Bionics Nature знае най-добре
Елена Ажнина
В природата има много причини, които човечеството няма в своя опит.
Природата и хората строят по едни и същи закони, спазвайки принципа на спестяване на материали и избирайки оптимални дизайнерски решения за създаваните системи (преразпределение на натоварване, стабилност, спестяване на материал, енергия).
Дълго време биониката се развива скокообразно. Първоначално инженерите и дизайнерите намериха успешно решение на проблем и след известно време беше открито, че живите организми имат сходни дизайнерски решения и като правило оптимални.
Днес биониката има няколко насоки. Архитектурната и строителна бионика изучава законите на образуване и структурно образуване на живите тъкани, анализира структурните системи на живите организми на принципа на спестяване на материал, енергия и осигуряване на надеждност. Невробиониката изучава работата на мозъка, изучава механизмите на паметта. Интензивно се изучават сетивните органи на животните, вътрешните механизми на реакция към околната среда както при животните, така и при растенията.
Поразителен пример за архитектурна и строителна бионика е пълна аналогия на структурата на стъблата на зърнените култури и съвременните високи сгради. Стъблата на зърнените растения са в състояние да издържат на големи натоварвания и в същото време да не се чупят под тежестта на съцветието. Ако вятърът ги наведе към земята, те бързо възвръщат изправеното си положение. Каква е тайната? Оказва се, че тяхната структура е подобна на дизайна на съвременните високи фабрични комини - едно от последните постижения в инженерството. И двете конструкции са кухи. Склеренхимните нишки на стъблото на растението играят ролята на надлъжна армировка. Междувъзлията на стъблата са пръстени с твърдост. По стените на стъблото са разположени овални вертикални кухини. Стените на тръбите имат еднакъв дизайн. Тънката кожа играе ролята на спирална арматура, разположена от външната страна на тръбата в стъблото на зърнените растения. Инженерите обаче стигнаха до конструктивното си решение сами, без да „гледат“ в природата. Самоличността на сградата е разкрита по-късно.
През последните години биониката потвърди, че повечето човешки изобретения вече са „патентовани“ от природата. Такова изобретение от ХХ век като ципове и велкро е направено въз основа на структурата на птиче перо. Пернатите бодли от различни поръчки, оборудвани с куки, осигуряват сигурен захват.
Известни испански архитекти М.Р. Сървър и Х. Плозе, активни привърженици на биониката, започват да изследват „динамични структури“ през 1985 г. и през 1991 г. организират „Обществото за подкрепа на иновациите в архитектурата“. Група под тяхно ръководство, включваща архитекти, инженери, дизайнери, биолози и психолози, разработи проекта „Vertical Bionic Tower City“. След 15 години в Шанхай трябва да се появи град-кула (според учените след 20 години броят на Шанхай може да достигне 30 милиона души). Градът-кула е проектиран за 100 хиляди души, проектът се основава на "принципа на дървесното строителство".
Градската кула ще има формата на кипарис с височина 1128 м с обхват в основата 133 на 100 м, а в най-широката си точка 166 на 133 м. Кулата ще има 300 етажа и те ще бъдат разположени в 12 вертикални блока от 80 етажа. Между блоковете има замазки, които играят ролята на носеща конструкция за всяко ниво на блока. Вътре в кварталите има къщи с различна височина с вертикални градини. Този сложен дизайн е подобен на структурата на клоните и цялата корона на кипарис. Кулата ще стои върху купчина основа според принципа на акордеона, който не се задълбочава, а се развива във всички посоки, докато се изкачва - подобно на начина, по който се развива кореновата система на дървото. Вятърните вибрации на горните етажи са сведени до минимум: въздухът лесно преминава през конструкцията на кулата. За облицовката на кулата ще се използва специален пластмасов материал, който да имитира порестата повърхност на кожата. Ако строителството е успешно, се планира изграждането на още няколко такива градски сгради.
В архитектурната и строителната бионика се обръща голямо внимание на новите строителни технологии. Например, в областта на разработването на ефективни и без отпадъци строителни технологии, обещаваща насока е създаването на пластови конструкции. Идеята е взаимствана от дълбоководни мекотели. Техните здрави черупки, като широко разпространената мида, се състоят от редуващи се твърди и меки плочи. Когато твърдата плоча се напука, деформацията се абсорбира от мекия слой и пукнатината не отива по-нататък. Тази технология може да се използва и за покриване на автомобили.
Основните области на невробиониката са изследване на нервната система на хора и животни и моделиране на нервни клетки-неврони и невронни мрежи. Това дава възможност за усъвършенстване и развитие на електронни и изчислителни технологии.
Нервната система на живите организми има редица предимства пред най-модерните аналози, измислени от човека:
1. Гъвкаво възприемане на външната информация, независимо от формата, в която тя идва (почерк, шрифт, цвят, тембър и др.).