기에는 아름다움과 조화로 구별되는 새롭고 기능적으로 정당한 건축 형태를 탐색할 수 있는 가능성이 있으며, 살아있는 자연의 건축 자재의 놀라운 특성을 동시에 사용하여 새로운 합리적인 구조를 창출하고 이를 실현하는 방법을 발견하는 가능성이 있습니다. 태양, 바람, 우주선의 에너지를 이용한 디자인의 통일성과 건축적 수단의 창조. 그러나 아마도 가장 중요한 결과는 야생 동물 보호 조건을 조성하고 건축과의 조화로운 통합을 형성하는 데 적극적으로 참여하는 것일 수 있습니다.
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살아있는 유기체 모델링 생체 공학에서 모델을 만드는 것은 전투의 절반입니다. 특정 실제 문제를 해결하려면 실습에 관심이 있는 모델의 특성이 있는지 확인하는 것뿐만 아니라 장치의 미리 결정된 기술적 특성을 계산하는 방법을 개발하고 이를 달성할 수 있는 합성 방법을 개발하는 것이 필요합니다. 문제에 필요한 지표 따라서 많은 생체 공학 모델은 기술 구현을 받기 전에 컴퓨터에서 수명을 시작합니다. 모델의 수학적 설명이 구성됩니다. 이를 기반으로 컴퓨터 프로그램, 즉 생체 공학 모델이 컴파일됩니다. 이러한 컴퓨터 모델을 사용하면 다양한 매개변수를 단시간에 처리할 수 있고 설계 결함을 제거할 수 있습니다.
슬라이드 9번
슬라이드 설명:
오늘날 생체 공학에는 여러 가지 방향이 있습니다. 건축 및 건설 생체 공학은 살아있는 조직의 형성 및 구조 형성 법칙을 연구하고 재료, 에너지 절약 및 신뢰성 보장 원칙에 따라 살아있는 유기체의 구조 시스템을 분석합니다. 뉴로바이오닉스는 뇌의 기능을 연구하고 기억의 메커니즘을 탐구합니다. 동물의 감각 기관과 동물과 식물 모두에서 환경에 대한 내부 반응 메커니즘이 집중적으로 연구되고 있습니다.
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슬라이드 설명:
건축 및 건설 바이오닉스 건축 및 건설 바이오닉스에서는 새로운 건설 기술에 많은 관심을 기울이고 있습니다. 예를 들어, 효율적이고 폐기물이 없는 건설 기술 개발 분야에서 유망한 방향은 계층형 구조를 만드는 것입니다. 아이디어는 심해 연체동물에서 빌려온 것입니다. 널리 퍼져 있는 전복의 껍질과 같이 내구성이 뛰어난 껍질은 단단한 판과 부드러운 판이 교대로 구성되어 있습니다. 경질판에 균열이 생기면 변형이 연질층에 흡수되어 균열이 더 이상 진행되지 않습니다. 이 기술은 자동차를 덮는 데에도 사용될 수 있습니다.
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슬라이드 설명:
뉴로바이오닉스(Neurobionics) 뉴로바이오닉스(Neurobionics)는 보다 진보된 기술 장치와 기술 프로세스를 만들기 위해 뇌의 구조와 기능 원리를 사용할 가능성을 연구하는 과학 분야입니다. 뉴로바이오닉스의 주요 분야는 인간과 동물의 신경계에 대한 연구와 신경 세포-뉴런 및 신경 네트워크의 모델링입니다. 이를 통해 전자 및 컴퓨터 기술을 개선하고 개발할 수 있습니다.
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슬라이드 설명:
건축 및 건설 생체 공학의 놀라운 예는 시리얼 줄기와 현대적인 고층 건물의 구조를 완전히 비유하는 것입니다. 곡물 식물의 줄기는 꽃차례의 무게로 인해 부러지지 않고 무거운 하중을 견딜 수 있습니다. 바람이 그들을 땅으로 구부리면 수직 위치를 빠르게 회복합니다. 비밀은 무엇입니까? 그 구조는 최신 엔지니어링 성과 중 하나인 현대식 고층 공장 파이프의 설계와 유사하다는 것이 밝혀졌습니다.
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생체 공학의 첫 번째 예 디자이너나 엔지니어가 직면한 거의 모든 기술적 문제는 오랫동안 다른 생명체에 의해 성공적으로 해결되었습니다. 예를 들어, 청량음료 제조업체는 제품을 포장하는 새로운 방법을 끊임없이 찾고 있습니다. 동시에 평범한 사과나무는 오래 전에 이 문제를 해결했습니다. 사과는 97%가 물로 구성되어 있으며, 나무 판지에 포장된 것이 아니라 동물들이 과일을 먹고 알갱이를 분배하도록 유도하기에 충분히 식욕을 돋우는 식용 껍질에 포장되어 있습니다. 에펠탑의 바닥은 대퇴골두의 뼈 구조와 유사하며, 생체공학 전문가들은 이렇게 추론합니다. 공학이나 설계 문제에 직면하면 동물과 식물의 무제한적인 "과학 기반"에서 해결책을 찾습니다.
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슬라이드 설명:
벨크로 패스너 인간이 벨크로 패스너를 만들기 위해 우엉의 작동 원리를 차용했습니다. 최초의 접착 테이프는 XX세기 50년대에 나타났습니다. 예를 들어 도움을 받으면 운동화를 고정할 수 있습니다. 이 경우 끈은 더 이상 필요하지 않습니다. 또한 벨크로의 길이는 조정이 쉽습니다. 이것이 장점 중 하나입니다. 발명 후 첫 해에는 이러한 패스너가 매우 인기가 있었습니다. 오늘날 모든 사람들은 편리한 패스너에 익숙해졌으며 이제 벨크로 제조업체는 벨크로가 플랩 아래에 잘 숨겨져 있는지 확인합니다.
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슬라이드 설명:
건축가, 엔지니어, 디자이너, 생물학자, 심리학자로 구성된 이 그룹은 "수직 바이오닉 타워 시티" 프로젝트를 개발했습니다. 15년 안에 상하이에 타워 도시가 나타날 것입니다(과학자에 따르면 20년 안에 상하이 인구는 3천만 명에 이를 수 있습니다). 타워 시티는 10만 명을 대상으로 설계되었으며, 이 프로젝트는 "목조 건축 원리"를 기반으로 합니다.
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슬라이드 설명:
빨판 문어(Suckers Octopus): 문어는 먹이를 사냥하는 정교한 방법을 발명했습니다. 먹이를 촉수로 덮고 수백 마리의 먹이를 빨아들입니다. 그 전체 줄은 촉수 위에 있습니다. 흡입 컵은 또한 미끄러지지 않고 미끄러운 표면에서 움직이는 데 도움이 됩니다 기술 흡입 컵: 새총으로 창문 유리에 흡입 화살을 쏘면 화살이 부착되어 남아 있습니다. 흡입 컵은 장애물과 충돌할 때 약간 둥글게 되었다가 곧게 펴집니다. 그런 다음 탄성 와셔를 다시 조입니다. 이것이 진공이 발생하는 방식입니다. 그리고 흡입 컵이 유리에 부착됩니다.
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스탠포드 대학의 과학자들은 직립형 이족 보행 로봇을 만드는 방향으로 가장 발전했습니다. 그들은 바퀴벌레의 운동 시스템을 연구한 결과를 바탕으로 거의 3년 동안 다리가 6개인 소형 로봇인 헥사포드를 실험해 왔습니다. 첫 번째 헥사포드는 2000년 1월 25일에 제작되었습니다. 이제 디자인은 초당 55cm(자체 길이의 3배 이상)의 속도로 매우 빠르게 실행되며 장애물도 성공적으로 극복합니다. 스탠포드는 또한 끊임없이 점프하면서도 불안정한 균형을 유지할 수 있는 인간 크기의 외다리 점프 모노포드를 개발했습니다. 아시다시피, 사람은 한 다리에서 다른 다리로 "떨어져" 이동하며 대부분의 시간을 한쪽 다리에서 보냅니다. 앞으로 스탠포드 과학자들은 인간과 유사한 보행 시스템을 갖춘 이족보행 로봇을 만들려고 합니다.
슬라이드 18번
슬라이드 설명:
거미알 누에고치 거미는 자신이 낳는 알을 보호하기 위해 방수 소재로 된 얇은 “망토”를 만듭니다. 이 주먹만한 누에고치는 종 모양이고 밑에서부터 열려있습니다. 거미줄의 실과 같은 재질로 이루어져 있습니다. 물론 별도의 실로 짜여진 것이 아니라 하나의 껍질을 나타냅니다. 악천후와 습기로부터 계란을 완벽하게 보호해 줍니다.비옷 비오는 날 밖에 나갈 때는 방수 비옷을 입거나 우산을 가지고 갑니다. 보호 필름이있는 거미 알의 누에 고치처럼 인공 재료에서 물이 빠져 나가서 사람이 젖지 않습니다.물을 밀어내는 지붕집 건설에서 중요한 역할은 지붕에 의해 수행됩니다. 건물 부지를 물로부터 보호해야 합니다.
슬라이드 19번
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Bell Labs(Lucent 기업)의 연구원들은 최근 Euplectellas 속의 심해 해면 몸체에서 고품질 광섬유를 발견했습니다. 테스트 결과에 따르면, 이 20cm 스펀지 골격의 재료는 현대 통신 케이블보다 나쁘지 않은 디지털 신호를 전송할 수 있는 반면, 천연 광섬유는 유기 물질의 존재로 인해 인간 섬유보다 훨씬 더 강한 것으로 나타났습니다. 껍데기. Euplectellas 속 심해 해면의 골격은 고품질 광섬유로 제작되었습니다.
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슬라이드 설명:
구스타프 에펠은 1889년에 에펠탑의 그림을 그렸습니다. 이 구조는 공학에서 생체공학을 사용한 최초의 명확한 사례 중 하나로 간주됩니다. 에펠탑의 디자인은 스위스 해부학 교수인 헤르만 폰 마이어(Hermann Von Meyer)의 과학적 연구를 기반으로 합니다. 파리 공학의 기적이 건설되기 40년 전, 교수는 대퇴골두가 구부러져 관절에 비스듬히 들어가는 곳의 뼈 구조를 조사했습니다. 그럼에도 불구하고 어떤 이유에서인지 뼈는 몸의 무게에도 부러지지 않습니다 에펠탑의 바닥은 대퇴골두의 뼈 구조와 유사합니다
슬라이드 21번
슬라이드 설명:
Von Meyer는 뼈의 머리가 미니어처 뼈의 복잡한 네트워크로 덮여 있다는 것을 발견했습니다. 덕분에 하중이 뼈 전체에 놀랍도록 재분배됩니다. 이 네트워크는 교수가 문서화한 엄격한 기하학적 구조를 가지고 있습니다. 1866년 스위스 엔지니어 Carl Cullman이 von Meyer의 발견에 대한 이론적 기초를 제공했으며, 20년 후 에펠은 곡선형 캘리퍼를 사용한 자연 하중 분포를 사용했습니다.
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슬라이드 설명:
또 다른 유명한 차용은 1955년 스위스 엔지니어 Georges de Mestral에 의해 이루어졌습니다. 그는 종종 개와 함께 산책을 하다가 이상한 식물들이 계속해서 개 털에 달라붙는 것을 발견했습니다. 끊임없이 개를 빗질하는 것에 지친 엔지니어는 잡초가 개의 털에 달라붙는 이유를 알아내기로 결정했습니다. 이 현상을 연구한 후, de Mestral은 도꼬리 열매(이 잡초의 이름)에 달린 작은 고리 덕분에 이것이 가능하다고 판단했습니다. 결과적으로 엔지니어는 자신의 발견의 중요성을 깨달았고 8년 후 편리한 "벨크로" 벨크로에 대한 특허를 얻었으며 오늘날 군용 의류뿐만 아니라 민간 의류 제조에도 널리 사용됩니다. 셔츠
슬라이드 설명:
“생체공학 또는 살아있는 자연의 놀라운 세계” 수업 프레젠테이션
작업 수행자: Shalaeva T.V., 생물학 교사
- ...자연과의 접촉은 모든 진보, 과학, 이성, 상식, 취향 및 훌륭한 매너의 마지막 말입니다.
도스토옙스키 F. 중.
- 자연은 모든 것을 너무나 잘 관리하여 어디에서나 배울 것을 찾을 수 있습니다.
레오나르도 다빈치
- 자연보다 더 창의적인 것은 없습니다.
키케로
- 위대한 일은 위대한 수단으로 이루어진다. 자연만이 아무런 대가 없이 위대한 일을 합니다.
헤르젠 A.I.
- 자연에 대한 연구와 관찰이 과학을 탄생시켰습니다.
키케로
- 진보는 자연의 법칙이다.
볼테르
- 새는 수학적 법칙에 따라 작동하는 도구이며, 모든 움직임을 통해 인간의 힘으로 만들 수 있습니다.
레오나르도 다빈치
레오나르도 다빈치
- 생체공학– 기술에서 살아있는 유기체의 설계, 원리 및 기술 과정에 대한 지식을 사용하는 과학입니다. 기본 생체공학다양한 생물학적 유기체 모델링에 대한 연구를 수집합니다.
개발의 역사
엔지니어링 문제를 해결하기 위해 살아있는 자연에 대한 지식을 사용한다는 아이디어는 새처럼 날개가 펄럭이는 항공기를 만들려고 시도한 Leonardo da Vinci의 것입니다. 오니톱터.
생체공학 생년월일:
바이오닉스 기호
Bionics에는 교차 메스, 납땜 인두 및 통합 기호라는 기호가 있습니다.
생물학, 기술 및 수학의 이러한 결합을 통해 우리는 생체공학 과학이 이전에 누구도 접근하지 못한 곳에 침투하고 이전에 누구도 본 적이 없는 것을 볼 수 있기를 희망할 수 있습니다.
생체공학과 다른 과학의 관계
바이오닉스
바이오닉스
바이오닉스
생물학
공학 과학
화학
물리학
전자제품
바다 사례
사이버네틱스
항해
- 생물학적생물학적 시스템에서 발생하는 과정을 연구하는 생체공학;
- 이론적 인이러한 과정의 수학적 모델을 구축하는 생체공학;
- 인위적인공학적 문제를 해결하기 위해 이론적 생체공학 모델을 적용하는 생체공학.
실무(기술) 부분
생물학적 생체공학
이론적인 부분
- 새로운 센서와 감지 시스템을 개발하기 위해 살아있는 유기체의 감각 기관과 기타 지각 시스템을 연구합니다.
- 기술에 이러한 원리를 사용하기 위해 다양한 동물의 방향, 위치 및 탐색 원리를 연구합니다.
- 살아있는 유기체의 형태학적, 생리학적, 생화학적 특성을 연구하여 새로운 기술적, 과학적 아이디어를 제시합니다.
구스타프 에펠은 1889년에 에펠탑의 그림을 그렸습니다. 이 구조는 공학에서 생체공학을 사용한 최초의 명확한 사례 중 하나로 간주됩니다.
에펠탑의 바닥은 대퇴골두의 뼈 구조와 유사합니다.
대퇴골두의 뼈 구조
성공한 사례 중 하나 생체공학 스위스 엔지니어 Georges de Mestral의 개 털에 달라 붙는 우엉 식물의 열매가 프로토 타입 인 널리 퍼진 "벨크로"입니다.
자연은 모든 것을 너무나 잘 관리하여 어디에서나 배울 것을 찾을 수 있습니다.
레오나르도 다빈치
~에 감사하다 주목
모스크바 보건부
지역
국가예산교육기관
"영웅의 이름을 딴 모스크바 제3의과대학
모스크바 지역
소련 Z. 삼소노바"
노긴스크 지점
"의료 분야의 바이오닉"
학문 생물학 프로젝트
1학년 11 SD그룹
전공 34.02.01 간호학(기초훈련)
모쉬코바 엘레나 세르게예브나
학생 ________________ _E.S. Moshkova ____
시그니처 IO 성
과학 감독자 ______________ _E.B. Tyagunova _______
시그니처 IO 성
보호를 위해 승인됨
대리인 SD 이사 ________________ __D. V. 세도프_________
서명
IO성
보호 날짜 "___" _________________2017
표시 ______________________
2017
목차
모스크바 지역 보건부
...................................................................................................................................1
국가예산교육기관..................................1
모스크바 지역.......................................................... ..............................................1
"영웅의 이름을 딴 모스크바 제3의과대학..........1
소련 Z. 삼소노바".................................................. ..... ..........................1
노긴스크 지점.................................................. ........ ................................................. ......1
"의료 분야의 바이오닉"..................................................... ..... ................................1
생물학 분야의 프로젝트.................................................................. ....... .....1
SD 11기 1학년생.................................................................. ....... .............................1
전문분야 34.02.01 간호학(기초훈련)................................................1
모쉬코바 엘레나 세르게예브나................................................................ ..... ...............1
학생 ________________ _E.S. Moshkova ____..................................... ..... .1
시그니처 IO 성.................................................................. ..... ............................................ .1
과학 감독자 ______________ _E.B. Tyagunova _______.................1
보호가 허용됨..................................................... ............. ....................................1
대리인 SD 이사 ________________ __D. V. 세도프_________...........1
시그니처 IO 성........................................................ ..... ............................................ 1
보호 날짜 "___" _________________2017.................................................. ......... ...1
표시 ______________________................................................ .. ......................1
2017...........................................................................................................................2
목차.......................................................................... .. ................................................ ........ ..........2
2
소개................................................. ....... .................................................. ............. ...............5
과학도 발전해서 사람들에게 이런 기회를 주네요, oh
그가 꿈꿀 수 있었던 것은. 옛날부터 인간은
살아있는 유기체의 생활 과정을 관찰하고 싶었습니다.
인간이 통제할 수 없는 새로운 것을 자연으로부터 빌려오십시오. 그래서
유명한 레오나르도 다빈치는 새 날개의 구조를 연구하면서 꿈을 꾸었습니다.
공중에서 인간의 비행. 그래서 나중에 그의 도표와 그림에 따르면
오니톱터 모델이 개발되었습니다. 60년대에는 생체공학이 등장했고,
이제 강력한 발전의 원동력을 얻은 미래의 과학.
“생명의 세포”.................................................. ........... ................................................. .......................... 5
인간의 삶의 과정을 촉진하는 기술,
지구상의 생명을 연장하고 사람들에게
과거와 미래의 많은 질문에 답할 수 있는 기회. 안에
이 작품은 인간의 삶에서 구현되는 과정을 살펴보고,
점점 더 새롭고 생산적인 미래 기술과 그 개발
살아있는 유기체에 내재된 과정을 사용하는 것......5
우주의 비밀 속에서 생명을 발견하게 될 것입니다. 과학자
생체 공학은 이미 인간 생활의 다양한 영역에서 발견을 이루었습니다.
의학, 건축, 산업, 디자인. 유일한 것은
아직 기술 진보 활동의 대상이 아닙니다. 그것은 두뇌입니다
사람. 이것은 자연의 위대한 신비입니다. 하지만 여기서도 끝났어
많은 발견. 전 세계 과학자들이 메가브레인을 만들기 위해 노력하고 있는데,
어떤 질문에도 쉽게 대답하는 사이보그 인간
질문을 던짐과 동시에 과학이 발전하도록 돕습니다..................................................5
목표: "생체공학" 과학을 연구하고 의학에서의 응용을 고려하는 것
...................................................................................................................................6
연구 목표: 과학 "생체공학"의 실제 응용...................................6
연구 주제: "바이오닉스" 과학.................................................. ...........................6
3
작업:................................................. ................................................. .....................6
1.과학의 역사에 대해 알아보세요.................................................................. ..........................6
약................................................. ....... .................................................. ............. ...............6
3. 의학에 과학을 적용하는 방법을 보여줍니다.................................................. ............................6
4. 실제 작업 수행................................................................ .......................................6
5.결론 도출........................................................... .......... ................................................. ................ ..6
팔다리가 없는 것에 비해 제한적인 가능성도 있습니다.
모션 번호는 엄청난 진전입니다. 그러나 심지어 최고와
완벽한 생체공학 보철물은 아직 이러한 모든 것을 충족시킬 수 없습니다.
살아 있는 팔다리가 할 수 있는 작고 정확한 움직임............13
4
소개
우리 시대에는 과학이 매우 중요해졌습니다. 세상은 가만히 있지 않아
과학은 또한 발전하여 인간에게 다음과 같은 기회를 제공합니다.
그는 꿈만 꿀 수 있었다. 옛날부터 인간은 관찰해 왔다.
살아있는 유기체의 생명 과정을 빌려보고 싶었습니다.
자연, 그의 통제를 넘어서는 새로운 것. 너무나 유명한 레오나르도
다빈치는 새 날개의 구조를 연구하면서 인간이 하늘을 나는 꿈을 꾸었습니다.
그래서 나중에 그의 도표와 그림을 바탕으로 오니톱터의 모델이 개발되었습니다.
60년대에는 미래의 과학인 바이오닉스가 등장하여 지금은
~에서
발전을 위한 강력한 추진력.
생체공학 발생
이름
고대 그리스 단어 "bion"은 "생명의 세포"를 의미합니다.
현대사회에서는 생체공학의 발달로 점점 더 새로운
인간의 삶의 과정을 촉진하는 기술,
지구상의 생명을 연장하고 사람들에게 대응할 수 있는 기회를 제공합니다.
많은
미래.
이 작품은 인간의 삶에 모든 것을 도입하는 과정을 조사합니다.
과거의
질문
그리고
더욱 새롭고 생산적인 미래 기술과 이러한 기술의 개발
살아있는 유기체에 내재된 과정.
시간이 지남에 따라 사람들이 새로운 행성을 탐험하기 시작하고
우주의 비밀 속에서 생명을 발견하게 될 것입니다. 생체 공학 과학자,
인간 삶의 다양한 영역, 즉 의학,
5
건축, 산업, 디자인. 아직 대상이 아닌 유일한 것은
기술 진보의 활동: 이것이 인간의 두뇌입니다. 그게 다야
위대한 자연의 신비. 그러나 여기서도 많은 발견이 이루어졌습니다. 과학자 전체
세상은 메가마인드, 즉 사이보그 인간을 만들기 위해 노력합니다.
모든 질문에 쉽게 답하고 동시에 과학을 돕습니다.
앞으로 나아가 다.
목표: "생체공학" 과학을 연구하고 그 적용을 고려합니다.
약
연구 목표: "바이오닉스" 과학의 실제 응용
연구 주제: 과학 "생체공학"
작업:
1. 과학의 역사에 대해 알아보세요
2. 과학의 응용에 관한 정보 자료를 선택하고 연구합니다.
약
3. 의학에서 과학의 응용을 보여줍니다.
4. 실무 수행
5. 결론 도출
가설: 자연은 세상의 모든 것을 만든 사람이고, 인간은 세상의 모든 것입니다.
위조자
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1장. 생체공학
바이오닉스(Bionics)는 생물학의 이용을 다루는 과학이다.
바이오닉스는
엔지니어링 문제.
해결을 위한 프로세스와 방법
기술 시스템을 만드는 방법에 대한 연구로도 정의됩니다.
그 특성은 살아있는 유기체의 특성과 유사합니다.
바이오닉스는 디자인에 대한 지식을 기술에 활용하는 과학으로,
살아있는 유기체.
기술적
프로세스
원칙
그리고
생체공학의 기본은 다양한 모델링 연구이다.
생물학적 유기체.
바이오닉스(Bionics)라는 이름은 고대 그리스 단어 "bion"에서 유래되었습니다.
생체공학은 고대 그리스에서 유래
이름
"생명 세포"
단어 "bion" "생명의 세포". 생체공학은 생물학적 시스템을 연구합니다.
엔지니어링 문제를 해결하기 위해 습득한 지식을 적용하는 프로세스
작업. 즉, 생체공학은 사람이 독창적인 작품을 만들 수 있도록 도와줍니다.
아이디어 기반 프로세스
기술 시스템 및 기술
자연에서 발견하고 빌려왔습니다. 바이오닉스는 모든 것에 관심이 있습니다
'자연의 기술'이라고 할 수 있는 것.
1.1 과학 “바이오닉스”의 기원의 역사
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아주 먼 옛날부터 인간의 호기심 많은 생각은 다음 질문에 대한 답을 찾아왔습니다.
살아있는 자연이 성취한 것과 동일한 것을 인간이 성취할 수 있습니까? 처음에는
사람은 이것에 대해서만 꿈을 꿀 수 있습니다. 자신이 이미 한 일을 배우는 것
다른 생명체와 관련된 자연.
모든 생명체는 완벽한 시스템이다.
구조물 건설의 기회.
야생동물에 대한 지식을 적용하여 해결하려는 아이디어
공학적 문제는 레오나르도 다빈치의 몫입니다.
새 날개를 프로토타입으로 사용하여 오니톱터 항공기를 제작해 보세요.
그래서 그는 새의 날개와 메커니즘의 구조를 재현하려고 노력했고,
그것을 움직이게 하는 것.
르네상스 과학자들은 원하는 해결책을 달성하기를 희망했습니다.
엄격한 수학적 계산과 계산을 통해
적절한 기계 구조 생성. 결국 역학은
수학을 기반으로 모든 분야에서 선두 자리를 차지했습니다.
기계 과학의 새로운 분야; 그렇기 때문에 그럴 수 있지
그러면 자연의 모든 신비가 도움을 받아 정확하게 풀릴 것 같습니다.
역학과 그 기초.
이에 따라 인간은 기계적인 창조를 추구했습니다.
그에게 관심이 있는 사물을 모방할 수 있는 모델과
자연 현상.
언제
진전
과학이 이끄는
오프닝까지
역학뿐만 아니라 물리학, 화학, 생물학의 기본 법칙
그리고 자연 과학의 다른 분야에서 다음과 같은 사실이 밝혀졌습니다.
8
법률에 따라 해당 기술 장치의 기초로 삼을 수 있습니다.
한 사람의 오랜 꿈이 차례로 이루어지기 시작합니다.
그러나 구조가 생명체와 얼마나 다른지 밝혀졌습니다.
인간이 만든 장치, 도구 및 도구!
모든 동물의 시력 기관인 눈을 비교하는 것으로 충분합니다.
일부 광학 기기 및 기기 설계
인간은 자연이 얼마나 더 완벽한지 알 수 있다
장기 대 인공 장치.
오늘날 인간은 부분적으로 원래의 생각으로 돌아왔습니다.
기술 분야에서 달성한 내용을 최대한 완전하고 정확하게 복사합니다.
살아있는 자연을 특정 기술 솔루션의 형태로 재현합니다.
이것이 새로운 과학, 즉 생체공학이 탄생한 방법입니다.
현대 과학의 다른 많은 중요한 분야와 마찬가지로
기술적 진보(예: 사이버네틱스), 생체공학은 다음과 같은 과정에서 성장했습니다.
산업계의 직접적인 요청. 그것은 일어났다
생물학과 기술, 주로 무선 전자공학과 기술 사이의 인터페이스
기술적인 사이버네틱스.
멀리 떨어져 있던 산업이 하나로 모이는 곳
생물학과 같은 인간의 지식과 실제 활동
기술.
"바이오닉스"라는 이름은 고대 그리스 어근 "bion"에서 유래되었습니다.
생명의 요소, 생명의 세포, 더 정확하게는 요소
생물학적 시스템. 생체공학의 본질은 축적된 물질을 합성하는 것이다.
다양한 지식 과학.
따라서 생체 공학은 형성 법칙을 연구하는 응용 과학입니다.
살아있는 자연의 구조 형성, 그래서
9
공학적 문제를 해결하기 위해 생물학과 기술에 대한 지식을 결합
기술적인 작업.
1.2 의학에서의 생체공학
의학에서 생체공학 방법과 솔루션의 사용을 고려해 봅시다.
어느와
생명 과학,
사람마다 그렇지는 않아
- 그 업계
시대가 충돌하다
삶.
고대에 자연이 만들어낸 많은 “발명품”은
결정하다
예를 들어,
눈 수술을 하다
이미 아랍 의사들이 많아요
여러 가지 기술적인 문제.
운영,
나의
그래서,
뒤에
수백 년 전에 그들은 광선의 굴절에 대한 이해를 얻었습니다.
하나의 투명한 환경에서 다른 투명한 환경으로 이동할 때. 렌즈 연구
눈은 고대 의사들로 하여금 렌즈 사용에 대해 생각하게 만들었습니다.
크리스탈이나 유리로 만든 이미지를 확대한 다음
그리고 시력교정을 위해
언제 여행을 떠날지에 관한 과학의 흥미로운 사실
Gerald Darell은 내기에 동의해야 했는데, 그 의미는 다음과 같습니다.
네 가지 뛰어난 발명품을 지명하고 그 내용이 무엇인지 증명하는 것이었습니다.
이전과
그들 안에
사용된 원리
동물
~ 전에
토고,
한 남자가 이걸 생각해냈어
말벌의 마취 사용.
발명품이 있었어요
명명 된
도로말벌이 미래의 유충을 위해 먹이를 “준비”할 때
어떤 의사라도 방법을 말할 수 있습니다
신경마비 주사로
그들은 방법을 사용한다
전도마취 - 물림
어느
(신경 작용제) 큰 신경 줄기 부위로
완전히 마비되지만 움직이지 않는 거미를 죽이지는 않습니다.
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애벌레가 클러치에서 나올 때까지 말벌 둥지에서
이 음식은 준비된 것입니다. 이것은 생체공학이 작동하고 있다는 또 다른 증거입니다.
의료
많은
대표자
Iglascarifier, 다음 용도로 사용됨
(예를 들어,
이행을 목적으로
도구에는
살아 있는
프로토타입 중
평화.
말초 혈액 샘플링
일반 혈액검사, 반복적으로
디자인된
우리 각자에게 할당된
박쥐의 이빨 구조를 완전히 반복하는 원리에 따라
모든 프로필의 의사),
고통스럽지 않고
한편으로는 물린
반면에 항상 동반됩니다.
꽤 심한 출혈.
친숙한 피스톤 주사기는 흡혈 주사기를 대부분 모방합니다.
곤충 장치 - 모기와 벼룩, 물기가 보장됨
모든 사람이 친숙합니다. 수술 시 사용
내부 장기나 조직을 봉합하는 데 사용되는 바늘
인간은 수세기 동안 원래 형태를 바꾸지 않았습니다.
- 큰 갈비뼈의 모양
그리고 메스는 아직 거기에 있어요
자연스러운 커팅 엣지로 리드 시트의 모양을 반복합니다.
물고기,
자연에 있던 모든 것은 시간이 지남에 따라 삶에 도입되었습니다.
사람.
그러나 이것은 문자 그대로 우리에게 내려온 가장 간단한 예일뿐입니다.
우려
깊은 곳
고도로 발달된 많은 의료 기술. 전형적인 예
그리고 현대적인 발전
생체공학
세기,
치과의 재건 및 확장을 위한 현대 기술입니다.
현대 치과의 "고래"
에나멜,
다음 중 하나이다
미용에 사용되는 손톱 및 모발 연장 기술.
이러한 기술의 근간은 해면해면의 구성원리이며,
빠른 둥지를 만드는 기술도 있습니다. 둘다 공사중이네
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원리는 화학중합과 광중합을 기반으로 합니다.
기법.
1.3 원격의료
미래의 의학은 다음과 같은 방향으로 적극적으로 발전할 것입니다.
원격 의료.
새로운 기술 덕분에 환자는 다음을 이용할 수 있습니다.
전자의무기록을 원격으로 상담할 수 있습니다.
의사를 찾아 전 세계 모든 실험실에 진단 테스트를 보냅니다.
이는 자격을 갖춘 인력의 낮은 가용성 문제를 해결하는 데 도움이 될 것입니다.
특정 지역 및 원격 정착지에 대한 지원.
BBC 리서치에 따르면 2019년까지 세계 시장은
원격의료는 거의 440억 달러에 달해 연평균 성장을 보일 것입니다.
17.7%. 앞으로는 원격의료의 발달로 국가가
의료 부문에서 상당한 비용을 절감할 수 있다고
영국 연구 회사 GBI Research의 보고서.
원격의료는 의사와 원격으로 상담하는 것뿐만 아니라
환자 지표의 원격 모니터링도 가능합니다. 현재 활동 중
녹음이 가능한 웨어러블 기기 시장
다양한 지표(ECG, 체온, 혈압 등)
이 데이터를 의료 센터로 보냅니다.
또 다른 방향은 의료의 원격 제어입니다.
장비. 예를 들어 다빈치 로봇 외과의사의 도움을 받아
원격으로 작업을 수행할 수 있습니다. 외과 의사는 콘솔에 앉아 관찰합니다.
여러 배율과 조이스틱을 사용하여 3D 형식으로 영역
어디에나 위치할 수 있는 4개의 팔을 가진 로봇을 제어합니다.
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그와의 거리. 또한 오늘날에도 원격 제어 단지가 이미 사용되고 있습니다.
초음파 진단.
원격 의료 분야의 러시아 개발 - 소프트웨어
디지털 병리학을 제공하는 것이 핵심 업무입니다.
종양학적 진단의 형태학적 단계의 효율성,
오류 가능성을 줄이고 진단 시간을 단축합니다. 서비스
병리학자가 디지털화된 작업을 통해 원격으로 작업할 수 있습니다.
조직학적 슬라이드, 온라인 상담 및 발송
어디서나 고도로 전문화된 전문가와 상담할 수 있는 사례
행성. 플랫폼에서의 작업은 다음과 같은 자유도로 이루어집니다.
의료용 멀티헤드 현미경을 사용할 때.
1.4 생체공학 보철물
고대부터 인간의 흑인 부러움의 대상은
잃어버린 팔다리를 다시 자라게 하는 일부 양서류의 능력. 에게
불행하게도 그 꿈은 꿈으로 남아 있으며 전쟁터나 전쟁터에서 부상당한 사람들도 있습니다.
사고로 인해 사람들은 보철물을 사용할 수밖에 없게 되었고,
인간이 사용하는 것의 발달과 동시에 진화
기술. 팔이나 다리를 잃은 사람을 위한 보철물은 한때
아무것도 없는 것보다는 조금이라도 낫습니다. 금세기에 그들은
소유자에게 제공되는 첨단 기술 장치
보통 사람의 능력을 넘어서는 능력.
부상 후 또는 질병 중에 사지가 절단됩니다. 남은
그루터기는 피부, 근육, 뼈, 혈관 및 신경 등 많은 조직으로 구성됩니다.
수술 중 외과 의사는 보존된 운동 신경을
남은 큰 근육. 수술 상처가 치유된 후 신경
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모터 신호를 전달할 수 있습니다. 이 신호는 센서에 의해 수신되며,
보철물에 설치됩니다. 신경 충동을 인식하는 동안
복잡한 컴퓨터 프로그램이 포함됩니다. 따라서 생체공학 보철물은
이 프로그램에 규정된 작업만 수행할 수 있습니다.
숟가락, 포크, 공을 들고 열쇠 등을 누르세요. 에 의해
팔다리가 없는 것에 비해 제한된 수의 가능성도 있습니다.
움직임은 엄청난 진전이다. 그러나 아무리 최고이고 가장 완벽하더라도
생체공학 보철물은 아직 작고 정밀한 모든 기능을 수행할 수 없습니다.
살아있는 팔다리가 할 수 있는 움직임.
제2장 인터뷰
실무적인 부분에서는 사람을 인터뷰하기로 결정했습니다.
어떤 종류의 보철물을 가지고 있는 경우.
보철물의 출현으로 사람의 삶이 어떻게 변하는지에 관심이 많습니다.
그의 몸, 그가 어떻게 대우받고 어떻게 느끼는지.
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예를 들어, 나는 Mytishchi시의 거주자를 선택했습니다.
"전자 무릎"과 같은 보철물을 가진 Dmitry Ignatov
Rheo 무릎 모듈, Genium X3 보철물(3~380만 루블) 및 실행
보철물 3S80 "OTTO BOK"(약 100만 루블)"
그림 1 보철물
부대 배치 중 군 부상으로 다리를 잃었습니다.
로켓 발사기가 떨어졌습니다. 절단 수술 후 병원에서 깨어났을 때,
엄마는 "너는 최고의 의수를 갖게 될 테니 걱정하지 마세요. 모든 것이 괜찮을 것입니다."라고 말씀하셨습니다.
괜찮은. 우리는 21세기에 살고 있는데 이것은 전혀 문제가 되지 않습니다.”
일반적으로 오늘은 보철물을 구입할 수 있으며 국가는
돈의 일부를 보상합니다. 절단 후 첫 보철물을 받았습니다.
부분 보상. 그리고 제가 지금 입고 있는 두 번째 것은
공짜로 주지만 그것을 위해 시련을 겪어야 했습니다. 나에게
나는 내가 이 다리를 가질 자격이 있다는 것을 주정부에 증명해야 했습니다. 보철물은 매우
비싸고 멋지다. 내 보철물은 모두 전자식이므로 휘어집니다.
전기를 이용해 연장하고, 스마트폰처럼 다리를 충전해줍니다. 이것
안전한 보철물이며 정상적인 다리가 할 수 있는 모든 것을 할 수 있습니다.
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부상 후에도 생활 방식은 전혀 변하지 않았습니다. 활동적이었습니다.
나는 인간으로 남아 있고 인간으로 남아 있습니다. 지금은 친구가 더 많다는 것만 빼면
장애인. 나는 노골적인 차별을 자주 접하지 않습니다. 에서
불편함 - 모스크바는 겨울에 너무 미끄럽다는 점이 마음에 들지 않습니다.
타일을 깔았습니다. 병원이나 다른 곳에 서 있는 것도 부끄러워요
줄을 건너뛸 권리가 있지만 그렇지 않은 사회 기관
건너뛰고 싶어요. 당신은 이렇게 묻습니다. “저는 장애인입니다. 줄을 건너뛸 수 있나요?”
그들은 “아니요, 그럴 수 없습니다”라고 대답합니다. 그러면 당신은 이렇게 말합니다. “들어보세요. 저는 장애인 올림픽 선수입니다.
저는 패럴림픽 스포츠를 합니다. 아마 곧 도착할 것 같아요
우리 나라를 방어하십시오. 당신은 갈 수 있습니다?" 하지만 우리에겐 뭔가가 있는 것으로 밝혀졌어
사람들은 패럴림픽 선수가 누구인지도 모릅니다. 지난 여름 취리히에서
저는 사이배슬론에서 4위를 했습니다. 러시아에서는 참여할 계획입니다.
"Cybathletics" - 제 이름은 발표자이지만 경쟁하고 싶습니다.
준비 중입니다.
나는 대중교통을 좋아한다. 난 이것만 타고 있는데 이건
내가 매일 누리는 유일한 혜택. 그들은 나에게 자리를 준다
대부분 할머니인데 앉지 않아요. 때로는 여성과 젊은이들이 굴복하기도 합니다.
사람들. 아주 오랫동안 어딘가에서 운전하다가 앉아서 걸어 들어가는 경우가 있습니다.
전형적인 회계사인데 이렇게 말합니다. “젊은이여, 도대체 왜 거기 앉아 있습니까?
여기 장애인들을 위한 곳이 있어요.” 나는 이렇게 말합니다. “내가 당신에게 말하면, 들어보세요.
내가 왜 여기 앉아 있느냐? 당신은 매우 부끄러워할 것이다.” 그리고 그녀는 좀 당황스러워해요
나뭇잎. 하지만 그래도 효과가 없다면 제게 방법이 있습니다. 보철물이
누르면 다리가 360도 회전하는 버튼. 난 그냥
앉아있는 동안 누르고 바지를 들어 올리면 "회계사"가 즉시 사라집니다.
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그림 2 360도 회전
저는 모스크바 지역 Mytishchi에 살고 있습니다. 저도 가끔 기차를 타고 여행을 갑니다.
Mytishchi 역에서 주기적으로 한 사람이 나에게 다가와서
내가 가서 구걸할 수 있도록 한 달에 7만 루블을 제안했습니다.
기차를 타거나 Sergiev Posad 지역의 일부 역에 서있었습니다.
여름에는 반바지를 자주 입는데요. 공원에 산책하러 간다면 나는 왜?
바지 좀 입을까? 내 다리는 정말 미래 지향적인 것 같아
사람들이 그녀에게 관심을 갖는 것은 당연합니다.
사람들은 장애인을 좋아하지 않습니다. 아무도 우리를 보고 싶어하지 않아요
TV. 텔레비전은 사업이자 숫자입니다.
장애인에 대한 프로그램을 제공하지 않으면 생리대를 판매할 수 없습니다.
작은 평가. 장애인 프로그램은 오래 가지 못하지만 해외에서는
적어도 그들은 존재하고 뭔가를 하려고 노력하고 있지만 우리에게는 한 명의 대리인이 있습니다.
휠체어 프로그램을 진행하지만 기록상 흥미롭지 않습니다. 에게
장애인 우리를 보니 자기 아이러니가 필요합니다.
사람들의 꿈이 이루어지기도 하고, 서로를 놀리기도 합니다. 계속 그렇게 소리지르고 있어
모든 사람은 평등하며 아무런 제한도 없습니다. 팔이나 다리가 없습니다.
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약간의 정신적 편차, 가장 중요한 것은 당신이 말하는 것입니다.
당신은 그렇습니다. 사회는 장애인이 거지라는 사실에 익숙합니다. 그리고 이것은 완전히
이 방법은 아닙니다. 우리는 살고, 섹스하고, 돌아다니는 평범한 사람들이다
상점.
2.1 결론
러시아에서는 일반적으로 보철물을 착용한 사람들에 대한 태도가 동일합니다.
- 똑같이 미개발. 누구도 현재 상태의 행동 패턴을 갖고 있지 않습니다.
또는 행동하지 않는 방법-돕거나 돕지 않는 것. 이건 괜찮아,
우리나라에서는 수세기 동안 이야기하는 것이 관례가 아니었음을 고려하면
당신의 장애. 많은 사람들이 집 밖으로 나갈 기회조차 갖지 못했고,
예를 들어 휠체어 사용자는 지금도 그렇지 않습니다. 필요하다
공공 영역에는 장애인이 더 많았고, 장애인의 권리에 대한 강조도 없었습니다.
무능. 모든 TV 프로그램에 장애인이 한 명 이상 있다면
6개월 안에 사람들은 휠체어 사용자를 보면 울음을 그칠 것입니다.
장애는 일종의 방종이 아니며 모든 것을 용서할 수는 없습니다.
그리고 당신이 하는 모든 일이 훌륭하다고 말해주세요. 사람이 다리가 없으면
춤을 제대로 못 추면 그에게 "춤을 제대로 못 추셨군요."라고 말할 수 있습니다. 이것이 바로 그것입니다
가장 평등한 것은 사람에게 직접 말하는 것입니다.
결론
모든 생명체는 완벽한 시스템이다.
수백만 년에 걸친 진화의 결과. 이 시스템을 연구하면서,
살아있는 유기체의 구조의 비밀을 밝혀냄으로써 새로운 것을 얻을 수 있습니다
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구조물 건설의 기회. 생체공학의 도움으로 인류는
자연의 성취를 그 자체의 기술적, 기술적 측면으로 끌어들이려고 노력합니다.
소셜 기술.
생체 공학적 형태는 오랫동안 우리의 일상 생활에 침투해 왔습니다.
시간이 중요한 역할을 할 것입니다. 자연 탐험
인류는 아직 완성되지 않았지만 우리는 이미 자연으로부터 받았습니다.
합리적인 구조와 형성에 관한 귀중한 지식,
확실히 과학 연구의 타당성과 가능성을 입증합니다.
모든 측면에서 생체공학.
간단히 말해서, 자연에는 수백만 개의 아이디어와 모델이 포함되어 있습니다.
창조.
사용된 소스 목록
1. 건축물의 생체 공학/Chesnova Karina/© Scarlet Sails: 액세스 모드
https://nsportal.ru/ap/library/nauchnotekhnicheskoe
tvorchestvo/2017/01/03/issle
25.11.2017
2. 생체공학 보철물/Larissa Neboga/© 2017 “FB”: 액세스 모드
http://fb.ru/article/196231/bioni
printsiprabotyibionicheskieprotezyikonechnostey2017년 11월 25일
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체스노바 카리나
"건축에서의 생체 공학: 자연은 건축자이고 인간은 모방자인가?"라는 주제에 대한 이 작업에서 다양한 건축, 기술 구조 및 시설에 적용되는 건축 생체 공학의 원리에 대한 분석 및 일반화가 수행되었습니다.
다운로드:
시사:
시 예산 교육 기관
중등학교 9호
Vyksy, 니즈니노브고로드 지역
건축에서의 바이오닉:
자연은 건축자이고 인간은 모방자인가?
물리학 및 수학과
물리적 섹션
작업 완료
MBOU 중등학교 9번 10학년 학생
체스노바 카리나 아흘리마노브나
과학 고문:
물리 교사 MBOU 중등학교 9호
데미나 엘레나 콘스탄티노브나.
빅사
2012
개요................................................................................................3
소개..........................................................................................................................4
1. 이론적인 부분
1.1 과학 “바이오닉스”의 기원의 역사..................................................................6
1.2 물리학의 현대적 방향으로서의 생체공학 ..............................8
1.3 건축 및 건설 바이오닉스와 그 방향............................................10
2 실용적인 부분
2.1 건축 실무에서 살아있는 자연 구조물의 활용......12
2.2P 건축에서..........14
…………………………..15
2.4 건설, 기술 구조 및 시설을 갖춘 생물학적 시스템의 준수 ..............................................................................................17
2.5 에펠탑과 슈호프탑의 비교 ..............................................................18
결론..........................................................................................................21
참고문헌..........................................................................22
주석
"건축에서의 생체 공학: 자연은 건축자이고 인간은 모방자인가?"라는 주제에 대한 이 작업에서 다양한 건축, 기술구조, 시설물에 적용되는 건축바이오닉스의 원리를 분석하고 요약하였다. 이는 “바이오닉스”라는 주제에 관한 과학 문헌을 연구한 후에 가능해졌습니다. 건축 구조".
따라서, 이 작품의 목적~가 되었다
연구방법:
- 과학 문헌을 공부합니다.
연구 결과로 확인됐다.자연은 세상의 모든 것을 만든 사람이고 인간은 자연의 모방자라는 가설입니다.
내 작업은 "건축에서의 생체공학: 자연은 건축자이고 인간은 모방자인가?"라고 생각합니다. 건축 생체 공학의 원리에 따라 따뜻하고 아늑한 집을 꿈꾸는 새롭고 현대적이며 유망한 모든 것에 관심이있는 사람들에게 흥미로울 것입니다.
소개
15년 안에 상하이에 수직 타워 도시가 등장해야 한다는 사실을 알고 계셨나요? (과학자들에 따르면 20년 안에 상하이 인구가 3천만 명에 이를 수 있다고 합니다)?! 타워 시티는 10만 명을 대상으로 설계되었으며, 이 프로젝트는 "목조 건축 원리"를 기반으로 합니다.
그리고 한 가지 더 사실: 건축가 P. Soleri는 살아있는 나뭇잎을 말아서 비유하여 강을 가로지르는 1km가 넘는 다리를 설계했습니다. 이러한 예는 그다지 놀라운 예 없이 계속될 수 있습니다.
나는 이것에 대해 더 알고 싶었습니다. 검색 결과, 나는 현대 물리학의 한 분야인 과학에 대해 알게 되었습니다.생체 공학 및 그 유형 - 건축 생체공학.
그리고 다시 질문이 생겼습니다. 예를 들어, 자연이 이미 창조한 것을 자신의 손으로 창조한다는 유혹적인 생각을 사람이 무시할 수 있습니까?
인류는 약 10만년 동안 존재해왔습니다. 당연히 태초에 인간은 자연으로부터 건축하는 법을 배웠습니다. 그런 다음 동물, 물고기, 새는 인간에게 시급한 "공학적 문제"를 해결하기 위해 무엇을 어떻게 해야 할지 "제안"했습니다.
현대인은 어떻습니까? 그는 자신을 수많은 복잡한 기계들에 둘러싸여 고속의 세계에 살면서 다시 자연에 경의를 표한다. 왜? 왜냐하면 지금도 인간은 자신의 창조물에 비해 자연의 창조물에서 많은 이점을 발견하고 있기 때문입니다. 결국 살아있는 자연은 과학에서 알려진 모든 것에 비해 가장 복잡한 재료, 장치 및 기술 프로세스를 가지고 있습니다. 새로운 과학, 즉 생체공학이 탄생한 것은 의도적으로 자연을 "관찰"하는 것에서 비롯되었습니다.
반면에 완전히 반대되는 예를 들 수 있습니다. 인간은 그에게 상당한 도움이 되는 바퀴를 설계했습니다. 그러나 실제로는 그러한 프로토타입이 존재하지 않는 것으로 알려져 있다. 그렇다면 항상 자연을 모방할 가치가 있는 것은 아닌가요?
자연과 인간 중 세상의 모든 것을 실제로 건설한 사람은 누구입니까? 건축바이오닉스의 원리와 건축기술은 무엇인가?
이러한 질문에 대한 답을 찾기 위해 "건축에서의 생체 공학: 자연은 건축자이고 인간은 모방자인가?"라는 주제에 대한 연구 논문을 작성하게 되었습니다.
연구의 관련성.건축 생체공학의 발전은 대체로 시간에 따라 미리 결정됩니다. 나는 이것이 오늘날 가장 관련성이 높은 분야 중 하나라고 믿습니다. 그리고 이것은 오늘날 인간 활동의 여러 영역에서 추적할 수 있는 자연으로의 회귀라는 일반적인 아이디어와 관련이 있습니다.
최근 수십 년 동안의 기술 발전은 인간의 삶의 방식을 거의 완전히 정복했습니다. 사실, 우리는 유리, 콘크리트, 플라스틱으로 만들어진 인공적인 “자연”의 거주자가 되었으며, 살아있는 유기체의 생명과의 생태학적 적합성은 꾸준히 0에 가까워지고 있습니다. 건축 생체 공학은 균형을 회복하고 자연으로 돌아가는 방법 중 하나가 될 수 있습니다.
연구를 시작하기 전에 나는 다음과 같은 사항을 스스로 제안했습니다.가설: 자연은 세상 모든 것의 주된 건축자이고 인간은 단지 그것을 모방하는 자일 뿐이다..
따라서, 이 작품의 목적~가 되었다 건축 생체 공학의 원리를 연구하고 엔지니어링 문제 해결을 위한 사용 가능성과 효율성을 연구합니다.
연구 작업의 주요 목적:
1) 건축 생체 공학 개발 방향과 원리를 연구합니다.
2) 기술적인 문제를 해결하기 위한 사용의 효율성을 평가합니다.
3) 생물학적 시스템과 건설, 기술 구조 및 수단의 일치성을 찾습니다.
4) 건축 생체공학의 관점에서 세계적으로 유명한 건축 구조물(에펠탑과 슈호프 타워)을 비교합니다.
연구방법:
- 과학 문헌을 공부합니다.
- 얻은 결과를 비교 분석합니다.
1. 이론적인 부분
1.1 과학 “바이오닉스”의 기원의 역사
옛날부터 인간의 호기심 많은 생각은 다음 질문에 대한 답을 찾고 있었습니다. 인간이 살아있는 자연이 달성한 것과 동일한 것을 달성할 수 있습니까? 처음에 사람은 이것에 대해서만 꿈을 꿀 수있었습니다. 다른 생명체와 관련하여 자연이 이미 한 일을 배우는 법을 배우는 것입니다.
모든 생명체는 수백만 년에 걸친 진화의 결과인 완벽한 시스템입니다. 이 시스템을 연구하고 살아있는 유기체 구조의 비밀을 밝혀냄으로써 구조 건설에서 새로운 기회를 얻을 수 있습니다.
공학적 문제를 해결하기 위해 살아있는 자연에 대한 지식을 활용한다는 아이디어는레오나르도 다빈치비행 기계를 만들려고 했던 사람 -오니톱터 , 새 날개를 프로토타입으로 삼았습니다. 그래서 그는 재현을 시도했습니다새의 날개 구조그리고 그것을 움직이게 하는 메커니즘.
르네상스 과학자들은 엄격한 수학적 계산과 계산, 그에 상응하는 기계 구조의 생성을 통해 원하는 솔루션을 달성하기를 바랐습니다. 결국 그 당시 수학을 기반으로 한 역학은 기계 자연 과학의 모든 신흥 분야 중에서 선두 자리를 차지했습니다. 그렇기 때문에 당시에는 자연의 모든 신비가 역학의 도움과 그 기초를 바탕으로 정확하게 해결될 것처럼 보였을 것입니다.
이에 따라 인간은 자신이 관심을 갖는 사물과 자연 현상을 모방할 수 있는 기계 모델을 만들려고 노력했습니다.
과학의 진보로 인해 역학뿐만 아니라 물리학, 화학, 생물학 및 기타 자연 과학 분야의 기본 법칙이 발견되었을 때 이러한 법칙에 의존하여 이를 적절한 기술의 기초로 삼는 것으로 나타났습니다. 장치를 통해 인간의 오랜 꿈이 하나씩 실현되기 시작할 수 있습니다.
그러나 인간이 만든 구조, 장치, 도구 및 장치는 생명체와 얼마나 다른지 밝혀졌습니다!
자연 기관이 인공 장치에 비해 얼마나 더 완벽한지 확신하기 위해 인간이 설계한 일부 광학 장치 및 도구를 사용하여 동물의 시력 기관인 눈을 비교하는 것으로 충분합니다.
오늘날 인간은 살아있는 자연에서 달성한 것을 기술적으로 최대한 완전하고 정확하게 복사하고 이를 특정 기술 솔루션의 형태로 재현하려는 원래 아이디어로 부분적으로 돌아왔습니다. 이것이 새로운 과학, 즉 생체공학이 탄생한 방법입니다.
현대 과학 및 기술 진보의 다른 많은 중요한 분야(예: 사이버네틱스)와 마찬가지로 생체 공학은 산업 실무의 직접적인 요구에서 성장했습니다. 그것은 생물학과 기술, 주로 무선 전자공학과 기술 사이버네틱스의 교차점에서 발생했습니다.
여기에는 인간의 지식과 실제 활동이 크게 분리된 분야가 있습니다.생물학과 공학.
"바이오닉스"라는 이름은 고대 그리스 뿌리 "bion"(생명의 요소, 생명의 세포, 더 정확하게는 생물학적 시스템의 요소)에서 유래되었습니다. 바이오닉스의 본질은 다양한 과학에서 축적된 지식을 종합하는 것이다.
그래서 바이오닉스는 - 공학적 문제를 해결하기 위해 생물학과 기술에 대한 지식을 결합하기 위해 살아있는 자연의 형성 및 구조 형성 법칙을 연구하는 응용 과학입니다.
1.2 물리학의 현대적 방향으로서의 생체공학
"생체공학"이라는 과학에 생년월일이 있는지 궁금합니다. 있다는 것이 밝혀졌습니다. 최근 20세기에 등장한 새로운 과학 중 하나인 생체공학의 공식적인 탄생일은 일반적으로 다음과 같이 간주됩니다. 1960년 9월 13일 . - "인공 시스템의 살아있는 프로토타입 - 신기술의 핵심"이라는 주제로 제1회 미국 전국 심포지엄 개막일.
이러한 심포지엄을 개최할 수 있었던 것은 말할 필요도 없이 그동안 생물계의 조직과 기능 원리에 관한 많은 양의 데이터가 축적되어 있었고, 또한 습득한 지식을 실용화할 수 있는 기회가 생겼기 때문입니다. 여러 가지 긴급한 기술적 문제.
여러 가지가 있습니다생체공학의 종류:
- 생물학적 생체공학, 생물학적 시스템에서 발생하는 과정을 연구합니다.
- 이론적인 생체공학, 이러한 프로세스의 수학적 모델을 구축합니다.
- 기술 생체공학, 공학적 문제를 해결하기 위해 이론적 생체공학 모델을 적용합니다.
오늘날 생체공학은 다음과 같이 구분됩니다.두 종류:
- 신경생체공학;
- 건축 및 건설 바이오닉스.
뉴로바이오닉스 - 뉴런과 유사한 요소로 기술 시스템을 구성하는 과학. 뉴로바이오닉스의 주요 분야는 인간과 동물의 신경계에 대한 연구, 신경 세포(뉴런 및 신경 네트워크)의 모델링으로 전자 및 컴퓨터 기술을 개선하고 개발할 수 있습니다.
저는 생체 공학의 또 다른 방향인 건축 건설 생체 공학에 관심이 있었습니다. 이에 대한 자세한 설명은 아래에 나와 있습니다.
다양한 출처에서 생체공학에 관한 정보를 공부하다가이 과학의 내용에 대해서는 아직 합의가 이루어지지 않았다는 결론.
많은 전문가들은 생체 공학을 사이버네틱스의 새로운 분야로 간주하고 다른 전문가들은 이를 생물학에 속하지만 분명히 생체 공학을 독립적인 과학으로 구별하는 사람들이 가장 옳습니다. 그러나 나는 한 가지 확실히 이해했습니다.생체공학은 아마도 20세기에 등장하여 21세기에 발전하고 있는 젊은 과학 중 가장 인기 있는 학문일 것입니다..
나도 그걸 알아냈어생체공학에는 다음과 같은 기호가 있습니다. 교차 메스, 납땜 인두 및 통합 기호... 생물학자, 기술자, 수학자의 이러한 결합을 통해 우리는 생체 공학 과학이 아직 누구도 침투하지 못한 곳에 침투하고 아직 누구도 본 적이 없는 것을 볼 수 있기를 희망합니다... ... 아마도 개발 생체 공학은 곧 기술 세계에서 특이한 일을 많이 할 것입니다... 그리고 이것이 이 과학에 더욱 매력을 느끼게 합니다.
그림 1 바이오닉스 기호
1.3 건축 및 건설 바이오닉스와 그 방향
현재까지 건축에서는 역설적인 상황이 전개되었습니다. 한편으로는 건설 기술, 구조 계산 이론, 신소재 생산, 컴퓨터 설계 시스템의 급속한 발전, 그리고 다른 한편으로는 능력이 공식적으로 제한되는 동일한 사람(건축가, 고객, 미래 소비자) 예산과 상상력으로. 이런 상황에서 건축가들은 필연적으로 살아있는 자연에 관심을 돌렸다.
가장 복잡한 엔지니어링 아이디어를 구현할 가능성을 고려할 때 인간은 우주의 가장 뛰어난 건축가 인 자연의 활동 결과에 관심을 돌릴 수밖에 없었습니다. 수백만 년에 걸쳐 그녀는 완벽하게 조직되고 서로 조화롭게 상호 작용하며 환경과 균형을 이루는 완벽한 형태와 구조를 만들어냈습니다. 현대 건축 구조물 건설에 살아있는 자연의 경험을 활용할 가능성이 이 건축 방향에 대한 연구 주제가 되었습니다.
건축 및 건설 바이오닉스– 살아있는 조직의 형성 및 구조 형성 법칙을 연구하고 물질, 에너지 절약 및 신뢰성 보장 원칙에 따라 살아있는 유기체의 구조 시스템을 분석하는 과학입니다.
1980년대 초, TsNIELAB(건축 생체 공학 연구소) 전문가 팀의 수년간의 노력 덕분에 건축 생체 공학은 마침내 건축 과학 및 실무의 새로운 방향으로 등장했습니다. 수많은 건축 디자인이 만들어졌고, 새로운 디자인이 테스트되었으며, 수백 개의 기사가 작성 및 출판되었습니다.
Yu.S. Lebedev의 실험실에서 다년간의 이론적, 실험적 설계 작업의 결과로,건축바이오닉스를 과학으로 발전시키기 위한 방향:
기본 이론적 원리;
건축 방법 - 생체공학 모델링;
살아있는 자연의 사용은 건축 실습에서 형성됩니다.
살아있는 자연 형성의 문제;
살아있는 시스템의 중요한 활동을 보장하는 문제
건축에서 가소성, 비율, 리듬, 대칭-비대칭과 같은 조화의 자연스러운 표현을 사용하는 문제;
살아있는 자연의 구조적 형태, 변형 원리 및 자연 구조가 탄성 에너지를 축적하는 능력에 대한 연구.
건축환경과 자연환경의 조화로운 형성에 관한 문제(건축바이오닉스의 생태학적 측면).
건축 생체 공학의 각 영역은 상대적으로 독립적인 의미를 가지고 있지만 모두 건축 형태와 조화를 개선한다는 단일 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다.
21세기 초 오늘날 건축 생체공학은 "야생동물(환경) - 건축(기술) - 인간" 시스템을 전체적으로 고려하기 때문에 특히 중요합니다. 주변 자연과 조화롭게 조화롭게 발전합니다.
건축 생체공학의 발전은 대체로 시간에 따라 미리 결정됩니다. 이것이 오늘날 가장 관련성이 높은 영역 중 하나라고 말할 수 있습니다. 그리고 이것은 오늘날 인간 활동의 여러 영역에서 추적할 수 있는 자연으로의 회귀라는 일반적인 아이디어와 관련이 있습니다.
2 실용적인 부분
2.1 건축 실무에서 살아있는 자연 구조물의 활용
연구 중에 나는 건축과 기술에서 살아있는 자연의 원리가 대부분의 경우 무의식적으로 이전에 이미 사용되었다는 사실을 발견했습니다.
예를 들어, 얼마 전인 20세기 후반에 엔지니어들은 전혀 예상치 못하게 그 힘을 발견했습니다.에펠탑 디자인이 정확히 반복된다는 사실 때문에인간 경골의 구조(하중 지지 표면 사이의 각도도 일치함)엔지니어는 타워를 만들 때 실제 모델을 사용하지 않았습니다. 경골 - 함께우리 골격 중 가장 강한 뼈로, 몸을 똑바로 세울 때 가장 큰 부담을 지게 됩니다. 이 뼈는 최대 1500kg의 하중을 견딜 수 있습니다(질량은 약 0.5kg에 불과하지만). 평소 부하의 약 25배입니다. 이것이 자연구조의 기술적 한계이다.
또 다른 예: 현대식 고층 건물의 구조(Ostankino 타워, 공장 굴뚝등등) 완전 비슷해요시리얼 줄기의 구조, 무거운 하중을 견딜 수 있고 꽃차례의 무게로 인해 부서지지 않습니다. 바람이 그들을 땅으로 구부리면 수직 위치를 빠르게 회복합니다. 비밀은 무엇입니까? 그 구조는 현대적인 고층 공장 파이프의 디자인과 유사하다는 것이 밝혀졌습니다. 두 구조 모두 내부가 비어 있습니다. 식물 줄기의 후벽 가닥은 세로 강화 역할을 합니다. 줄기의 절간 (마디)은 강성의 고리입니다. 줄기 벽을 따라 타원형의 수직 공극이 있습니다. 곡류의 줄기에 있는 파이프의 외부에 위치하는 나선형 보강재의 역할은 얇은 껍질이 담당합니다. 그러나 엔지니어들은 자연을 "조사"하지 않고 스스로 건설적인 솔루션을 찾았습니다. 구조물의 정체는 나중에 밝혀졌다.
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디자인과 비슷함나무 잎 올림픽 건물이 덮여있었습니다 -Krylatskoye의 사이클링 트랙(모스크바시).
최근 몇 년 동안 생체 공학은 대부분의 인간 발명품이 이미 자연적으로 "특허"를 받았다는 사실을 확인했습니다. 20세기의 발명품 같은지퍼와 벨크로 패스너» ,을 기반으로 만들어졌습니다.새의 깃털 구조. 후크가 장착된 다양한 주문의 깃털 턱수염은 안정적인 그립감을 제공합니다.
스페인의 유명한 건축가 M. R. Cervera와 J. Ploz는 생체 공학의 적극적인 지지자로 1985년부터 "동적 구조"를 연구하기 시작했으며, 1991년에는 "건축 혁신 지원 협회"를 조직했습니다. 건축가, 엔지니어, 디자이너, 생물학자, 심리학자를 포함한 그들의 리더십 아래 그룹이 프로젝트를 개발했습니다.«
수직 생체 공학 타워 도시».
15년 안에 상하이에 타워 도시가 나타날 것입니다(과학자에 따르면 20년 안에 상하이 인구는 3천만 명에 이를 수 있습니다). 타워 시티는 10만명의 인구를 위해 설계되었으며, 이 프로젝트는 다음을 기반으로 합니다.목재 디자인 원리».
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도시 타워는 높이 1228m, 밑면 둘레 133x100m, 가장 넓은 부분의 너비가 166x133m인 편백나무 모양이며, 타워의 층수는 300층이며, 80층, 12개의 수직 블록에 위치합니다. 블록 사이에는 각 블록 레벨의 지지 구조 역할을 하는 스크리드 바닥이 있습니다. 블록 내부에는 수직 정원이 있는 다양한 높이의 집들이 있습니다. 이 정교한 디자인은 편백나무의 가지와 왕관 전체의 구조와 유사합니다. 타워는 땅에 묻히지 않고 높이가 높아짐에 따라 모든 방향으로 발달하는 아코디언 원리에 따라 말뚝 기초 위에 서게 됩니다. 이는 나무의 뿌리 시스템이 발달하는 방식과 유사합니다. 상층의 바람 변동이 최소화됩니다. 공기가 타워 구조를 쉽게 통과합니다. 을 위한타워 클래딩 이를 모방하는 특수 플라스틱 소재가 사용됩니다.다공성 피부 표면. 건설이 성공하면 이러한 건축 도시를 여러 개 더 건설할 계획입니다.
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건축 및 건설 바이오닉스에서는 새로운 건설 기술에 많은 관심을 기울이고 있습니다. 예를 들어, 효율적이고 폐기물이 없는 건설 기술 개발 분야에서 유망한 방향은 다음과 같습니다.계층 구조 생성. 아이디어는 다음에서 빌려왔습니다.심해 연체동물. 널리 퍼져 있는 전복의 껍질과 같이 내구성이 뛰어난 껍질은 단단한 판과 부드러운 판이 교대로 구성되어 있습니다. 경질판에 균열이 생기면 변형이 연질층에 흡수되어 균열이 더 이상 진행되지 않습니다. 이 기술은 자동차를 덮는 데에도 사용될 수 있습니다.
2.2P 살아있는 자연 형성의 문제건축에서
생체 공학적 건물에는 살아있는 자연의 원리와 구조를 사용하여 디자인한 건물 외에도 생물학적 구조를 복사하지 않은 건물도 포함됩니다.형태.
그리고 건축에서 자연의 형태를 재현하기 시작한 최초의 사람은 스페인 건축가로 간주됩니다.안토니오 가우디 . 그리고 그것은 돌파구였습니다! 아마도 그의 생체 공학 스타일에서 가장 눈에 띄는 창조물은 바르셀로나의 Casa Vicens와 Casa Mila(1883-1888), Comillas 마을의 El Capriccio(1883-1885)일 것입니다. 이후 1900~1914년에 안토니오 가우디는 바르셀로나에 독특한 건축 단지를 건설했습니다.구엘공원 , 그 건물 중 다수는 바다뱀에서 새 둥지 및 나무 줄기에 이르기까지 다양한 자연 형태를 모방할 뿐만 아니라 말 그대로 언덕과 테라스와 같은 자연 경관으로 성장합니다. 오늘날까지도 이 공원은 '돌 속에 얼어붙은 자연'으로 불린다.
1920년대 초, 루돌프 슈타이너(Rudolf Steiner)는 인지학 센터인 괴테아눔(Goetheanum)을 지을 때 자연 형태를 사용했습니다.
그러다가 초고층 빌딩이 나타났어요런던에서는 오이 모양이다.
최근 러시아에서는 생체 공학적 건축을 볼 수 있습니다. 2003년 상트페테르부르크에서 건축가 보리스 레빈존(Boris Levinzon)의 디자인에 따르면,"돌고래 하우스" 유명한 메디에스테틱 클리닉의 홀이 꾸며졌습니다.
2.3 건축바이오닉스의 생태학적 측면
우리 인간은 언제나 편안한 주거를 위해 노력합니다. 우리가 살고, 일하고, 휴식을 취하는 장소가 우리 내면의 세계관과 일치하는 것이 항상 중요합니다. 그러나 불행히도 특정 상황으로 인해 소련 건설은 우리가 원하는 것을 제공하지 못했습니다. 최근, 즉 10~15년 전만 해도 우리 사회는 '흐루시초프'와 '촛불'이 궁극적인 꿈이 아니라는 것을 눈으로 직접 볼 수 있었습니다. 대도시에 살면서 사람은 끊임없이 스트레스를 받습니다. 동일한 창문, 회색 톤, 콘크리트 및 억압적인 높이의 "초현대식" 건물이 줄지어 있는 동일한 유형의 고층 건물은 정신에 우울한 영향을 미칩니다. 집을 눈의 휴식처이자 심미적 재충전의 장소로 바꾸면 이러한 부정적인 영향을 제거할 수 있습니다.
생체 공학적 건축의 또 다른 개념은 창조입니다.에코하우스 천연 소재로 제작된 는 자연 경관에 유기적으로 들어맞으며 자율적이고 자립적인 시스템입니다.
이러한 관점에서 개별 농촌 농장의 완전 자율 시스템의 일부인 우리에게 여전히 친숙한 마을 주택은 생체 공학적 건축으로 분류될 수 있습니다. 그들 모두는 에코 하우스의 현대 개념이 한 단계 더 발전했다는 유일한 차이점이 있는 일종의 에코 하우스입니다. 오늘날 친환경 주택을 설계할 때 시스템 개발에 많은 관심을 기울이고 있습니다. 자연의 에너지 자원을 사용하여 주민들에게 빛, 열, 온수 등 문명의 현대적 혜택을 제공하는 것이 가능합니다.
어떤 식으로든 건축 생체 공학의 모든 영역에 주목할 가치가 있습니다. 이러한 영역을 종합하는 것이 훨씬 더 흥미롭고 편리해 보입니다. 현재 많은 건축가들이 살아있는 자연의 구조와 시스템을 재현하고 그 형태를 모방하며 환경 친화적인 모든 생체 공학 원리를 결합하는 프로젝트에 적극적으로 참여하고 있습니다.
예를 들어, 이제 과학자들은 광합성 메커니즘을 깊이 연구하고 있습니다. 그들의 관점에서 볼 때, 이 공정은 그린 시트의 다른 많은 기능과 함께 소위 "호흡하는" 벽, 멤브레인 지붕 또는 차세대 환경 친화적 건축 자재를 만드는 데 사용될 수 있습니다.
나는 관심이 있었다친환경 짚으로 만든 에코하우스. 밀짚은 매우 접근하기 쉽고 값싼 재료입니다. 70㎡ 면적의 집 한 채를 지을 만큼 충분한 짚을 재배하려면 2
, 2~4헥타르의 토지가 필요합니다. 이는 일반적으로 폐기물로 간주되는 것을 사용합니다. 결국 수확 후 남은 짚의 대부분은 태워집니다. 밀짚 블록은 우수한 단열재입니다. 초가집에 사는 많은 사람들은 난방비가 항상 일반 집에 사는 이웃의 절반에 불과하다고 말합니다.
밀짚 블록으로 만든 벽의 열전도율은 기존 재료로 만든 벽의 열전도율보다 훨씬 낮습니다. 특히 짚은 성능면에서 나무보다 4배나 뛰어납니다. 벽돌의 경우, 이 경우 우리는 일곱 배의 우월성을 이야기하고 있습니다. 스트로베일 주택을 짓는 것은 유망한 기술입니다. 우선, 이는 건설 비용이 낮고 건설이 용이하기 때문입니다. 또한 개인의 창의적 사고를 실험하고 표현할 여지가 많습니다.
이미 전 세계 도시에는 아름다움과 조화가 눈에 띄는 "이형" 건물이 점점 더 많아지고 있으며, 주거용 건물과 공공 건물 설계에 태양광 패널과 기타 대체 에너지원이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 아마도 언젠가 우리 집은 주변 풍경과 합쳐져 새, 나무, 꽃처럼 보일 것이며, 기술적 솔루션을 통해 우리는 깨끗한 공기를 마시고 자연 환경에 해를 끼치지 않고 살 수 있게 될 것입니다.
2.4 생물학적 시스템의 건설, 기술 구조 및 시설 준수
연구 주제에 대한 과학 문헌과 인터넷 정보를 연구하고 분석한 후, 발견된 모든 자료를 간단한 형식으로 요약하기로 결정했습니다. 이들 데이터는 비교표 1에 제시되어 있다.
1 번 테이블 " 건설 및 기술 구조와 시설을 갖춘 생물학적 시스템의 준수"
건축 생체공학의 원리 | 생물학적(자연적) 시스템 | 기술적 구조나 시설의 예 |
야생동물 구조 | 경골의 구조 | 에펠탑(파리) |
시리얼 줄기의 구조 | Ostankino TV 타워(모스크바), 공장 굴뚝 |
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나무 잎 디자인 | Krylatskoye의 사이클링 트랙(모스크바0 |
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말려진 살아있는 잎의 디자인 | 강 위의 1km 길이의 다리(P. Soleri) |
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나무 디자인 | 버티컬 타워 시티(상하이, 15년 후) |
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다공성 피부 표면 | 건물 클래딩 |
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심해 연체동물 껍질 | 적층건축물 제작, 자동차 코팅 |
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새의 깃털 구조 | 지퍼 및 벨크로 패스너 |
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새의 날개의 구조 | 레오나르도 다빈치의 오니톱터 항공기 |
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살아있는 자연의 형태 | 바다뱀부터 새 둥지, 나무 줄기까지 | 구엘 공원 A. 가우디(스페인) |
오이 | 런던의 마천루 |
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돌고래 | 상트페테르부르크의 "돌고래 집" |
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일본의 SONY 초고층 빌딩 |
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네덜란드 NMB 은행 이사회 건물 |
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바다 조개와 새 날개 모티프 | 시드니 오페라 하우스 |
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환경친화성 | 친환경 천연재료 : 목재, 점토, 짚 | 에코하우스, 패시브하우스 |
광합성 메커니즘: 녹색 잎의 기능 | “숨쉬는” 벽, 멤브레인 지붕, 차세대 친환경 건축자재 |
2.5 에펠탑과 슈호프탑의 비교
나는 세계적으로 유명한 300m 높이의 금속 투각 구조물인 파리의 에펠탑이 자연 구조물과 인공 구조물의 형성 법칙의 통일성을 보여주는 놀라운 예라고 생각합니다.
구스타프 에펠은 1889년에 에펠탑의 그림을 그렸습니다. 이 구조는 공학에서 생체공학을 사용한 최초의 명확한 사례 중 하나로 간주됩니다. 에펠탑의 디자인은 스위스 해부학 교수인 헤르만 폰 마이어(Hermann von Meyer)의 과학적 연구를 기반으로 합니다. 파리 공학의 기적이 건설되기 40년 전, 교수는 대퇴골두가 구부러져 관절에 비스듬히 들어가는 곳의 뼈 구조를 조사했습니다. 그러나 어떤 이유에서인지 뼈는 몸무게로 인해 부러지지 않습니다. 에펠탑의 기저부는 대퇴골두의 뼈 구조와 유사합니다. 1866년 스위스 엔지니어 칼 쿨만(Karl Kuhlmann)은 폰 마이어(von Meyer)의 발견에 대한 이론적 기초를 제공했으며, 20년 후 에펠(Eiffel)에서는 곡선형 캘리퍼를 사용한 자연 하중 분포를 사용했습니다.
저는 풍부한 역사적, 문화적 유산을 지닌 도시 빅사에 살고 있습니다.이는 가장 풍부한 산업 전통의 수호자입니다. Vyksa의 산업 유산 기념물 중에는 V.G.의 독특한 엔지니어링 구조가 있습니다. 전문가들이 세계 문화 유산의 잠재적 대상으로 간주하는 Shukhov.
나는 특히 건축 생체 공학의 관점에서 세계적으로 유명한 두 타워인 에펠탑과 슈호프 타워를 비교하는 데 관심을 갖게 되었습니다.
건축 생체 공학의 원리는 에펠탑 건설에만 사용되었으며 Shukhov Tower의 디자인 디자인은 단일 시트 쌍곡면의 수학적 모델링을 기반으로 한 것으로 밝혀졌습니다. 광대하게 사용 된!). 이것은 인간의 사고가 자연의 사고보다 한발 더 나아갔다는 것을 의미합니까?
내 연구 결과는 표 2에 나와 있습니다.
표 2 “에펠탑과 슈호프 타워의 비교”
비교 질문 | 에펠탑 | 슈호프 타워 |
디자인 엔지니어 | 알렉상드르 구스타프 에펠(1832-1923) - 프랑스 엔지니어, 철 구조물 설계 전문가. | 블라디미르 그리고리예비치 슈호프 (1853-1939) |
등장 시기와 장소 | 1889년 파리에서 건축 마치 세계박람회의 입구 아치처럼 말이죠. 이는 19세기의 가장 뛰어난 기술 구조에 속하며 이후 프랑스 수도의 독특한 상징이 되었습니다. | 다음을 위해 제작됨 전 러시아 산업 및 예술 전시회 V 니즈니 노브고로드, 5월 28일에 진행되었습니다(6월 9일 )부터 올해 10월 1일()까지. |
건물 디자인의 원리 | 에펠탑의 베이스는측면이 123m인 정사각형. 아래층은 다음과 같습니다.잘린 피라미드, 4개의 강력한 지지대로 구성되며, 격자 구조가 서로 연결되어 거대한 아치를 형성합니다. 타워에는 여러 플랫폼과 플랫폼이 있습니다. 타워 건설의 여러 측면에서 에펠은 선구자가 되었습니다. 토양의 특성과 지층에 대한 연구, 압축 공기와 케이슨을 사용하여 기초 건설, 타워 위치 조정을 위한 800톤 잭 설치, 높은 곳에서 작업하기 위한 설치 크레인. 작업 과정에서 새로운 건설 기계와 장비가 탄생했습니다. | 단일 시트 쌍곡면 그리고 쌍곡선 포물면 - 두 배 괘선 표면 즉, 그러한 표면의 임의의 지점을 통해 그릴 수 있습니다.완전히 표면에 속하게 될 두 개의 교차선. 빔은 이러한 직선을 따라 설치되어 특징적인 격자를 형성합니다.이 디자인은힘든: 빔이 연결된 경우힌지형 쌍곡면 구조는 외부 힘의 영향을 받아도 여전히 그 모양을 유지합니다. 높은 구조물의 경우 가장 큰 위험은 풍하중이지만 격자 구조의 경우 풍하중은 작습니다. 이러한 특징은 낮은 재료 소비에도 불구하고 쌍곡면 구조를 내구성 있게 만듭니다. 모양에 있어서 슈호프 타워의 단면은 80개의 직선형 강철 빔으로 구성된 단일 시트 회전 쌍곡면으로 그 끝이 링 베이스에 놓여 있습니다.타워 높이 - 25m. |
명세서 | 놀라운 속도로 타워는 마치 놀라운 레이스로 짜여진 것처럼 7,000톤의 금속 구조물을 300미터 이상 들어 올립니다. 타워의 무게는 10,000톤이고, 압력이 제곱센티미터당 4kg을 넘지 않도록 4개의 지지대에 분산되어 있습니다. kg이 앉아 있습니다). 기단면적은 130㎡, 계단단수는 동쪽 지주에서 1665단이다. | 개방형 철골 구조는 강도와 가벼움을 겸비하고 있습니다. 슈호프 타워의 단위 높이당 사용된 금속 사용량은 파리 에펠탑의 단위 높이당 3배나 적습니다. 높이 350m의 슈호프 타워 프로젝트의 무게는 약 2,200톤, 높이 300m의 에펠탑의 무게는 약 7,300톤이다. |
건축 생체공학의 원리 | 에펠탑의 기저부는 대퇴골두의 뼈 구조와 유사합니다. 에펠탑의 구조는 인간의 경골과 유사한 구조를 가지고 있으며, 이로 인해 충분한 강도를 가지고 있습니다. | |
운영 목표 | 처음에는 세계 전시회의 입구 아치로, 그 다음에는 프랑스의 상징인 라디오 타워와 관광 센터로 사용되었습니다. | 니즈니노브고로드의 첫 번째 탑은 급수탑입니다. |
비슷한 알려진 디자인 | 275m 높이의 에펠탑과 유사한 건물이 인도 뭄바이에 건설될 예정입니다. 이것은 고급 아파트가 있는 초고층 건물입니다. 타워는 90층으로 계획되어 있습니다. | 모스크바의 Shabolovka에 있는 라디오 타워(150m) -1922; Vyksa 야금 공장 영토에 있는 급수탑(40m) - 19세기 후반. 전체적으로 그의 생애 동안 V.G. Shukhov는 다양한 목적으로 약 200개의 쌍곡선 타워를 건설했습니다. |
현재 사용 | 그러나 에펠탑은 그 특성이나 독특한 기술 솔루션으로 알려져 있지 않습니다. 오늘날 이 타워는 세계에서 가장 잘 알려져 있고 인기 있는 랜드마크로 매년 약 600만 명의 관광객이 타워를 방문하며, 총 역사를 통틀어 약 3억 명의 방문객이 타워를 방문했습니다. | Shukhov Tower는 최고의 건축 구조물 중 하나이자 문화 유산의 대상인 공학의 정점입니다. Shukhov Tower는 국제 전문가들로부터 엔지니어링 예술의 가장 높은 성과 중 하나로 인정 받고 있습니다. |
결론
모든 생명체는 수백만 년에 걸친 진화의 결과인 완벽한 시스템입니다. 이 시스템을 연구하고 살아있는 유기체 구조의 비밀을 밝혀냄으로써 구조 건설에서 새로운 기회를 얻을 수 있습니다. 생체 공학의 도움으로 인류는 자연의 성취를 자신의 기술적, 사회적 기술로 가져오려고 노력하고 있습니다.
"건축에서의 생체공학: 자연은 건축자이고 인간은 모방자인가?"라는 주제로 연구를 진행한 결과 나는 다음과 같이왔다결과 및 결론:
- 현대 물리학 분야 중 하나인 생체 공학의 정의, 기원의 역사 및 과학 유형에 대해 알게 되었습니다.
- 건축 생체 공학의 원리를 연구하고 실제로 그 일치성을 찾았습니다.
- 건축 생체 공학은 현대 공학 과학의 가장 현대적이고 유망한 분야 중 하나이며 건축 구조를 만들고 많은 기술적 문제를 해결하기 위한 실질적으로 무한한 가능성을 제공한다는 사실을 발견했습니다.
- 에코 하우스 - 미래의 집;
- 에펠탑의 디자인은 생체공학 원리에 기반을 두고 있지만 슈호프 타워의 디자인은 그렇지 않습니다(단일 시트 쌍곡선의 수학적 모델링). 그리고 비용 효율적이고 널리 사용되는 것으로 나타났습니다!
- 마지막 결론에도 불구하고, 자연은 세상의 모든 것을 만든 사람이고 인간은 자연의 모방자라는 나의 가설은 일반적으로 여전히 옳습니다.
생체공학적 형태는 우리 일상생활에 침투해 오랫동안 중요한 역할을 하게 될 것입니다. 인류의 자연 연구는 아직 끝나지 않았지만 우리는 이미 자연으로부터 합리적인 구조와 형성에 대한 귀중한 지식을 얻었으며 이는 물론 모든 측면에서 생체 공학 과학 연구의 타당성과 약속을 입증합니다.
한마디로 자연에는 창조를 위한 수백만 개의 아이디어와 모델이 포함되어 있습니다.
서지
- Kreizmer L.P., Sochivko V.P., Bionics, 2판, M., 1968
- Lebedev Yu.S., Rabinovich V.I. 및 기타 건축 생체 공학, Stroyizdat, 1990
- Martek V., Bionics, 트랜스. 영어, M., 1967에서
- Ignatiev M.B. "아르토니카". 참고사전의 "시스템 분석 및 의사결정" 기사. 고등학교, M., 2004
- 바이오닉스 문제. 앉았다. 예술., 대표. 에드. M.G. 가아제-라포포트, M., 1967
- 벨코바 E.V. 학제간 선택 과정 "발명가 - 자연". 잡지 "Modern Lesson"No. 8의 기사. 2009년
- 니즈니 노브고로드 비즈니스 신문 / "니즈니 노브고로드 비즈니스 신문" 2010년 5월 3일자 5호(104) / Shukhov 르네상스가 있을까요?
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