ВВедение
На современном этапе развития бионика широко используется в разных аспектах искусства, например, архитектуре, дизайне интерьеров, дизайне промышленных изделий.
Главной целью бионики является единство природных и антропологических объектов, поскольку гармония это важный фактор развития социума, искусства, природы.
Бионические объекты используются во всем мире, как в больших, так и в малых городах. Они плавно вписываются в естественную среду, несмотря на то что имеют неординарные геометрические формы, изгибы. Это является главной особенностью бионического направления в сфере дизайна.
Основная перспектива в развитии бионики выражается в поиске новых эргономичных, экономичных источников для конструкций, заимствованных у растительного и животного мира, что способствует гармоничному взаимодействию окружающей среды и человека.
Изложенное выявляет актуальность применения и еще более широкого внедрения бионики на современном и перспективном этапах развития.
1. Появление и историческое развитие бионики
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.
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. В 1960 в Дайтоне (США) состоялся первый симпозиум по бионике, который официально закрепил рождение новой науки.
Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, кибернетикой и инженерными науками: электроникой, навигацией, связью, морским делом и другими.
Бионика - это наука, изучающая принципы организации и функционирования биологических систем на молекулярном, клеточном и популяционном уровнях. Бионика синтезирует знания в биологии и кибернетике, физике и радиотехнике, математике и электронике, ботанике и архитектуре, биохимии и механике, психологии и биофизике и т.д. Бионика соединяет разнородные знания в соответствии с законами единства живой природы.
В XX веке "бионические идеи" получили развитие в авангардных проектах многих деятелей различных видов искусства. В 1916 году классик "Русского Авангарда" Казимир Малевич отметил: "Предметы исчезли, как дым; во имя новой художественной культуры искусство стремится и к автономии творения - к приоритету форм природы". А в 1920-е годы Лазарь Хидекель, ученик Шагала и Малевича, автор первого в российской истории архитектурно-экологического манифеста "АЭРО", написал: "Зарождается новая, более высокая цивилизация, где будущая архитектура должна основываться на своих законах, не разрушающих естественную среду, а вступающих в благотворное пространственное взаимодействие с окружающей природой".
Так, например, гибкость, присущую человеческому телу, стали использовать не только художники и архитекторы, но и авангардисты сценического искусства, выстраивая из актеров живые декорации к своим спектаклям. Обращение к природным истокам нашло яркое выражение в актерской школе знаменитого режиссера Всеволода Мейерхольда. Его актеры проходили специальное обучение в экспериментальной мастерской, где основным предметом была биомеханика. Мейерхольд стремился придать зрелищу геометрическую точность формы, акробатическую легкость и ловкость, спортивную выправку. Эти же биомеханические принципы искусства он продолжал развивать в своем журнале "Любовь к трем апельсинам", где в ряде статей много внимания уделялось идее воспитания актера, уверенно владеющего своим телом, голосом, способного в нужном темпе и ритме выполнить любое задание режиссера.
В то же время бионические идеи начинают воплощаться и в балетных постановках. Импрессионистические размытые танцы, выражающие чувства цветка и строящиеся на подражании пластике цветущего вьющегося растения, стали настоящей сенсацией на Западе благодаря имени Сержа Дягилева - организатора ежегодных гастролей русских артистов в Париже, получивших название "Русские сезоны". Балеты "Нарцисс" и "Призрак розы" третьих "Русских сезонов" потрясали воображение зрителей натуральностью жеста и незаурядной пластикой. Бионические идеи, воплотившиеся в этих постановках, позволили Дягилеву утвердиться в жизнеспособности своего детища и снискали большую популярность на Западе. Ясность замысла и воплощения, броскость и предельный лаконизм образов, характерные для бионических концепций, стали важной составляющей творчества пионера советского фотоавангарда Александра Родченко, также создававшего эскизы для многих театральных постановок театра Мейерхольда. Но, безусловно, свое самое яркое воплощение бионические идеи нашли все-таки в архитектуре. Великий современник основоположников "Русского Авангарда" философ Рудольф Штайнер говорил: "Духовный аспект создания бионических форм связан с попыткой осознать предназначение человека. В соответствии с этим архитектура трактуется как "место", где раскрывается смысл человеческого бытия". И если следовать логике классиков, то выходит, что только здание, созданное в соответствии с принципами архитектурной бионики - будь это фостеровский "Апельсин" или же любой другой современный эко-комплекс, - способно стать наиболее органичным "домом" для произведений искусства, наполняющих человеческое бытие особым художественным смыслом.
Однако бионика, охватившая в своём зарождении все виды искусства, наибольшим образом проявилась в архитектуре. Таким образом, начинается этап её внедрения в повседневную жизнь и взаимодействия её с человеком, с последующим развитием и в технической жизни общества.
Относительно архитектуры зародилось это направление в самом начале ХХ века. Авторы учебников по архитектуре пишут, что бионика - наука, которая находится на границе между биологией и технологией и решающая задачи инженерии на основе анализа жизнедеятельности организмов. Антонио Гауди был первым, кто начал применять в строительстве природные формы. Именно его работы и дали толчок развитию бионического стиля. В 1921 году Рудольф Штайнер создал свой «Гетеанум», который еще больше популяризировал бионику. В противоположность хай-теку, архитектурная выразительность конструкций зданий био-тека достигается заимствованием природных форм. Данное движение находится в процессе становления, и его исследовательская составляющая преобладает над практической.
Тысячелетиями архитекторы украшали свои постройки статуями, лепниной, скрывая от посторонних взглядов конструкции, имевшие в своей основе простые геометрические объемы. Гауди не использовал их в своих постройках. Стены, крыши, окна, двери изгибаются и искривляются. Его здания похожи на диковинных животных, растения или скалы. Чтобы не резать помещения, он придумал собственную безопорную систему перекрытий. Безудержная фантазия сочеталась с тонким математическим расчетом, умением и желанием экспериментировать с новейшими строительными материалами.
Антонио Гауди
Гауди создал: усадьбу или так называемые павильоны, (1885-1888) и городской особняк (1886-1888). Позднее возник проект парка Гуэль (1903-1910). Монте Пелада - лысая гора, именно здесь вырос город-сад, задуманный как убежище от индустриальных ужасов ХХ столетия. Территорию парка предполагалось разделить на 60 частей для домов состоятельных горожан, но проданы были лишь 2 участка. Притом одним из покупателей был сам Гауди. Главная достопримечательность самого оптимистичного творения архитектора - скамья-змея - удивительный памятник бесконечности, чья поверхность пестрит странными, колдовскими знаками и символами. Развести Гуэля и Гауди не смогла даже эта неудача.
Квартал Эщампле - место сосредоточения построек Гауди. Дом Батло (1904-1906), одетый в мозаику-чешую, меняющий свой цвет в зависимости от освещения. Среди жителей Барселоны он известен под зловещим прозвищем - "Дом костей". Достаточно одного взгляда для того, чтобы понять причины возникновения этого имени. Решетки окон и балконов каса Батло кажутся составленными из фрагментов скелета неизвестного гигантского существа
Следующая достопримечательность квартала дом Мила (1905-1910), более известный в Барселоне под именем "Ла Педрера" - "Каменоломня" - самый невероятный из жилых домов столицы Каталонии, а, возможно, и мира. Другой известный фантазер из Барселоны, художник Сальвадор Дали, сказал, однажды, что это здание похоже на смятые штормовые волны.
В том же квартале обрела каменную плоть главная и самая удивительная фантазия Гауди - собор Святого семейства, Саграда да Фамилиа - пересказанный в камне и бетоне Новый завет. Сюрреалистическая готика, на стенах которой обитают святые, черепахи, саламандры, улитки… Гауди отдал храму 43 года жизни, а с 1910 года и вовсе занимался лишь им. Однако строительство последнего великого собора Европы продолжается по сей день.[1]
Примеры скульптуры Антонио Гауди:
[2]
При всём разнообразии, архитектура не единственная отрасль, которая использует бионические принципы. С каждым годом техническая оснащенность возрастает с геометрической прогрессией. Следовательно, появляется необходимость интеграции естественных и технических наук и конструкций. Бионика теперь охватывает и технические сферы.
В настоящее время 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.
Изучение гидродинамических особенностей строения китов и дельфинов помогло создать особую обшивку подводной части кораблей, которая обеспечивает повышение скорости на 20–25% при той же мощности двигателя. Называется эта обшивка ламинфло и, аналогично коже дельфина, не смачивается и имеет эластично-упругую структуру, что устраняет турбулентные завихрения и обеспечивает скольжение с минимальным сопротивлением. Такой же пример можно привести из истории авиации. Долгое время проблемой скоростной авиации был флаттер — внезапно и бурно возникающие на определенной скорости вибрации крыльев. Из-за этих вибраций самолет разваливался в воздухе за несколько секунд. После многочисленных аварий конструкторы нашли выход — крылья стали делать с утолщением на конце. Через некоторое время аналогичные утолщения были обнаружены на концах крыльев стрекозы. В биологии эти утолщения называются птеростигмы. Новые принципы полета, бесколесного движения, построения подшипников и т. д. разрабатываются на основе изучения полета птиц и насекомых, движения прыгающих животных, строения суставов.
Чтобы понять устройство и принцип действия живой системы, смоделировать ее и воплотить в конкретных конструкциях и приборах, нужны универсальные знания. А сегодня, после длительного процесса дробления научных дисциплин, только начинает обозначаться потребность в такой организации знаний, которая позволила бы охватить и объединить их на основе единых всеобщих принципов. И бионика здесь занимает особое положение.
Технические системы, созданные человеком, не имеют внутреннего динамического равновесия процессов распада и восстановления, и в этом смысле они статичны. Их функционирование, как правило, периодично. Эта разница между природными и техническими системами очень существенна с инженерной точки зрения.
Бионический подход в научном исследовании в современных условиях лучше всего осуществляется тогда, когда над общей проблемой работают сообща биологи и инженеры. Дружная работа различных специалистов, преодоление профессиональных "перегородок", выработка понимания друг друга с полуслова, создание единых методов работы - всё это, как правило, помогает решать трудные задачи. Постоянные поиски сравнений интересующего объекта, явления, процесса, свойства, характеристики и т.д. с чем-то подобным в живой природе, скрупулёзный анализ найденных аналогий и связей, границ их применимости - в этом существо бионического подхода. Работа на стыке наук и особенно в непосредственной связи с биологией - столбовая дорога развития всех разделов современной науки, техники и практического производства.