Бионика в дизайне

Долганов Д.О. 2 курс, спец. ПД, ХГАДИ

Руководитель: доц. каф. «Дизайн» Вергунов С.В.

Применение бионики  в промышленном дизайне на современном этапе.

Аннотация.

В данной научной статье на основе исследований научных работ  в сфере биологии и инженерии  рассмотрено понятие бионики, принципы её образования и возможности применения биологических закономерностей в технике. Кроме того, предоставлены примеры использования бионических принципов в дизайнерских проектах и установлена роль промышленного дизайнера в процессе  исследований по бионике.

Анотація.

У даній науковій статті на основі досліджень наукових робіт у сфері біології та інженерії розглянуто поняття біоніки, принципи її утворення та можливості застосування біологічних закономірностей у техніці. Крім того, надані приклади використання біонічних принципів в дизайнерських проектах і встановлено роль промислового дизайнера в процесі досліджень з біоніки.

Annotation.

In this article, based on scientific research papers in the field of biology and engineering, considers the concept of bionics, the principles of education and the possibility of using biological phenomena in engineering. In addition, examples are given of bionic principles in design projects, and established the role of the industrial designer in the process of research on bionics.

Ключевые слова.

Бионика. Промышленный дизайн. Биология. Формообразование. Технологии.

Ключові слова.

Біоніка. Промисловий дизайн. Біологія. Формоутворення. Технологii

Keywords.

Bionics. Industrial design. Biology. Shaping. Technology.

Результаты исследований.

Понятие бионика, как научная отрасль, возникла из синтеза биологии и техники. Бионика решает инженерные задачи на основе моделирования структуры и жизнедеятельности организмов. Бионика – наука об использовании в технике знаний о конструкции, принципе и технологическом процессе живого организма. Основу бионики составляют исследования по моделированию различных биологических организмов.

Бионическое моделирование отличается от моделирования, которое осуществляется в других науках. Как правило, модели бионики – несравненно более сложные динамические структуры. Их создание требует не только проведения специальных уточняющих исследований на живом организме, но и разработки специальных методов и средств для реализации и исследования таких сложных моделей. Соответственно, столь сложный процесс требуют большую команду специалистов разных отраслей состоящих из биологов, инженеров, математиков, физиков и дизайнеров.

Для того, чтобы лучше понимать процесс исследования бионических принципов, всё это действие поделено на три этапа с распределением ролей каждого участника команды в процессе. Первый — поиск и обнаружение феномена, его тщательное изучение с применением современных экспериментальных методов. На этом этапе основную роль играет биолог. Второй этап — разработка физической или математической модели принципов организации и функционирования биологического прототипа. На втором этапе включаются в работу физики, математики, инженеры. Третий этап — инженерное проектирование  и  художественное конструирование,  с  использованием определенных   свойств   биологического   прототипа,   позволяющих улучшить функциональность, экономичность, надежность конструкции,  положительно  повлиять  на  эстетические  свойства   техничекого изделия.

Главная задача дизайнера, в  исследованиях законов природы, не скопировать внешнюю форму  того или иного природного объекта, а передать функцию с помощью той формы которая её образует. Так, изучение берцовой кости, которая принимает на себя большую часть нагрузки от веса человека, позволило Гюставу Эйфелю построить высокую и очень устойчивую башню. А форма кита, которую японские инженеры применили в судостроение увеличило скорость и грузоподъёмность корабля в четверть раз.

Внушая огромную перспективу  и интерес, бионика развивается с большой скоростью. Соответственно, такие интересные изобретения как липучка-застёжка или крепления-присоски, которые «лежат на поверхности», уже давно изучены и широко используются в наше время. Поэтому, учёные перешли на уровень изучения биологических объектов на микроскопическом и на наноуровне.

Главное внимание бионики  привлекает создание разнообразной  информационной техники. Это проблемы связанные с навигацией, ориентацией, средств обнаружения и систем биоэлектрического управления. Так, изучение сложных навигационных  систем рыб и птиц, преодолевающих тысячи километров во время миграций и безошибочно возвращающихся к  своим местам для нереста, зимовки, выведения птенцов, способствует разработке высокочувствительных систем слежения, наведения и распознавания объектов. Или же способность рыб, птиц, насекомых чутко реагировать на изменение погоды.

Большим вкладом в ход научно-технического прогресса являются исследования анализаторных  систем животных и человека. Эти системы столь сложны и чувствительны, что пока еще не имеют себе равных среди технических устройств. К ним относят системы различающие малейшие изменения в организмах животных на терморегулирующих уровнях, световоспринимающих, ультрафиолетовом, ультразвуковом и др.

На современном этапе, промышленные дизайнеры работающие в области бионики, благодаря новым производственным технологиям, делают упор на создание роботов. Роботы позволяют передавать не только внешние качества и интересные конструкции природных аналогов позволяющих, например, улучшить аэродинамику или жёсткость конструкции, но и применять закономерности движения млекопитающих или насекомых. Способы передвижения каждых типов животных являются сами по себе уникальными. Так, существуют уже роботы способные передвигаться на больших скоростях как по разным типам рельефа скал, так и по воде изучив движение ящериц. Или же, робот который может передвигаться по стенам создан на основе исследований ящерици гекон. Существует робот-змея которая может зарываться в землю при непредвиденных ситуациях. Прогресс конструирования роботов позволит улучшить эффективность работы разных отраслей. Например, активно разрабатываются «роботы-спасатели» которые способны достать человека или оказать помощь в экстремальных условий не позволяя людям рисковать своей жизнью. Эти бионические принципы движения используют не только для создания автоматизированных машин, так же для модернизации других средств передвижения таких как инвалидная коляска способная подниматься по ступенькам. Разработка человекоподобных роботов тоже не стоит на месте. Она основывается на движении различных частей человеческого тела.

Данные исследования показывают то, что современный технологический  прогресс основывается, в основном, на изучении биологических объектов. Ведь идеи и стимул даёт нам именно наша природа. Применение бионики в системе дизайна будит творческую мысль, заставляет думать, искать, познавать законы природы. Наше будущее технологического и дизайнерского прогресса будет жить только благодаря бионики.

Список используемой литературы.

1. Елочкин М.Е. Введение в современный дизайн. М.: Кнорус, ИПР СПО, 2005.

2. Исайкина Г.М. Дизайнерское  образование в зарубежных странах.  М.: ВНИИТЭ, 2005.

3. Кибернетика и бионика.  Иллюстрированный справочник. М., 2005.

4. От Гауди до… Сборник статей по дизайну. Спб: Искусство, 2006.

5. Кухта М.С.  Основы дизайна / М.С. Кухта,  Л.Т.  Жукова,  М.Г.  Гольд-  шмидт;  Томский политехнический университет. –  Томск: Изд-во ТПУ, 2009.

6. Мальцев П.П.  Наноматериалы.  Нанотех-нологии.  Наносистемная техника. – Москва: Техносфера, 2006.