バイオニクスのスローガンは「自然が一番よく知っている」です。これはどのような科学ですか?名前自体とこのモットーは、バイオニクスが自然と結びついていることを理解させます。私たちの多くは、知らず知らずのうちにバイオニクス科学の要素や結果に毎日遭遇しています。
バイオニクスのような科学について聞いたことがありますか?
生物学は私たちがよく知っている知識です。彼らは学校で会います。何らかの理由で、多くの人はバイオニクスが生物学の下位分野の 1 つであると信じています。実際、この記述は完全に正確ではありません。確かに、狭義の意味では、バイオニクスは生きた有機体を研究する科学です。しかし、ほとんどの場合、私たちはこの教えから何か他のものを連想することに慣れています。応用バイオニクスは、生物学とテクノロジーを組み合わせた科学です。
バイオニクス研究の主題と目的
バイオニクスは何を研究するのですか?この質問に答えるには、教育そのものの構造的分割を考慮する必要があります。
生物バイオニクス 干渉することなく、ありのままの自然を探索します。研究の目的は、生物学的システム内で発生するプロセスです。
理論的バイオニクス 自然界で注目されている原理の研究を扱い、それに基づいて理論モデルを作成し、それがその後テクノロジーで使用されます。
実践的（技術的）バイオニクス 理論モデルを実際に応用することです。いわば、自然を技術的な世界に実際に導入することです。
すべてはどこから始まったのでしょうか?
偉大なレオナルド・ダ・ヴィンチはバイオニクスの父と呼ばれています。この天才のメモには、自然のメカニズムを技術的に実装する最初の試みが見られます。ダ ヴィンチの絵は、鳥が飛ぶように翼を動かせる飛行機を作りたいという彼の願望を表しています。かつては、そのようなアイデアはあまりにも大胆すぎて人気がありませんでした。彼らはずっと後になって注目を集めました。
バイオニクスの原理を初めて応用した建築はアントニ・ガウディとクールネでした。彼の名前はこの科学の歴史にしっかりと刻まれています。偉大なガウディによって設計された建築構造は、建設当時は印象的でしたが、何年も経った後、現代の観察者の間で同じ喜びを呼び起こします。
次に自然とテクノロジーの共生という考えを支持したのはルドルフ・シュタイナーでした。彼のリーダーシップの下で、建築設計におけるバイオニック原理の広範な使用が始まりました。
独立した科学としてのバイオニクスの確立は、1960 年にデイトナで開催された科学シンポジウムでのみ行われました。
コンピューター技術と数学的モデリングの発展により、現代の建築家は建築やその他の産業において自然の手がかりをより迅速かつ正確に実装できるようになりました。
技術発明の自然なプロトタイプ
バイオニクス科学の現れの最も単純な例ヒンジの発明です。締結は誰にとってもよく知られたもので、構造のある部分が別の部分の周りを回転するという原理に基づいています。この原理は、貝殻が 2 つのバルブを制御し、必要に応じて開閉するために使用されます。太平洋巨大ハートフィッシュの大きさは 15 ～ 20 cm に達し、その貝殻を連結するヒンジの原理は肉眼でもはっきりと見ることができます。この種の小型の代表者は、バルブを固定するために同じ方法を使用します。
日常生活では、さまざまなピンセットを使用することがよくあります。ゴッドウィットの鋭くてはさみ状のくちばしは、そのような装置の自然な類似物になります。これらの鳥は細いくちばしを使って柔らかい土に突き刺し、小さな甲虫や虫などを捕らえます。
多くの最新のデバイスとデバイス吸盤が装備されています。例えば、さまざまなキッチン家電の脚部のデザインを改良し、使用中の滑りを防止するために使用されています。吸盤は、安全な固定を確保するために、高層ビルの窓ガラス清掃員の専用シューに装備するためにも使用されます。このシンプルな装置も自然から借りたものです。アマガエルは足に吸盤があり、植物の滑らかで滑りやすい葉の上に異常に器用に留まり、タコは犠牲者と密接に接触するために吸盤を必要とします。
そのような例はたくさん見つかります。バイオニクスはまさに、人々が発明のために自然から技術的解決策を借用するのに役立つ科学です。
自然と人間、どちらが先ですか？
時々、あれやこれやの発明が起こることがあります人類は長い間、自然によって「特許」を取得されてきました。つまり、発明者は何かを作るときに、コピーするのではなく、自分たちでその技術や動作原理を考え出し、その後、それが自然界に古くから存在していたことが判明し、それを簡単にスパイして採用することができます。 。
これは通常のベルクロ留め具で発生しましたが、人が衣服を留めるために使用するもの。鳥の羽の構造では、ベルクロに見られるものと同様のフックが、細い小羽枝を互いに接続するために使用されることが証明されています。
工場のパイプの構造には次のような類似点があります。穀類の中空の茎。パイプで使用される縦方向の補強は、ステムの強膜ストランドに似ています。鋼製補強リング – 節間。ステムの外側の薄い皮は、パイプの構造におけるらせん状の補強材に似ています。構造が非常に類似しているにもかかわらず、科学者たちは工場のパイプを構築するためのまさにそのような方法を独自に発明し、後になって初めてそのような構造と自然の要素との同一性がわかりました。
バイオニクスと医学
医療におけるバイオニクスの使用により、次のことが可能になります。多くの患者の命を救います。人体と共生して機能する人工臓器の開発は止まることなく進んでいます。
最初の人は幸運にもバイオニックをテストすることができましたデーン・デニス・アーボの義足。彼は腕の半分を失いましたが、現在は医療発明の助けを借りて、接触によって物体を認識する能力を持っています。彼の義足は負傷した手足の神経終末に接続されています。人工指センサーは、接触した物体に関する情報を収集し、脳に送信することができます。デザインはまだ決まっておらず、非常にかさばるため日常生活で使用するのは困難ですが、この技術は本当の発見と言えるでしょう。
この方向のすべての研究は完全に自然のプロセスとメカニズム、およびそれらの技術的実装をコピーすることに基づいています。これがメディカルバイオニクスです。科学者らのレビューによれば、彼らの研究により、使い古された生きた人間の臓器の代わりに機械のプロトタイプを使用することが間もなく可能になるという。これはまさに医学における最大の進歩となるでしょう。
建築におけるバイオニクス
建築および建設バイオニクス - 特別なバイオニクス科学の一分野であり、その課題は建築と自然の有機的な再統合です。最近、現代の構造物を設計する際に、生物から借用した生物学的原理に目を向けることがますます増えています。
今日、建築バイオニクスは独立したものになりました。建築様式。それは形式の単純なコピーから生まれましたが、現在、この科学の任務は、原則、組織的特徴を採用し、それらを技術的に実装することになっています。
この建築様式はエコスタイルと呼ばれることもあります。これは、バイオニクスの基本的なルールが次のとおりであるためです。
- 最適な解決策を探す。
- 材料節約の原則。
- 最大限の環境配慮の原則。
- 省エネの原理。
ご覧のとおり、建築におけるバイオニクスは印象的な形状であるだけでなく、現代の要件を満たす構造の作成を可能にする進歩的なテクノロジーでもあります。
バイオニック建築の特徴
これまでの建築の経験をもとに、人間の構造物はすべて、自然法則を利用しなければ壊れやすく寿命が短いと言えます。バイオニック建築は、驚くべき形状と大胆な建築的ソリューションに加えて、回復力があり、逆境の自然現象や災害に耐えることができます。
この様式で建てられた建物の外観には、レリーフ、形状、輪郭の要素を観察し、設計エンジニアが生きている自然物から巧みにコピーし、建築家が見事に具現化することができます。
建築物について考えているときに突然、あなたは芸術作品を見ているように見えますが、おそらく目の前にはバイオニックスタイルの構造物があります。このような構造の例は、世界中のほぼすべての国の首都や技術的に進んだ大都市で見ることができます。
新千年紀に向けたデザイン
90年代に遡ると、スペインの建築家チーム全く新しいコンセプトに基づいた建築プロジェクトが誕生しました。これは高さ1200メートルを超える300階建てのビルで、このタワーに沿った移動には400台の垂直および水平エレベーターが使用され、その速度は15メートル/秒であることが計画されています。このプロジェクトのスポンサーに同意した国は中国でした。最も人口の多い都市、上海が建設地に選ばれた。このプロジェクトの実施により、この地域の人口問題は解決されるでしょう。
タワーは完全にバイオニック構造になります。建築家は、これだけで構造の強度と耐久性を確保できると信じています。構造物の原型はヒノキです。建築構成は、木の幹に似た円筒形だけでなく、新しいタイプのバイオニック基盤である「根」も持ちます。
建物の外壁は木の樹皮を模倣した通気性のあるプラスチック素材でできています。この垂直都市の空調システムは、皮膚の体温調節機能に似ています。
科学者や建築家によると、このような建物はこの種の唯一のものではなくなるという。実装が成功した後は、地球の建築物におけるバイオニック建築の数は増えるばかりです。
私たちの周りのバイオニック建築物
どのような有名な作品に使用されましたか?バイオニクス科学？このような構造の例は簡単に見つかります。たとえば、エッフェル塔の作成プロセスを考えてみましょう。この高さ 300 メートルのフランスのシンボルは、正体不明のアラブ人技術者の図面に従って建てられたという噂が長い間流れていました。その後、人間の脛骨の構造との完全な類似性が明らかになりました。
エッフェル塔以外にも、世界中でバイオニック構造の例が数多く見つかります。
- シドニーのオペラハウスは、蓮の花になぞらえて建てられました。
- 北京国立歌劇院 - 模造水滴。
- 北京の水泳複合施設。外側では水格子の結晶構造を繰り返します。驚くべき設計ソリューションは、太陽エネルギーを蓄積し、その後それを建物内で動作するすべての電気機器に電力を供給するために使用するという構造の有用な機能も組み合わせています。
- アクアの超高層ビルは、まるで水の流れのように見えます。シカゴにあります。
- 建築バイオニクスの創始者アントニオの家ガウディは最初のバイオニック構造物の 1 つです。今日に至るまでその美的価値を保っており、バルセロナで最も人気のある観光地の 1 つとなっています。
誰もが必要とする知識
要約すると、次のように言えます。バイオニクスの研究はすべて現代社会の発展に関連しており、必要です。誰もがバイオニクスの科学原理をよく理解する必要があります。この科学がなければ、人間活動の多くの分野における技術的進歩を想像することは不可能です。バイオニクスは、自然と完全に調和した私たちの未来です。
