Головна

форми контролю

  1. I.5. Організація освітньої діяльності. Форми організації навчальної діяльності
  2. II Форми спілкування, до вампіризму не відносяться
  3. II. Будинки для самоконтролю
  4. II. Процесуальний документ як акт безпосередньої форми реалізації норм права.
  5. II.4.1) Історичні форми одноосібної влади.
  6. III. Будинки для самоконтролю
  7. III. Будинки для самоконтролю

Поточний контроль успішності (МКУ) проводиться у формі контрольних питань, перевірки завдань, виконаних на практичних заняттях, і самостійних робіт. Підсумковим заходом (ІМ) є заче

Тематичний план

 Найменування розділів, тем, практичних занять  Максим. навчальна нагрузкастудента  Кількість аудиторних часовпрі очною формою навчання  Самост. робота студента
 всього  У тому числі лекцій  У тому числі практ. занять
 Введення в дисципліну. -
 Тема 1. Сучасний стан біоніки як нової галузі науки -
 Тема 2. Напрями біоніки. Біоніка - «техніка» живих організмів -
 Тема 3. Органічна архітектура. -
 Тема 4. Методи геометричного структурування природних форм: принципи будови біонічних форм, використовуваних в дизайні
 Тема 5. Методи і шляхи розвитку биодизайна
 Тема 6. біоформи в різних видах дизайну -
 Тема 7. Людина - машина. Опозиція і поєднання «полюсів» як одна з головних тем сучасного дизайну -
 Всього годин:

2. Біоніка: визначення та основні поняття. Причини виникнення, дата «народження» біоніки як науки. «Прабатьки» біоніки, перші проекти. Біоформи, види природних мотивів, стилізація під біоформи

Основні поняття розділу «Введення в дисципліну»: біоніка, биомиметика; біоформи

Біоніка: визначення та основні поняття. У XXI ст. біоніка отримала сильний імпульс до нового розвитку, оскільки сучасні технології дозволяють копіювати мініатюрні природні конструкції з великою точністю. У той же час, сучасна біоніка багато в чому пов'язана не з прямим цитуванням елементів природних об'єктів, а з розробкою нових матеріалів, які копіюють природні аналоги; з робототехнікою і штучними елементами тіла тварин і людини (особливо в протезуванні).

Концепція біоніки зовсім не нова: наведемо кілька прикладів. У Стародавньому Єгипті і Стародавній Греції вже використовувалися «золоті» пропорції природних об'єктів. Ще 3000 років тому китайці намагалися перейняти у комах спосіб виготовлення шовку. В епоху італійського Ренесансу геніальний художник, інженер і вчений Леонардо да Вінчі розробив безліч винаходів, в тому числі, і біонічних. У XIX столітті знаменита Ейфелева вежа (автор Г. Ейфель) спроектована за аналогією з будовою гомілкової кістки людини.

В кінці ХХ століття біоніка отримала друге дихання завдяки сучасним технологіям. Так, кілька років тому вчені змогли проаналізувати ДНК павуків і створити штучний аналог шелковідной павутини.

біоніка (Від грец. ???? - елемент життя, Буквально - живе) - Прикладна наука про застосування в технічних пристроях і системах принципів організації, властивостей, функцій і структур живої природи, тобто форми живого в природі і їх промислові аналоги.

В англомовній і перекладній літературі частіше вживається термін биомиметика (Від лат. Bios - життя, і mimesis - наслідування). Термін використовується в значенні «підхід до створення технологічних пристроїв, при якому ідея і основні елементи пристрою запозичуються з живої природи». Одним з вдалих прикладів биомиметика є широко поширена стрічка-«липучка», прототипом якої стали плоди рослини реп'яхи, що чіплялися за шерсть собаки швейцарського інженера Жоржа де Местраль.

Біоніка тісно пов'язана з біологією, фізикою, хімією, кібернетикою і інженерними науками: електронікою, навігацією, зв'язком, морською справою та іншими.

Використання біонічних принципів в дизайні допомагає нам створити речі як елегантні, немов творіння самої природи, так і функціональні, ефективні, у відповідності з усіма вимогами дизайну XXI ст.

Причини виникнення, дата «народження» біоніки як науки. Причини виникнення біоніки - досить складне питання. Якщо брати приклади з давніх культур, то все досить логічно: звідки ж давній людині брати приклади гармонійних пропорцій, як не з природи, яка його оточує?

Якщо мати на увазі біоніку саме як науку, то її виникнення цілком з'ясовно таким фактом: для вивчення та копіювання природних «прототипів» потрібні наукові методи, сучасні матеріали, ідеї та технології!

Перерахуємо фактори розвитку сучасного дизайну, науки та техніки, а також суспільства, які вплинули на виникнення біоніки як науки:

· Поява нових наукових відкриттів, як у технічних, так і в гуманітарних галузях знання (в біології, медицині, фізиці, хімії, кібернетики, області інформаційних технологій; в технічній естетиці та дизайні та ін.);

· Поява нових технологій конструювання і виробництва дизайн-продуктів;

· Поява нових матеріалів;

· Виникнення нових факторів соціального і економічного розвитку, в т.ч. глобалізація світових процесів;

· Постановка нових, більш великих і складних завдань в дизайн-проектуванні;

Сьогодні на розвиток біоніки, крім зазначених, впливають і нові фактори:

· Виникнення нового розуміння дизайну в контексті інноваційного підходу до проектування середовища життя людини;

· Прискорення темпів життя людей: у т.ч. прискорення обміну інформацією, поява Internet і соціальних мереж.

· Поява нових бізнес-технологій, «бізнес-інкубаторів» і т.п.

Датою народження біоніки як науки вважається 13 вересня 1960 року. У США, в м Дайтона відбувся перший симпозіум з біоніки, який офіційно закріпив народження нової науки. Вчені обрали своєю емблемою скальпель і паяльник, з'єднані знаком інтеграла, а девізом біоніки стали слова: «Живі прототипи - ключ до нової техніки».

Біоніка (від грец. Bion - елемент життя) - наука, прикордонна між біологією і технікою, вирішальна інженерні завдання на основі аналізу структури і життєдіяльності організмів.

Біоніка - прикладна наука, її основу складають дослідження з моделювання різних біологічних організмів, яке здійснюють на радіоелектронної, електролітичної, пневматичної і інших фізико-хімічних основах.

Робота на стику наук, постійні пошуки порівнянь, скрупульозний аналіз знайдених аналогій і зв'язків, можливостей їх ефективного застосування, та все це в безпосередньому зв'язку з біологією - стовпова дорога розвитку всіх розділів сучасної науки, техніки і виробництва.

«Прабатьки» біоніки, перші проекти. Ідея застосування знань про живу природу для вирішення інженерних завдань належить Леонардо да Вінчі, який намагався побудувати літальний апарат з махають крилами, як у птахів: орнітоптер.

У наш час за кресленнями да Вінчі неодноразово здійснювали моделювання орнітоптера. Із сучасних вчених відомо ім'я Осипа М. Р. Дельгадо. За допомогою своїх радіоелектронних приладів він вивчав неврологічні і фізичні характеристики тварин, на основі яких розробляв алгоритми управління живими організмами.

Орнітоптери в СРСР і Росії. Подібні експерименти проводилися і в СРСР, але потім багато програм були згорнуті. У 1908 році, в місті Тифліс на Махатской горе, відбулася серія з тридцяти успішних польотів м'язового орнітоптера-планера з ножним педальним приводом А. В. Шіукова. У 1921, в 1934 і 1935 Б. І. Черановскім проводив досліди з польотів на орнітоптері-планерах, третій з яких отримав іменування Біч-18. У 1936 році «Осавіахім» провів успішні стендові випробування м'язового орнітоптера з ручним приводом конструкції П. І. Смирнова. Під час стендових випробувань льотчик М. І. Чекалін ковзав по тросу з гори, розташованої на планерного станції в селі Трикотажне.

Сучасні досліди.2 серпня 2010 року в рамках проекту Human-Powered Ornithopter здійснив свій політ апарат Snowbird (риc. 1), який став першим успішним пілотованим махолётом на мускульною тязі, здатним на стійкий горизонтальний політ. Він побудований в аерокосмічному інституті університету Торонто (UTIAS) за допомогою студентів з університетів Пуатьє (Universite de Poitiers), Франція, і Делфта (TU Delft), Нідерланди. Апарат важить 42 кг і має розмах крил 32 м. Це досягається за рахунок того, що в конструкції використані вуглеволокно, полімери та бальса. Довгі гнучкі крила приводяться в рух силами пілота; для цього використовується троси. Зміна кута атаки при ході крила вниз і вгору забезпечується автоматично спеціально спроектованій пружною конструкцією, що використовує тільки комбінацію аеродинамічних і інерційних сил.

Так у Snowbird з'являються вертикальна і горизонтальна тяги, які необхідні для утримання апарату в повітрі і його поступального руху. У підсумку в присутності представника Міжнародної авіаційної федерації (FAI) він здійснив свій політ. Розгін був здійснений буксирувати автомобілем, потім трос був відчеплений, і Snowbird полетів зі стабільною швидкістю і висотою, подолавши за 19,3 сек 145 м.

Мал. 1. Канадський мускульний орнітоптер Snowbird

В Росії один із сучасних конструкторів мащущекрилого літального апарату - Кисельов В. А., який створив 24-кілограмовий масштабний зразок махолета і відчуває його, причому основний конструкторської завданням в даний час є не стільки утримання апарату в повітрі, що вже здійснено як самим Кисельовим В. А ., так і іншими проектувальниками. Мета інженерів - створення літального апарату, здатного до самостійного зльоту, пілотованого людиною і розрахованого на вагу пілота.

Поява кібернетики, що розглядає загальні принципи управління і зв'язку в живих організмах і машинах, стало стимулом для більш широкого вивчення будови і функцій живих систем з метою з'ясування їх спільності з технічними системами, а також використання отриманих відомостей про живі організми для створення нових приладів, механізмів, матеріалів і т. п.

Перші приклади біоніки. Аналізуючи природні об'єкти, ми часто приходимо до висновку, що майже будь-яка технологічна проблема, яка постає перед дизайнерами або інженерами, була вже давно успішно вирішена іншими живими істотами. Наприклад, виробники прохолодних напоїв постійно шукають нові способи упаковки своєї продукції. У той же час звичайна яблуня давно вирішила цю проблему. Яблуко на 97% складається з води, упакованої аж ніяк не в деревне картон, а в їстівну шкірку, досить апетитну, щоб залучити тварин, які з'їдають фрукт і поширюють зерна.

Коли фахівці з біоніки і дизайнери стикаються з інженерної або дизайнерської проблемою, вони шукають рішення в «науковій базі» необмеженого розміру, яка належить тваринам і рослинам.

Знамените запозичення зробив швейцарський інженер Джордж де Местраль (Georges de Mestral) в 1955 році. Він часто гуляв зі своєю собакою і зауважив, що до її вовни постійно прилипають якісь рослини. Статут постійно чистити собаку, інженер вирішив з'ясувати причину, по якій бур'яни прилипають до вовни.

Дослідивши феномен, де Местраль визначив, що він можливий завдяки маленьким гачкам на плодах рослини.

В результаті інженер усвідомив важливість зробленого відкриття і через вісім років запатентував зручну «липучку» Velcro, яка сьогодні широко використовується при виготовленні не тільки військової, але і цивільного одягу.

Природа відкриває перед інженерами і вченими нескінченні можливості по запозиченню технологій та ідей. Сучасні технічні засоби і комп'ютерне моделювання допомагають хоча б трохи розібратися в тому, як влаштований навколишній світ, і спробувати скопіювати деякі його деталі для власних потреб.

Біоформи, види природних мотивів, стилізація під біоформи.Строго кажучи, біоформи - це природні, «живі» форми. Чому «живі» в лапках? Так як мається на увазі природна форма рослини або тіла тварини, яка необов'язково належить живому на даний момент організму. Прикладом можуть служити корали, скам'янілі раковини, морські зірки - це все біоформи. Лист зелений, весняний є біоформи і цей же лист наступної весни, коли буде виглядати як прозора сіточка з прожилок - також буде біоформи. Таким чином, при визначенні біоформи справа зовсім не в присутності життя як такого в цій формі на даний момент. Головне лише те, чи є дана форма природним витвором: якщо так, то перед нами саме біоформи.

З іншого боку, в сучасному дизайні часто використовується термін «біоформи» вже для опису дизайн-об'єкта, створеного на основі певного творчого джерела, в якості якого виступає природна форма. Так що, коли ми говоримо про дослідження біоформ в дизайні - ми маємо на увазі як природні «прототипи», так і готові дизайнерські рішення на їх основі.

Використання природних форм в дизайні предметів ( «речей») досить цікаво, і про це ще йтиметься в розділах навчального посібника.

Тут же, у вступі, звернемо свою увагу на те, що з давніх часів біоформи використовуються як орнамент у всіх відомих науці культурах, в мистецтві різних народів. Так як дизайн, в порівнянні з мистецтвом, дуже «молодий», і, фактично, виріс з мистецтва і ремісничого виробництва, то і природні мотиви в ньому використовуються ті ж, що і в мистецтві. Сьогодні торжествує полістилізм і, отже, є актуальними практично всі види стилізацій природних мотивів. Коли говорять про природні мотиви, мають на увазі орнаментальні мотиви.

Всі природні мотиви можна об'єднати в групи. Існує кілька класифікацій природних мотивів. Найбільш підходяща нам і повна така класифікація, в якій природні (орнаментальні) мотиви поділяються на:

1. Рослинні (зображення стилізованих рослин);

2. Зооморфні (зображення стилізованих тварин);

3. Антропоморфні (позначимо і цю групу, щоб окремо виділити зображення людини).

Також можна виділити і символічні природні мотиви (тут можливе поєднання елементів пп. 1. - 3, але символи мають більш глибокий сенс, «силу», вони чітко структуровані і тому особливо цікаві в плані цитування та переробки).

Стилізація під біоформи - це не поверхневе «прикрашення». Важливо визначити структуру об'єкта, під який ми хочемо стилізувати ту чи іншу дизайнерську розробку. І, заново переосмисливши свою ідею, використовувати найкраще з структури і особливостей матеріалу природного об'єкта, під який ми стилізуємо новий продукт.

Стилізацій під біоформи, по суті, два види: 1) витончені, округлі, що нагадують природну форму і 2) прямолінійні, навіть гострокутні, швидше, в стилі «неоконструктівізм».

Той чи інший підхід до стилізації об'єкта на основі біоформи вибирається, природно, в залежності від поставлених завдань. Однак, на думку як кращих психологів, так і найбільших дизайнерів сучасного світу, для інтер'єру, одягу, дизайну міського середовища, графічного дизайну і т.п. - Кращим рішенням є стилізація з округлими, м'якими, обтічними формами. Вона нагадує природні об'єкти і від неї немає шкоди для психіки людини, якщо вона виконана з використанням природних кольорів і викликає позитивні асоціації.

Другий вид стилізації - більш прямолінійні форми і лінії - покликаний, скоріше, втілити динаміку сучасного життя і більш прийнятний для оформлення шоу, виставок, нічних клубів, концертів, розважальних заходів та презентацій - тобто тих подій, на яких людина проводить лише частину свого часу. Жити ж в інтер'єрі з такими, кілька агресивними в плані психологічного сприйняття формами, довгий час неможливо: вони часто гострі, як голки кактуса або їжака. Такі форми покликані, швидше, справити сильне враження, шокувати, запам'ятатися. Але вони не дають людині відпочинок, натхнення, заспокоєння, відчуття щастя, тепла, краси і гармонії, яке він отримує серед округлих і текучих форм, що нагадують пейзаж, небесні хмари і пелюстки рослин, гілки дерев.

висновки

Біоніка необхідно вивчати дизайнеру, так як це шлях до інноваційних, витонченим і функціональним розробкам у всіх областях дизайну, в тому числі, в такої перспективної галузі, як Футуродизайн.

Контрольні питання

1. Сформулювати визначення біоніки.

2. Дати визначення биомиметика.

3. Розкрити основні поняття: біоформи, види природних мотивів, стилізація під біоформи і т. П.

4. Визначити головне властивість біонічних форм.

5. Назвати «прабатька» біоніки, перерахувати перші проекти. Вказати дату «народження» біоніки як науки.

6. Привести приклади перших біонічних об'єктів.

7. Назвати «дату і місце народження» біоніки як науки.

8. Перелічити особливості стилізації під біоформи.

Питання для дискусії

1. Яку біонічну ідею, на Ваш погляд, можна вважати найдавнішою?

2. Наведіть приклади біонічних розробок з історії культури і мистецтв.

3. Порівняйте приклади біонічних об'єктів з «Історії культури і мистецтв» та «Історії дизайну, науки та техніки».

4. Які приклади біонічних рзработок Ви вважаєте найбільш перспективними і чому?

5. Які властивості і яких саме природних об'єктів Ви вважаєте ще не використаними в бионическом дизайні?

Базовий навчальний посібник:

1.Макарова Т. Л. Біоніка. Практикум. - М .: МФПА, 2010. - 38 с.

Основна література:

2.Цойх М. Біоніка. - М .: Світ книги (Серія: Навіщо і чому), 2007. - 48 с.

3.Бурень В. М., Бурень О. В. Біологія і нанотехнологія. Матеріали для сучасної і майбутньої біоніки. - М .: Фенікс, 2006. - 125 с.

Додаткова література:

4. Методологія біології: нові ідеї (синергетика, семіотика, коеволюція) / Відп. ред. О. Є. Баксанский. - М .: Едіторіал УРСС, 2001. - 264 с.

Інтернет-джерела:

5. http://bio-nica.narod.ru/

6. http://www.vinci.ru/

7. http://www.membrana.ru/particle/4474

Самостійна робота студентів *




Московська фінансово-промислова академія | обговорено | Завдання 1.2. | Напрямки біоніки. Біоніка - «техніка» живих організмів | органічна архітектура | Використання природних форм в будівництві: А. Гауді, Е. Саарінен і інші. Л. Г. Саллівен (роботи для приватних клієнтів). | Завдання 3. | Методи геометричного структурування природних форм | Завдання 4. | Геометричного структурування природних форм |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати