научно-популярное приложение к газете "Голос Армении"
Menu

РЕШЕНИЯ, ПОДСКАЗАННЫЕ ПРИРОДОЙ

Огурец архитектора Нормана Фостера в Лондоне.

Делая различные изобретения, человечество долго не догадывалось, что нечто подобное уже имеется в арсенале природы, а когда это наконец обнаружилось, то сразу же появилась прикладная наука - бионика.

В ПЕРЕВОДЕ С ГРЕЧЕСКОГО СЛОВО "БИОНИКА"  ОЗНАЧАЕТ "ЯЧЕЙКА ЖИЗНИ". Предметом изучения бионики являются те биологические системы, которые можно использовать для решения  технических проблем в различных сферах человеческой деятельности. Находясь в тесной связи с такими науками, как биология, физика, химия, кибернетика и электроника, бионика помогает нам заимствовать у природы уже апробированные ею решения. Внедрение бионики во многом послужило толчком для развития техники и оптимизировало процесс многих инженерных конструкций.

Пионером бионики можно смело назвать Леонардо да Винчи. Была у него страстная мечта: подобно птице взлететь в воздух. Для этого он внимательно изучил механику полета пернатых, желая сконструировать аналогичные крылья применительно для мышц человека. Уже тогда у него зародилась идея создания аэроплана имеющего, в отличие от птиц, конструкцию неподвижного крыла. Вообще аэроплан является самым ярким примером бионики. Начиная от формы фюзеляжа, принципов взлета и посадки, хвоста и его оперения - все, кроме идеи неподвижного крыла, полностью заимствовано с готовой биоконструкции птицы.

Возьмем другой более яркий пример, подводную лодку, ее форма тоже скопирована с рыбы. Для всплытия и погружения в подводных лодках используется продувание балластных цистерн – полная аналогия с воздушным пузырем, который мы находим в рыбе. В современных субмаринах очень широко применяется  эхолокация, без которой они просто слепы и глухи. Эта методика заимствована у дельфинов, способных с помощью специального органа под названием сонар, который у них расположен в голове, определять на больших расстояниях не только форму и размеры объекта, но и вычислять скорость и направление его движения. Кстати, человека природа этим преимуществом обделила, хотя пространства в его черепной коробке столько же, сколько и у дельфина.

Понаблюдайте за полетом стрекозы - и вы невольно сравните ее с вертолетом, особенно в манере зависания в воздухе. В этом нет ничего удивительного: многое в конструкции вертолета ее создатели переняли у природы. Однако очень часто человек придумывал конструкцию чего-либо, сам того не ведая, что подобное уже существует в природе и можно было этот принцип просто умело скопировать, благо в этом случае не возникло бы проблем ни с авторскими правами, ни с патентными бюро, ибо все, что придумано матушкой-природой, общедоступно и предоставляется  безвозмездно – просто бери и пользуйся.

ПОНАДОБИЛИСЬ ГОДЫ УПОРНЫХ ПОИСКОВ И РАСЧЕТОВ, ПОКА ИНЖЕНЕРАМ удалось сконструировать оптимальный вариант заводских труб, способных противостоять порывам ветра, в то время как подобная конструкция существовала в растительном мире. Это уже потом с развитием бионики все поразились сходству принципа армирования заводских труб и тростникового стебля. Оказывается, оптимальное решение, над которым бились многие годы инженерные умы, находилось совсем рядом, буквально у них под ногами.

Другим примером запоздалого бионического открытия может служить Эйфелева башня в Париже, конструкция которой имеет сходство с берцовой костью человека.

Не исключается, что инженеры некоторых автомобильных фирм при разработке ходовой части своих авто в качестве прообраза использовали удачную конструкцию конечностей парнокопытных. Во всяком случае подвеска переднего моста некоторых моделей "Мерседес–Бенц" своими очертаниями очень напоминает козлиное копытце.

Возьмем такое популярное изобретение ХХ века, как застежка-молния. Она полностью скопирована с птичьего пера, оснащенного бородками, обеспечивающими надежное сцепление. А вот идея изобретения широко распространенной в одежде  липучки появилась у швейцарского инженера Жоржа де Менстраля, когда тот наблюдал, как цепляются плоды репейника за шерсть его собаки.

В современной архитектуре бионика послужила началом развития такого направления, как биотек. Биотек, при котором архитектурные конструкции заимствуются у природы, является  противопоставлением другого направления - хай-тека. Главное противоречие этих направлений -  предпочтение биоморфных криволинейных форм в биотеке в сравнении с консервативной прямоугольной планировкой. Самым популярным сооружением в стиле биотек является лондонский небоскреб "Огурец" архитектора Нормана Фостера. Из-за характерных для этого стиля форм  его даже называют манифестом биотека.

Однако самой грандиозной бионической задумкой считается проект гигантского города-башни, имеющего форму кипариса и высотой 1228 м, способного вместить на территории 2 млн кв. м до 100 тыс. жителей. Проект этого чуда биотека  принадлежит испанским архитекторам – Хавьеру Пиозу и его жене Марии Розе Сервере, которые смогли заинтересовать правительство Китая в осуществлении этого проекта.

В чем же суть концепции этой бионической башни? Форма кипариса выбрана не случайно – тщательно продуманная внутренняя конструкция аналогична строению ветвей и кроны этого дерева. Колебания от порывов ветра будут сводиться к минимуму, поскольку воздух, как и в случае с   кипарисом, легко проходит сквозь конструкции башни.  В середине каждого из двенадцати кварталов будет построен искусственный водоем. Дома различного уровня будут украшать вертикальные зеленые сады. Внешнюю сторону башни обработают материалом, пропускающим свет и свежий воздух. Благодаря этому ноу-хау жильцам бионической башни не понадобятся ни окна, ни кондиционеры.  В заключение отмечу, что на реализацию этого амбициозного проекта, который планируется завершить в 2020 году, Китай выделил 18 млрд долларов и, если строительство завершится успешно, будет построено еще несколько таких биогородов.

СКЛАДЫВАЕТСЯ ВПЕЧАТЛЕНИЕ, ЧТО ОЧЕНЬ МНОГОЕ  ПРИДУМАННОЕ человеком можно, если очень поискать, найти в природе. Однако не все. Самое удивительное и очень нужное изобретение, без которого не обходится ни одно транспортное средство, колесо, не имеет природного аналога. И, наверное, не случайно. Колесо - приспособление для ровных, укатанных, а еще лучше асфальтированных дорог,  где отсутствуют какие-либо преграды. Для передвижения по труднопроходимой, нерукотворной местности намного удобнее шагать и прыгать, нежели катиться. Для этой цели природа выдумала не ролики-колесики, а опорно-двигательный механизм.  Доказательством тому является тот факт, что человек и прочие животные отлично преодолевают любые пересеченные местности благодаря таким приспособлениям, как ноги. Создание рукотворных шагающих конструкций очень важно для освоения новых, в первую очередь внеземных пространств.

Но это планы на будущее, а в настоящее время с помощью бионики и биоэргономики специалисты по протезированию с успехом  создают недостающие конечности, способные облегчить жизнь инвалидов. Бионика - быстро прогрессирующая прикладная наука, и очень скоро мы станем обладателями искусственных аналогов таких совершенных органов, как глаз, орган слуха, нервная ткань, сердце, почка и пр. Развитие современной науки и техники вместе с высокими технологиями позволит воссоздать весь комплект биозапчастей человека, и в этой связи бионика станет первой помощницей.  

Опубликовано в Лаборатория
Прочитано 4287 раз
Оцените материал
(2 голосов)

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Наверх