روند فعالیت های تحقیقاتی و طراحی بیونیک دیزاین
فاز1- انتخاب موجود زنده ( پدیده مورد نظر در طبیعت :جانوران ، گیاهان ، آغازیان ،تک سلولی ها ،میکروسکوپی ها، کریستال ها و...)
1-1 شناسایی خصوصیات زیستی محیط زندگی : شرایط محیطی ، دما ، رطوبت ، فشار ، صوت و ...1
عکس العمل ها : منابع حیاتی ، سیستم تنفسی ، مواد غذایی و ...
خصوصیات فیزیکی : شرایط هم زیستی
سازگاری و نا سازگاری مستقیم و غیر مستقیم : روابط سیستماتیک آمار تجمعی و پراکندگی زیستی
2-1شناسایی خصوصیات معماری ساختارهای داخلی : روابط سیستماتیک
پیکره اصلی موجود :
1-2-1 عناصر میکرو / عناصر ماکرو
2-2-1 مواد و جنسیت ها
روابط عملکردی موجود با فرم و مواد :
بررسی رنگ ، ارتباط رنگ موجود زنده با محیط زیست
ارتباط رنگ موجود زنده با پیکره خود موجود زنده
ارتباط رنگ موجود زنده با خصوصیات رفتاری
ارتباط رنگ موجود زنده با عملکرد های موجود زنده
فاز2-
1-2 پیشنهاد سیستم های عملکردی بر اساس بررسی های انجام شده در فاز
2-2 پیشنهاد ایده های مختلف فرم بر اساس سیستم های بررسی شده
3-2 تعادل سیستم ها و ایده ها
فاز3- طراحی ، فرم ، سیستم های عملکردی ، رنگ
کارشناسان بیونیک از زمانهای دور که انسان در اختراعات خود طبیعت را مشابه سازی کرده ، مثلا رادار بر اساس سیستم شنوایی خفاش طرح کرد است در خدمت جوامع بوده اند . آنها سالها سرگرم مطالعه در مورد سرعت حرکات حیوانات بیشه ای ، پرندگان ، حشرات ، ماهی ها وجانوران زیر آبی بوده اند .
تا آنجا که آگاهی داریم ، بشر مدتهاست که گوی سبقت را از کوسه آبی که می تواند با سرعتی معادل 70 کیلومتر در ساعت حرکت نماید و همچنین از ملخ بادپا که با سرعت مابین 10 تا 60 کیلومتر در ساعت می جهد ، ربوده است . مسئله ای که مورد توجه مهندسین حمل و نقل است . عبارت است از مهارت و انعطافی که پرندگان ، ماهی ها و حشرات به طور خودکار و به آسودگی آنرا به کار می برند .
کولر آبی بیونیک زنبور عسل است ، وقتی درجه حرارت محیط زیاد می شود به حدی که موم های کندو نرم می شوند زنبور عسل کرک های بدن خود را در آب فرو می برد و خیس می کند و بعد روی موم ها شروع به بال زدن می کند تا درجه حرارت محیط را کاهش دهد این همان اتفاقی است که در کولر آبی می افتد اصول بیونیکی در طرح وسیله نقلیه برفی روسی موسوم به پنگوئن ملحوظ گشته است . نام آن کاملا به جاست . چگونه یک پنگوئن بر روی برف نرم حرکت می کند ، بر روی شکم خود غلتیده و همچون اسکی بازی که از چوب هایش استفاده می کند بدنش را به سمت جلو می راند . پنگوئن مکانیکی نیز بر روی شکم خود می غلتد و خود را با چرخ های پره ای به جلو می راند
این ماشین با وزنی معادل 1300 کیلوگرم می تواند با سرعت 50 کیلومتر در ساعت حرکت نماید ، مطالعه بیونیکی ممکن است ماهیت فیزیولوژیکی ، بیوشیمیایی ، بیو فیزیکی یا بیومکانیکی داشته باشد . نگاهی گذرا به ویترین مغازه ها یا قفسه انبارهایی که درسال1993 لوازم الکترونیکی مصرفی را به معرض نمایش می گذاشتند ، این نکته را روشن می سازد که وضع به طور آشکار تغییر کرده است .
نمونه ای از شبیه سازی اعمال موجودات زنده توسط انسان می توان از ساختار پرواز گنجشک نام برد . گنجشک ناگهان از هوا به زمین می نشیند و به سرعت برای پرواز سریع از وضعیت قبلی که با سرعت بسیار بالایی برخوردار است ، در حالت فرود ، تغییر وضعیت آنی می دهد و این امر به او این امکان را می دهد که فرود خود را با موفقیت بتواند برروی شاخه ای هدف قرار دهد . متخصصان بیونیک سعی در حل مسائل تکنیکی توسط کاربرد سیستم ها ، مکانیزم ها و فرم های قابل مقایسه با آنهایی که در طبیعت یافت می گردند می باشند . آنها ماشین ها و ابزارهایی را طراحی و توسعه بخشیده اند که در بعضی جهات تقلید یا شبیه سازی و عکس العمل ها و رفتارهامطابق با ارگانیزم های زنده می باشند .
اخیرا یک سیستم فشار سنج (نشان دهنده این دیکاتور ) سرعت زمینی بصری هواپیما با تقلید از عکس العمل زنبور به نمونه های نور متحرک طراحی شده و تشخیص فعالیت های بینایی خرچنگ دریایی وسیله ای را برای به وجود آوردن یک تصویر تلویزیونی با سرعتی بالاتر از سیستم های تلویزیونی قبلی ارائه شده است .
سیب زمینی دارای یک ساختار سلولی است که یک فشار بالای درونی در تمام سطح داخلی پوست سیب زمینی ، ورقه های جدید مورد استفاده در صنایع هوایی که دارای ساختاری متحول باشند تولید نمایند و جایگزین پوشش های قدیمی کنند .
نمونه ای از بیونیک در ایران اینکه مجتمع صنعتی دوچرخه سازان قوچان ( آساک دوچرخ ) نیز با کمک بیونیک و بهره گیری از شتر به عنوان حیوانی که قادر است مسافت های طولانی را بدون آب بپیماید و فرمی متناسب با این گونه مسافت ها دارد ، توانسته است دوچرخه ای بین شهری برای مسافت های طولانی طراحی کند ، به صورتیکه با شرایط محیطی منطبق و فرم شتر را به استفاده گر القا نماید .
چگونه متخصصان بیونیک به راه حل مسئله می پردازند ؟
این موضوع را با طریقه ساخت زیر دریایی بررسی می کنیم
طراحان سعی دارند که بهترین شکل ممکن برای بدنه را ارائه دهند . بدنه باید هنگام حرکت کمترین مقاومت را در مقابل آب داشته باشد . ماهی ها این عمل را انجام می دهند ولی کوسه ها و دلفین ها سریعتر هستند . بعد از آنکه به واسطه مدل بیولوژیکی طراحان و مهندسین تصمیم در اندازه و شکل نیرو محرکه گرفتند و سرعت تئوری شناسی دولفین را محاسبه کردند ، متوجه شدند که سرعت مشاهده شده این آبزی ده برابر تولید انرژی آن می باشد . در پوست لاستیکی دولفین لایه اسفنجی قرار دارد که تاثیر جدی دارد در کاهش مقاومت های پوست دولفین در مقابل جریان های فشار آب . بدین ترتیب به نظر می رسد که یک تقلید واقعی از پوست قابل ارتجاع دولفین ممکن است باعث افزایش سرعت زیر دریایی شود . این اطلاعات همچنین برای پوشش داخلی لوله های نفتی ( افزایش ضریب سیالات ) مورد توجه قرار گرفته است .
آتش نشانان نیویورک مدتی است که در مخازن آب اتو مبیل هایشان ماده ای به نام پولیکس می ریزند که کارش مطابق اصلی است که ترشح مخاط ژلاتینی ماهی قزل آلا انجام می دهد . و حسن این ماده آن است که آب پاشی شلنگهای آتش نشانی را سرعت بیشتری می دهد .
در آینده نزدیک تغییر در انتهای بالهای هواپیما با الهام از مرغان شکاری صورت خواهد گرفت . و نیز در اسکی پوشش ها و روکش هایی خواهد آمد که از ساختمان فلس های شکم و پوست برخی از خارها الهام گرفته می شود
این مثالها و نمونه هایی دیگر در نمایشگاهی به نام ( اختراعات طبیعت و نو آوری های صنعت ) در باغ گیاه شناسی پاریس گشوده شد ، به نمایش گذاشته شد .
شاید اولین الهامی که انسان از طبیعت گرفت هابیل و قابیل باشد که از کلاغ هنگام دفن کلاغ دیگر الهام گرفتند.
تولد رسمی علم بیونیک در برخی از منابع در سال 1960 در شهر دیتون ایالت اوهایو صورت گرفت و آن زمانی بود که نیروی هوایی آمریکا کنگره ای تشکیل داده بود ، عده ای از زیست شناسان و مهندسین ، ریاضی دانان و روانشناسان در آن کنگره حضور داشتند . سرگرد جک ای استیل از بخش پزشکی سازمان هوانوردی و فضایی نیروی هوایی آمریکا نخستین کسی بود که این کلمه را به کار برد.
دانشمندان آلمانی مقیم آمریکا ( ماکس اوکرامر ) کشف کرد پوست دلفین از سه لایه کلفت ، اسفنجی و نازک تشکیل شده است . که یک لایه کلفت و ستبری است و از انواع میله های تشکیل یافته که کشدار هستند و لایه سومی که در وسط قرار دارد و از ماده ای اسفنجی بوجود آمده است . دلفین به خاطر وضع خاص پوست خود با سرعت هرچه بیشتر شنا می کند . تماس بدن حیوان با آب مانند تماس هر شی ء سنگین با آب گردابی پدید می آورد . اما پوست بیرونی فشار شدیدی را که زائیده ی شکل گرداب است به لایه های درونی انتقال می دهد و لایه های درونی این فشارها را مستهلک می سازد و در نتیجه گرداب را خنثی می سازد .
عنکبوتی که در آب شیرین زندگی می کند ارزیرونت خوانده می شود ، سر مشقی برای ساختن خانه های زیر دریایی آینده فراهم آورده است .
گیرنده حسی مار زنگی مکانیسم حسی مادون قرمز فوق العاده حساسی دارد که در حفره بینی و چشم او قرار گرفته که در برابر یک هزارم درجه تغییر دمای سطحی خود واکنش نشان می دهد ، کافی است که حیوان دیگری را حس کند . انسان فقط یک دهم درجه تغییر را حس می کند . ولی مار یک سیلیو نیوم وات حساس است . اما انسان مکانیسم های حسی مادون قرمزی ساخته که حساسیت آن صد هزار بار بیشتر از مکانیسم حسی مار زنگی است.
ژاک کوئل ، آرشیتکت معروف فرانسه عصر فرهنگستان و یکی از بنیانگذاران مراکز پژوهشی ساختمانهای طبیعی ، نوع تازه ای آجر طرح ریزی کرده است که برای ساختنش از فرلونیت ها یا دم اسبها ( نوعی از نباتات که ساقه های تو خالی دارند ) الهام گرفته است . آنچه در این جا باید گفت این است که مقاومت این آجر جدید در مقابل شکستگی و گسیختگی 1200 کیلو گرم یعنی چهار برابر مقاومت آجرهایی است که با همان مواد و مصالح به شیوه های سنتی ساخته می شود .
یکی از باغبانان انگلیسی به نام باکستن که میل داشت گلخانه بزرگ و سبک و شفافی برای گل نیلوفر در اختیار داشته باشد . چندی پیش از برگهای همین گیاه سرمشقی پیدا کرد و از روی این نمونه بعدها کاخ بلور معروف در لندن ساخته شد .
رادیولرها و دیاتومه ها ، موجودات ذره بینی آبی ، فهرستی از اشکال معماری بوجود می آورند که غنای خارق العاده ای دارد . طرح ها و نقشه های غرفه آمریکا در نمایشگاه جهانی مونترال در سال 1976 از روی این موجودات ذره بینی ساخته وپرداخته شده بود . برخی از صدف ها مثل آن نرم تنی که صدفش ممکن است به عرض آب متبرک در کلیساها به کاربرده شود از اینرو هم به نام بنیتیر شهرت دارد و انحنایی در جهت های معکوس دارند ،مثل آهن موج دار هستند . این امکان را فراهم می آورند که دریچه هایی با قطر بسیارکم برای فشارهای بسیار زیاد ساخته شود . برای ساختن بازار رویان شهر فرانسه که در جریان جنگ جهانی دوم تقریبا ویران شده بود از ساختار طبیعی آنهاالهام گرفته شده است .
لوئیجی کولانی ، طراح صنعتی آلمانی است و طرح های او بارها در نمایشگاه های صنعتی اروپا از نظر فرم و استایل مقام اول را کسب کرده است او می گوید : آنچه مرا بیش از طراحان دیگر مطمئن تر و ثابت قدم تر می سازد آن است که من همیشه در پشت سرم یک پروانه و یک گل لاله دارم و این دو ، از هر وسیله ای که تاکنون ( آی ، بی ، ام ) ساخته است برای من راهگشاترند .
بیست ونه سال پیش از لوئیجی کولانی که دانشجوی سال سوم طراحی صنعتی در کارخانجات هواپیما سازی فرانسه بود ، خواسته شد تا کاری کند که از سوراخ شدن کف هواپیماهای مسافرتی جلوگیری به عمل آید . او می گوید : من به دنبال نوک تیزترین نقطه برای حل این کوچکترین مسئله برآمدم و آن پاشنه کفش خانم ها بود . پس کولانی به سرعت پاشنه های ضخیم و جدیدی ابداع کرد که زمان خودش در پاریس طوفانی به پاکرد . پس از حل مسئله پاشنه کفش خانمها ، او در سرامیک های لوازم بهداشتی هم تنوع ایجاد کرد، که از نظر شکل و رنگ با حمام های قبلی متفاوت بود . امروز بیش از چهل شرکت بین المللی مشتری طرح های کولانی بشمار می روند و او طرح هایی را از قاشق و چنگال گرفته تا هواپیما ، موتور، وسایل منزل ، پل و نفتکش های عظیم را در اختیار آنها می گذارد .
همگان به کولانی لقب طراح آینده را داده اند .
این مهندس و طراح آلمانی مخالف خطوط مستقیم و طرفدار اشیاء و اجسام کروی با خطوط منحنی است . هرچه دقیقتر به طبیعت می نگرم متوجه می شوم که بجز کریستالها ، هیچ چیز در دنیا با خط مستقیم پذیرفتنی نیست . حتی صورت های فلکی هم کروی است و من فقط از قانون طبیعت پیروی می کنم . روشی که من برای حل مسائل موجود در این کره خاکی دارم برای ونوس و مریخ و هر سیاره دیگر هم قابل اجراست .
منابع :
کتاب بیونیک ( تکنولوژی از جانداران الهام می گیرد )
پایان نامه : عنوان نظری/ خودرو گربه سانان ( بیونیک )/ استاد راهنما : آقای داود اکبری / پژوهشگر : پوریا قره گوزلو
پایان نامه : بیونیک طراحی ملهم از زنبور عسل
مجله دستاورد :شماره 5-4 برگردان به فارسی :پونه آزرم ؛ از کتاب :
Industrial design reflection of a century/writer: mike jones
مجله دستاورد شماره 14برگردان به فارسی :شعبانعلی قربانی ؛منبع:
September 1998-magzine -esign week/writer:mike evamy
نشریه داخلی آساک دوچرخ ( فصلنامه ) ، شماره 1 ، صفحه 9
سایت های اینترنتی :
colani.ir
جزوه بیومیمیکری / استاد آقای زهری ؛ دانشگاه آزاد اسلامی ، دانشکده هنر و معماری
جزوه تاریخ طراحی صنعتی / تالیف : مهدی اصل فلاح ؛ دانشگاه هنر
مطلب برگرفته از سایت :
f-ghavam.blogfa.com/89034.aspx
