Raziskovalno delo. Tema dela »Bionika se uči od narave: najnovejši dosežki in prihodnost

Bionika

Raziskovanje

Uvod

1.1. Znanost o bioniki

1.2.1.Arhitekturna bionika
1.2.2.Nevrobionika
1.2.3. Tehnična bionika

2.1. Anketa o problemu

2.2.1. Zgradba
2.2.2.bazen
2.2.3.bio avto
2.2.4. pohištvo
Zaključek
Bibliografija

Uvod

Že od nekdaj človeška misel išče odgovor na vprašanje: ali lahko človek doseže isto, kar je dosegla živa narava? Ali bo lahko na primer letel kot ptica ali plaval pod vodo kot riba? Sprva so ljudje o tem lahko samo sanjali, kmalu pa so izumitelji začeli uporabljati organizacijske značilnosti živih organizmov v svojih načrtih. Tudi največji grški materialistični filozof Demokrit (približno 460–370 pr. n. št.) je zapisal: »Od živali smo se najpomembnejših stvari naučili s posnemanjem. Smo učenci pajka pri tkanju in krojaštvu, učenci lastovke pri gradnji bivališč (1) ...«

Ko sem prebral Demokritovo izjavo, sem se vprašal, kaj je človek vzel iz narave, da je izboljšal svoje življenje. Človeka je že dolgo presenetila in navduševala popolnost narave, zato jo je skušal preučevati in si od nje marsikaj izposoditi. Iskanje, preučevanje neverjetnih "izumov" rastlin in živali ter njihova uporaba v znanosti, arhitekturi in tehnologiji je glavna naloga bionike. Bionika (iz grške besede "bion" - element življenjskega sistema, celica življenja) je mlada veda z veliko prihodnostjo. Ta tema me je zanimala in odločil sem se, da jo preučim. Vsak list, vsaka travka, vsak cvetni list lahko služi kot živi model tehnične strukture in se uporablja pri oblikovanju različnih vrst struktur in njihovih elementov. Umetnost, arhitektura, oblikovanje, industrija – to so samo nekatera področja uporabe živih organizmov.

Odločil sem se, da za osnovo vzamem nekaj predmetov žive narave in iz njih ustvarim nekaj kompleksnega in zanimivega, kar bi lahko uporabili v vsakdanjem življenju.

Pri svojem delu sem dal tarča– preučevanje lastnosti naravnih pojavov in možnosti njihove uporabe pri tehničnih odkritjih v korist človeka.

Med tem delom se bom odločil za naslednje naloge:

1) Izberite in analizirajte ustrezno literaturo o temi;

2) Poiščite dejstva, ki potrjujejo obstoj predmetov, pri oblikovanju katerih so bili uporabljeni naravni zakoni;

3) razširite svoje znanje o edinstvenih lastnostih naravnih organizmov;

4) ponudite svoje ideje za uporabo lastnosti naravnih predmetov v tehničnih izumih (ustvarjanje albuma);

Poglavje 1

1.1. Znanost o bioniki

Med študijem književnosti sem ugotovil, da obstaja takšna znanost - bionika. Bionika je posebna smer v znanosti in tehnologiji, katere cilj je uporaba bioloških spoznanj za reševanje inženirskih problemov in razvoj tehnologije.

Bionika je veda, ki leži na meji med biologijo in tehnologijo. Kombinacija "BIOLOGIJA" in "TEHNOLOGIJA" pomeni "učenje od narave tehnologije prihodnosti", ki bo človeku in naravi prinesla velike koristi. Bionika je tesno povezana z biologijo, fiziko, kemijo, kibernetiko in inženirskimi vedami – elektronika, navigacija, komunikacije, pomorstvo itd. (1).

Pojav kibernetike je prispeval k širšemu preučevanju zgradbe in delovanja živih sistemov. To je pomagalo razjasniti njihove podobnosti s tehničnimi sistemi, pa tudi uporabiti pridobljene informacije o živih organizmih za ustvarjanje novih naprav, mehanizmov in materialov.

Za formalni datum rojstva bionike se šteje 13. september 1960. V Daytoni (ZDA) je potekal prvi simpozij na temo "Živi prototipi umetnih sistemov - ključ do nove tehnologije", ki je formaliziral rojstvo novega znanost.

Takoj sta se pojavila emblem in moto, ki nosita simbolično podobo znanstvenega bistva bionike - sintetizirati znanje, nabrano v različnih znanostih. Simbol bionike sta skalpel in spajkalnik, ki ju povezuje integralni znak. Skalpel je simbol biologije, spajkalnik je simbol tehnike, integral pa združuje obe veji znanosti. Moto bionike je »Živi prototipi – ključ do nove tehnologije« (2).

1.2.1.Arhitekturna bionika

Človek se je skozi zgodovino pri svojem arhitekturnem in gradbenem delovanju zavestno ali intuitivno obračal k živi naravi, ki mu je pomagala pri reševanju najrazličnejših problemov.

Koča južnoameriških Indijancev in termitnjak

Človek se je, kot je znano, postopoma razvil od najstarejših primatov sesalcev do stanja "homo sapiens". Hkrati so arhitekturne strukture postale bolj zapletene.

Zasnova kapitelov stebrov templjev starega Egipta po analogiji z oblikami cvetov lotosa in papirusa (4).

Sodobna arhitektura nima meja. Najbolj zanimiv med obstoječimi projekti je Tower City v Šanghaju. Mestni stolp bo imel obliko ciprese z višino 1128 m z obsegom ob vznožju 133 krat 100 m in na najširšem delu 166 krat 133 m. Stolp bo imel 300 nadstropij, ki bodo ki se nahajajo v 12 navpičnih blokih po 80 nadstropij. Med bloki so estrihi, ki delujejo kot nosilna konstrukcija za vsako etažo bloka. Znotraj blokov so različno visoke hiše z navpičnimi vrtovi. Ta dovršena zasnova je podobna strukturi vej in celotne krošnje ciprese. Stolp bo stal na pilotni podlagi po principu harmonike, ki ni vkopan, temveč se z višino razvija v vse smeri - podobno kot se razvija koreninski sistem drevesa. Nihanja vetra v zgornjih nadstropjih so zmanjšana: zrak zlahka prehaja skozi zgradbo stolpa. Za pokrivanje stolpa bo uporabljen poseben plastični material, ki posnema porozno površino usnja. Če bo gradnja uspešna, je predvidena izgradnja še več takih stavb-mest (6).

1.2.2.Nevrobionika

Glavna področja nevrobionike so preučevanje živčnega sistema ljudi in živali ter modeliranje živčnih celic-nevronov in nevronskih mrež. To omogoča izboljšanje in razvoj elektronske in računalniške tehnologije. Zahvaljujoč bioniki so bili ustvarjeni miniaturni in zanesljivi senzorji, ki po občutljivosti niso slabši, na primer oko, ki reagira na posamezne kvante svetlobe, toplotno občutljiv organ klopotače, ki razlikuje temperaturne spremembe za 0,001 ° C , ali električni organ rib, ki zaznava potenciale v delčkih mikrovolta. Proučevanje sistemov zaznavanja, navigacije in orientacije pri pticah, ribah in drugih živalih je tudi ena od pomembnih nalog bionike, saj miniaturni in natančni sistemi zaznavanja in analiziranja, ki živalim pomagajo pri navigaciji, iskanju plena in selitvi na tisoče kilometrov, lahko pomagajo izboljšati instrumente, ki se uporabljajo v letalstvu, pomorstvu itd. Tako je ameriško podjetje Orbital Research, razvijalec navigacijskih sistemov, začelo delati na intuitiven senzorski sistem, ki bo pomagal preprečiti trčenja med avtomobili na tleh in letali v zraku (3). K oblikovanju takšnega sistema je znanstvenike spodbudilo obnašanje ščurkov v trenutku, ko jih poskušajo ujeti. Živčni sistem ščurkov nenehno spremlja vse, tudi najmanjše spremembe, ki se zgodijo v bližini, in ko se pojavi nevarnost, reagira hitro, jasno in, kar je najpomembneje, pravilno. Delujoč model radijsko vodenega avtomobila s "ščurkovimi možgani" je že ustvarjen.

Znanstveniki z avstralske nacionalne univerze so podrobno preučili let kačjih pastirjev. Ugotovili so, da so "te žuželke kljub zelo majhnim možganom sposobne izvajati hitre in natančne zračne manevre, ki zahtevajo stabilnost in izogibanje trkom." Za preučevanje atmosfere planetov sončnega sistema želijo uporabiti nova letala, zasnovana po "podobi in podobnosti". Tukaj je primer, ki ga lahko vzamemo iz drugega nevretenčarja. Eden od laboratorijev Ministrstva za energijo ZDA preučuje mešanico, ki jo proizvajajo školjke, da se tesno prilepi na dno ladij. Na podlagi raziskav nastaja novo lepilo, ki bo pomagalo pri lepljenju oksidiranih kovinskih ploščic, iz katerih so sestavljene pomembne računalniške komponente, ali celo nadomestilo kirurške šive na človeškem telesu po operaciji (6).

1.2.3. Tehnična bionika

Študija hidrodinamičnih značilnosti strukture kitov in delfinov je pomagala ustvariti posebno oblogo za podvodni del ladij, ki zagotavlja povečanje hitrosti za 20–25% z enako močjo motorja. Ta koža se imenuje laminflo in se podobno kot delfinova koža ne mokri in ima elastično-elastično strukturo, ki odpravlja turbulentne turbulence in zagotavlja drsenje z minimalnim uporom. Enak primer lahko navedemo iz zgodovine letalstva. Dolgo časa je bil problem hitrega letalstva plapolanje – tresljaji kril, ki se nenadoma in silovito pojavijo pri določeni hitrosti. Zaradi teh tresljajev je letalo v nekaj sekundah razpadlo v zraku. Po številnih nesrečah so oblikovalci našli izhod - začeli so izdelovati krila z odebelitvijo na koncu. Čez nekaj časa so podobne odebelitve odkrili tudi na koncih kril kačjega pastirja. V biologiji se te zadebelitve imenujejo pterostigme. Na podlagi proučevanja letenja ptic in žuželk, gibanja skakajočih živali in zgradbe sklepov se razvijajo novi principi letenja, brezkolesnega gibanja, konstrukcije ležajev itd.

2. poglavje

V razmerah sodobnega mesta: vrvež, hrup in dolgočasnost, pa tudi večno pomanjkanje časa, človek nevede trpi zaradi pomanjkanja čistih, bogatih barv in bizarnih oblik živih rastlin in živali. To protislovje med človekovo željo po približevanju naravi in nezmožnostjo njenega izvajanja je mogoče rešiti z bioničnim slogom. Pri svojem delu poskušam najti načine za rešitev tega protislovja. Oblikovalski projekt, ki sem ga razvil v tem slogu, bo vsaj malo pomagal človeku, da se počuti v harmoniji z naravo. Moje raziskovalno delo je priložnost, da tudi sam spoznam zakonitosti življenja.

2.1. Anketa o problemu

Naslednja faza mojega dela je bilo anketiranje učencev in učiteljev naše šole. Želel sem izvedeti, koliko znanja imajo o temi, ki me zanima. Postavil sem jim vrsto vprašanj:

1. Kaj veste o bioniki?

2. Ali ste opazili podobnost videza živali, njihovih sposobnosti z lastnostmi in zunanjo obliko kakršnih koli tehničnih izumov?

3. Ali se strinjate, da narava daje človeku veliko zgledov za tehnične izume?

4. Navedite svoje primere.

Anketa je bila izvedena med učenci od 1. do 11. razreda in učitelji. V anketi je sodelovalo 54 oseb. Rezultate ankete sem prikazala v tabeli.

Tabela 1

Rezultati ankete

	Začetna povezava			Srednji člen
Številka vprašanja		Odgovor je "da"	Odgovor je "Ne"	Odgovor je "da"	Odgovor je "Ne"	Odgovor je "da"	Odgovor je "Ne"

						100% (15 oseb)
						100% (15 oseb)
						100% (15 oseb)

Na podlagi teh rezultatov sklepam, da večina fantov nima pojma o znanosti o bioniki. Vendar pa je več kot 80% anketirancev opazilo podobnost videza živali, njihovih sposobnosti z lastnostmi in zunanjo obliko kakršnih koli tehničnih izumov. Večina se strinja, da narava daje človeku številne zglede za tehnične izume. Dobra novica je, da je veliko učencev naše šole znalo podati primere na podlagi osebnih opažanj ali znanja. Med anketiranjem sem opazila povečano zanimanje in željo po spoznavanju te vede med učenci tako osnovnih kot srednjih šol.

2.2. Ustvarjanje albuma na temo.

Pridobljeno znanje sem prikazal v posebnem albumu, kjer sem prikazal načine uporabe lastnosti naravnih objektov v tehničnih izumih.

2.2.1. Zgradba (Dodatek 1)

Ljudje so naveličani običajnih zgradb, luksuznih dvorcev, okolju prijaznih domov, pametnih hiš. V enem objektu hočejo vse naenkrat, poleg vsega še - nenavadno obliko. Dol s kočami brez obraza - življenje v dolgočasnih hišah je škodljivo. Poleg tega je domišljija neomejena, pa naj gre za kamnite ali lesene hiše. Kot prvi objekt mojega raziskovanja sem se odločil vzeti sladkovodni polip Hydra in na njegovi osnovi zasnovati zgradbo. Ta majhna žival, dolga približno 1 cm, bo ustrezala 3 nadstropjem stanovanjske stavbe. Črevesna votlina znotraj polipa je ravno pravšnja za premikanje dvigala. Lovke na vrhu hidre se bodo spremenile v sončne celice. Sodobni solarni moduli ne potrebujejo neposredne sončne svetlobe za proizvodnjo električne energije. Baterije polnijo v oblačnem nebu, dežju in oblačnem vremenu. Sončno energijo odlikuje prijaznost do okolja in nizka cena. Tehnologija sončnih panelov vam omogoča izkoriščanje neomejene sončne energije brez škode za okolje. Uporaba sončnih kolektorjev v Rusiji ni zelo razširjena, vendar je nedvomno prihodnost za njimi.

Zunanja plast telesa hidre vsebuje zelo majhne okrogle celice z velikimi jedri. Te celice se imenujejo vmesne. Imajo zelo pomembno vlogo v življenju hidre. S kakršno koli poškodbo telesa začnejo vmesne celice, ki se nahajajo v bližini ran, hitro rasti. Iz njih nastanejo kožno-mišične, živčne in druge celice, ranjeno mesto pa se hitro zaceli. Kaj pa, če bi na podlagi te sposobnosti hidre izboljšali cementno malto za držanje opek skupaj. Naj ta raztopina vsebuje snov, ki lahko nabrekne, ko voda pride v razpoke stavbe, in tako obnovi celovitost stavbe.

Nenavadna bo tudi barva za stavbo. Enostavna barva, ki se nanaša na zgradbe, absorbira vodo, s tem pa tudi prah in umazanijo. Ni odlična lastnost za sodoben dom. V naravi obstajajo rastline, katerih listi ne absorbirajo vode (lotosov list, cvetni listi vrtnice). Voda se skotali z njihove površine in s seboj odnese prašne delce. Če ima sodobna barva to lastnost, bo površina zgradb vedno čista.

2.2.2.bazen (priloga 2)

Življenje v metropoli je oseba nenehno v stresnem stanju. Istovrstne stolpnice z nizi enakih oken, sivi toni, beton in zgradbe, ki tlačijo s svojo višino, delujejo depresivno na psiho. Občutek praznine zaradi agresivnega vizualnega okolja se z leti toliko preraste v možgane, da ga ne opazimo več, vendar to ne preprečuje, da bi se spremenil v nevroze in astenije. Ta negativni učinek lahko odpravimo tako, da arhitekturo spremenimo v počivališče za oči in estetsko točko za polnjenje.

"Pravljica za odrasle" - tako se pogosto imenuje bionični slog. Najprej zato, ker so vse stavbe, zasnovane v tej smeri, videti edinstvene in neverjetne, navdih za arhitekte pa je v tem primeru narava sama. V arhitekturi si bionika prizadeva v svojih oblikah posnemati naravnost naravnega okolja, anatomijo in videz stvaritev žive in nežive narave. Ker pa mora biti objekt, namenjen bivanju ali rekreaciji ljudi, tudi funkcionalen, ne le videti kot drevo ali regrat, se arhitekti pogosto omejijo na metaforo živega organizma. Vse bi moralo biti antigeometrično - zgradbe v tem slogu ne upoštevajo jasnih linij in strogih kotov devetdeset stopinj. Stene strukture so kot celična membrana, njihove konveksne in konkavne površine se ritmično izmenjujejo in tako ustvarjajo videz živega, dihajočega bitja. Projekt bazena, ki ga predstavljamo, izgleda kot pikapolonica. Naš bazen lahko uporabljate kadarkoli v letu. Zahvaljujoč možnosti dviga "kril" konstrukcije lahko uživate v plavanju na prostem. Svetla barva naše stavbe ne bo dovolila otrokom mimo, ki bodo svoje starše pripeljali tja za roko. Upam, da se bo v bližnji prihodnosti zaradi takih objektov povečalo število plavalcev in število zlatih medalj na olimpijskih igrah.

2.2.3.bio avto (Priloga 3)

V zadnjem času se je pojavila moda za nestandardne in okolju prijazne avtomobile. Ekološke avtomobile, ki uporabljajo visoke tehnologije, razvijajo tako ugledni velikani, kot so Ford, BMW, Peugeot itd.

Naš avto izgleda kot list rastline. Kot gorivo bo služil tekoči zrak. Prvi avtomobili na to vrsto goriva že obstajajo in so se izkazali z okoljskega vidika. Naš avto ima poleg nenavadnega videza posebne pnevmatike, ki bi jih zavidal vsak voznik. Znano je, da srce nenehno črpa kri po žilah, medtem ko se tlak v krvi ves čas vzdržuje na isti ravni. Kaj pa, če bi to lastnost uporabili za strukturo pnevmatik? Naš avto ima gume, ki se lahko napolnijo same. Pnevmatike se samodejno napolnijo zahvaljujoč pulzirajoči črpalki, ki občasno deluje in ohranja pnevmatike na konstantnem, varnem nivoju tlaka. To ne bo le povečalo varnosti v cestnem prometu, temveč bo prispevalo tudi k varčni porabi goriva (avtomobili s premalo napolnjenimi pnevmatikami porabijo več goriva), posledično pa bodo zmanjšali izpuste ogljikovega dioksida v ozračje in podaljšali življenjsko dobo pnevmatik.

2.2.4.pohištvo (Dodatek 4)

Zeleni val je zajel svet. Danes milijoni ljudi iskreno sanjajo o občutku, da ne živijo v hrupni metropoli, ampak v naročju narave. Ekološki slog vam omogoča, da ustvarite iluzijo, da je vaš dom otok naravnega ugodja. Posnemanje naravnih motivov, uporaba naravnih, okolju prijaznih materialov in sledenje konceptu preprostosti so lastnosti, ki so temu stilu prinesle izjemen uspeh. Ko oblikovalec začne delati na takšni notranjosti, je njegova glavna naloga poustvariti slike naravnega okolja v mestnem stanovanju ali podeželski hiši. To pomeni, da naj bo celotna oprema stanovanja zasnovana »naravno«, v sozvočju z naravo in daje domačim občutek miru in spokojnosti.

Z geometrijskega vidika je sodobni sintetični svet, ki ga je ustvaril človek, sestavljen iz ravnih črt in kotov. Kvadrati ulic in hiš vsebujejo kvadrate sob, oken, televizijskih zaslonov, stolov in miz. Vrata, predalniki, komode, radiatorji in klimatske naprave, police, omare in zaboji so zbirka kvadratov in njihovih pravokotnih bratov. Kvadrat je čisto racionalistična iznajdba, v naravi ga preprosto ni. V človeškem telesu ni kvadratnih organov, v strukturi živalskih teles pa jih ni. Ni kvadratnih planetov, svetil ali rastlin. Narava ne ustvarja kvadratnih oblik – z izjemo redkih kristalov. Človeško oko, glava, Sonce, jajce, vrtinec, cvetno jedro, jezero imajo okroglo obliko. Krog simbolizira kroženje življenja, kvadrat pa simbol vsega neživega in umetnega.

Notranjost v bioničnem slogu odlikujejo gladke krivulje, velik prostor in prostor, napolnjen s svetlobo in svežim zrakom. Ta slog daje oblikovalcu veliko svobode pri manipuliranju z obliko in prostorom prostora ali zgradbe. Včasih gre za prostorske iluzorne učinke.

Dizajn pohištva, ki ga predstavljamo, spominja na list rastline. Barva svetlih sočnih zelenic je kombinirana z zaobljenimi oblikami. Če je ostalo pohištvo izbrano v istem slogu, bo celotna soba videti kot čudovit otok narave.

Zaključek

Vir navdiha bionike je narava. Je tako modra, da je prišla do številnih idealnih oblik in dizajnov. Človek jih lahko samo opazuje in kopira. Struktura satja, spiralno oblikovana morska školjka, anatomska zgradba žuželk so že pripravljeni modeli, ki jih lahko uporabite kjerkoli, tudi v interierju. Kakšen slog bomo izbrali za svoj novi dom ali kočo, je odvisno samo od naše domišljije in materialnih zmožnosti. Bionika je dokazala, da arhitektura niso le palice in opeke. Vsakdo lahko uporablja bionske elemente doma ali na svojem posestvu. V notranjosti so to predvsem svetilke in pohištvo, katerih oblike so izposojene iz narave same. Mimogrede, lahko jih naredite sami. Pokrajine na mestu ni težko narediti edinstveno. Če želite to narediti, bodite pozorni na obstoječe kamne, veje, razpoke itd. Z malo domišljije lahko ustvarite alpski tobogan (konstrukcijo iz kamnov in rastlinja, značilnega za visokogorsko podnebje). Če obstaja veliko staro drevo, ga ne hitite posekati. Njegove votle votline se lahko uporabljajo na primer kot posoda za stvari ali celo kot gazebo za sprostitev. Tukaj ne bo potrebna klimatska naprava, saj bo drevo tudi v vročini zagotavljalo stalno temperaturo približno 22 stopinj. Kot kaže praksa, je potencial neraziskanih skrivnosti narave ogromen. Samo ne bojte se jih preučevati, ne zaščitite se pred naravo z zidovi zgradb in s tem uničite naš skupni dom.

Sklepi: 1. Marsičesa, kar je narejeno s človeškimi rokami, niso izumili ljudje sami, ampak z »namigom« matere narave.

2. Znanstveniki še naprej preučujejo žive objekte, da bi pridobili sveže ideje za ustvarjanje novih tehničnih naprav.

3. Upam, da bodo moje ideje za uporabo lastnosti živih teles v tehničnih izumih koristne.

Moje delo se tukaj ne konča: še naprej bom iskal zanimiva dejstva o uporabi lastnosti naravnih pojavov pri tehničnih odkritjih. To delo je očaralo vso mojo družino: nikoli ne prenehamo občudovati in biti presenečeni nad edinstvenostjo in popolnostjo vsega, kar je ustvarjeno v naravnem svetu!

Ljubite svoj planet, skrbite za živali in rastline, ki nas obdajajo. Razkrili bodo svoje skrivnosti!

Bibliografija

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/

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

1 od 24

Predstavitev na temo: Bionika

Diapozitiv št. 1

Opis diapozitiva:

Diapozitiv št. 2

Opis diapozitiva:

Glavna področja dela v bioniki zajemajo naslednje probleme: preučevanje živčnega sistema ljudi in živali ter modeliranje živčnih celic (nevronov) in nevronskih mrež za nadaljnje izboljšave računalniške tehnologije ter razvoj novih elementov in naprav za avtomatizacijo. in telemehanika (nevrobionika); raziskovanje čutnih organov in drugih zaznavnih sistemov živih organizmov z namenom razvoja novih senzorjev in sistemov zaznavanja; študij principov orientacije, lokacije in navigacije pri različnih živalih za uporabo teh principov v tehnologiji; študij morfoloških, fizioloških, biokemičnih značilnosti živih organizmov za uveljavitev novih tehničnih in znanstvenih idej.

Diapozitiv št. 3

Opis diapozitiva:

Diapozitiv št. 4

Opis diapozitiva:

Odnos med naravo in tehnologijo V preteklosti je bil človekov odnos do narave potrošniški, tehnologija je izkoriščala in uničevala naravne vire. Toda postopoma so ljudje začeli bolj skrbno ravnati z naravo in poskušali pobližje pogledati njene metode, da bi jih pametno uporabili v tehnologiji. Te metode so lahko model za razvoj okolju prijaznih industrijskih izdelkov. Narava kot standard je bionika. Razumeti naravo in jo jemati za model ne pomeni kopirati. Lahko pa nam narava pomaga najti pravo tehnično rešitev za precej zapletena vprašanja. Narava je kot ogromen inženirski biro, ki vedno najde pravi izhod iz vsake situacije.

Diapozitiv št. 5

Opis diapozitiva:

Bionika je tesno povezana z biologijo, fiziko, kemijo, kibernetiko in inženirskimi vedami: elektroniko, navigacijo, komunikacijami, pomorstvom in drugimi.Ideja o uporabi znanja o živi naravi za reševanje inženirskih problemov pripada Leonardu da Vinciju, ki je poskušal zgraditi letalo z mahajočimi krili, kot ptice: ornitopter Leta 1960 je bil v Daytoni (ZDA) prvi simpozij o bioniki, ki je formaliziral rojstvo nove znanosti.

Diapozitiv št. 6

Opis diapozitiva:

Kibernetika Pojav kibernetike, ki obravnava splošne principe nadzora in komunikacije v živih organizmih in strojih, je postal spodbuda za širše proučevanje strukture in funkcij živih sistemov, da bi razjasnili njihovo podobnost s tehničnimi sistemi, pa tudi uporabiti pridobljene informacije o živih organizmih za ustvarjanje novih naprav in mehanizmov, materialov itd.

Diapozitiv št. 7

Opis diapozitiva:

Arhitekturna bionika Gre za nov pojav v arhitekturni znanosti in praksi. Tu so možnosti iskanja novih, funkcionalno upravičenih arhitekturnih oblik, ki jih odlikujeta lepota in harmonija, in ustvarjanje novih racionalnih struktur ob hkratni uporabi neverjetnih lastnosti gradbenih materialov žive narave ter odkrivanje načinov za uresničevanje enotnost oblikovanja in ustvarjanja arhitekturnih sredstev z uporabo energije sonca, vetra, kozmičnih žarkov . Morda pa je njegov najpomembnejši rezultat aktivno sodelovanje pri ustvarjanju pogojev za ohranjanje divjih živali in oblikovanje njegove harmonične enotnosti z arhitekturo.

Diapozitiv št. 8

Opis diapozitiva:

Modeliranje živih organizmov Ustvarjanje modela v bioniki je polovica uspeha. Za rešitev specifičnega praktičnega problema je potrebno ne samo preveriti prisotnost lastnosti modela, ki so zanimive za prakso, ampak tudi razviti metode za izračun vnaprej določenih tehničnih lastnosti naprave in razviti metode sinteze, ki zagotavljajo doseganje Indikatorjev, zahtevanih v problemu, zato mnogi bionični modeli, preden prejmejo tehnično izvedbo, začnejo svoje življenje na računalniku. Konstruiran je matematični opis modela. Na njegovi podlagi se sestavi računalniški program – bionični model. S takim računalniškim modelom lahko v kratkem času obdelamo različne parametre in odpravimo konstrukcijske pomanjkljivosti.

Diapozitiv št. 9

Opis diapozitiva:

Danes ima bionika več področij: Arhitekturna in gradbena bionika proučuje zakonitosti nastajanja in oblikovanja strukture živih tkiv, analizira strukturne sisteme živih organizmov na principu varčevanja z materialom, energijo in zagotavljanja zanesljivosti. Nevrobionika preučuje delovanje možganov in raziskuje mehanizme spomina. Intenzivno se proučujejo čutila živali in notranji mehanizmi odzivanja na okolje tako pri živalih kot rastlinah.

Diapozitiv št. 10

Opis diapozitiva:

Arhitekturna in gradbena bionika V arhitekturni in gradbeni bioniki je veliko pozornosti namenjeno novim tehnologijam gradnje. Na primer, na področju razvoja učinkovitih in brezodpadnih gradbenih tehnologij je obetavna smer ustvarjanje večplastnih struktur. Ideja je izposojena od globokomorskih mehkužcev. Njihove trpežne lupine, kot so na primer razširjene morske ušesa, so sestavljene iz izmenjujočih se trdih in mehkih plošč. Ko trda plošča poči, deformacijo prevzame mehka plast in razpoka ne gre dlje. To tehnologijo je mogoče uporabiti tudi za pokrivanje avtomobilov.

Diapozitiv št. 11

Opis diapozitiva:

Nevrobionika Nevrobionika je znanstveno področje, ki preučuje možnost uporabe principov zgradbe in delovanja možganov za ustvarjanje naprednejših tehničnih naprav in tehnoloških procesov. Glavna področja nevrobionike so preučevanje živčnega sistema ljudi in živali ter modeliranje živčnih celic-nevronov in nevronskih mrež. To omogoča izboljšanje in razvoj elektronske in računalniške tehnologije.

Diapozitiv št. 12

Opis diapozitiva:

Osupljiv primer arhitekturne in gradbene bionike je popolna analogija strukture žitnih stebel in sodobnih visokih stavb. Stebla žitnih rastlin lahko prenesejo velike obremenitve, ne da bi se pod težo socvetja zlomila. Če jih veter upogne k tlom, hitro povrnejo navpični položaj. Kaj je skrivnost? Izkazalo se je, da je njihova struktura podobna zasnovi sodobnih visokih tovarniških cevi - enega najnovejših dosežkov inženiringa.

Diapozitiv št. 13

Opis diapozitiva:

Prvi primeri bionike Skoraj vsak tehnološki problem, s katerim se soočajo oblikovalci ali inženirji, so že dolgo uspešno rešila druga živa bitja. Na primer, proizvajalci brezalkoholnih pijač nenehno iščejo nove načine pakiranja svojih izdelkov. Hkrati je navadna jablana že zdavnaj rešila ta problem. Jabolko je 97 % sestavljeno iz vode, ni pakirano v leseni karton, temveč v užitno lupino, ki je dovolj okusna, da pritegne živali, da pojedo sadje in razdelijo zrna. Osnova Eifflovega stolpa je po strukturi kosti podobna glavici stegnenice, strokovnjaki za bioniko sklepajo tako. Ko naletijo na inženirski ali oblikovalski problem, iščejo rešitev v neomejeni "znanstveni bazi" živali in rastlin.

Diapozitiv št. 14

Opis diapozitiva:

Zaponke na ježka Princip delovanja repinca si je človek izposodil za izdelavo zaponk na ježka. Prvi lepilni trakovi so se pojavili v 50. letih 20. stoletja. Z njihovo pomočjo lahko na primer pritrdite športne copate; V tem primeru vezalke niso več potrebne. Poleg tega je dolžino ježka enostavno prilagoditi - to je ena od njegovih prednosti. V prvih letih po izumu so bili takšni pritrdilni elementi zelo priljubljeni. Danes so se že vsi navadili na priročno zapenjanje, proizvajalci ježkov pa skrbijo samo za to, da je ježki dobro skriti pod zavihki.

Diapozitiv št. 15

Opis diapozitiva:

Skupina, v kateri so bili arhitekti, inženirji, oblikovalci, biologi in psihologi, je razvila projekt »Vertical Bionic Tower City«. Čez 15 let naj bi se v Šanghaju pojavilo stolpno mesto (po mnenju znanstvenikov bi lahko v 20 letih prebivalstvo Šanghaja doseglo 30 milijonov ljudi). Stolpno mesto je zasnovano za 100 tisoč ljudi, projekt temelji na "načelu lesene konstrukcije".

Diapozitiv št. 16

Opis diapozitiva:

Prisesana hobotnica: Hobotnica je iznašla prefinjeno metodo lova na svoj plen: pokrije ga z lovkami in jih prisesa na stotine, od katerih so cele vrste na lovkah. Priseski mu pomagajo tudi pri premikanju po spolzkih površinah, ne da bi pri tem zdrsnil Tehnični priseski: če izstrelite prisesek iz frače v steklo okna, se puščica prilepi in ostane na njem. Prisesek je rahlo zaobljen in se ob trku z oviro poravna. Nato se elastična podložka ponovno zategne; Tako nastane vakuum. In prisesek se pritrdi na steklo.

Diapozitiv št. 17

Opis diapozitiva:

Najdlje so v smeri ustvarjanja pokončnih dvonožnih robotov napredovali znanstveniki z univerze Stanford. Skoraj tri leta so eksperimentirali z miniaturnim šestnožnim robotom heksapodom, ki temelji na rezultatih proučevanja gibalnega sistema ščurka. Prvi heksapod je bil izdelan 25. januarja 2000. Zdaj zasnova teče zelo hitro – s hitrostjo 55 cm (več kot tri lastne dolžine) na sekundo – in tudi uspešno premaguje ovire. Stanford je razvil tudi skakalni monopod z eno nogo v velikosti človeka, ki je sposoben vzdrževati nestabilno ravnotežje med nenehnim skakanjem. Kot veste, se človek premika tako, da "pada" z ene noge na drugo in večino časa preživi na eni nogi. Znanstveniki s Stanforda upajo, da bodo v prihodnosti ustvarili dvonožnega robota s sistemom hoje, podobnem človeku.

Diapozitiv št. 18

Opis diapozitiva:

Pajkov jajčni zapredek Pajek naredi tanko "ogrinjalo" iz nepremočljivega materiala za zaščito jajčec, ki jih odloži. Ta kokon v velikosti pesti je zvonaste oblike in se odpira od spodaj. Sestavljen je iz istega materiala kot niti pajkove mreže. Seveda ni tkana iz ločenih niti, ampak predstavlja eno samo lupino. Odlično ščiti jajce pred slabim vremenom in vlago Dežni plašč Ko gremo ven v dežju, si nadenemo nepremočljiv dežni plašč ali s seboj vzemimo dežnik. Kot zapredek pajkovega jajčeca z zaščitno folijo voda odteka iz umetnega materiala, zaradi česar se človek ne zmoči Strehe, ki odbijajo vodo Pomembno vlogo pri gradnji hiš ima streha, ki mora zaščititi prostore stavbe pred vodo.

Diapozitiv št. 19

Opis diapozitiva:

Raziskovalci iz Bell Labs (podjetje Lucent) so nedavno odkrili visokokakovostno optično vlakno v telesu globokomorske spužve iz rodu Euplectellas. Glede na rezultate testiranja se je izkazalo, da lahko material iz skeleta teh 20-centimetrskih gob prenaša digitalni signal nič slabše od sodobnih komunikacijskih kablov, medtem ko je naravno optično vlakno zaradi prisotnosti organskih vlaken veliko močnejše od človeških. lupina. Okostje globokomorskih spužv iz rodu Euplectellas je zgrajeno iz visokokakovostnih optičnih vlaken

Diapozitiv št. 20

Opis diapozitiva:

Gustav Eiffel je leta 1889 narisal Eifflov stolp. Ta struktura velja za enega najzgodnejših jasnih primerov uporabe bionike v inženirstvu. Zasnova Eifflovega stolpa temelji na znanstvenem delu švicarskega profesorja anatomije Hermanna Von Meyerja. 40 let pred gradnjo pariškega inženirskega čudeža je profesor pregledal kostno strukturo glavice stegnenice na mestu, kjer se ta upogne in pod kotom vstopa v sklep. In kljub temu se kost iz nekega razloga ne zlomi pod težo telesa.Osnova Eifflovega stolpa je podobna strukturi kosti glave stegnenice

Diapozitiv št. 21

Opis diapozitiva:

Von Meyer je odkril, da je glava kosti prekrita z zapleteno mrežo miniaturnih kosti, zaradi česar se obremenitev neverjetno prerazporedi po kosti. To omrežje je imelo strogo geometrijsko strukturo, ki jo je profesor dokumentiral. Leta 1866 je švicarski inženir Carl Cullman zagotovil teoretično osnovo za von Meyerjevo odkritje, 20 let pozneje pa je naravno porazdelitev obremenitve z uporabo ukrivljenih čeljusti uporabil Eiffel.Kostna struktura glave stegnenice

Diapozitiv št. 22

Opis diapozitiva:

Drugo znamenito izposojo je leta 1955 izvedel švicarski inženir Georges de Mestral. Pogosto se je sprehajal s svojim psom in opazil, da se mu na dlako nenehno lepijo neke čudne rastline. Utrujen od nenehnega krtačenja psa, se je inženir odločil odkriti razlog, zakaj se plevel prilepi na dlako psa. Ko je preučil pojav, je de Mestral ugotovil, da je to mogoče zaradi majhnih kavljev na plodovih kokošja (ime tega plevela). Posledično je inženir spoznal pomen svojega odkritja in osem let kasneje je patentiral priročen "Velcro" Velcro, ki se danes pogosto uporablja pri izdelavi ne le vojaških, ampak tudi civilnih oblačil. srajca

Opis diapozitiva:

Predstavitev za lekcijo "Bionika ali neverjeten svet žive narave"

Delo je izvedla: Shalaeva T.V., učiteljica biologije

...Stik z naravo je zadnja beseda vsega napredka, znanosti, razuma, zdrave pameti, okusa in odličnega vedenja.

Dostojevski F. M.

Narava je za vse tako poskrbela, da se povsod kaj naučiš.

Leonardo da Vinci

Nič ni bolj iznajdljivega od narave.

Ciceron

Velike stvari se delajo z velikimi sredstvi. Narava sama naredi velike stvari za nič.

Herzen A.I.

Preučevanje in opazovanje narave je rodilo znanost.

Ciceron

Napredek je naravni zakon.

Voltaire

Ptica je instrument, ki deluje po matematičnem zakonu, ki ga lahko z vsemi svojimi gibi naredi človek...

Leonardo da Vinci

Bionika– veda o uporabi znanja o zasnovi, principu in tehnološkem procesu živega organizma v tehniki. Osnova bionika zbrati študije o modeliranju različnih bioloških organizmov.

Zgodovina razvoja

Zamisel o uporabi znanja o živi naravi za reševanje inženirskih problemov pripada Leonardu da Vinciju, ki je poskušal zgraditi letalo z mahajočimi krili, kot so ptice: ornitopter.

Datum rojstva bionike:

Simbol bionike

Bionika ima simbol: prekrižan skalpel, spajkalnik in integralni znak.

Ta združitev biologije, tehnologije in matematike nam daje upanje, da bo znanost bionike prodrla tja, kamor ni prodrl še nihče, in videla, česar še nihče ni videl.

Razmerje med bioniko in drugimi znanostmi

BIONIKA

BIOLOGIJA

INŽENIRSKE VEDE

KEMIJA

FIZIKA

ELEKTRONIKA

MORJE OVITEK

KIBERNETIKA

NAVIGACIJA

biološki bionika, ki preučuje procese, ki se pojavljajo v bioloških sistemih;
teoretično bionika, ki gradi matematične modele teh procesov;
tehnične bionike, ki uporablja modele teoretične bionike za reševanje inženirskih problemov.

Praktični (tehnični) del

Biološka bionika

Teoretični del

Raziskovanje senzoričnih organov in drugih sistemov zaznavanja živih organizmov z namenom razvoja novih senzorjev in sistemov zaznavanja.

Preučevanje principov orientacije, lokacije in navigacije pri različnih živalih za uporabo teh principov v tehnologiji.

Preučevanje morfoloških, fizioloških in biokemičnih značilnosti živih organizmov za uveljavitev novih tehničnih in znanstvenih idej.

Gustav Eiffel je leta 1889 narisal Eifflov stolp. Ta struktura velja za enega najzgodnejših jasnih primerov uporabe bionike v inženirstvu.

Osnova Eifflovega stolpa spominja na strukturo kosti glave stegnenice

Zgradba kosti glave stegnenice

Eden od uspešnih primerov bionika je zelo razširjen »velcro«, katerega prototip so bili plodovi rastline repinca, ki so se oprijeli dlake psa švicarskega inženirja Georgesa de Mestrala.

Narava je za vse tako poskrbela, da se povsod kaj naučiš.

Leonardo da Vinci

Hvala za pozornost

MINISTRSTVO ZA ZDRAVJE MOSKVA
OBMOČJA
Državna proračunska izobraževalna ustanova
"Moskovska regionalna medicinska šola št. 3 poimenovana po Heroju
Moskovska regija
Sovjetska zveza Z. Samsonova"
Podružnica Noginsk
"BIONIKA V MEDICINI"
PROJEKT PRI DISCIPLINI BIOLOGIJA
Dijaki 1. letnika 11 SD skupina
specialnost 34.02.01 Zdravstvena nega (osnovno usposabljanje)
MOŠKOVA ELENA SERGEEVNA
Študentka _______________ _E.S. Moshkova ____
podpis I.O. Priimek
Znanstveni nadzornik ______________ _E.B. Tyagunova _______
Podpis I.O. Priimek
SPREJETO V VARSTVO
namestnik Direktor za SD ________________ __D. V. Sedov_________
Podpis
I.O.Priimek
Datum zaščite "___" _________________2017
Označi ______________________

2017
Kazalo
MINISTRSTVO ZA ZDRAVJE MOSKVSKE REGIJE
...................................................................................................................................1
Državna proračunska izobraževalna ustanova...................1
Moskovska regija ................................................ ..............................................1
"Moskovska regionalna medicinska šola št. 3 po imenu Hero................1
Sovjetska zveza Z. Samsonova"............................................ .....................................1
Podružnica Noginsk................................................ ......................................................... ......1
"BIONIKA V MEDICINI"................................................. ..... ................................1
PROJEKT IZ DISCIPLINE BIOLOGIJA.................................................. ......... 1
Dijaki 1. letnika 11. skupine SD............................................. ....... 1
specialnost 34.02.01 Zdravstvena nega (osnovno usposabljanje)................................1
MOŠKOVA ELENA SERGEEVNA..................................................... ..... ..............1
Študentka _______________ _E.S. Moshkova ____..................................... ..... .1
podpis I.O. Priimek.............................................. ..................................................... .1
Znanstveni nadzornik ______________ _E.B. Tyagunova _______.................1
DOVOLJENO ZA VARSTVO............................................. ............. ...................................1
namestnik Direktor za SD ________________ __D. V. Sedov_________............1
Podpis I.O. Priimek............................................. ..................................................... 1
Datum zaščite »___« _________________2017.................................................. ......... ...1
Oznaka ______________________................................................ .. ......................1
2017...........................................................................................................................2
Kazalo............................................... .. ................................................ ......... 2
2

Uvod................................................. ......................................................... ............. ...............5
tudi znanost gre naprej in daje ljudem takšne priložnosti, oh
o kateri je lahko samo sanjal. Že od nekdaj, človek
opazovanju življenjskih procesov živih organizmov sem želel
iz narave izposoditi nekaj novega, na kar nima vpliva. torej
slavni Leonardo da Vinci je med preučevanjem zgradbe ptičjih kril sanjal
človeški let v zraku. Tako je bilo kasneje, glede na njegove diagrame in risbe
Razvit je bil model ornitopterja. V 60. letih se je pojavila bionika,
znanost prihodnosti, ki je sedaj dobila močan zagon za razvoj.
"celica življenja"................................................. ......................................................... ................. ......5
tehnologije, ki olajšajo človekove življenjske procese,
pomoč pri podaljševanju življenja na planetu Zemlja in dajanje ljudem
možnost odgovora na mnoga vprašanja preteklosti in prihodnosti. IN
To delo preučuje proces implementacije v človeško življenje,
vedno bolj nove in produktivne tehnologije prihodnosti ter njihov razvoj
z uporabo procesov, ki so lastni živim organizmom......5
bo odkril življenje v teh skrivnostih vesolja. Znanstveniki
Bionika je že odkrila na različnih področjih človeškega življenja:
medicina, arhitektura, industrija, oblikovanje. Edina stvar je
še ni podvržen dejavnostim tehnološkega napredka: to so možgani
oseba. To je velika skrivnost narave. Toda tudi tukaj je to storjeno
veliko odkritij. Znanstveniki po vsem svetu poskušajo ustvariti megamožgane,
kiborg oseba, ki zlahka odgovori na katero koli
vprašanja in hkrati pomagati znanosti naprej...................................5
Cilj: preučiti znanost o "bioniki" in razmisliti o njeni uporabi v medicini
...................................................................................................................................6
Predmet študija: praktična uporaba znanosti "bionika"................6
Predmet raziskave: veda o "bioniki"................................................. .......... 6
3

Naloge:................................................ ................................................. ...... ...................6
1. Spoznajte zgodovino znanosti ............................................. .......... 6

zdravilo................................................. ......................................................... ............. 6
3.Prikaži uporabo znanosti v medicini..................................... ........... 6
4. Izvedba praktičnega dela............................................. ......... 6
5. Pripravite zaključke.................................................. .......... ............................................ ................ ..6

v primerjavi z odsotnostjo okončine možnost celo omejena
Številke gibanja so velik napredek. Vendar tudi najboljši in
popolne bionične proteze še ne morejo izpolniti vseh teh
majhni in natančni gibi, ki jih zmore živ ud...........13
4

Uvod
V naši dobi je znanost pridobila velik pomen. Svet ne miruje
tudi znanost gre naprej in daje človeku takšne možnosti, kot
je lahko samo sanjal. Že od nekdaj je človek opazoval
življenjskih procesov živih organizmov, želel izposoditi pri
narava, nekaj novega, na kar nima vpliva. Tako slavni Leonardo
Da Vinci je med preučevanjem strukture ptičjih kril sanjal o človeškem letu v zraku.
Tako je bil kasneje na podlagi njegovih diagramov in risb razvit model ornitopterja.
V 60. letih se je pojavila bionika, znanost prihodnosti, ki je zdaj dobila
od
močan zagon za razvoj.
dogajanje bionike
Ime

Starogrška beseda "bion" pomeni "celica življenja".
Z razvojem bionike v sodobnem svetu vedno več novega
tehnologije, ki olajšajo človekove življenjske procese, pomagajo
podaljšati življenje na planetu Zemlja in dati človeku možnost, da se odzove na

veliko
prihodnost.
To delo preučuje proces uvajanja v človeško življenje, vse
preteklosti
vprašanja
in

novejše in produktivnejše tehnologije prihodnosti ter njihov razvoj s pomočjo
procesi, ki so lastni živim organizmom.
Ni presenetljivo, da bodo ljudje sčasoma začeli raziskovati nove planete in
bo odkril življenje v teh skrivnostih vesolja. Znanstveniki bionike,
so že odkrili na različnih področjih človeškega življenja: medicina,
5

arhitektura, industrija, oblikovanje. Edina stvar, ki še ni predmet
dejavnosti tehnološkega napredka: to so človeški možgani. To je vse
velika skrivnost narave. Toda tudi tu je prišlo do številnih odkritij. Znanstveniki skupaj
svet si prizadeva ustvariti megaum, človeka kiborga, ki zmore
z lahkoto odgovorite na vsa vprašanja in hkrati pomagate znanosti pri
premikanje naprej.
Cilj: preučiti znanost o "bioniki" in razmisliti o njeni uporabi v
zdravilo
Predmet študija: praktična uporaba znanosti o "bioniki"
Predmet raziskave: znanost "bionika"
Naloge:
1. Spoznajte zgodovino znanosti
2. Izberite in preučite informacijsko gradivo o uporabi znanosti v
zdravilo
3.Prikaži uporabo znanosti v medicini
4. Izvedite praktično delo
5. Pripravite zaključke
Hipoteza: Narava je graditeljica vsega na svetu, človek pa njen
imitator
6

Poglavje 1. Bionika
Bionika je veda, ki se ukvarja z uporabo bioloških
Bionika lahko
inženirske težave.
postopki in metode za reševanje
definiran tudi kot študij metod za ustvarjanje tehničnih sistemov,
katerih značilnosti so podobne tistim pri živih organizmih.
Bionika je veda o uporabi znanja o oblikovanju v tehnologiji,
živi organizem.
tehnološko
postopek

načelo

in
Osnova bionike je raziskovanje modeliranja različnih
biološki organizmi.
Ime bionika izhaja iz starogrške besede "bion".
bionika izvira iz stare grščine
Ime
"življenjska celica"
besede "bion" "celica življenja". Bionika proučuje biološke sisteme
in procese za uporabo pridobljenega znanja pri reševanju inženirskih problemov
naloge. Z drugimi besedami, bionika pomaga človeku ustvariti izvirno
procesi, ki temeljijo na idejah
tehničnih sistemov in tehn
najdeno in izposojeno iz narave. Bioniko zanima vse
kar lahko imenujemo "tehnika narave".
1.1 Zgodovina nastanka znanosti "bionika"
7

Že od nekdaj so vedoželjne človeške misli iskale odgovor na vprašanje:
Ali lahko človek doseže isto, kar je dosegla živa narava? Najprej
o tem bi človek lahko samo sanjal - da bi se naučil delati to, kar je že naredil
narave v odnosu do drugih živih bitij.
Vsako živo bitje je popoln sistem, ki je

možnosti pri gradnji objektov.
Zamisel o uporabi znanja o divjih živalih za rešitev
inženirske težave pripada Leonardu da Vinciju, ki je poskušal
izdelati letalo ornitopter z uporabo ptičjih kril kot prototipa.
Zato je poskušal poustvariti strukturo ptičjega krila in mehanizma,
ga spravi v gibanje.
Renesančni znanstveniki so upali, da bodo dosegli želeno rešitev
s strogimi matematičnimi izračuni in izračuni ter
izdelava ustreznih mehanskih struktur. Konec koncev, potem mehanika
ki temelji na matematiki, zasedla vodilno mesto med vsemi
nastajajoče veje strojne znanosti; zato bi lahko
takrat se bo zdelo, da bodo vse skrivnosti narave rešene prav s pomočjo
mehanika in njena osnova.
V skladu s tem je človek skušal ustvariti mehansko
modeli, ki bi lahko posnemali predmete, ki so ga zanimali in
naravni pojavi.
Kdaj

napredek

vodila znanost

do otvoritve
temeljni zakoni ne samo mehanike, ampak tudi fizike, kemije, biologije
in drugih vejah naravoslovja se je izkazalo, da: na podlagi teh
8

zakoni, ki jih postavljajo kot osnovo za ustrezne tehnične naprave, lahko
začeti uresničevati človekove dolgoletne sanje enega za drugim.
Toda kako drugačne od živih bitij so se izkazale strukture,
naprave, orodja in instrumenti, ki jih je ustvaril človek!
Dovolj je primerjati organ vida - oko - katere koli živali
nekateri optični instrumenti in oblikovani instrumenti
človeško, da bi videli, koliko bolj popolno naravno
organ proti umetni napravi.
Dandanes se je človek delno vrnil k svoji prvotni ideji –
čim bolj popolno in natančno preslikati v tehnologiji, kar je bilo doseženo v
živo naravo, to reproducirati v obliki specifičnih tehničnih rešitev.
Tako se je rodila nova znanost – bionika.
Tako kot številna druga pomembna področja sodobne znanstvene
tehnološkega napredka (na primer kibernetika), iz katerega je zrasla bionika
neposredne zahteve industrijske prakse. Nastalo je na
vmesnik med biologijo in tehnologijo, predvsem radijsko elektroniko in
tehnična kibernetika.
Tu se združijo tako oddaljene panoge
človeško znanje in praktične dejavnosti, kot sta BIOLOGIJA in
tehnika.
Ime "bionika" izhaja iz starogrškega korena "bion".
element življenja, celica življenja ali, natančneje, elementi
biološki sistem. Bistvo bionike je sintetizirati nakopičeno v
različne vede znanja.
Bionika je torej uporabna znanost, ki preučuje zakone nastajanja in
strukture oblikovanje žive narave, tako da
9

združiti znanje biologije in tehnologije za reševanje inženirskih problemov
tehnične naloge.
1.2 Bionika v medicini
Razmislimo o uporabi bioničnih metod in rešitev v medicini

S katero
biološke vede,
vsak človek ni
- to industrijo
krat trči
življenje.
Številni "izumi" narave v starih časih so pomagali

odločiti se
na primer
izvajanje operacij oči
arabskih zdravnikov je že veliko
številne tehnične težave.
operacije,
moj
Torej,
zadaj

pred več sto leti so spoznali lom svetlobnih žarkov
pri prehodu iz enega preglednega okolja v drugega. Študija leče
oči so starodavne zdravnike spodbudile k razmišljanju o uporabi leč,
iz kristala ali stekla, da povečate sliko in nato
in za korekcijo vida.
Zanimivo znanstveno dejstvo o tem, kdaj na enem od vaših potovanj
Gerald Darell je bil prisiljen pristati na stavo, katere pomen
je bilo imenovati štiri izjemne izume in dokazati, da so postavljeni
kot prej
v njih
uporabljeno načelo
živali
prej
Iti,

moški se je tega domislil
uporaba anestezije z osi.

so bili izumi

imenovan
Ko cestne ose "pripravijo" hrano za bodoče ličinke
vsak zdravnik lahko imenuje metode
z injekcijo nevroplegika
uporabljajo metode
prevodna anestezija - ugriz
ki

(živčni agent) v območje velikih živčnih debel
popolnoma paralizira, vendar ne ubije pajka, ki leži nepremično
10

v osjem gnezdu, dokler se ličinke ne pojavijo iz sklopke, za kar
ta hrana je bila pripravljena.To je še en dokaz bionike v akciji.
medicinski
veliko
predstavniki
Iglascarifier, ki se uporablja za
(Na primer,
z namenom izpolnjevanja

orodja imajo
živ
prototip med

mir.
odvzem periferne krvi
splošni krvni test, večkrat
zasnovano
dodeljeno vsakemu izmed nas
po principu, ki popolnoma ponavlja zgradbo netopirjevega zoba,
zdravniki vseh profilov),
je neboleč in
ugriz katerega je po eni strani
po drugi strani pa je vedno v spremstvu
precej močna krvavitev.
Znana batna brizga v veliki meri posnema krvosesno.
aparat za žuželke - komarje in bolhe, katerih ugriz je zagotovljen
vsak človek pozna. Uporablja se med operacijo
igla, ki se uporablja za šivanje notranjih organov in tkiv
človeško, več stoletij ni spremenilo svoje prvotne oblike
- oblike velikih rebernih kosti
in skalpel je še vedno tam
ponavlja obliko pločevine trstike s svojim naravnim rezalnim robom.
ribe,
Vse, kar je bilo v naravi, je sčasoma vneslo v življenje
oseba.
Toda to so le najpreprostejši primeri, ki so dobesedno prišli do nas
skrbi
globine
številne visoko razvite medicinske tehnologije. Tipičen primer
in sodobni razvoj
bionika
stoletja,

je sodobna tehnologija za rekonstrukcijo in dograditev zob
»kitov« sedanjega zobozdravstva
emajl,
biti eden od
in tehnologija podaljševanja nohtov in las, ki se uporablja v kozmetologiji.
Osnova teh tehnologij je konstrukcijski princip morskih spužv,
kot tudi tehniko gradnje gnezd za pete. Oboje je gradbeno
11

Načela temeljijo na kemopolimerizaciji in strjevanju s svetlobo
tehnike.
1.3 Telemedicina
V smeri se bo aktivno razvijala medicina prihodnosti
telemedicina.
Zahvaljujoč novim tehnologijam bo imel pacient dostop do
elektronski zdravstveni karton, se bodo lahko na daljavo posvetovali s
zdravnika in pošlje diagnostične teste v kateri koli laboratorij na svetu.
To bo pomagalo rešiti problem nizke razpoložljivosti kvalificiranih delavcev
pomoč v določenih regijah in oddaljenih naseljih.
Po podatkih raziskave BBC do leta 2019 svetovni trg
telemedicina bo dosegla skoraj 44 milijard dolarjev, kar kaže na povprečno letno rast v višini
17,7 %. V prihodnosti bo razvoj telemedicine omogočil državam
prihranili precej denarja v zdravstvenem sektorju, pravi
poročilo britanskega raziskovalnega podjetja GBI Research.
Telemedicina niso samo posvetovanja z zdravnikom na daljavo, ampak
tudi daljinsko spremljanje bolnikovih indikatorjev. Trenutno aktiven
Trg za nosljive pripomočke, ki lahko snemajo
različni kazalci (EKG, telesna temperatura, krvni tlak itd.)
in te podatke pošljite v zdravstveni dom.
Druga smer je daljinski nadzor medicinskih
opremo. Denimo robotski kirurg da Vinci, s pomočjo katerega
Operacije se lahko izvajajo na daljavo. Kirurg sedi za konzolo in vidi
območje v 3D formatu z večkratno povečavo in uporabo krmilne palice
nadzoruje štirirokega robota, ki se lahko nahaja na kateri koli
12

oddaljenost od njega. Tudi danes se že uporabljajo kompleksi za daljinsko upravljanje
ultrazvočna diagnostika.
Ruski razvoj na področju telemedicine - programska oprema
zagotavljanje Digitalne patologije, katere ključna naloga je povečanje
učinkovitost morfološke stopnje onkološke diagnoze,
zmanjšati verjetnost napak in skrajšati diagnostični čas. Storitev
omogoča patologom delo na daljavo z digitaliziranimi
histološke diapozitive, opravite spletna posvetovanja in pošljite
primerih za posvetovanje z visoko specializiranimi strokovnjaki od koder koli
planeti. Delo na platformi poteka z enako stopnjo svobode kot
pri uporabi medicinskega večglavnega mikroskopa.
1.4 Bionične proteze
Že od pradavnine je bil predmet človeške črne zavisti
sposobnost nekaterih dvoživk, da ponovno zrastejo izgubljene okončine. TO
Žal sanje ostajajo sanje in ranjenci na bojišču oz
Zaradi nesreč so se ljudje prisiljeni zadovoljiti s protezo,
ki se razvijajo sočasno z razvojem tistih, ki jih uporablja človek
tehnologije. Protetika za osebo, ki je izgubila roko ali nogo, je bila nekoč
le malo je bolje kot nič. V tem stoletju so postali
visokotehnološke naprave, ki svojemu lastniku
sposobnosti, ki presegajo sposobnosti običajnega človeka.
Po poškodbi ali med boleznijo se ud amputira. Preostalo
panj je sestavljen iz številnih tkiv: kože, mišic, kosti, krvnih žil in živcev.
Med operacijo kirurg pripelje ohranjen motorični živec do
ostala velika mišica. Po celjenju kirurške rane živca
13

lahko prenaša motorni signal. Ta signal sprejme senzor,
nameščen na protezo. Med zaznavanjem živčnega impulza
vključen je zapleten računalniški program. Zato bionična proteza
lahko izvaja samo tista dejanja, ki so predpisana v tem programu:
vzemite žlico, vilice ali žogo, pritisnite tipko itd. Avtor:
V primerjavi z odsotnostjo uda možnost celo omejenega števila
gibanje je velik napredek. Vendar tudi najboljši in najpopolnejši
bionične proteze še ne morejo opravljati vseh tistih majhnih in natančnih
gibov, ki jih zmore živ ud.
Poglavje 2. Intervju
V svojem praktičnem delu sem se odločil za intervju z osebo
imeti kakršno koli protezo.
Zanima me, kako se človeku spremeni življenje s prihodom proteze.
njegovo telo, kako z njim ravnajo in kako se počuti.
14

Kot primer sem se obrnil na prebivalca mesta Mytishchi.
Dmitry Ignatov, ki ima takšno protezo kot "Electronic Knee
Modul Rheo Knee, proteza Genium X3 (od 3 do 3,8 milijona rubljev) in tek
proteza 3S80 “OTTO BOK” (približno 1 milijon rubljev)”
Slika 1 Proteza
Nogo sem izgubil zaradi vojaške poškodbe – ob namestitvi enote
je padel raketomet. Ko sem se po amputaciji zbudil v bolnišnici,
Mama je rekla: "Imela boš najboljšo protezo, ne skrbi, vse bo v redu."
Globa. Živimo v 21. stoletju in to sploh ni problem.«
Na splošno si danes lahko kupite protezo in državo
nadomesti del denarja. Prvo protezo sem dobil po amputaciji z
delno nadomestilo. In drugega, ki ga zdaj nosim, sem dobil od
država zastonj, a zavoljo nje sem moral skozi kalvarije. Meni
Državi sem moral dokazati, da sem vreden te noge - proteza je zelo
drago in kul. Obe moji protetiki sta elektronski, kar pomeni, da se upogneta
in podaljšati uporabo električne energije, polni mojo nogo kot pametni telefon. to
varne protetike in zmorejo vse, kar zmorejo normalne noge.
15

Moj življenjski slog se po poškodbi ni prav nič spremenil: bil sem aktiven
Človek ostajam in ostajam. Le da imam zdaj več prijateljev
invalidi. Nisem pogosto deležen neposredne diskriminacije. Od
neprijetnost - ni mi všeč, da je pozimi v Moskvi tako spolzko - povsod
polagal ploščice. Škoda je tudi, ko stojiš v bolnišnici ali kakšni drugi
socialni zavod, kjer imaš pravico preskočiti vrsto, pa nisi
želite preskočiti. Sprašujete: »Sem invalid. Ali lahko preskočim vrsto?"
Odgovorijo: "Ne, ne morete." Potem rečeš: "Poslušaj, jaz sem paraolimpijec, jaz
Ukvarjam se s paraolimpijskim športom. Možno je, da bom kmalu tam
braniti našo državo. Lahko greste?" Vendar se je izkazalo, da jih imamo nekaj
ljudje sploh ne vedo, kdo so paraolimpijci. Lansko poletje v Zürichu
V Cybathlonu sem zasedel četrto mesto. V Rusiji nameravam sodelovati
"Cybathletics" - moje ime je voditelj, vendar želim tekmovati, jaz
pripravljati se.
Obožujem javni prevoz. Samo na njem se vozim in to
edina ugodnost, ki jo izkoristim vsak dan. Dajo mi sedež
večinoma babice, ne sedim pa. Včasih ženske in mladi popuščajo
Ljudje. Zgodi se, da se nekam zelo dolgo vozim, potem pa se usedem in vstopim
tipični računovodja in reče: »Mladenič, zakaj za vraga sediš tam?
Tukaj so mesta za invalide.” Pravim: "Poslušaj, če ti povem,
zakaj sedim tukaj, zelo te bo sram.« In nekako ji je nerodno
listi. Če pa to ne deluje, potem imam trik: proteza deluje
gumb, ki ob pritisku zavrti nogo za 360 stopinj. jaz samo
Sede pritisnem, dvignem hlače in “računovodje” takoj izginejo.
16

Slika 2 Zasuk za 360 stopinj
Živim v moskovski regiji, v mestu Mytishchi. Včasih potujem tudi z vlakom.
Občasno je ena oseba na postaji Mytishchi prišla do mene in
ponudil 70 tisoč rubljev na mesec, da sem lahko hodil prosjačiti
vlakom ali stal na kakšni postaji na območju Sergijevega Posada.
Poleti pogosto nosim kratke hlače. Če grem na sprehod v park, zakaj grem
naj oblečem hlače? Moja noga izgleda zelo futuristično
Naravno je, da se ljudje obračajo nanjo.
Ljudje ne marajo invalidov. Nihče nas noče pogledati
TV. Televizija je posel, številke, pa če še kaj
programov o invalidih, potem ne morete prodajati higienskih vložkov, ker bodo
majhne ocene. Programi z invalidi ne trajajo dolgo, v tujini pa
Vsaj obstajajo, poskušajo nekaj narediti, vendar imamo enega poslanca, ki vodi
program v invalidskem vozičku, pa ni zanimivo – za zapisnik. Za
pogledal nas, invalide, potrebujemo samoironijo – moramo bodisi utelesiti
uresničijo se sanje ljudi ali pa se norčujejo drug iz drugega. To kar naprej kričim
vsi so enaki in ni nobenih omejitev: nimaš roke, noge,
17

nekaj psihičnih odstopanj, glavno je, kaj govoriš, kaj ti
ti delaš. Družba je navajena, da je invalid berač. In to je popolnoma
ne na ta način. Smo navadni ljudje, ki živimo, seksamo in hodimo naokoli
trgovine.
2.1 Sklepi
V Rusiji je na splošno odnos do ljudi s protezo enak
- enako nerazvita. Nihče nima vedenjskih vzorcev, kakršni so
ali kako ne ukrepati - pomagati ali ne pomagati. to je v redu,
Glede na to, da pri nas stoletja ni bilo običajno govoriti o
vaše invalidnosti. Mnogi niso imeli niti možnosti zapustiti hiše,
pa še zdaj nekateri ne, npr. invalidi na vozičkih. Moram
v javni sferi je bilo več invalidov in brez poudarka na njih
invalidnost. Če bi imela vsaka televizijska oddaja vsaj enega invalida, torej
v šestih mesecih bodo ljudje nehali jokati ob pogledu na uporabnika invalidskega vozička.
Invalidnost ni nekakšno popuščanje, vsega ti ne morejo odpustiti.
in reci, da je vse, kar počneš, čudovito. Če oseba nima noge
slabo plesal, mu lahko rečeš: "Slabo si plesal." To je to
najbolj enakopraven je govoriti neposredno s človekom.
Zaključek
Vsako živo bitje je popoln sistem, ki je
rezultat evolucije v mnogih milijonih let. Preučevanje tega sistema,
z razkrivanjem skrivnosti zgradbe živih organizmov lahko pridobimo nove
18

možnosti pri gradnji objektov. S pomočjo bionike se človeštvo
poskuša dosežke narave prenesti v svoje tehnične in
socialne tehnologije.
Bionske oblike so prodrle v naš vsakdan in že dolgo
čas bo pri tem igral pomembno vlogo. Študij narave
človeštvo še zdaleč ni končano, vendar smo ga od narave že prejeli
neprecenljivo znanje o racionalni strukturi in oblikovanju, ki
vsekakor dokazuje pomembnost in obetavnost študija znanosti
bionika v vseh njenih vidikih.
Skratka, narava vsebuje milijone idej in modelov za
ustvarjanje.
Seznam uporabljenih virov
1. Bionika v arhitekturi/Česnova Karina/© Škrlatna jadra: način dostopa
https://nsportal.ru/ap/library/nauchnotekhnicheskoe
tvorchestvo/2017/01/03/issle
25.11.2017
2. Bionične proteze/Larissa Neboga/© 2017 “FB”: način dostopa
http://fb.ru/article/196231/bioni
printsiprabotyi25.11.2017
19

Chesnova Karina

V tem delu na temo "Bionika v arhitekturi: narava je graditelj, človek posnemalec?" opravljena je bila analiza in posplošitev principov arhitekturne bionike za različne gradbene, tehnične objekte in objekte.

Prenesi:

Predogled:

Občinska proračunska izobraževalna ustanova

Srednja šola št. 9

Vyksy, regija Nižni Novgorod

BIONIKA V ARHITEKTURI:

NARAVA JE GRADITELJ, ČLOVEK JE POSNEMALEC?

Oddelek za fiziko in matematiko

Fizični del

Delo končano

Učenka 10. razreda srednje šole MBOU št. 9

Chesnova Karina Akhlimanovna

Znanstveni svetnik:

Učitelj fizike Srednja šola MBOU št. 9

Demina Elena Konstantinovna.

Vyksa

2012

Povzetek………………………………………………………………………………3

Uvod……………………………………………………………………………………..4

1. Teoretični del

1.1 Zgodovina nastanka znanosti "Bionika"……………………………………...6

1.2 Bionika kot sodobna smer v fiziki…………………………..8

1.3 Arhitekturna in gradbena bionika in njene smeri..………………...10

2 Praktični del

2.1 Uporaba objektov žive narave v arhitekturni praksi......12

2,2 str v arhitekturi…………...14

…………………………..15

2.4 Skladnost bioloških sistemov z gradbenimi in tehničnimi strukturami in objekti………………………………………………………….17

2.5 Primerjava Eifflovega in Šuhovega stolpa…………………………………….18

Zaključek……………………………………………………………...…..21

Literatura………………………………………………………………22

opomba

V tem delu na temo "Bionika v arhitekturi: narava je graditelj, človek posnemalec?" Analiziral in povzel sem principe arhitekturne bionike pri različnih gradbenih, tehničnih objektih in objektih. To je postalo mogoče po preučevanju znanstvene literature na temo "Bionika. Arhitekturne strukture".

torej namen tega dela postati

Raziskovalne metode:

študij znanstvene literature;

Kot rezultat študije je bilo potrjenohipotezo, da je narava graditeljica vsega na svetu, človek pa njen posnemalec.

Mislim, da je moje delo Bionika v arhitekturi: narava je graditelj, človek posnemalec? bo zanimiv za tiste, ki jih zanima vse novo, moderno in perspektivno, ki sanjajo o svojem toplem in prijetnem domu po načelih arhitekturne bionike.

Uvod

Ste vedeli, da naj bi čez 15 let v Šanghaju nastalo navpično stolpno mesto (po ocenah znanstvenikov bi v 20 letih prebivalstvo Šanghaja lahko doseglo 30 milijonov ljudi)?! Stolpno mesto je zasnovano za 100 tisoč ljudi, projekt temelji na "načelu lesene konstrukcije".

In še nekaj: arhitekt P. Soleri je po analogiji z zvitim živim listom zasnoval več kot kilometer dolg most čez reko. Te primere je mogoče nadaljevati z nič manj neverjetnimi primeri.

Zanimalo me je izvedeti več o tem. Kot rezultat mojih iskanj sem se seznanil z enim od področij sodobne fizike - znanostjo. bionika in njena vrsta - arhitekturna bionika.

In spet so se pojavila vprašanja. Na primer, ali lahko človek prezre mamljivo idejo, da bi z lastnimi rokami ustvaril tisto, kar je narava že ustvarila?

Človeška vrsta obstaja že približno sto tisoč let. Seveda se je človek na začetku učil graditi iz narave. Živali, ribe, ptice so nato človeku »nakazovali«, kaj in kako naj naredi, da bi zanj rešil pereče »tehnične težave«.

Kaj pa sodobni človek? Obdaja se s številnimi zapletenimi stroji, živi v svetu visokih hitrosti, se spet priklanja naravi. Zakaj? Kajti človek že sedaj opaža veliko prednosti v stvaritvah narave pred svojimi stvaritvami. Navsezadnje ima živa narava najbolj zapletene materiale, naprave in tehnološke postopke v primerjavi z vsem, kar pozna znanost. Prav iz namenskega "kukanja" narave se je rodila nova znanost - bionika.

Po drugi strani pa lahko navedemo povsem nasproten primer: Človek je izdelal kolo, ki mu je služilo nemalo. Znano pa je, da takšnega prototipa v naravi ni. Torej ni vedno vredno posnemati narave?

Kdo je pravi graditelj vsega na svetu: narava ali človek? Kakšna so načela arhitekturne bionike in njenih gradbenih tehnologij?

Iskanje odgovorov na ta vprašanja je privedlo do pisanja raziskovalne naloge na temo “Bionika v arhitekturi: narava je graditelj, človek posnemalec?”

Relevantnost raziskav.Razvoj arhitekturne bionike je v veliki meri vnaprej določen s časom. Menim, da je to danes eno najbolj relevantnih področij. In to je povezano s splošno idejo vrnitve k naravi, ki jo danes lahko zasledimo na številnih področjih človekove dejavnosti.

Tehnokratski razvoj zadnjih desetletij si je človekov način življenja skoraj popolnoma podredil. Pravzaprav smo postali prebivalci umetne "narave", ustvarjene iz stekla, betona in plastike, katere ekološka združljivost z življenjem živega organizma se vztrajno približuje ničli. Arhitekturna bionika je lahko eden od načinov vzpostavitve ravnovesja in vrnitve k naravi.

Pred začetkom raziskave sem zase izpostavil naslednje: hipoteza: narava je glavni graditelj vsega na svetu, človek pa le njen posnemalec.

torej namen tega dela postati proučevanje principov arhitekturne bionike, raziskovanje možnosti in učinkovitosti njihove uporabe za reševanje inženirskih problemov.

Glavni cilji raziskovalnega dela:

1) preučiti smeri in principe razvoja arhitekturne bionike;

2) oceniti učinkovitost njihove uporabe za reševanje tehničnih problemov;

3) najti ujemanje bioloških sistemov z gradbenimi in tehničnimi strukturami in sredstvi;

4) primerjati svetovno znane arhitekturne objekte (Eifflov in Šuhov stolp) z vidika arhitekturne bionike.

Raziskovalne metode:

študij znanstvene literature;
primerjalna analiza dobljenih rezultatov.

1. Teoretični del

1.1 Zgodovina nastanka znanosti "bionika"

Človekova vedoželjna misel že od nekdaj išče odgovor na vprašanje: ali lahko človek doseže isto, kar je dosegla živa narava? O tem je človek sprva lahko le sanjal – da bi se naučil delati to, kar je narava že naredila v odnosu do drugih živih bitij.

Zamisel o uporabi znanja o živi naravi za reševanje inženirskih problemov pripadaLeonardo da Vinciki je poskušal zgraditi leteči stroj - ornitopter , pri čemer je za prototip vzel ptičja krila. Zato je poskušal poskusiti poustvaritistruktura ptičjega krilain mehanizem, ki ga spravi v gibanje.

Renesančni znanstveniki so upali, da bodo želeno rešitev dosegli s strogimi matematičnimi izračuni in izračuni ter ustvarjanjem ustreznih mehanskih struktur. Navsezadnje je takrat mehanika, ki temelji na matematiki, zasedla vodilno mesto med vsemi nastajajočimi panogami strojnega naravoslovja; Zato se je takrat morda zdelo, da bodo vse skrivnosti narave razrešene prav s pomočjo mehanike in na njeni podlagi.

V skladu s tem si je človek prizadeval ustvariti mehanske modele, ki bi lahko posnemali predmete in naravne pojave, ki so ga zanimali.

Ko je napredek znanosti privedel do odkritja temeljnih zakonov ne samo mehanike, ampak tudi fizike, kemije, biologije in drugih vej naravoslovja, se je izkazalo, da z zanašanjem na te zakone in njihovim postavljanjem v osnovo ustrezne tehnične naprave, se lahko ena za drugo začnejo uresničevati človekove dolgoletne sanje.

Toda kako drugačne od živih bitij so se izkazale strukture, naprave, orodja in naprave, ki jih je ustvaril človek!

Dovolj je primerjati organ vida - oko - katere koli živali z nekaterimi optičnimi napravami in instrumenti, ki jih je oblikoval človek, da se prepričamo, koliko popolnejši je naravni organ v primerjavi z umetno napravo.

Človek se je danes delno vrnil k svoji prvotni ideji - čim bolj popolno in natančno v tehniki preslikati doseženo v živi naravi, reproducirati v obliki specifičnih tehničnih rešitev. Tako se je rodila nova znanost – bionika.

Tako kot številna druga pomembna področja sodobnega znanstvenega in tehnološkega napredka (na primer kibernetika) je bionika zrasla iz neposrednih zahtev industrijske prakse. Nastala je na stičišču biologije in tehnike, predvsem radioelektronike in tehnične kibernetike.

Tu so tako široko ločene veje človeškega znanja in praktične dejavnosti, kot soBIOLOGIJA IN TEHNIKA.

Ime "bionika" izhaja iz starogrškega korena "bion" - element življenja, celica življenja ali natančneje elementi biološkega sistema. Bistvo bionike je sinteza znanja, nabranega v različnih vedah.

Torej, bionika - uporabna veda, ki proučuje zakonitosti nastajanja in oblikovanja strukture žive narave z namenom povezovanja znanja biologije in tehnologije za reševanje inženirskih problemov.

1.2 Bionika kot sodobna smer v fiziki

Spraševal sem se, ali obstaja datum rojstva znanosti "bionika"? Izkazalo se je, da obstaja. Uradni datum rojstva bionike - ene od novih ved, ki so se pojavile v zadnjem 20. stoletju - na splošno velja za 13. september 1960 . - otvoritveni dan prvega ameriškega nacionalnega simpozija na temo "Živi prototipi umetnih sistemov - ključ do nove tehnologije."

Ni treba posebej poudarjati, da je izvedba takšnega simpozija postala mogoča le zato, ker se je do takrat nabrala velika količina podatkov o principih organizacije in delovanja živih sistemov, pojavile pa so se tudi možnosti za praktično uporabo pridobljenega znanja za reševanje številne pereče tehnične težave.

Več jih je vrste bionike:

- biološka bionika, preučevanje procesov, ki se pojavljajo v bioloških sistemih;

- teoretična bionika, ki gradi matematične modele teh procesov;

- tehnična bionika, ki uporablja teoretične modele bionike za reševanje inženirskih problemov.

Danes bioniko delimo na dve vrsti:

nevrobionika;
arhitekturna in gradbena bionika.

Nevrobionika - znanost o organiziranju tehničnih sistemov iz nevronom podobnih elementov. Glavna področja nevrobionike so proučevanje živčnega sistema ljudi in živali ter modeliranje živčnih celic – nevronov in nevronskih mrež, kar omogoča izboljšanje in razvoj elektronske in računalniške tehnologije.

Zanimala me je še ena smer bionike - arhitekturno-gradbena bionika, katere podrobnejši opis bom podal v nadaljevanju.

S preučevanjem informacij o bioniki iz različnih virov sem prišel dougotovitev, da še vedno ni konsenza o vsebini te vede.

Mnogi strokovnjaki menijo, da je bionika nova veja kibernetike, drugi jo pripisujejo biološkim znanostim, a očitno imajo najbolj prav tisti, ki bioniko ločujejo kot samostojno znanost. Ampak nekaj sem zagotovo razumel:bionika je morda najbolj priljubljena izmed mladih ved, ki so nastale v dvajsetem stoletju in se razvijajo v 21..
To sem tudi ugotovil bionika ima simbol: prekrižan skalpel, spajkalnik in integralni znak... Ta združitev biologa, tehnika in matematika nam omogoča upati, da bo znanost bionike prodrla tja, kamor še nihče ni prodrl, in videti, česar še nihče ni videl ... ... Morda razvoj bionike bo kmalu naredil marsikaj nenavadnega v svetu tehnologije... In to me še bolj privlači v tej znanosti.

Slika 1 Simbol bionike

1.3 Arhitekturna in gradbena bionika in njene usmeritve

Do danes se je v arhitekturi razvila paradoksalna situacija. Na eni strani hiter razvoj gradbenih tehnologij, teorij konstrukcijskih izračunov, proizvodnje novih materialov, sistemov računalniškega načrtovanja, na drugi strani pa ista oseba (arhitekt, naročnik, bodoči potrošnik), katere zmožnosti so formalno omejene le glede na proračun in domišljijo. V tej situaciji so se arhitekti neizogibno posvetili živi naravi.

Glede na možnosti izvajanja najzahtevnejših inženirskih zamisli si človek ni mogel pomagati, da ne bi usmeril pozornosti na rezultat dejavnosti najbriljantnejšega arhitekta vesolja - narave. Skozi milijone let je ustvarila tako popolne oblike in strukture, ki so popolnoma organizirane, harmonično delujejo med seboj in so v ravnovesju z okoljem. Možnost uporabe izkušenj žive narave pri gradnji sodobnih arhitekturnih objektov je postala predmet proučevanja te arhitekturne smeri.

Arhitekturna in gradbena bionika– veda, ki proučuje zakonitosti nastajanja in oblikovanja strukture živih tkiv, analizira strukturne sisteme živih organizmov na principu varčevanja z materialom, energijo in zagotavljanja zanesljivosti.

Do začetka osemdesetih let prejšnjega stoletja se je arhitekturna bionika po zaslugi dolgoletnih prizadevanj skupine strokovnjakov iz TsNIELAB (laboratorij arhitekturne bionike) končno pojavila kot nova smer v arhitekturni znanosti in praksi. Nastale so številne arhitekturne zasnove, testirane so bile nove zasnove, napisanih in objavljenih na stotine člankov ...

Kot rezultat dolgoletnega teoretičnega in eksperimentalnega projektiranja v laboratoriju Yu.S. Lebedeva je glavnismeri razvoja arhitekturne bionike kot vede:

Osnovna teoretična načela;

Metode arhitekturno-bioničnega modeliranja;

Uporaba oblik žive narave v arhitekturni praksi;

Problemi oblikovanja žive narave;

Vprašanja zagotavljanja vitalne aktivnosti živih sistemov;

Problem uporabe naravnih manifestacij harmonije v arhitekturi - plastičnost, proporci, ritmi, simetrija - asimetrija;

Študij tektonskih oblik žive narave, principov njihovega preoblikovanja in sposobnosti naravnih struktur, da akumulirajo elastično energijo;

Vprašanja harmoničnega oblikovanja arhitekturnega in naravnega okolja (ekološki vidik arhitekturne bionike).

Vsako od področij arhitekturne bionike ima relativno samostojen pomen, vendar so vsa usmerjena v reševanje enega samega problema izboljšanja arhitekturnih oblik in njihovega usklajevanja.

Arhitekturna bionika je danes, na začetku 21. stoletja, še posebej pomembna, saj obravnava v celoti sistem »divjad (okolje) – arhitektura (tehnologija) – človek,« zahvaljujoč kateri imata družbena in tehnična sfera možnost, da razvijati v harmonični povezanosti z okoliško naravo.

Razvoj arhitekturne bionike je v veliki meri vnaprej določen s časom. Lahko rečemo, da je to danes eno najbolj relevantnih področij. In to je povezano s splošno idejo vrnitve k naravi, ki jo danes lahko zasledimo na številnih področjih človekove dejavnosti.

2 Praktični del

2.1 Uporaba objektov žive narave v arhitekturni praksi

Med raziskovanjem sem ugotovil: izkazalo se je, da so bili principi žive narave v gradbeništvu in tehnologiji uporabljeni že prej, čeprav v večini primerov nezavedno.

Na primer, ne tako dolgo nazaj, v drugi polovici 20. stoletja, so inženirji povsem nepričakovano ugotovili, da moč Eifflov stolp zaradi dejstva, da se njegova zasnova natančno ponavljastruktura človeške golenice(tudi koti med nosilnimi površinami sovpadajo),čeprav inženir pri ustvarjanju stolpa ni uporabil živih modelov. Golenica - sNajmočnejša kost našega okostja, nosi največje breme pri vzdrževanju telesa v pokončnem položaju. Ta kost lahko prenese obremenitev do 1500 kg (čeprav je njena masa le okoli 0,5 kg), tj. približno 25-kratna njena običajna obremenitev. To je meja tehnične trdnosti naravne strukture.

Drug primer: struktura sodobnih visokih stavb (Ostankinski stolp, tovarniški dimnikiitd.) je popolnoma podobenstruktura žitnih stebel, ki lahko prenesejo velike obremenitve in se ne zlomijo pod težo socvetja. Če jih veter upogne k tlom, hitro povrnejo navpični položaj. Kaj je skrivnost? Izkazalo se je, da je njihova struktura podobna zasnovi sodobnih visokih tovarniških cevi. Obe strukturi sta znotraj votli. Sklerenhimske niti rastlinskega stebla delujejo kot vzdolžna ojačitev. Internodije (vozlišča) stebel so obroči togosti. Ob stenah stebla so ovalne navpične praznine. Vlogo spiralne ojačitve, nameščene na zunanji strani cevi v steblu žitnih rastlin, igra tanka lupina. Inženirji pa so do svoje konstruktivne rešitve prišli sami, brez »poziranja« v naravo. Identiteta strukture je bila razkrita kasneje.
___ _ Podobno oblikovanju drevesni list olimpijska stavba je bila pokrita -kolesarska steza v Krylatskoye(mesto Moskva).

V zadnjih letih je bionika potrdila, da je večino človeških izumov narava že »patentirala«. Izum 20. stoletja, kot jezadrge in ježki» , je bil narejen na podlagistruktura ptičjega perja. Pernate brade različnih vrst, opremljene s kavlji, zagotavljajo zanesljiv oprijem.

Znana španska arhitekta M. R. Cervera in J. Ploz, aktivna privrženca bionike, sta leta 1985 začela raziskovati »dinamične strukture«, leta 1991 pa sta organizirala »Društvo za podporo inovacijam v arhitekturi«. Projekt je razvila skupina pod njihovim vodstvom, v kateri so bili arhitekti, inženirji, oblikovalci, biologi in psihologi.« Vertikalno bionično stolpno mesto». Čez 15 let naj bi se v Šanghaju pojavilo stolpno mesto (po mnenju znanstvenikov bi lahko v 20 letih prebivalstvo Šanghaja doseglo 30 milijonov ljudi). Stolpno mesto je zasnovano za 100 tisoč ljudi, projekt temelji na "načelo oblikovanja lesa».
___ _ Mestni stolp bo imel obliko ciprese z višino 1228 m z obsegom ob vznožju 133 krat 100 m, na najširšem delu pa 166 krat 133 m. Stolp bo imel 300 nadstropij, ki bodo ki se nahajajo v 12 navpičnih blokih po 80 nadstropij. Med bloki so estrihi, ki delujejo kot nosilna konstrukcija za vsako etažo bloka. Znotraj blokov so različno visoke hiše z navpičnimi vrtovi. Ta dovršena zasnova je podobna strukturi vej in celotne krošnje ciprese. Stolp bo stal na pilotni podlagi po principu harmonike, ki ni vkopan, temveč se z višino razvija v vse smeri - podobno kot se razvija koreninski sistem drevesa. Nihanja vetra v zgornjih nadstropjih so zmanjšana: zrak zlahka prehaja skozi zgradbo stolpa. Za obloga stolpa bo uporabljen poseben plastični material, ki posnemaporozna površina kože. Če bo gradnja uspešna, je predvidena izgradnja še več takšnih gradbenih mest.
___ _

V arhitekturni in gradbeni bioniki je veliko pozornosti namenjeno novim tehnologijam gradnje. Na primer, na področju razvoja učinkovitih in brezodpadnih gradbenih tehnologij je obetavna smerustvarjanje večplastnih struktur. Ideja je bila izposojena priglobokomorskih mehkužcev. Njihove trpežne lupine, kot so na primer razširjene morske ušesa, so sestavljene iz izmenjujočih se trdih in mehkih plošč. Ko trda plošča poči, deformacijo prevzame mehka plast in razpoka ne gre dlje. To tehnologijo je mogoče uporabiti tudi za pokrivanje avtomobilov.

2,2 str problemi nastajanja žive narave v arhitekturi

Bionske zgradbe poleg zgradb, katerih zasnova temelji na načelih in strukturah žive narave, vključujejo tudi tiste, ki ne posnemajo bioloških struktur, temveč obrazci.

In prvi, ki je začel reproducirati oblike narave v arhitekturi, se šteje za španskega arhitekta Antonio Gaudi . In to je bil preboj! Morda so njegove najbolj osupljive stvaritve v bioničnem slogu Casa Vicens in Casa Mila v Barceloni (1883-1888), El Capriccio v mestu Comillas (1883-1885). Kasneje, v letih 1900 - 1914, je Antonio Gaudi v Barceloni zgradil edinstven arhitekturni kompleks - Park Guell , katerega številne zgradbe ne posnemajo le različnih naravnih oblik – od morskih kač do ptičjih gnezd in drevesnih debel, temveč se dobesedno vraščajo v naravno krajino – griče in terase. Še danes park imenujejo »narava, zamrznjena v kamnu«.

Rudolf Steiner je v zgodnjih dvajsetih letih prejšnjega stoletja uporabil naravne oblike pri gradnji svojega antropozofskega središča Goetheanum.

Nato se je pojavil nebotičnik v obliki kumare v Londonu.

Nedavno je bionično arhitekturo mogoče videti v Rusiji. Leta 2003 so v Sankt Peterburgu po načrtih arhitekta Borisa Levinzona"Hiša delfinov" in okrašena dvorana znane klinike Medi-Aesthetic.

2.3 Ekološki vidik arhitekturne bionike

Ljudje vedno težimo k udobnemu stanovanju. Za nas je vedno pomembno, da kraj, kjer živimo, delamo in se sprostimo, ustreza našemu notranjemu pogledu na svet. Toda na žalost nam sovjetska gradnja zaradi določenih okoliščin ni mogla dati tistega, kar smo želeli. Šele pred kratkim, namreč pred 10-15 leti, se je naša družba lahko na lastne oči prepričala, da "Hruščov" in "sveče" niso največje sanje. Življenje v metropoli je oseba nenehno v stresnem stanju. Enakovrstne stolpnice z vrstami enakih oken, sivi toni, beton in »ultramoderne« zgradbe s svojo zatiralsko višino delujejo depresivno na psiho. Ta negativni učinek lahko odpravite tako, da svoj dom spremenite v kraj počitka za oči in točko estetskega polnjenja.

Drugi koncept bionične arhitekture je ustvarjanje eko hiše , ki so zgrajeni iz naravnih materialov, se organsko vklapljajo v naravno krajino in so avtonomni, samozadostni sistemi.

S tega vidika lahko še poznane vaške hiše, ki so del povsem avtonomnega sistema individualnih podeželskih kmetij, uvrstimo med bionično arhitekturo. Vse so neke vrste eko hiše s to razliko, da je sodobni koncept eko hiše šel še korak dlje: danes se pri snovanju okolju prijaznih stanovanj veliko pozornosti posveča razvoju sistemov, ki bi možno je uporabiti energetske vire narave, da svojim prebivalcem zagotovi sodobne koristi civilizacije - svetlobo, toploto, toplo vodo.

Tako ali drugače si vsa področja arhitekturne bionike zaslužijo pozornost. Še bolj zanimiva in smotrna se zdi sinteza teh področij. Številni arhitekti se trenutno aktivno ukvarjajo s projekti, ki združujejo vsa bionska načela – reproducirajo strukture in sisteme žive narave, posnemajo njene oblike in so okolju prijazni.

Zdaj, na primer, znanstveniki poglobljeno preučujejo mehanizem fotosinteze. Z njihovega vidika je ta proces, skupaj s številnimi drugimi funkcijami zelenih plošč, mogoče uporabiti za ustvarjanje tako imenovanih "dihajočih" sten, membranskih streh ali nove generacije okolju prijaznih gradbenih materialov.

Zanimalo me jeeko hiše iz okolju prijazne slame. Slama je nenavadno dostopen in poceni material. Za pridelavo dovolj slame za gradnjo ene hiše s površino 70 m 2 , potrebujete od 2 do 4 hektarje zemlje. Pri tem se uporablja tisto, kar bi običajno veljalo za odpadek. Navsezadnje se glavnina slame, ki ostane po spravilu, sežge. Slamnati bloki so odličen toplotni izolator. Mnogi od tistih, ki živijo v slamnatih hišah, ugotavljajo, da so njihovi stroški ogrevanja vedno za polovico manjši kot pri sosedih, ki živijo v običajnih hišah.
Toplotna prevodnost zidov iz slamnatih blokov je precej nižja kot pri zidovih iz klasičnih materialov. Zlasti slama je 4-krat boljša od lesa v smislu učinkovitosti. Kar zadeva opeko, v tem primeru govorimo o sedemkratni superiornosti. Gradnja hiš iz slamnatih bal je obetavna tehnika. Najprej je to posledica nizkih stroškov gradnje in enostavnosti gradnje. Poleg tega je veliko prostora za eksperimentiranje in manifestacije individualne ustvarjalne misli.

Že zdaj se v mestih po vsem svetu pojavlja vedno več "bimorfnih" zgradb, ki presenetijo s svojo lepoto in harmonijo; sončne celice in drugi alternativni viri energije se vedno bolj uporabljajo pri načrtovanju stanovanjskih zgradb in javnih zgradb. Morda bodo nekoč naše hiše izgledale kot ptice, drevesa ali rože, ki se bodo zlivale z okoliško pokrajino, tehnične rešitve pa nam bodo omogočile, da dihamo čist zrak in živimo v naravnem okolju, ne da bi ga poškodovali.

2.4 Skladnost bioloških sistemov z gradbeno-tehničnimi objekti in objekti

Po preučevanju in analizi znanstvene literature in internetnih informacij o obravnavani temi sem se odločil, da vse najdeno gradivo povzamem na kratko. Ti podatki so predstavljeni v primerjalni tabeli 1.

Tabela 1 " Skladnost bioloških sistemov z gradbenimi in tehničnimi objekti in objekti"

Načelo arhitekturne bionike	Biološki (naravni) sistem	Primer tehnične strukture ali objekta
Strukture divjih živali	Zgradba golenice	Eifflov stolp (Pariz)
	Zgradba žitnih stebel	TV stolp Ostankino (Moskva), tovarniški dimniki
	Oblikovanje drevesnih listov	Kolesarska steza v Krylatskoye (Moskva0
	Oblikovanje zvitega živega lista	1 km dolg most čez reko (P. Soleri)
	oblikovanje drevesa	Vertical Tower City (Šanghaj, po 15 letih)
	Porozna površina kože	Oblaganje zgradb
	Lupine globokomorskih mehkužcev	Izdelava večplastnih gradbenih konstrukcij, premazovanje avtomobilov
	Struktura ptičjega perja	Zadrge in ježki
	Zgradba ptičjega krila	Letalo ornitopter Leonarda da Vincija
Oblike žive narave	Od morskih kač do ptičjih gnezd in drevesnih debel	Park Guell A. Gaudi (Španija)
	kumare	Nebotičnik v Londonu
	Delfin	"Dolphin House" v Sankt Peterburgu
		Nebotičnik SONY na Japonskem
		Stavba uprave banke NMB na Nizozemskem
	Motivi školjk in ptičjih kril	Sydneyjska operna hiša
Prijaznost do okolja	Okolju prijazni naravni materiali: les, glina, slama	Eko hiše, pasivne hiše
Prijaznost do okolja	Mehanizem fotosinteze: funkcije zelenega lista	“Dihajoče” stene, membranska kritina, nova generacija okolju prijaznih gradbenih materialov

2.5 Primerjava Eifflovega in Šuhovega stolpa

Menim, da je osupljiv primer enotnosti zakona o oblikovanju naravnih in umetnih struktur svetovno znana tristometrska kovinska odprta struktura - Eifflov stolp v Parizu.

Gustav Eiffel je leta 1889 narisal Eifflov stolp. Ta struktura velja za enega najzgodnejših jasnih primerov uporabe bionike v inženirstvu. Zasnova Eifflovega stolpa temelji na znanstvenem delu švicarskega profesorja anatomije Hermanna von Meyerja. 40 let pred gradnjo pariškega inženirskega čudeža je profesor pregledal kostno strukturo glavice stegnenice na mestu, kjer se ta upogne in pod kotom vstopa v sklep. In vendar se kost iz nekega razloga ne zlomi pod težo telesa. Osnova Eifflovega stolpa je podobna kostni strukturi glave stegnenice. Leta 1866 je švicarski inženir Karl Kuhlmann zagotovil teoretično podlago za von Meyerjevo odkritje, 20 let kasneje pa je Eiffel uporabil naravno porazdelitev obremenitve z uporabo ukrivljenih čeljusti

Živim v Vyksi, mestu z bogato zgodovinsko in kulturno dediščino,ki je skrbnik najbogatejših industrijskih tradicij. Med spomeniki industrijske dediščine v Vyksi so edinstvene inženirske strukture V.G. Šuhova, ki jih strokovnjaki obravnavajo kot potencialne objekte svetovne kulturne dediščine.

Začela me je zanimati primerjava dveh svetovno znanih stolpov: Eifflovega in Šuhovega, predvsem z vidika arhitekturne bionike.

Izkazalo se je, da so bila načela arhitekturne bionike uporabljena pri gradnji le Eifflovega stolpa, zasnova Šuhovljevega stolpa pa temelji na matematičnem modeliranju enolistnega hiperboloida (in to se je celo izkazalo za ekonomsko upravičeno in za široko uporabo!). Ali to pomeni, da je človeška misel stopila dlje od naravne?

Rezultati moje študije so predstavljeni v tabeli 2.

tabela 2 "Primerjava Eifflovega in Šuhovega stolpa"

Primerjalna vprašanja	Eifflov stolp	Šuhov stolp
Inženir oblikovanja	Alexandre Gustave Eiffel(1832-1923) - francoski inženir, specialist za načrtovanje jeklenih konstrukcij.	Vladimir Grigorjevič Šuhov (1853-1939) Ruski inženir, izumitelj, znanstvenik, častni akademik, junak dela, član Centralnega izvršnega komiteja ZSSR.
Čas in kraj pojavljanja	Zgrajena leta 1889 v Parizu kot vhodni lok na svetovno razstavo. Spada med najimenitnejše tehnične strukture 19. stoletja in je kasneje postal edinstven simbol glavnega mesta Francije.	Zgrajen za Vseslovenska industrijska in umetniška razstava V Nižni Novgorod, ki je potekal 28. maja (9. junij ) do 1. oktobra () leta.
Načelo načrtovanja zgradbe	Osnova Eifflovega stolpa jekvadrat s stranico 123 metrov. Njegov spodnji nivo, ki izgledaprisekana piramida, sestavljen iz štirih močnih nosilcev, katerih rešetkaste strukture, ki se med seboj povezujejo, tvorijo ogromne loke. Stolp ima več ploščadi in ploščadi. V številnih vidikih gradnje stolpa je Eiffel postal pionir: raziskave lastnosti in plasti prsti, uporaba stisnjenega zraka in kesonov za izdelavo temeljev, namestitev 800-tonskih dvigalk za prilagoditev položaja stolpa in posebnih montažni žerjavi za delo na višini. V procesu dela so se rojevali novi gradbeni stroji in oprema.	Enolistni hiperboloid in hiperbolični paraboloid - dvakrat ravnane površine , torej skozi katero koli točko takšne ploskve lahko narišemodve sekajoči se črti, ki bosta v celoti pripadali površini. Nosilci so nameščeni vzdolž teh ravnih linij, ki tvorijo značilno mrežo.Ta zasnova jetežka: če so nosilci povezanina tečajih bo hiperboloidna struktura pod vplivom zunanjih sil še vedno ohranila svojo obliko. Za visoke konstrukcije je glavna nevarnost obremenitev vetra, za rešetkasto strukturo pa je majhna. Zaradi teh lastnosti so hiperboloidne strukture vzdržljive kljub nizki porabi materiala. Po obliki so odseki Šuhovljevega stolpa revolucijski hiperboloidi iz enega lista, izdelani iz 80 ravnih jeklenih nosilcev, ki s svojimi konci počivajo na obročastih osnovah.Višina stolpa - 25m.
Specifikacije	Stolp z neverjetno lahkoto dvigne 7 tisoč ton kovinskih konstrukcij, kot da so vtkane v neverjetno čipko, na več kot 300 metrov. Teža stolpa je 10.000 ton in je razporejena na 4 nosilce tako, da pritisk ne presega 4 kg na kvadratni centimeter (to je enak pritisku na stol, na katerem le ena oseba tehta 80 kg). kg sedi). Osnovna površina je 130 kvadratnih metrov, število korakov stopnišča je 1665 v vzhodnem nosilcu.	Ažurna jeklena konstrukcija združuje moč in lahkotnost: na enoto višine Šuhovljevega stolpa je bilo uporabljeno trikrat manj kovine kot na enoto višine Eifflovega stolpa v Parizu. Projekt Šuhov stolp z višino 350 metrov tehta približno 2200 ton, Eifflov stolp z višino 300 metrov pa tehta približno 7300 ton.
Načela arhitekturne bionike	Osnova Eifflovega stolpa je podobna kostni strukturi glave stegnenice. Struktura Eifflovega stolpa je po strukturi podobna človeški golenici in je zaradi tega dovolj močna.
Operativni cilji	Najprej kot vhodni lok svetovne razstave, nato kot radijski stolp in turistično središče – simbol Francije.	Prvi stolp v Nižnem Novgorodu je vodni stolp
Podobni znani modeli	Analog Eifflovega stolpa z višino 275 metrov bo zgrajen v Mumbaju v Indiji. To je nebotičnik z ekskluzivnimi apartmaji. Stolp naj bi imel 90 nadstropij.	Radijski stolp na Šabolovki v Moskvi (150m) -1922; Vodni stolp na ozemlju metalurškega obrata Vyksa (40 m) - konec 19. stoletja. Skupno je V. G. Šuhov v svojem življenju zgradil približno 200 hiperboloidnih stolpov za različne namene.
Trenutna uporaba	Toda Eifflov stolp ni znan po svojih značilnostih ali edinstvenih tehničnih rešitvah. Danes je najbolj prepoznavna in priljubljena znamenitost na svetu, vsako leto ga obišče približno 6 milijonov turistov, skupno pa je stolp v svoji zgodovini obiskalo približno 300 milijonov gostov.	Šuhov stolp je ena največjih arhitekturnih zgradb in vrhunec inženiringa, predmet kulturne dediščine. Mednarodni strokovnjaki Šuhovljev stolp priznavajo kot enega najvišjih dosežkov inženirske umetnosti.

Zaključek

Vsako živo bitje je popoln sistem, ki je rezultat evolucije skozi milijone let. S preučevanjem tega sistema, razkrivanjem skrivnosti strukture živih organizmov, lahko pridobite nove priložnosti pri gradnji struktur. S pomočjo bionike poskuša človeštvo prenesti dosežke narave v lastne tehnične in družbene tehnologije.

Kot rezultat dela na študiji na temo "Bionika v arhitekturi: narava je graditelj, človek je imitator?" Prišel sem do naslednjegarezultati in zaključki:

se seznanili z definicijo, zgodovino nastanka in vrstami znanosti o bioniki kot enem izmed področij sodobne fizike;
preučeval principe arhitekturne bionike in našel njihovo skladnost v praksi;
ugotovil, da je arhitekturna bionika eno najsodobnejših in obetavnih področij sodobne inženirske znanosti, ki ponuja praktično neomejene možnosti za ustvarjanje arhitekturnih struktur in reševanje številnih tehničnih problemov;
eko hiša - hiša prihodnosti;
zasnova Eifflovega stolpa temelji na bioničnem principu, zasnova Šuhovega stolpa pa ne (matematično modeliranje enolistnega hiperboloida). Izkazalo se je celo, da je stroškovno učinkovito in široko uporabljeno!
Kljub zadnji ugotovitvi je moja hipoteza, da je narava graditeljica vsega na svetu, človek pa njen posnemalec, še vedno na splošno pravilna.

Bionske oblike so prodrle v naše vsakdanje življenje in bodo v njem še dolgo igrale pomembno vlogo. Preučevanje narave s strani človeštva še zdaleč ni končano, vendar smo od narave že prejeli neprecenljivo znanje o racionalnem ustroju in oblikovanju, kar seveda dokazuje ustreznost in obetavnost preučevanja znanosti o bioniki v vseh njenih vidikih.

Z eno besedo, narava vsebuje milijone idej in modelov za ustvarjanje.

Bibliografija

Kreizmer L.P., Sočivko V.P., Bionika, 2. izd., M., 1968
Lebedev Yu.S., Rabinovich V.I. in drugi Arhitekturna bionika, Stroyizdat, 1990
Martek V., Bionika, prev. iz angleščine, M., 1967
Ignatiev M.B. "Artonika". Članek v referenčnem slovarju "Sistemska analiza in odločanje". Višja šola, M., 2004
Težave z bioniko. sob. art., rep. izd. M.G. Gaase-Rapoport, M., 1967
Belkova E.V. Interdisciplinarni izbirni predmet “Izumitelj - Narava”. Članek v reviji "Moderna lekcija" št. 8. 2009
Poslovni časopis Nižni Novgorod / "Poslovni časopis Nižni Novgorod" št. 5 (104) z dne 05.03.2010 / Bo prišlo do renesanse Šuhova?

Priporočamo tudi

Nalaganje...

domov > Razmerje

Raziskovalno delo. Tema dela »Bionika se uči od narave: najnovejši dosežki in prihodnost

Predstavitev na temo: Bionika

Prenesi:

Predogled:

Priporočamo tudi