Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Формы контроля




Читайте также:
  1. I.Формы государственного управления
  2. II.4.1) Исторические формы единоличной власти.
  3. III. Редкие формы
  4. III.1.1) Формы уголовного процесса.
  5. L-формы бактерий, их особенности и роль в патологии человека. Факторы, способствующие образованию L-форм. Микоплазмы и заболевания, вызываемые ими.
  6. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 1 страница
  7. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 10 страница
  8. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 11 страница
  9. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 12 страница
  10. NB! НачинайтеРАЗБОР ПО СОСТАВУ глагольной формы не с окончания, а С ОСНОВЫ (т.е. одной из словарных основ). Вспомните известную фразу: ЗРИ В КОРЕНЬ! 13 страница

Текущий контроль успеваемости (ТКУ) проводится в форме контрольных вопросов, проверки заданий, выполненных на практических занятиях, и самостоятельных работ. Итоговым мероприятием (ИМ) является заче

Тематический план

Наименование разделов, тем, практических занятий Максим. учебная нагрузка студента Кол-во аудиторных часов при очной форме обучения Самост. работа студента
Всего В том числе лекций В том числе практ. занятий
Введение в дисциплину.
Тема 1.Современное состояние бионики как новой отрасли науки
Тема 2. Направления бионики. Бионика – «техника» живых организмов
Тема 3. Органическая архитектура.
Тема 4. Методы геометрического структурирования природных форм: принципы строения бионических форм, используемых в дизайне
Тема 5. Методы и пути развития биодизайна
Тема 6. Биоформы в разных видах дизайна
Тема 7. Человек – машина. Оппозиция и сочетание «полюсов» как одна из главных тем современного дизайна
Всего часов:  

 

2. Бионика: определение и основные понятия. Причины возникновения, дата «рождения» бионики как науки. «Прародители» бионики, первые проекты. Биоформы, виды природных мотивов, стилизация под биоформу

 

Основные понятия раздела «Введение в дисциплину»: бионика, биомиметика; биоформа

 

Бионика: определение и основные понятия. В XXI в. бионика получила сильный импульс к новому развитию, поскольку современные технологии позволяют копировать миниатюрные природные конструкции с большой точностью. В то же время, современная бионика во многом связана не с прямым цитированием элементов природных объектов, а с разработкой новых материалов, копирующих природные аналоги; с робототехникой и искусственными элементами тела животных и человека (особенно в протезировании).

Концепция бионики отнюдь не нова: приведём несколько примеров. В Древнем Египте и Древней Греции уже использовались «золотые» пропорции природных объектов. Ещё 3000 лет назад китайцы пытались перенять у насекомых способ изготовления шелка. В эпоху итальянского Ренессанса гениальный художник, инженер и учёный Леонардо да Винчи разработал множество изобретений, в том числе, и бионических. В XIX веке знаменитая Эйфелева башня (автор Г. Эйфель) спроектирована по аналогии со строением берцовой кости человека.



В конце ХХ века бионика обрела второе дыхание благодаря современным технологиям. Так, несколько лет назад ученые смогли проанализировать ДНК пауков и создать искусственный аналог шелковидной паутины.

Био́ника (от греч. Βίον – элемент жизни, буквально – живущий) – прикладная наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формы живого в природе и их промышленные аналоги.

В англоязычной и переводной литературе чаще употребляется термин биомиметика (от лат. bios – жизнь, и mimesis – подражание). Термин используется в значении «подход к созданию технологических устройств, при котором идея и основные элементы устройства заимствуются из живой природы». Одним из удачных примеров биомиметики является широко распространенная лента-«липучка», прототипом которой стали плоды растения репейник, цеплявшиеся за шерсть собаки швейцарского инженера Жоржа де Местраля.



Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками: электроникой, навигацией, связью, морским делом и другими.

Использование бионических принципов в дизайне помогает нам создать вещи как элегантные, словно творения самой природы, так и функциональные, эффективные, в соответствии со всеми требованиями дизайна XXI в.

Причины возникновения, дата «рождения» бионики как науки. Причины возникновения бионики – довольно сложный вопрос. Если брать примеры из древних культур, то всё достаточно логично: откуда же древнему человеку брать примеры гармоничных пропорций, как не из природы, которая его окружает?

Если иметь в виду бионику именно как науку, то её возникновение вполне объяснимо следующим фактом: для изучения и копирования природных «прототипов» нужны научные методы, современные материалы, идеи и технологии!

Перечислим факторы развития современного дизайна, науки и техники, а также общества, которые повлияли на возникновение бионики как науки:

· появление новых научных открытий, как в технических, так и в гуманитарных отраслях знания (в биологии, медицине, физике, химии, кибернетике, области информационных технологий; в технической эстетике и дизайне и др.);

· появление новых технологий конструирования и производства дизайн-продуктов;

· появление новых материалов;

· возникновение новых факторов социального и экономического развития, в т.ч. глобализация мировых процессов;



· постановка новых, более крупных и сложных задач в дизайн-проектировании;

Сегодня на развитие бионики, кроме указанных, влияют и новые факторы:

· возникновение нового понимания дизайна в контексте инновационного подхода к проектированию среды жизни человека;

· ускорение темпов жизни людей: в т.ч. ускорение обмена информацией, появление Internet и социальных сетей.

· появление новых бизнес-технологий, «бизнес-инкубаторов» и т.п.

 

Датой рождения бионики как науки считается 13 сентября 1960 года. В США, в г. Дайтон состоялся первый симпозиум по бионике, который официально закрепил рождение новой науки. Учёные избрали своей эмблемой скальпель и паяльник, соединённые знаком интеграла, а девизом бионики стали слова: «Живые прототипы – ключ к новой технике».

Бионика (от греч. biōn – элемент жизни) – наука, пограничная между биологией и техникой, решающая инженерные задачи на основе анализа структуры и жизнедеятельности организмов.

Бионика – прикладная наука, ее основу составляют исследования по моделированию различных биологических организмов, которое осуществляют на радиоэлектронной, электролитической, пневматической и других физико-химических основах.

Работа на стыке наук, постоянные поиски сравнений, скрупулёзный анализ найденных аналогий и связей, возможностей их эффективного применения, и все это в непосредственной связи с биологией – столбовая дорога развития всех разделов современной науки, техники и производства.

«Прародители» бионики, первые проекты. Идея применения знаний о живой природе для решения инженерных задач принадлежит Леонардо да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц: орнитоптер.

В наше время по чертежам да Винчи неоднократно осуществляли моделирование орнитоптера. Из современных учёных известно имя Осипа М. Р. Дельгадо. С помощью своих радиоэлектронных приборов он изучал неврологические и физические характеристики животных, на основе которых разрабатывал алгоритмы управления живыми организмами.

Орнитоптеры в СССР и России. Подобные опыты проводились и в СССР, но затем многие программы были свёрнуты. В 1908 году, в городе Тифлис на Махатской горе, состоялась серия из тридцати успешных полётов мускульного орнитоптера-планёра с ножным педальным приводом А. В. Шиукова. В 1921, в 1934 и 1935 Б. И. Черановский проводил опыты по полётам на орнитоптерах-планёрах, третий из которых получил именование БИЧ-18. В 1936 году «Осавиахим» провёл успешные стендовые испытания мускульного орнитоптера с ручным приводом конструкции П. И. Смирнова. Во время стендовых испытаний лётчик М. И. Чекалин скользил по тросу с горы, расположенной на планерной станции в селе Трикотажное.

Современные опыты.2 августа 2010 года в рамках проекта Human-Powered Ornithopter совершил свой полёт аппарат Snowbird (риc. 1), который стал первым успешным пилотируемым махолётом на мускульной тяге, способным на устойчивый горизонтальный полёт. Он построен в аэрокосмическом институте университета Торонто (UTIAS) при помощи студентов из университетов Пуатье (Université de Poitiers), Франция, и Делфта (TU Delft), Нидерланды. Аппарат весит 42 кг и имеет размах крыльев 32 м. Это достигается за счёт того, что в конструкции использованы углеволокно, полимеры и бальса. Длинные гибкие крылья приводятся в движение силами пилота; для этого используется тросы. Изменение угла атаки при ходе крыла вниз и вверх обеспечивается автоматически специально спроектированной упругой конструкцией, использующей только комбинацию аэродинамических и инерционных сил.

Так у Snowbird появляются вертикальная и горизонтальная тяги, которые необходимы для удержания аппарата в воздухе и его поступательного движения. В итоге в присутствии представителя Международной авиационной федерации (FAI) он совершил свой полёт. Разгон был осуществлён буксировавшим автомобилем, затем трос был отцеплен, и Snowbird полетел со стабильной скоростью и высотой, преодолев за 19,3 сек 145 м.

Рис. 1. Канадский мускульный орнитоптер Snowbird

В России один из современных конструкторов мащущекрылого летательного аппарата – Киселев В. А., который создал 24-килограммовый масштабный образец махолета и испытывает его, причем основной конструкторской задачей в настоящее время является не столько удержание аппарата в воздухе, что уже осуществлено как самим Киселевым В. А., так и другими проектировщиками. Цель инженеров – создание летательного аппарата, способного к самостоятельному взлету, пилотируемого человеком и рассчитанного на вес пилота.

Появление кибернетики, рассматривающей общие принципы управления и связи в живых организмах и машинах, стало стимулом для более широкого изучения строения и функций живых систем с целью выяснения их общности с техническими системами, а также использования полученных сведений о живых организмах для создания новых приборов, механизмов, материалов и т. п.

Первые примеры бионики. Анализируя природные объекты, мы часто приходим к выводу, что почти любая технологическая проблема, которая встает перед дизайнерами или инженерами, была уже давно успешно решена другими живыми существами. Например, производители прохладительных напитков постоянно ищут новые способы упаковки своей продукции. В то же время обычная яблоня давно решила эту проблему. Яблоко на 97% состоит из воды, упакованной отнюдь не в древесный картон, а в съедобную кожуру, достаточно аппетитную, чтобы привлечь животных, которые съедают фрукт и распространяют зерна.

Когда специалисты по бионике и дизайнеры сталкиваются с инженерной или дизайнерской проблемой, они ищут решение в «научной базе» неограниченного размера, которая принадлежит животным и растениям.

Знаменитое заимствование сделал швейцарский инженер Джордж де Местраль (Georges de Mestral) в 1955 году. Он часто гулял со своей собакой и заметил, что к ее шерсти постоянно прилипают какие-то растения. Устав постоянно чистить собаку, инженер решил выяснить причину, по которой сорняки прилипают к шерсти.

Исследовав феномен, де Местраль определил, что он возможен благодаря маленьким крючкам на плодах растения.

В результате инженер осознал важность сделанного открытия и через восемь лет запатентовал удобную «липучку» Velcro, которая сегодня широко используется при изготовлении не только военной, но и гражданской одежды.

Природа открывает перед инженерами и учеными бесконечные возможности по заимствованию технологий и идей. Современные технические средства и компьютерное моделирование помогают хотя бы немного разобраться в том, как устроен окружающий мир, и попытаться скопировать некоторые его детали для собственных нужд.

 

Биоформы, виды природных мотивов, стилизация под биоформу.Строго говоря, биоформы – это природные, «живые» формы. Почему «живые» в кавычках? Так как имеется в виду природная форма растения или тела животного, которая необязательно принадлежит живому на данный момент организму. Примером могут служить кораллы, окаменевшие раковины, морские звезды – это всё биоформы. Лист зелёный, весенний является биоформой и этот же лист следующей весной, когда будет выглядеть как прозрачная сеточка из прожилок – также будет являться биоформой. Таким образом, при определении биоформы дело вовсе не в присутствии жизни как таковой в этой форме на данный момент. Главное лишь то, является ли данная форма природным творением: если да, то перед нами именно биоформа.

С другой стороны, в современном дизайне часто используется термин «биоформа» уже для описания дизайн-объекта, созданного на основе определенного творческого источника, в качестве которого выступает природная форма. Так что, когда мы говорим об исследовании биоформ в дизайне – мы имеем в виду как природные «прототипы», так и готовые дизайнерские решения на их основе.

Использование природных форм в дизайне предметов («вещей») достаточно интересно, и об этом еще будет идти речь в главах учебного пособия.

Здесь же, во введении, обратим своё внимание на то, что с древних времён биоформы используются как орнамент во всех известных науке культурах, в искусстве разных народов. Так как дизайн, по сравнению с искусством, очень «молод», и, фактически, вырос из искусства и ремесленного производства, то и природные мотивы в нём используются те же, что и в искусстве. Сегодня торжествует полистилизм и, следовательно, актуальны практически все виды стилизаций природных мотивов. Когда говорят о природных мотивах, имеют в виду орнаментальные мотивы.

Все природные мотивы можно объединить в группы. Существует несколько классификаций природных мотивов. Наиболее подходящая нам и полная следующая классификация, в которой природные (орнаментальные) мотивы подразделяются на:

1. Растительные (изображения стилизованных растений);

2. Зооморфные (изображения стилизованных животных);

3. Антропоморфные (обозначим и эту группу, чтобы отдельно выделить изображения человека).

 

Также можно выделить и символические природные мотивы (здесь возможно сочетание элементов пп. 1. – 3, но символы имеют более глубокий смысл, «силу», они чётко структурированы и поэтому особенно интересны в плане цитирования и переработки).

Стилизация под биоформу – это не поверхностное «украшательство». Важно определить структуру объекта, под который мы хотим стилизовать ту или иную дизайнерскую разработку. И, заново переосмыслив свою идею, использовать лучшее из структуры и особенностей материала природного объекта, под который мы стилизуем новый продукт.

Стилизаций под биоформу, по сути, два вида: 1) изящные, округлые, напоминающие природную форму и 2) прямолинейные, даже остроугольные, скорее, в стиле «неоконструктивизм».

Тот или иной подход к стилизации объекта на основе биоформы выбирается, естественно, в зависимости от поставленных задач. Однако, по мнению как лучших психологов, так и величайших дизайнеров современного мира, для интерьера, одежды, дизайна городской среды, графического дизайна и т.п. – лучшим решением является стилизация с округлыми, мягкими, обтекаемыми формами. Она напоминает природные объекты и от неё нет вреда для психики человека, если она выполнена с использованием природных цветов и вызывает положительные ассоциации.

Второй вид стилизации – более прямолинейные формы и линии – призван, скорее, воплотить динамику современной жизни и более приемлем для оформления шоу, выставок, ночных клубов, концертов, развлекательных мероприятий и презентаций – т.е. тех событий, на которых человек проводит лишь часть своего времени. Жить же в интерьере с такими, несколько агрессивными в плане психологического восприятия формами, долгое время невозможно: они часто остры, как иглы кактуса или ежа. Такие формы призваны, скорее, произвести сильное впечатление, шокировать, запомниться. Но они не дают человеку отдых, вдохновение, успокоение, ощущение счастья, тепла, красоты и гармонии, которое он получает среди округлых и текучих форм, напоминающих пейзаж, небесные облака и лепестки растений, ветви деревьев.

 

Выводы

Бионику необходимо изучать дизайнеру, так как это путь к инновационным, изящным и функциональным разработкам во всех областях дизайна, в том числе, в такой перспективной области, как футуродизайн.

Контрольные вопросы

1. Сформулировать определение бионики.

2. Дать определение биомиметики.

3. Раскрыть основные понятия: биоформы, виды природных мотивов, стилизация под биоформу и т. п.

4. Определить главное свойство бионических форм.

5. Назвать «прародителя» бионики, перечислить первые проекты. Указать дату «рождения» бионики как науки.

6. Привести примеры первых бионических объектов.

7. Назвать «дату и место рождения» бионики как науки.

8. Перечислить особенности стилизации под биоформу.

Вопросы для дискуссии

1. Какую бионическую идею, на Ваш взгляд, можно считать самой древней?

2. Приведите примеры бионических разработок из истории культуры и искусств.

3. Сравните примеры бионических объектов из «Истории культуры и искусств» и «Истории дизайна, науки и техники».

4. Какие примеры бионических рзработок Вы считаете наиболее перспективными и почему?

5. Какие свойства и каких именно природных объектов Вы считаете еще не использованными в бионическом дизайне?

 

Базовое учебное пособие:

1.Макарова Т.Л. Бионика. Практикум. – М.: МФПА, 2010. – 38 с.

Основная литература:

2.Цойх М. Бионика. – М.: Мир книги (Серия: Зачем и почему), 2007. – 48 с.

3.Бурень В. М., Бурень О. В. Биология и нанотехнология. Материалы для современной и будущей бионики. – М.: Феникс, 2006. – 125 с.

Дополнительная литература:

4.Методология биологии: новые идеи (синергетика, семиотика, коэволюция) /Отв. ред. О. Е. Баксанский. – М.: Эдиториал УРСС, 2001. – 264 с.

Интернет-источники:

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

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

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

Самостоятельная работа студентов*


Дата добавления: 2014-11-13; просмотров: 24; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2022 год. (0.022 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты