рефераты бесплатно
Рефераты бесплатно, курсовые, дипломы, научные работы, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения,рефераты литература, рефераты биология, рефераты медицина, рефераты право, большая бибилиотека рефератов, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент и многое другое.
ENG
РУС
 
рефераты бесплатно
ВХОДрефераты бесплатно             Регистрация

Биотехнологии в освоении Мирового океана  

Биотехнологии в освоении Мирового океана

1. Использование природных аналогов в объектах проектной культуры.

1.1. Бионика. Биоморфология. Биомеханика.

Изучение законов природы привело к пониманию биологических (природных)

объектов как эталонов высокой степени целостных, интегрированных систем.

Опора на биологические прототипы и законы их функционирования в настоящее

время признается одним из направлений научно-технического прогресса.

Изучение закономерности формообразования организмов для построения по

их подобию искусственных объектов обычно однозначно относят к области

бионики [новое научное направление конца 50-х годов ХХ ст. Появление этой

науки явилось следствием развития кибернетики, биофизики, биохимии,

космической биологии, инженерной психологии и др. Симпозиум в Дайтоне (США)

в сентябре 1960г. дал название новой науке – бионика (от греческих слов –

bios – жизнь и bion – элемент жизни). Лозунг симпозиума: «Живые прототипы –

ключ к новой технике» хорошо определяет перспективы развития бионики на

многие годы.] В действительности принципы построения биоформ, биоструктур,

биофункций с целью их использования при создании технических систем или

архитектурных объектов исследует не одна, а несколько биофизических наук.

Строение форм организмов и генезис естественного формообразования

рассматривает биоморфология.

Работа природных конструкций и конструктивные свойства органических

материалов изучает биомеханика.

Закономерности внутреннего функционирования живых систем анализирует

бионика.

Понятие и термин «морфология» введены в научный оборот И.В. Гете.

Буквально «морфология» значит «наука о форме».

Из родственных морфологии наук ближе всех стоят к ней семиотика и

физиология.

В биологических исследованиях морфологический подход объединен с

физиологическим в соответствии с объективным единством формы, структуры и

функции организма.

Биоморфология, изучающая форму с точки зрения биологии, в настоящее

время развивается как описательная наука. Е.Н. Лазарев предложил включить

три науки – бионику, биоморфологию и биомеханику на основании общности

объектов и родственного характера задач в биономику – науку о системном

изучении принципов структурно-функциональной организации живого с целью

использования этих принципов в созидательной практике человека.

Итак, изучение биоморфологических, биомеханических и бионических

закономерностей позволит при инженерно-дизайнерской разработке

использовать:

- способы построения природных объектов;

- способы функционирования природных объектов (плавание, летание и

др.);

- внутриорганизменные процессы для создания разнообразных предметно-

технических систем, осуществляющих функции перемещения и

переработки вещества, энергии и информации, а также эстетически

воспринять и освоить многообразные биологические формы и структуры.

1.2. Биодизайн. Предмет и объект биодизайна.

Биодизайн – это течение в дизайне, метод оптимального проектирования

биотехнических систем и элементов, обладающих антропоцентрической

направленностью, выраженной в их эстетическом совершенстве.

Зародился биодизайн в рамках традиционного дизайна, в период

интенсивного бионического проектирования, когда стали появляться работы, в

той или иной мере опирающиеся на биологические формы и структуры.

Предмет биодизайна – проектирование аспекта биотехнических систем.

Объект – биоподобные технические устройства – «механоорганизмы».

Сфера объектов биодизайна определяется характером главных направлений

в технической бионике и зависит от видов проектируемых структур и функций,

от видов создаваемых «механоорганизмов» (схема 1).

1.3. Творчество Л. Колани.

В настоящее время известны отдельные дизайн-концепции и разработки на

основе изучения особенностей формообразования объектов природы.

Яркий пример освоения природных аналогов – творчество самого

экстравагантного и необычного из дизайнеров итальянца Луиджи Колани

(родился в 1928 году в Берлине). Его смелые эксперименты с формой предметов

в том числе и автомобилей, многими воспринимается как сумасшествие. Он

считает, что пластика природных объектов делает возможными взаимосвязи

разнохарактерных изделий друг с другом, с окружающей средой, образуя при

этом единый предметно-пространственный комплекс. Колани увлекают занятия по

аэродинамике. Его эскизы транспортных средств строго подчинены

аэродинамическим законам, перетекающие друг в друга плавные объемы выглядят

очень непривычно для современников (ил. 1). Образцом оптимальных, с точки

зрения, аэродинамики моделей служат обтекаемые тела морских млекопитающих,

о чем свидетельствуют его эскизы – тщательные зарисовки пластических и

гидродинамических особенностей тел обитателей водной среды – дельфинов-

касаток, зубатых китов и др. (ил. 2).

Для определения этого стиля Колани вводит в обиход термин «биодизайн».

В этой новой концепции дизайна Колани реализует самые различные предмета

быта, одежды, спортивного инвентаря и много другого.

2. Влияние природной морфологии на формообразование подводных

транспортных средств.

Эту работу я хочу посвятить рассмотрению подводных транспортных

средств, преднамеренно выделив их среди других объектов дизайна, так как

такая наука как биоморфология получила здесь наиболее широкое применений.

Это выражается в 100% зависимости формы и конструкции подводных

транспортных средств от морфологии водных животных (не исключая и

использование принципов формообразования представителей флоры и фауны).

Без применения этих знаний в технике невозможно создание и

плодотворное функционирование аппаратов в гидросфере. Но прежде, чем

перейти к более детальному и конкретному рассмотрению влияния отдельных

организмов на формообразование тех или иных аппаратов, аргументируем

актуальность развития подводных транспортных средств, их значение для

будущего и проанализируем состояние и строение водной среды как

необходимого фона и сумы факторов, влияющих на жизнедеятельность

организмов.

2.1. Проблематика развития подводных транспортных средств и их

значение для будущего.

Освоение человечеством Мирового океана велось еще с незапамятных

времен, но к сожалению, процесс познания имел своей единственной целью

добиться военного превосходства над ближним. Поэтому история появления и

развития подводных транспортных средств связана со становлением сил

специальных операций на море. Долгое время подводные транспортные средства

(в дальнейшем подводные средства движения) не представляли особого интереса

для дизайнера, так как в процессе их разработки и создания конструкторами

не рассматривалась эстетическая сторона вопроса – развитие первых подводных

лодок шло по пути увеличения тактических и эксплуатационных характеристик.

Они должны были устрашать врага своей громоздкостью, сверхмощностью

подводного оружия.

Сегодня, когда развитие техники достигло больших высот, перед

человеком открылся сказочный мир возможностей в области исследования

морских глубин:

- поисковые и спасательные работы;

- подъем затонувших объектов аэросферы;

- разведка океанского дна на нефть и другие ископаемые;

- океанографические исследования;

- морская археология;

- подводное строительство;

- экопроекты;

- и самое увлекательное – подводные прогулки любителей подводного

спорта – дайвинга, подводная фото- и видеосъемка.

Для обеспечения выполнения этих задач необходимо иметь в наличии

подводные транспортные средства «гражданского» назначения. Здесь и

открывается неограниченное поле деятельности для дизайнеров.

И кто знает, может в недалеком будущем человек выберет гидросферу, на

данный момент несколько чуждую и неизведанную область земли –

terra incognita – своим местом постоянного проживания. Первые шаги

уже сделаны. Еще в 60-е годы испытывались довольно успешно конструкции

подводных домов (подводная лаборатория «Силаб-2», подводные лаборатории

Ж. Кусто «Преконтинент-І», «Преконтинент-ІI», «Преконтинент-ІII»);

строительство подводного тоннеля под Ла Маншем.

Особого упоминания заслуживает высказывание замечательного

французского ученого, давнего энтузиаста идеи «заселения» морских глубин –

Жака-Ива Кусто. «Рано или поздно, - говорит Кусто, - человечество

поселится на дне моря. Наш опыт – начало большого вторжения» Эти слова,

сказанные много лет назад, оказались пророческими. Все больший размах

приобретают исследования морских глубин во многих странах, все больше

специалистов и научных коллективов вовлекаются в это дерзновенное

предприятие.

И если принесет успех попытка Ж. Кусто создать возможность все время

жить в глубине океана, путем отказа от акваланга вообще и получения

кислорода через специальный аппарат типа «жабер», хирургическим путем

подключенный к кровеносному руслу, насыщающий кровь человека кислородом,

минуя ненужные при этом легкие, то в скором времени эпизоды фантастических

фильмов станут реальностью – перед нами откроется чудесный мир морского

царства, где человек и обитатели подводных глубин будут сосуществовать в

гармонии, не нанося вреда друг другу. Очень хочется в это верить

Сейчас, по мере возможности, нужно делать все, чтобы наше

технократическое начало не подавляло духовное (это может быть масса

экопроектов, направленных на оказание помощи себе и окружающим нас

организмам – избавление от удушающих смогов промышленных предприятий, от

громадных свалок мусора, путем его переработки, который, если мы не

опомнимся, будет составлять единственную достопримечательность нашей

планеты; от вредных стоков, которые убивают все живое, от захоронений в

Мировом океане вредных отходов. Будем стремиться направлять технику

настоящего и будущего в доброе, позитивное русло.

2.2. Анализ особенностей водной среды, ее влияния на формообразование

организмов.

Анализ системы средовых условий позволяет уменьшить число факторов,

влияющих на формо- и структурообразование природных объектов, исключить

малоэффективные или случайные факторы, а также позволяет выявит средства и

приемы, которыми «пользуется» природа для формообразования организмов,

наилучшим образом отражающих влияние факторов сред обитания. Именно эти

приемы и средства возможно реализовать в искусственном объекте.

Итак, вода является средой, по существу, для всех химических

процессов, происходящих в биосфере. Содержание воды в тканях организмов

примерно в 5 раз больше, чем во все реках земного шара.

Особенности водной массы: огромный объем, перемешиваемость,

теплоемкость, идеальная способность растворять самые различные химические

соединения, наличие солей (25 минеральных солей), насыщенность жизнью,

химическими и биологическими процессами, остатками и продуктами

жизнедеятельности живых организмов.

В воде содержится строго ограниченное количество кислорода,

необходимого животным для дыхания. Этого кислорода достаточно лишь для

химических преобразований, сопутствующих росту, и для движения животных в

поисках пищи. На любой глубине морским организмам нужно меньше энергии,

чтобы жить и двигаться, чем представителям живой фауны. Плотность морских

животных и растений очень близка к плотности воды, в которой они живут.

Лишь редкие живые организмы обитают на поверхности: гораздо удобнее жить в

среде, которая, поддерживая животное, избавляет его от необходимости делать

постоянные усилия для того, чтобы не всплыть и не затонуть. Только у очень

немногих обитателей водной среды плотность тела точно соответствует

плотности воды. Существуют, однако, различные способы, при помощи которых

таким животным удается регулировать свою плавучесть так, чтобы без особых

усилий оставаться в воде во взвешенном состоянии.

Кроме поваренной соли морская вода содержит также целый ряд других

Страницы: 1, 2


© 2010.