3-2-3-2- رويکرد پايين به بالا-اهداف طراحي بدنبال انطباق با بيولوژي…………………………………..72
3-2-3-3- رويکرد اتفاقي……………………………………………………………………………………………………………….73
3-2-4- اصول طراحي بيونيک……………………………………………………………………………………………………….75
3-3- تأثير و بکارگيري بيونيک در ايجاد طرحهاي پايدار……………………………………………………………..77
3-3-1- انديشهها و مفاهيم (سطوح بيونيک)………………………………………………………………………………..78
3-3-1-1- سطح ارگانيسم……………………………………………………………………………………………………………..80
3-3-1-2- سطح رفتار…………………………………………………………………………………………………………………….80
3-3-1-3- سطح اکوسيستم…………………………………………………………………………………………………………..81
3-3-2- جنبههاي ساختمان از ديد پايداري………………………………………………………………………………….83
3-3-2-1-خصوصيت مواد و مصالح ساختمان………………………………………………………………………………84
3-3-2-2- پوشش ساختمان………………………………………………………………………………………………………….87
3-3-2-3- شرايط محيطي……………………………………………………………………………………………………………..89
3-4- نتيجهگيري…………………………………………………………………………………………………………………………….92
فصل چهارم: اجزاي ساختمان و بيونيک
4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………….94
4-2- فرم و بيونيک…………………………………………………………………………………………………………………………95
4-2-1- تفاوت فرمهاي زمينهگرا و تقليدي از طبيعت………………………………………………………………….95
4-2-2- مقايسه فرم دو نمونه معماري……………………………………………………………………………………………96
4-2-3- مقياس معتبر…………………………………………………………………………………………………………………….99
4-2-4- فرم طبيعي معتبر……………………………………………………………………………………………………………101
4-3- سازه و بيونيک…………………………………………………………………………………………………………………….102
4-3-1- طبيعت و کارايي سازه…………………………………………………………………………………………………….103
4-3-2 طبيعت و زيباگرايي سازه………………………………………………………………………………………………….104
4-3-3- انواع سازههاي بيونيک…………………………………………………………………………………………………….106
4-3-3-1- طبيعت و سازههاي بلند (سيستمهاي ساختماني ستوني)……………………………………….107
4-3-3-2- سازههاي درختي………………………………………………………………………………………………………..114
4-3-3-3- سازههاي پوستهاي در طبيعت…………………………………………………………………………………..117
4-3-3-4- سازههاي ورق تا شو در طبيعت…………………………………………………………………………………118
4-3-3-5- سازههاي تنسگريتي در طبيعت…………………………………………………………………………………119
4-3-3-6- سازههاي بادي در طبيعت………………………………………………………………………………………….124
4-3-3-7- سازههاي ژئودزيک در طبيعت…………………………………………………………………………………..126
4-3-3-8- سازههاي کابلي کشسان در طبيعت…………………………………………………………………………..128
4-3-3-9- سازههاي قوسي در طبيعت……………………………………………………………………………………….130
4-3-3-10- اسکلت بدن جانداران………………………………………………………………………………………………132
4-4- بيونيک و مصالح…………………………………………………………………………………………………………………134
4-4-1- نقش مصالح در معماري عصر حاضر با نگاهي به طبيعت…………………………………………….134
4-4-2- نمونههايي از مصالح بيونيکي………………………………………………………………………………………….135
4-4-2-1- ساخت مصالح مقاوم به سايش بيونيکي…………………………………………………………………….135
4-4-2-2- توليد مصالح رنگي ساختماني…………………………………………………………………………………….136
4-4-2-3- مصالح هوشمند………………………………………………………………………………………………………….137
4-4-2-3-1- با قابليت تغيير ويژگي……………………………………………………………………………………………140
4-4-2-3-2- با قابليت تبديل انرژي……………………………………………………………………………………………146
4-4-2-4- نانو مصالح…………………………………………………………………………………………………………………..146
4-4-2-4-1- مصالح خود تميز شونده………………………………………………………………………………………..147
4-4-2-4-2- مصالح تصفيهکننده هوا…………………………………………………………………………………………150
4-4-2-4-3- مصالح تنظيمکننده دما (تغيير فاز)………………………………………………………………………153
4-4-2-5- ساخت عايق رطوبتي………………………………………………………………………………………………….156
4-4-2-6- تهيه سطوح نچسب…………………………………………………………………………………………………….157
4-4-2-7- توليد رنگهاي خودپاکشونده…………………………………………………………………………………..158
4-4-2-8- توليد بيوکامپوزيتهاي سخت……………………………………………………………………………………160
4-5- بيونيک و تأسيسات……………………………………………………………………………………………………………..161
4-5-1- نمونههايي از تأسيسات بيونيکي……………………………………………………………………………………..161
4-5-1-1- ساخت سلولهاي فتوولتائيک بيونيک……………………………………………………………………….161
4-5-1-2- طراحي تأسيسات مکانيکي بنا……………………………………………………………………………………167
4-5-1-3- توسعه عايقکاري گرمايشي نيمه شفاف…………………………………………………………………….169
4-6- بيونيک و پوشش…………………………………………………………………………………………………………………172
4-6-1- طراحي پوست تنفسي بيونيکي براي ساختمان……………………………………………………………..172
4-7- نتيجهگيري………………………………………………………………………………………………………………………….180
فصل پنجم: نمونه موردي
5-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………..182
5-2- نمونه موردي مراکز تحقيقاتي…………………………………………………………………………………………….183
5-2-1- مرکز علوم گياهي دونالد دانفورث…………………………………………………………………………………..183
5-3- نمونه موردي معماري بيونيک…………………………………………………………………………………………….184
5-3-1- مرکز هنر سنگاپور، سنگاپور، مالزي……………………………………………………………………………….184
5-3-2- استاديوم المپيک بيجينگ، پکن، چين………………………………………………………………………….186
5-3-3- مرکز شنا و بازيهاي آبي بيجينگ، پکن، چين…………………………………………………………….188
5-3-4- برج بيونيک، شانگهاي، چين………………………………………………………………………………………….190
5-3-5- برج رودخانه مرواريد، گانزهو، چين………………………………………………………………………………..193
5-3-6- مرکز ايست گيت، هاراري، زيمباوه…………………………………………………………………………………195
5-4- نتيجهگيري………………………………………………………………………………………………………………………….197
فصل ششم: مکانيابي و تحليل سايت
6-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………..200
6-2- درباره شهر شيراز…………………………………………………………………………………………………………………200
6-3- مکانيابي و تحليل سايت انتخابي……………………………………………………………………………………….201
6-3-1- عوامل موثر در مکانيابي به صورت عام………………………………………………………………………….201
6-3-2- عوامل موثر در مکانيابي مرکز تحقيقات و توسعه بيونيک……………………………………………202
6-3-3- مکانيابي…………………………………………………………………………………………………………………………206
6-3-4- تحليل سايت انتخابي………………………………………………………………………………………………………215
6-4- مطالعات جغرافيايي……………………………………………………………………………………………………………..222
6-4-1- موقعيت جغرافيايي استان فارس…………………………………………………………………………………….222
6-4-2- موقعيت جغرافيايي شهرستان شيراز………………………………………………………………………………222
6-4-3- مشخصههاي جغرافيايي شهر شيراز……………………………………………………………………………….223
6-4-4- مشخصههاي ارتفاعي شهر شيراز……………………………………………………………………………………223
6-5- مشخصههاي اقليمي شهر شيراز………………………………………………………………………………………….224
6-5-1- آب و هوا………………………………………………………………………………………………………………………….224
6-5-2- دما…………………………………………………………………………………………………………………………………..225
6-5-3- رطوبت……………………………………………………………………………………………………………………………..226
6-5-4- بارندگي……………………………………………………………………………………………………………………………228
6-5-5- باد……………………………………………………………………………………………………………………………………228
6-6- زمينشناسي و ژئومورفولوژي………………………………………………………………………………………………230
6-6-1- لرزهخيزي………………………………………………………………………………………………………………………..230
6-7- خاک و پوشش گياهي…………………………………………………………………………………………………………231
فصل هفتم: برنامهريزي و طراحي مرکز تحقيقات و توسعه بيونيک
7-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………..233
7-2- مباني نظري طرح………………………………………………………………………………………………………………..234
7-3- برنامهريزي فيزيکي……………………………………………………………………………………………………………..236
7-3-1- عرصه آموزشي و پژوهشي………………………………………………………………………………………………236
7-3-2- عرصه خدماتي-رفاهي…………………………………………………………………………………………………….237
7-3-3- عرصه اداري…………………………………………………………………………………………………………………….239
7-3-4- عرصه نمايشگاهي……………………………………………………………………………………………………………240
7-4- معرفي روند شکلگيري کليت طرح……………………………………………………………………………………241
7-5- رويکرد پايداري طرح…………………………………………………………………………………………………………..245
7-6- رويکرد بيونيکي طرح…………………………………………………………………………………………………………..247
7-6-1- سازه…………………………………………………………………………………………………………………………………247
7-6-2- تأسيسات…………………………………………………………………………………………………………………………248
7-6-3- مصالح و پوشش………………………………………………………………………………………………………………252
7-7-نقشهها و تصاوير نهايي…………………………………………………………………………………………………………252
منابع و مأخذ
منابع فارسي…………………………………………………………………………………………………………………………………..266
منابع غير فارسي……………………………………………………………………………………………………………………………268
چکيده انگليسي……………………………………………………………………………………………………………………………..274
فهرست جدولها
عنوان و شماره…………………………………………………………………………………………………………………………….صفحه
جدول شماره 1: بلندي، فشار و پراکندگي نسبت به تار خنثي در سازههاي بلند…………………….. 109
جدول شماره 2: مقياس 9 کميتي ساعتي براي مقايسه دودويي گزينهها………………………………… 209
جدول شماره 3: ماتريس داوري مقايسههاي جفتي……………………………………………………………………..210
جدول شماره 4: دادههاي مربوط به ويژگيهاي……………………………………………………………………………211
جدول شماره 5: داوري درباره سنجه مکاني در محدوده شهر و آرام…………………………………………..211
جدول شماره 6: داوري درباره سنجه همجواري با ساير مراکز پژوهشي و فناوري………………………212
جدول شماره 7: داوري درباره سنجه مساحت سايت انتخابي………………………………………………………212
جدول شماره 8: داوري درباره سنجه دسترسي راحت و سريع…………………………………………………….213
جدول شماره 9: داوري درباره سنجه نوع کاربري و مالکيت………………………………………………………..213
جدول شماره 10: داوري درباره سنجه همجواري مطلوب……………………………………………………………213
جدول شماره 11: داوري درباره سنجه چشماندازها و عوامل طبيعي…………………………………………..214
جدول شماره 12: داوري درباره سنجه حداقل تخريب با توجه به موقعيت…………………………………214 جدول شماره 13: محاسبه وزنهاي مرکب هر يک از سايتها……………………………………………………214
جدول شماره 14: دماي متوسط حداقل و حداکثر ماهانه و متوسط نوسان آن در ماههاي مختلف در شهر شيراز…………………………………………………………………………………………………………………………………226
جدول شماره 15: درصد متوسط حداکثر و حداقل ماهانه رطوبت نسبي در ماههاي مختلف براي شهر شيراز………………………………………………………………………………………………………………………………………226
جدول شماره 16: تقسيمبندي گروههاي رطوبتي…………………………………………………………………………227
جدول شماره 17: ميزان متوسط بارندگي بر حسب ميليمتر در شهر شيراز در ماههاي مختلف..228
جدول شماره 18: جهت وزش بادها در شهر شيراز………………………………………………………………………229
جدول شماره 19: حوزه آموزشي و پژوهشي…………………………………………………………………………………236
جدول شماره 20: عرصه خدماتي-رفاهي……………………………………………………………………………………..238
جدول شماره 21: عرصه اداري……………………………………………………………………………………………………..239
جدول شماره 22: عرصه نمايشگاهي…………………………………………………………………………………………….240
فهرست شکلها
عنوان……………………………………………………………………………………………………………………………………………صفحه شکل شماره 1- قصر کريستال پالاس……………………………………………………………………………………………..11
شکل شماره 2- گياه کوکليبرس که منجر به ساخت ولکرو گرديد………………………………………………..12
شکل شماره 3- سيم خاردار الگوگيري شده از درخت پرتقال اوساج…………………………………………….16
شکل شماره 4- پروتئينهاي چسبنده صدف…………………………………………………………………………………21
شکل شماره 5- قدرت چسبندگي صدف………………………………………………………………………………………..22
شکل شماره 6- لايههاي متناوب پوست آبالون (حلزون)……………………………………………………………….23
شکل شماره 7- کفپوشهاي چسبنده ولکرو………………………………………………………………………………….24
شکل شماره 8- سطح برگ لوتوس…………………………………………………………………………………………………24
شکل شماره 9- سوسک صحراي ناميب و سطح بدن آن……………………………………………………………….26
شکل شماره 10- ابزار جمعآوري شبنم………………………………………………………………………………………….27
شکل شماره 11- لباس شناي سرعتي با ساختار پوست ماهي………………………………………………………28
شکل شماره 12- ساختار انگشتان مارمولک خانگي (گکو)…………………………………………………………….29
شکل شماره 13- اتصال موهاي زبر انگشتان گکو به سطح ديوار…………………………………………………..30
شکل شماره 14- ساختار چشم بيد………………………………………………………………………………………………..31
شکل شماره 15- ماهي ماسهاي………………………………………………………………………………………………………32
شکل شماره 16- سلولهاي حسي کروي شکل چشم کاپديدا……………………………………………………..34
شکل شماره 17- سوسمار خاردار……………………………………………………………………………………………………36
شکل شماره 18- طريقه آشاميدن سوسمار خاردار از طريق پوست………………………………………………37
شکل شماره 19- الگوي دستهبندي طبيعت………………………………………………………………………………..44
شکل شماره 20- خاوير جي. پيوز…………………………………………………………………………………………………..52
شکل شماره 21- ماريا رزا سرورا…………………………………………………………………………………………………….52
شکل شماره 22- گرگ لين…………………………………………………………………………………………………………….54
شکل شماره 23- سانتياگو کالاتراوا…………………………………………………………………………………………………57
شکل شماره 24- نيکلاس گريمشاو………………………………………………………………………………………………..60
شکل شماره 25- ساختمان لودويک ارهاردهاس در برلين…………………………………………………………….61
شکل شماره 26- غشاي خارجي اين نوع گورکن، سازه اصلي آن محسوب ميشود……………………61
شکل شماره 27- قوانين کلي بيونيک……………………………………………………………………………………………..69
شکل شماره 28- تمييز شدن سطح لوتوس توسط قطره باران………………………………………………………71
شکل شماره 29- تأثير قطرات آب بر مصالح خارجي پوشيده با رنگ لوتوسان……………………………..71
شکل شماره 30- ماشين بيونيکي الگوگيري شده از ماهي ديملر کريسلر…………………………………….72
شکل شماره 31- تبديل ايدههاي طبيعت به کاربرد تکنيکي…………………………………………………………74
شکل شماره 32- روند طراحي بيونيک……………………………………………………………………………………………76
شکل شماره 33- ساختمان سي. اچ. تو در استراليا………………………………………………………………………..81
شکل شماره 34- ساختمان ايست گيت در زيمباوه……………………………………………………………………….81
شکل شماره 35- گذرگاه ليويد در پورتلند، ارگان………………………………………………………………………….82
شکل شماره 36- برج آلتيما اثر يوجين تسو…………………………………………………………………………………..97
شکل شماره 37- پروژه ايست گيت اثر پيرس………………………………………………………………………………..97
شکل شماره 38- پشته موريانه……………………………………………………………………………………………………….97
شکل شماره 39- ساختمان ترنينگ تورسو اثر سانتياگو کالاتراوا………………………………………………..112
شکل شماره 40- شاخه، تنه و ريشه درخت………………………………………………………………………………..114
شکل شماره 41- فرودگاه استنستد در لندن اثر نورمن فاستر…………………………………………………….116
شکل شماره 42- فرودگاه اشتوتگارت اثر فون گرکان………………………………………………………………….116
شکل شماره 43- تخممرغ، نمونه سازه پوستهاي طبيعي…………………………………………………………….117
شکل شماره 44- رستوران مانانتيالز اثر فيليکس کاندلا………………………………………………………………118
شکل شماره 45- صدف دريايي، نمونه سازه ورق تاشو طبيعي……………………………………………………119
شکل شماره 46- ساختمان کليساي کادت در آمريکا………………………………………………………………….119 شکل شماره 47- گنبد ژئودزيک ابداعي باکمينستر فولر…………………………………………………………….120
شکل شماره 48- سازه تنسگريتي ابداعي کنت اسنلسن……………………………………………………………..120
شکل شماره 49- غرفه آمريکا در نمايشگاه جهاني سال 1967…………………………………………………..121
شکل شماره 50- برج و المان رشتک…………………………………………………………………………………………..122
شکل شماره 51- حباب صابون، نمونه سازه بادي طبيعي…………………………………………………………..124
شکل شماره 52- پاويلون فوجي، طرح موراماتا، 1970……………………………………………………………….125
شکل شماره 53- پاويلون يونايتداستيتز، طرح ديويد گايگر، 1970……………………………………………125
شکل شماره 54- اشکال شش ضلعي موجود در پوست سخت لاک پشت………………………………….126
شکل شماره 55- اشکال شش ضلعي موجود در کندوي زنبور عسل…………………………………………..126
شکل شماره 56- سطوح شش وجهي ترمينال تي. دبليو. اي، طرح ارو سارنن……………………………127
شکل شماره 57- استخوان متاکارپال بال يک کرکس…………………………………………………………………128
شکل شماره 58- گنبد ژئودزيک، ايالات متحده، پاويلون در منترال، باکمينستر فولر، 1967…..128
شکل شماره 59- تار عنکبوت، نمونه سازه کابلي طبيعي…………………………………………………………….129
شکل شماره 60- ميدان گاوبازي، معمار ميتو نويکي، 1950………………………………………………………130
شکل شماره 61- استاديوم المپيک مونيخ، اثر فراي اتو، 1972………………………………………………….130
شکل شماره 62- تالار کنفرانس ام. آي. تي، طرح ارو سارنن………………………………………………………131
شکل شماره 63- کلوپ شبانه جاکاندرا، طرح فليکس کاندلا………………………………………………………132
شکل شماره 64- بناي دفاتر مرکزي سوئيس ري در لندن، اثر نورمن فاستر……………………………..133
شکل شماره 65- اسفنج دريايي……………………………………………………………………………………………………133
شکل شماره 66- فلسهاي شکم مامولک صحرايي……………………………………………………………………..135
شکل شماره 67- رنگ ساختاري بال پروانه………………………………………………………………………………….137
شکل شماره 68- نمونهاي از بکارگيري مواد ترموکروميک………………………………………………………….141
شکل شماره 69- بکارگيري مواد ترموکروميک بر روي سطح خارجي يک ساختمان…………………142
شکل شماره 70- قطع و وصل ولتاژ در پنجره الکتروکروميک…………………………………………………….143
شکل شماره 71- مواد تغيير فاز……………………………………………………………………………………………………144
شکل شماره 72- خاصيت خودتمييزشوندگي برگ لوتوس…………………………………………………………149
شکل شماره 73- بکارگيري مصالح تصفيهکننده هوا در بنا…………………………………………………………151
شکل شماره 74- بکارگيري مواد تصفيهکننده هوا در سنگفرشها و سطوح جادهها………………….152
شکل شماره 75- استفاده مواد تغيير فاز در مواد ساختماني……………………………………………………….154
شکل شماره 76- مصالح تنظيمکننده دما (تغيير فاز)………………………………………………………………….155
شکل شماره 77- نحوه تمييز شدن سطح برگ لوتوس توسط آب……………………………………………..159
شکل شماره 78- پانل خورشيدي سيليکوني که کمتر از 10 سال در معرض آب و هواي گرمسيري قرار گرفته است……………………………………………………………………………………………………………………………..162
شکل شماره 79- نمودار انتقال، انعکاس و جذب نور بوسيله برگ درخت ژينگکو………………………164
شکل شماره 80- درخت فتوولتائيک بيونيکي با الگوگيري از مدل برگ دندانهدار……………………..165
شکل شماره 81- درخت نخل ليکوالارامسايي در استرالياي شمالي……………………………………………166
شکل شماره 82- درخت فتوولتائيک بيونيکي الگوگيري شده از درخت نخل ليکوالارامسايي……167
شکل شماره 83- دو نمونه عملکرد تهويه لانه موريانه…………………………………………………………………168
شکل شماره 84- ساختار موهاي خرس قطبي…………………………………………………………………………….169
شکل شماره 85- بازتابهاي پيدرپي نور توسط پوشش سفيد و جذب توسط پوست سياه رنگ خرس……………………………………………………………………………………………………………………………………………..170
شکل شماره 86- لايههاي تشکيلدهنده عايق حرارتي نيمه شفاف بيونيکي……………………………..171
شکل شماره 87- بافت فضاگير با روکش يک طرفه شفاف………………………………………………………….172
شکل شماره 88- طراحي پوسته تنفسي براي ساختمان……………………………………………………………..176
شکل شماره 89- جزء اصلي و حفره شش مانند پوسته بيونيکي………………………………………………..177
شکل شماره 90- تغيير شکل جزء اصلي پوسته تنفسي………………………………………………………………178
شکل شماره 91- عملکرد حفره شش مانند…………………………………………………………………………………179
شکل شماره 92- عملکرد جزء اصلي پوسته تنفسي…………………………………………………………………….180
شکل شماره 93- مرکز علوم گياهي دونالد دانفورث……………………………………………………………………184
شکل شماره 94- مرکز هنر سنگاپور، مالزي، 2004……………………………………………………………………185
شکل شماره 95- پوشش سفيد رنگ خرس قطبي………………………………………………………………………186
شکل شماره 96- استاديوم المپيک بيجينگ، پکن، چين، 2008……………………………………………….187
شکل شماره 97- مرکز شنا و بازيهاي آبي بيجينگ، پکن، چين، 2008………………………………….189
شکل شماره 98- برج بيونيک، شانگهاي، چين (1993-2020)…………………………………………………191
شکل شماره 99- فنداسيون ريشه مانند با الگوگيري از ريشه درختان……………………………………….192
شکل شماره 100- برج رودخانه مرواريد، گانزوهو، چين، 2011………………………………………………..195
شکل شماره 101- مرکز ايست گيت، هاراري، زيمباوه، 1996……………………………………………………197
شکل شماره 102- دانشکده مهندسي شماره 2، خيابان ملاصدرا……………………………………………….207
شکل شماره 103- مجتمع فرهنگي- ورزشي دانشگاه شيراز، خيابان ساحلي غربي…………………..207
شکل شماره 104- طرح توسعه محوطه خوابگاه دانشگاه شيراز، خيابان ارم………………………………208
شکل شماره 105- محل سايت در پرديس علوم پايه…………………………………………………………………..216
شکل شماره 106- طرح بالادست پرديس ارم……………………………………………………………………………..217
شکل شماره 107- مسيرهاي دسترسي در پرديس ارم……………………………………………………………….218
شکل شماره 108- ديد از سايت به سمت کتابخانه ميرزاي شيرازي…………………………………………..218
شکل شماره 109- ديد از ساختمان بخش فيزيک و شيمي به سايت………………………………………..219
شکل شماره 110- ديد از سايت به شهر………………………………………………………………………………………219
شکل شماره 111- ديد از سايت به سمت ساختمان مجموعه کلاسها………………………………………220
شکل شماره 112- ديداز سايت يه سمت محوطه دانشگاه………………………………………………………….220
شکل شماره 113- جهت وزش باد غالب به سايت………………………………………………………………………221
شکل شماره 114- مسير حرکت خورشيد از طلوع تا غروب در سايت……………………………………….221
شکل شماره 115- کشيدگي بنا به سمت جنوب جهت بهرهگيري از تابش مناسب…………………..241
شکل شماره 116- کشيدن باد به درون و استفاده از آن جهت تهويه بخشهاي آموزشي و پژوهشي…………………………………………………………………………………………………………………………………………242
شکل شماره 117- استفاده از يک فرم نرم جهت سهولت حرکت باد و انطباق با سازه بيونيکي طرح……………………………………………………………………………………………………………………………………………….242
شکل شماره 118- استفاده از آتريم در بخش پژوهشي و ايجاد فضاي آبي جهت مرطوب کردن هواي ورودي به آتريم…………………………………………………………………………………………………………………….243
شکل شماره 119- جدا کردن بخش آموزشي و پژوهشي و ايجاد فضاي سالن اجتماعات…………243
شکل شماره 120- ايجاد يک حياط خصوصي بالاتر از سطح زمين در بخش پژوهشي و تعيين يک منطقه پايين تر از سطح زمين جهت فضاهاي نمايشگاهي…………………………………………………………..244
شکل شماره 121- اضافه شدن بخشهاي نمايشگاهي و رستوران……………………………………………..244
شکل شماره 122- ايجاد نوار حرکتي جهت اتصال احجام…………………………………………………………..245
شکل شماره 123- تهويه بنا در فصل تابستان……………………………………………………………………………..246
شکل شماره 124- استفاده از گرماي خورشيد در فصل زمستان………………………………………………..246
شکل شماره 125- ساختار اسفنج دريايي……………………………………………………………………………………247
شکل شماره 126- سازه بخش آموزشي و پژوهشي……………………………………………………………………..247
شکل شماره 127- ساختار بال سنجاقک……………………………………………………………………………………..247
شکل شماره 128- سازه نمايشگاه………………………………………………………………………………………………..248
شکل شماره 129- سايهاندازهاي هوشمند…………………………………………………………………………………..249
شکل شماره 130-پوست تنفسي الگوگيري شده از عملکرد تنفسي اسفنج دريايي……………………250
شکل شماره 131-بازشوهاي هوشمند………………………………………………………………………………………….251
شکل شماره 132- تراز 2.5- متر…………………………………………………………………………………………………252
شکل شماره 133-تراز 0.0……………………………………………………………………………………………………………253
شکل شماره 134-تراز 4+ متر………………………………………………………………………………………………………254
شکل شماره 135-تراز 8+ متر………………………………………………………………………………………………………255

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

شکل شماره 136-تراز 12+ متر……………………………………………………………………………………………………256
شکل شماره 137-تراز 16+ متر……………………………………………………………………………………………………257
شکل شماره 138-مقطع A-A…………………………………………………………………………………………………….258
شکل شماره 139- مقطع B-B……………………………………………………………………………………………………258
شکل شماره 140-تصوير سايت…………………………………………………………………………………………………….259
شکل شماره 141-بخشهاي آموزشي و پژوهشي………………………………………………………………………..260
شکل شماره 142- نمايشگاه…………………………………………………………………………………………………………262
شکل شماره 143- داخلي نمايشگاه……………………………………………………………………………………………..264
شکل شماره 144- داخلي رستوران………………………………………………………………………………………………265
فصل اول
شناخت علم بيونيک
1-1- مقدمه
اکنون در آستانه هزاره جديد، مفاهيم علمي، فلسفي و ايدئولوژيکي مربوط به دو مبحث تکنولوژي و بيولوژي، در حال دگرگون شدن است که بخشي از آن نتيجه کشفيات جديدي است که در زمينههاي مختلف تحقيقاتي رخ دادهاند. خودسازماندهيهاي مجذوبکننده سيستمهاي ساده در طبيعت، امروزه توجه بسياري از دانشمندان در زمينههاي مختلف علمي را به خود جلب کرده است. پيشرفت علم کامپيوتر و امکانات جديدي که اين علم در اختيار دانشمندان قرار داده نيز تحقيقات پيچيدهاي را در اين زمينه ميسر ساخته است. همچنان که شبيهسازيهاي کامپيوتري نشان ميدهد، دو علم بيولوژي و تکنولوژي با تمام پيچيدگيهايشان براساس قوانين مشابه و ماوراء شکل گرفتهاند. با ترکيب اين دو علم ميتوان به عرصه جديدي از دانش وارد شد که امکان نوآوريهاي بيشتر را در زمينههاي مختلف فراهم ميآورد.
در فرهنگ بريتانيا واژه بيونيک، “ساختسيستمهاي مصنوعي که داراي برخي از ويژگيهاي موجودات زنده هستند” تعريف شده است. متشابه بودن واژه بيونيک و بيولوژي (زيستشناسي) ما را متوجه ارتباط اين علم با موجودات زنده ميکند. در ابتداي امر، بيونيک به کاربردهاي علمي منحصر ميشد و طرحهايي را که اساس شکلگيري آنها موجودات زنده بودند بررسي ميکرد. در بازه زمان تعريف جامعتري بدست آمد: “بيونيک عبارت است از هنر بکار گرفتن دانش سيستمهاي زنده براي حل مسائل فني”. اين تعريف مبين اين است که بيونيک از ابتداي حيات انسان همواره با ما همراه بوده و بسياري از پژوهشگران پيش از آن که بيونيک به اين نام معروف شود، آن را بکار گرفتهاند. ميتوان گفت بيونيک يک انضباط بين علمي است که براي بهبود طراحي، ساخت ابزارها و ماشينهاي مورد استفاده بشر، بکار گرفته ميشود و دستاوردهاي بسيار سودمندي به بشر داده است. هدف اصلي و پرفايده از بکارگيري اين دستآوردها اين است که به جاي بازآفريني از موجودات زنده، اصول و قواعد طبيعت و سازگاري آنها با يکديگر مورد مطالعه قرار گيرد. به بيان سادهتر، بيونيک تأکيد بر استفادهي صحيح از منابع طبيعي و عدم تخريب محيط زيست دارد. هم چنين با نيم نگاهي به مسائل فني و تکنولوژيکي خواستار طراحي به روش طبيعت است.
از ديدگاه بيونيک سادهترين راه برداشت از طبيعت، تقليد صادقانه از مدل است. هماکنون بيشتر موجودات زنده حاصل دو ميليارد سال تکامل تدريجي هستند که در اين بازه زماني بسيار طولاني، طبيعت هر موجودي را که با هدف نهايي خلقت سازگاري نداشته از ميان برداشته است. بنابراين طرحهايي که شبيه موجودات زنده هستند از اين تجربه عظيم بهرهمند ميشوند. از طريق مطالعه فرآيند تکامل ميتوان به اطلاعات زيادي دست يافت و در علوم مختلف از آن بهره جست. يکي از اين علوم معماري است. بيونيک کمک بسزايي به معماران ميکند. يکي از ديدگاههاي معماران پيرو اين سبک اين است که “ما در ساختمانها زندگي ميکنيم، کار ميکنيم و با ديگران تعامل ميکنيم و به نوعي ساختمانها بايد به عنوان پوستيبراي انسان باشند.” علاوه بر اين ساختمانها بايد کيفيت زندگي را افزايش دهند و به شرايط محيطي زمين نيز نيمنگاهي داشته باشند.
ضرورت طرح
معرفي علم بيونيک به عنوان يکي از سه علم برتر دنيا از يک طرف و از طرفي ناکارآمدي و بهينه نبودن برخي ساختههاي دست بشر ما را به سمتي سوق ميدهد که از تجربه طبيعت در زمينههاي مختلف ياري بگيريم. براي رسيدن به اين اهداف ضروري است تا مرکزي براي تحقيقات و گسترش اين علم در جامعه ايجاد شود، تا از طرفي به شناخت نظام طبيعت پرداخته و از طرف ديگر به گسترش کاربرد آن در علوم مختلف کمک نمايد. در اين راستا دانشگاه شيراز به عنوان يکي از قطبهاي قدرتمند علمي و پژوهشي کشور و سابقه درخشان آن در علوم طبيعي و مباحث تکنولوژي، بستري مناسب را براي تحقيق اين امر مهيا ميسازد.

1-2- طبيعت به عنوان منبع خلاقيت و نوآوري
در گذشته بهره برداري از طبيعت تنها براي استفاده به عنوان يک عامل توليدکننده بود ولي امروزه به صورت گسترده از منابع آن براي يافتن راهحلهاي خلاق براي مسائل فناورانه استفاده ميشود.
طبيعت بدليل ويژگيهاي خاصي که دارد به عنوان يک منبع ويژه براي رشد و توسعه خلاقيت و نوآوري ميباشد. عمدهترين اين ويژگيها عبارتند از:
1- سيستمهاي زيستي ميليونها سال است براي توسعه و تکامل بهينه شدهاند.
2- آنها به صورت چرخههايي از مواد هستند که پشت سر هم با يکديگر ترکيب شده و مواد زائد را مصرف ميکنند.

3- سيستمهاي زيستي بر مبناي اصل خود سازماندهي1 کار ميکنند (سيستمهايي که خودشان توليد، تنظيم، توليد نسل و بهينهسازي ميکنند).
4- سيستمهاي زيستي در اثر عوامل تکاملي در جهت افزايش بهرهوري توسعه پيدا کردهاند. براي مثال گياهان ميتوانند نيازهاي خود را کاهش دهند، تهيه آب را بهبود بخشند، بهتر از نور استفاده کنند و در شرايط ناسازگار مقاومت بيشتري از خود نشان دهند.
5- سيستمهاي زيستي ميتوانند با جذب حداقل انرژي زنده بمانند و توليد نسل کنند.
6- سيستمهاي زيستي داراي توانايي براي نو شدن و ايجاد دوباره اجزاء خود ميباشند بدون اينکه تغييري در ساختار اساسي آنها ايجاد شود.
7- سيستمهاي زيستي شامل تعداد کمي از عوامل اساسي هستند که با يکديگر در يک راه همکاري ميکنند و تعداد زيادي از عملکردهاي حياتي را ميتوانند توليد نمايند (اصل حداقل نيروي مصرف شده).
اهميت ساختارهاي زيستي در حوزه فناوري از سال 1960 به بعد افزايش يافته و از همين سال نيز بيونيک به صورت يک علم ويژه درآمده است و امروزه بر اهميت بيونيک افزوده ميشود. (عليرضا منصوريان و سيد مهدي گلستان هاشمي، ص40 و 41)
1-3- تعريف علم بيونيک
بيونيک2 از ترکيب دو کلمه زيستشناسي3 وتکنيک4 تشکيل شده است ودر فرهنگ لغتهاي مختلف “بيونيک” را با تعابير مختلفي معرفي کردهاند. فرهنگ لغتوبستر5بيونيک را کاربرد اصول زيستشناسي براي مطالعه وطراحي سيستمهاي مهندسي توصيف نموده است.طبق تعريف جانين بنيوس6 (1997)، نويسنده کتاب بيوميميکري7، بيونيک علم مطالعه مدلهاي طبيعت و الهام گيري از اين طرح ها و فرايندها براي رفع مشکلات انساني است.
ورنر ويلينسکي8، پژوهشگر آلماني دانش بيونيک بيان ميدارد که علم بيونيک از قوانين تکاملي طبيعت که از ميليونها سال قبل بدون وقفه وسر سوزني توقف و با دقت خاص يک ساعت اتمي پياده شدهاند تبعيت ميکند و به عنوان سازندهترين منبع الهام الگو ميشوند ومورد تقليد قرار ميگيرند.
يکي از مهمترين رسالتهاي متخصصان بيونيک آن است که با ديگر متخصصان اين علم در ساير نقاط جهان ارتباط برقرار کنند.
متخصصان بيونيک در مورد مشکلات موجود، از قبيل تغييرات آب و هوا ، بروز شکاف در لايهي ازن، رو به پايان رفتن ذخاير انرژي،نابودي محيطهاي زندگي، افزايش رو به رشد قحطي و گرسنگي در جهان سوم، راهحلهاي علمي و عملي در نظر دارند. فراوردههاي صنعتي همواره احتياج به تجديد نظر دارند. در واقع آنها را بايد به گونهاي توليد کرد که دوستدار محيط زيست باشند وبين آنها و طبيعت هماهنگي باشد.
مهندسي خلاقيت بيونيکي را ميتوان به عبارتي علم استفاده از نتايج تکاملي زيستشناسي دانست. ايدهي بيونيک بر اين حقيقت استوار است که تکامل به طور مداوم در طبيعت در حال انجام است وفناوري هاي حيات بهترين حالت و نظم را با يکديگر دارند. به همين جهت لازم است براي فناوريهاي مدرن از حالتهاي تکاملي حيات الگوبرداري شود.
بيونيک رويکرد خلاقي است که به مسائل موجودات زنده و ماشينها از طريق گردآوري پژوهشهاي زيستشناسان، روانشناسان، رياضيدانان، مهندسان و ………. مينگرد. بيونيک محدود به رشتهاي خاص نيست، بلکه براي بخش گستردهاي از مسائل قابل اجراست.بيونيک رفتار مکانيسمهاي زنده را به طور منظم بررسي ميکند به نحوي که اصول کشف شده از اين مطالعه را ميتوان در سيستمهاي دستساز بشر استفاده نمود. البته کاربرد بيونيک به ميزان تفاهم و همکاري بين رشتهاي ميان متخصصان بستگي دارد که مي تواند موجب پيشرفت روز افزون فناوريها گردد.
عدهاي بيونيک را هنر به کار گرفتن دانش سيستمهاي زنده براي حل مسائل تکنيکي ميدانند، هدف از علم بيونيک توليد ماشينها و مواد پيچيدهتر به وسيلهي تقليد از طبيعت است. طبيعت بدون ايجاد آلودگي محصولاتي توليد ميکند که از لحاظ کاري بسيار بهتر از توليدات دستساز بشر عمل ميکنند. براي مثال در مقياس برابر، استخوان سختتر از فولاد است. دليل اين مهم چيست؟ پاسخ اين سوال به طراحي مهندسي استخوان در سطح مولکولي بر ميگردد. پژوهشگري به نام گيت بيان ميکند که موفقيت ساختارهاي زنده به طراحي و تقارن کوچکترين اجزاي آنها برميگردد.
با نگاه دقيقتر به کوچکترين اجزاء طبيعت، دانشمندان موادي را از آن جداسازي و مشخص مينمايند ( به عنوان مثال، استخوان و ابريشم ) که از لحاظ دوام و سبکي به آنها رشک ميبرند.
در دهههاي اخير علاقه به تقليد از طبيعت گسترش پيدا کرده است و بسياري طرحها از طبيعت الهام گرفته شده که براي پيشرفت صنايع از آنها استفاده ميشود. اين الهامگيريها، انديشهها، خط توليدها و استراتژيهاي بازاريابي را تغيير ميدهند. به همين دليل است که شرکتهاي توليدي به الگوهاي طبيعت اهميت ميدهند و از اين طريق فعاليتهاي تحقيق و توسعهي مبتني بر بيونيک همواره محصولات جديدي طراحي و توليد ميکنند. اهميت اين موضوع به اين دليل است که درسهاي طبيعت به طور دقيق ظرفيت تکميل کردن نيازهاي انساني را دارند و به توسعهي يک ديد جديد در طراحي کمک ميکنند.
جانوران و گياهان داراي ساز و کارهاي بسيار متنوعي هستند. پيچيدگي يک ويژگي حتمي و ممتاز آنها است. با استفاده از تکنيکهاي تحليلي پيشرفته ميتوان بسياري از اين ساز و کارها را درک کرد و در توسعهي فناوريهاي پيشرفته از آنها استفاده نمود. در اين خصوص دکتر ويلينسکي بيان ميدارد که طبيعت چند جانبهترين ، عمليترين ، دقيقترين، بيضررترين و براي محيط زيست دوستانهترين راهحلها را در پيش روي ما گذاشته، فقط کافي است دقت نظر داشته باشيم و آنها تشخيص بدهيم و سپس با داشتن درک فني آنها را در صنعت پياده کنيم و به آنها جنبهي علمي ببخشيم. به طور کلي، طبيعت با تنوع زياد در ساختارهاي کارآمد، منبع بسيار مناسبي براي الگوگيري خلاق و کشف راههاي جديد براي حل مسائل مختلف است. نمونههاي بسيار زيادي در طبيعت وجود دارد که ميتوانند ابزارهاي خلاق در فرآيند خلق راهحلها براي مشکلات باشند. قاعدههاي تکامل زيستشناختي ميتوانند براي تعيين هدفها و اصول عملکردهاي ساختارها و سازمانها استفاده شوند و همچنين يک مدل براي راهحلهاي تعيين شده ارائه کنند.در اين حوزهي مهندسي خلاقيت بيونيکي با بررسي خلاقيتهاي طبيعت راهکارهاي ايده آلي براي فناوري و جهان مهندسي ارائه مينمايد.
به طور کلي، مهندسي خلاقيت بيونيکي در طي 3 مرحله مشکلات و مسائل فناوري را مورد بررسي قرار ميدهد:
1- بررسي مسئله، عناصر و نيازهاي اساسي براي حل کردن مشکل؛
2- نمونههايي از طبيعت کاوش و بررسي ميشود که مشکل را حل ميکند؛
3- راهحل طبيعت به راهحل فناورانه تبديل ميگردد.
پژوهشگري به نام بنيوس (نويسنده کتاببيوميميکري) بيونيک را راهي براي ارزيابي و بررسي طبيعت ميداند که علاوه بر استخراج اطلاعات از طبيعت، يادگيري و ايدهيابي از جهان طبيعت را مورد اهميت قرار ميدهد.
البته ايدهيابي مستلزم اين نيست که تنها حيوانات و گياهان براي به دست آوردن مواد خام مثل قندها، اسيد آمينهها، نمک ها و …. مطالعه شوند، بلکه کنترل تشکيل و شکل دادن اين مواد نيز بسيار مهم است و مکانيسم هاي به هم پيوستگي مواد براي شکلگيريهاي لازم، بسيار اهميت دارد.
پروفسور وينسنت9، رئيس مرکز بيوميمتيک در دانشگاه ريدينگ10انگلستان، بيوميمتيک را استخراج طرح و ايدهيابي از طبيعت تعريف کرده است.
دکتر بنيوس11 بيان ميدارد که انسان بايد شبيه يک برگ انرژي را تحت کنترل خود درآورد، مواد غذايي همانند چمنزار توليد کند، نخهايي مانند عنکبوت خلق کند، کيفيت سراميکها مانند صدفها باشد و راهاندازي يک تجارت مانند ايجاد يک جنگل با درختان غول پيکر در نظر گرفته شود.
نتايج بالقوه وسيعي از تقليد مواد طبيعت به دست ميآيد که عبارتاند از کاربردهاي جديد مواد پيشرفته، بهبود عملکرد، کاهش هزينه و کاهش آلودگي. علاوه بر آن پژوهشگران يک جعبه رنگارنگ و بسيار بزرگ از مواد و ساختارها را با استفاده از اصول طراحي طبيعت به دست ميآورند و اغلب طبيعت به عنوان يک معيار زيست محيطي براي نوآوريها در نظر گرفته ميشود.
بيونيک را همچنين تحقيق براي تشبيه و استعاره از طبيعت براي حل مشکلات تعريف کردهاند. چگونه هوا يا آب به عنوان پوشش به کار ميروند؟ چگونه حيوان، حشره، گياه و غيره فعاليت ميکنند، اينها نقطهي آغازي براي راه بيونيک هستند و متخصص در امر بيونيک کسي است که از خصوصيات سيستمهاي طبيعي استفاده کند و سيستمهاي مصنوعي را بسازد. اين خصوصيات کلي شامل خودسازگاري12، يادگيري13، خودسازماندهي14 و خود بهينهسازي15 است.
پروفسور وينسنت معتقد است که در بيونيک پيشرفته بايد با الگوگيري از ساز و کارهاي متنوع در طبيعت ، نوعي برنامه ريزي براي ايجاد يک محصول ويژه يا حل خلاق مسئله انجام شود که اين کار در دو مرحله صورت مي گيرد:
1- تعريف مسئله و جستجوي راه حل هاي آن از طبيعت؛
2- به دست آوردن اصول ويژه طبيعت و پيدا کردن راه استفاده ي آن ها.
هنوز تحقيقات اساسي بر روي خصوصيات ساز و کارهاي طبيعت انجام ميشود. و به طور يقين استخر ايدهيابي پژوهشگران را غنيتر ميسازد و هدف از گود نمودن اين استخر بسيار شگرف، پيدا کردن و باز نمودن افقهاي بسيار وسيع در پيش روي محققان است. انسان همواره بايد اسرار پشت پردهي مهارتهاي حيات را درک کند و براي طراحي مواد و ساختار ها از آنها استفاده نمايد. پس تعجب آور نخواهد بود که دانشمندان و محققان، بيونيک را علم عبور از موانع يا پيشرفتهاي غير منتظره ناميدهاند. (عليرضا منصوريان و سيد مهدي گلستان هاشمي، ص 26-38)
1-4- منشأ علم بيونيک
تشابه واژهي بيونيک و بيولوژي (زيستشناسي) بلافاصله انسان را متوجه ارتباط اين علم با موجودات زنده ميکند. اين واژه نخستين بار توسط سرگرد جک اي استيل16 افسر هنگ هوانوردي نيروي هوايي آمريکا به کار برده شد. با اين که تعيين تاريخ دقيق پيدايش يک علم نو، غالباً کاري دشوار است، محققاً اين موضوع در مورد بيونيک صدق نميکند. اين علم هنگامي اشتهار عمومي پيدا کرد که 700 زيست شناس، فيزيکدان، مهندس، رياضيدان و روانشناس در کنگرهاي که اواخر تابستان 1960 از 13 تا 15 سپتامبر در شهر ديتون ايالت اوهايو تشکيل شد، شرکت کردند. حدود سي نفر از شرکتکنندگان در کنگره، دربارهي بيونيک سخنراني کردند و مجموعهي اين سخنرانيها به صورت گزارشي پانصد صفحهاي تهيه شد. به طور دقيقتر موضوع بيونيک چند ماه پيش از تشکيل اين کنگره، در ماه مه 1960 ، در دوازدهمين سالروز کنفرانس الکترونيک هوانوردي مورد بحث قرار گرفته بود، يکي از جلسههاي اين کنفرانس به سرپرستي دکتر جان اي. کتو17، از نيروي هوايي آمريکا، به بيونيک اختصاص داده شده بود. در اين جلسه چهار مقاله خوانده شد که نويسندهي يکي از آن ها سرگرد استيل بود. همهي اين مقالهها نتيجهي برنامهي پژوهشي مرکز رايت پاترسن وابسته به نيروي هوايي آمريکا، و موضوع پژوهش همان چيزي بود که در بهار سال 1959 بيونيک نام گرفت. سرگرد استيل، که در اوت 1958 واژه ي بيونيک را ابداع کرد، عقيده داشت که چند سال پيش از به وجود آمدن نام بيونيک پژوهشهايي روي آن انجام شده بود. هدف از ابداع نام بيونيک شناساندن آن به عنوان علم جديدي بود. سرگرد استيل تعريف بسيار واضحي از بيونيک کرده است: بيونيک علم سيستمهايي است که شالودهي آنها سيستمهاي زندهاند. يا خصوصيتهاي سيستمهاي زنده را دارند، يا به سيستمهاي زنده ميمانند. با اين تعريف به نظر ميآيد که بيونيک علم جامع و وسيعي است و براي روشن شدن موضوع بايد دربارهي آن به حد کافي صحبت کرد و مثالهاي گوناگون آورد. اما حتي اگر ميدان فعاليت اين علم در بدو امر روشن نباشد، از هم اکنون ميتوان حس کرد که بيونيک به عنوان يکي از علوم پويا در جهان گسترش يابندهي ما همگام با الکترونيک يا نوکلئوتيک18 جايي براي خود باز خواهد کرد. در ابتدا بيونيک اصولاً مربوط به کاربردهاي علمي بود و ماشينهايي را بررسي ميکرد که کار آنها بر پايهي سيستمهاي زنده بود. از اين رو تعريف خلاصهتري براي آن پيدا شد، بيونيک عبارت است از هنر به کار گرفتن دانش سيستمهاي زنده براي حل مسايل فني.(لوسين ژراردن، ص 11-12)
1-5- تاريخچه علم بيونيک
مطالعه منابع نشان ميدهد نخستين کسي که براي اولين بار واژهي بيونيک ( بايونيکس يا بيونيک ) را به کار برد سرگرد جک اي استيل19 بود. او در سال 1960 مقالهاي دربارهي بيونيک در همايش نيروي هوايي ارائه کرد و “بيونيک” را چنين معرفي نمود: بيونيک علم سيستمهايي است که شالودهي آنها سيستمهاي زنده است يا خصوصيات سيستمهاي زنده را داراست و يا به سيستمهاي زنده شباهت دارد.
انسان همواره براي الهام گرفتن، به جهان زنده پيرامون خود نگريسته است. يکي از بهترين طرحهاي شناخته شده در اين زمينه از لئوناردو داوينچي ( 1519-1452 ) است. او طرحي از يک ماشين پرنده را بر اساس ساختمان بدن يک خفاش رسم نمود. البته امروزه وقتي هواپيماها در اطراف زمين پرواز ميکنند، شايد هيچ کس از اين دانشمند ايتاليايي که از مشاهده اکتشافي طبيعت اين مطلب را الگوبرداري کرد، ياد نکند.
بعد از لئوناردو داوينچي ، دو پژوهشگر آناتومي به نام هاي کارل کارمن و هارمن ون ماير20 يک مدل ويژه از لگن خاصرهي انسان در دو سيستم داخلي و خارجي ارائه کردند که مي توانست با يکديگر در برابر استرسهاي فشار و نيروهاي کششي مقاومت کند. از نمونههاي ديگر نيز ميتوان پروازبرادران رايت ( الگوگيري از پرواز پرندگان ) و کارهاي ايگواتريچ و ايگنازيو21 را نام برد. آنها اولين هواپيماي بيموتور سبک را با الگوبرداري از دانههاي بازدانگان ساختند که به وسيلهي باد منتقل ميشد و ميتوانست فاصلههاي قابل ملاحظهاي را بپيمايد.
کلمان آدر22 ( 1890 ) چهار صد سال بعد از لئوناردو داوينچي ماشين پرندهاي با الهام از طرح او تهيه کرد، با اين تفاوت که ماشين پرندهي وي داراي موتور بود و به جاي اين که بالها را به حرکت درآورد، از ملخ استفاده مينمود.
در سال 1851 جوزف پاکستون23 به مناسبت نمايشگاه بين المللي لندن، با الهامگيري از نيلوفر دريايي يک قصر شيشه اي24 ( کريستالي ) ساخت. (شکل 1)
شکل1- قصر کريستال پالاس
در سال 1866 پژوهشگر مشهور، کالمن25 در زوريخ به طراحي يک جرثقيل جديد فکر ميکرد و با مشکل مواجه شده بود. در همين دوران، براي تفريح به آزمايشگاه آناتوميست معروف هرمن ماير26 که بر روي برش عرضي استخوان کار ميکرد رفت و با مشاهدهي چگونگي قرار گرفتن استخوانها بر روي يکديگر، فرياد زد: اين جرثقيل من است و با الهام از اين مورد جرثقيل پيشرفتهتري اختراع نمود.
اورتوليلينتال27 ( 1896-1849 ) يکي از پيشکسوتان پرواز در سال 1889 کتابي تحت عنوان “پرواز پرنده زير بناي هنر پرواز” منتشر کرد و گلايدري تحت عنوان “گلايدر ليلينتال” با الگوگيري از بالهاي پرندگان ساخت و آن را “مرغ – کبوتر28” ناميد.
در سالهاي بعد نيز الگوگيريهاي زيادي از طبيعت انجام شده است. در سال 1927 مهندس سويسي، جورج دمسترال29 متوجه شد که دليل چسبيدن نوعي گياه به نام کوکليبرس30 به پوستين او، هزاران قلاب کوچکي ميباشد که هر جوانه گياه را پوشانده است. او 8 سال بعد ولکرو31 (کف پوش و قلاب هاي چسبنده) را مشابه قلاب هاي اين گياه ابداع نمود. (شکل 2)
شکل 2- گياه کوکليبرس که منجر به ساخت ولکرو گرديد
از نيمهي دههي پنجاه نيز اين علم در کتابهاي بسياري توضيح داده شده و توسط شرکتهاي مختلفي به کار گرفته شده است. در سال 1966، آزمايشگاه مربوط به صداي حيوانات در فرانسه يک مقاله تحت عنوان “مدلهاي بيولوژيکي سيستمهاي امواج صوتي حيوانات” در مرکز تحقيقات ناوال32 ارائه نمود.
در اينجا لازم است که واژهي جديد اين علم نيز معرفي گردد. نام “بيوميمتيک” واژهي جديدي است که درسال 1991 توسط مرکز تحقيقات ويژه نيروي هوايي انگليس براي الگوگيري و الهامگيري از حيات ارائه شد. شرکت نوآوري محصولات بيوميمتيکي يک شرکت توسعهي توليدات تحقيقات و نوآوري است که به توليدکنندگان در طراحي سيستمها و فناوري با استفاده از بيوميمتيک کمک ميکند. شرکت نوآوري محصولات بيوميمتيکي معتقد است که تقليد از عملکردها و حسگرهاي زيستشناختي اسراف انرژي و آسيبهاي محيطي را کاهش ميدهد. شرکت نوآوري محصولات بيوميمتيکي33 سازندهي عملگرها و حسگرهايي است که با الگوگيري از طبيعت ساخته شدهاند و در جراحي، صنايع هوافضا، رباتها، صنايع دريايي و پدافند دفاعي کاربرد دارند. پليمرهاي سبک وزن همراه با محرکها و فعالکنندههاي الکترواکتيو، از آخرين مواد و تکنولوژيهايي هستند که توسط اين شرکت توسعه يافته است.
از جمله همايشهايي که در اين مورد برگزار شد، ميتوان به همايش بيسنل34 اشاره نمود، اين همايش يکي از اولين همايشهايي است که در آن مشکلات و مسائل مربوط به کشف اصول فناوري توسط زيستشناسان، مهندسان و رياضيدانان مورد بحث قرار گرفت. البته نخستين کنگرهي بيونيک در سال 1960 و دومين کنگرهي آن 30 اوت تا اول سپتامبر 1961 در دانشگاه کرنل35 آمريکا تشکيل شد. آگارد36 هيئت علمي پژوهشي وابسته به ناتو در ژانويه ي 1963 کنگرهاي در آتن ترتيب داد که موضوع مورد بحث آن،سيستمهاي طبيعي و مصنوعي و بيونيک بود. آگارد بار ديگر در دسامبر 1965 دو رشتهي بحث عمومي درباره بيونيک ترتيب داد که اولي در پاريس و دومي در دوسلدروف آلمان بود.
سمپوزيوم بيونيک در ماه مي 1966، در پايگاه نيروي هوايي رايت پاتريس تشکيل شد و سمپوزيوم مدلهاي بيونيکي سيستمهاي صوتي حيوانات نيز از 26 سپتامر تا 13 اکتبر 1966 در ايتاليا برگزار گرديد.
در حال حاضر، سمينارها و کنفرانسهاي متعددي در خصوص بيونيک تشکيل ميگردد. که از آن جمله ميتوان به کنفرانسهايي تحت عنوان طبيعت و طراحي اشاره نمود که هر ساله برگزار ميگردد. (عليرضا منصوريان و سيد مهدي گلستان هاشمي، 1387، ص 21-26)
1-6- علم بيونيک در عصر حاضر
1-6-1- نمونههايي از مهندسي خلاقيت بيونيکي


دیدگاهتان را بنویسید