Технології. Повторне видання. 8 клас. Терещук (2025)
2.4. Для чого дизайнеру біоніка
Біоніка і біодизайн — це два споріднені напрями, які отримують натхнення з природи, але мають різні підходи та цілі.
Природа — це невичерпне джерело інженерних рішень, перевірених мільярдами років еволюції.
Біоніка — це науковий напрям, що вивчає принципи організації живих систем і застосовує їх у технічних, інженерних і технологічних рішеннях. Інакше кажучи, біоніка намагається перейняти механізми природи та адаптувати їх для створення штучних систем і технологій.
Основні риси біоніки:
- вивчає, як працюють природні системи (наприклад, будова пташиних крил, м’язова система тварин);
- використовує ці знання для створення нових технологій, які покращують техніку чи конструкції;
- має більш технічну орієнтацію, метою якої є вдосконалення продуктивності або ефективності технічних об’єктів.
Біодизайн — це напрям у дизайні, що використовує природу як джерело натхнення для створення естетичних та функціональних об’єктів, зокрема через використання екологічних матеріалів і принципів природного розвитку. Біодизайн також фокусується на сталій, екологічній взаємодії з довкіллям і розробляє вироби, що мінімально шкодять природі або є частиною природних циклів.
Основні риси біодизайну:
- інтегрує природні форми, процеси та матеріали в дизайн об’єктів (від архітектури до побутових речей);
- спрямований на створення естетично привабливих та екологічно стійких виробів;
- використовує природні матеріали та форми, але орієнтується радше на збереження довкілля та стійкість, ніж на технічні досягнення.
У сучасному світі біодизайн активно впроваджується в різні сфери життя, демонструючи інноваційні рішення екологічних проблем.
В архітектурі яскравим прикладом є житловий комплекс «Вертикальний ліс» у Мілані, фасади якого вкриті деревами та чагарниками, що покращують якість повітря, поглинають вуглекислий газ та зменшують рівень шуму в місті (мал. 52).
Мал. 52. «Вертикальний ліс»
У сфері моди та текстилю новітнім відкриттям стали тканини з грибного міцелію, які є екологічною альтернативою натуральній шкірі та використовуються відомими брендами для створення колекцій (мал. 53). Ця інновація особлива тим, що матеріал вирощується за кілька днів, не містить пластику та повністю розкладається.
Мал. 53. Матеріал із міцелію грибів
У галузі упаковки значним досягненням став біопластик із водоростей Notpla, який розкладається за кілька тижнів, на відміну від звичайного пластику, що забруднює океани протягом сотень років.
У будівництві революційною технологією став самовідновлюваний бетон (мал. 54) із бактеріями, які виробляють вапняк та «заліковують» тріщини, що значно подовжує термін служби споруд та зменшує обсяг використання цементу, який є одним із найбільших джерел викидів вуглекислого газу.
Мал. 54. Самовідновлювальний бетон
Біоніка більше орієнтована на технічні рішення та технології, тоді як біодизайн зосереджується на естетиці, екологічності та взаємодії з природою.
Мета біоніки — покращити техніку та механізми, а біодизайну — створювати екологічно стійкі, гармонійні з природою об’єкти.
Біоніка застосовує структури природи для технічного вдосконалення, а біодизайн використовує природні форми й матеріали для естетики та екологічного впливу.
Мал. 55. Біонічні протези
Основи біоніки в проєктуванні можуть містити такі принципи:
• імітація природи. Біоніка вивчає, як у природі розв’язуються проблеми біологічних процесів, і намагається імітувати ці рішення. Унаслідок війни в Україні значно зросла потреба у сучасних біонічних протезах для військових і цивільних, які втратили кінцівки. Біонічні технології стають критично важливими для реабілітації та повернення людей до активного життя. Українські науковці і виробники працюють над удосконаленням таких протезів, враховуючи досвід природи для створення більш функціональних та доступних рішень;
• ефективність. У природі використовуються найбільш ефективні методи для розв’язання проблем. Наприклад, інженери досліджують особливості форми тіл риб та морських ссавців, як-от дельфінів, і копіюють ці особливості під час конструювання субмарин. Ефективність у природі досягається завдяки конкретному «пристрою» чи іншому процесу природного походження — птах може швидко й максимально влучно, з мінімальними втратами енергії вполювати здобич у сутінках — завдяки особливій будові ока. Біоніка використовує ці методи для створення більш ефективних технологій (мал. 56);
Мал. 56. Робот, який копіює рухи медузи для стабільного польоту
• адаптивність. Біоніка також вивчає, як представники флори та фауни адаптуються до змін довкілля. Це може допомогти дизайнерам створювати продукти, які можуть протистояти глобальним змінам у природі. Наприклад, при будівництві Eastgate Centre в Зімбабве з метою природного охолодження будівлі спроєктували систему вентиляції, яка подібна за будовою до вентиляційних каналів термітників (мал. 57);
Мал. 57. Система вентиляції, «натхнена» термітниками
• самовідновлення. Багато біологічних систем здатні самовідновлюватися. Біоніка може використовувати ці принципи для створення продуктів, які можуть самостійно відновлюватися. Наприклад, самоочисна властивість листя лотоса надихнула на створення нанопокриття для одягу та вікон, яке має унікальну здатність відштовхувати бруд та воду (мал. 58);
Мал. 58. Водо- та брудовідштовхувальні властивості скатертини, запозичені у лотоса
• мінімалізм. Природа використовує мінімальний обсяг ресурсів для досягнення цілей. Біоніка може використовувати цей принцип для створення більш ефективних та екологічно чистих продуктів. Наприклад, крапельний полив і багаторівневі теплиці в сільському господарстві.
Усі ці принципи можуть бути враховані під час проєктування більш ефективних, стійких та інноваційних виробів.
Біоніка — це не просто зовнішнє копіювання, це процес поетапного дослідження. Спочатку вчені досліджують, як діє певний орган, його будову, перебіг процесів. Потім виражають усе це мовою математики, моделюють — і лише тоді намагаються відтворити в об’єктах, технологіях чи виробах.
#як міркує дизайнер?
Фатіх Ексі (Fatih Eksi) — дизайнер, який використовує природу як джерело натхнення та інновацій. У роботах він застосовує принципи біодизайну та біоніки, вивчаючи, як природні форми і процеси можуть бути інтегровані у сучасний дизайн.
Його роботи є яскравим прикладом того, як можна мислити нестандартно, працюючи на межі науки, мистецтва та технологій.
Ознайомся з іншими роботами дизайнера
https://tinyurl.com/bukrek-edu-TECH-8-24-1
ПРАКТИЧНА РОБОТА
Поміркуйте, як ви можете використовувати природні особливості у вашому проєкті.
Обговоріть з однокласниками ідеї, як краще інтегрувати елементи біоніки у ваш проєкт.
Використовуючи ШІ, створіть зображення вашого виробу, застосовуючи принципи біоніки.
Для цього письмово детально опишіть свою ідею.
Покрокові дії для створення зображення виробу з використанням ШІ та біоніки:
1. Визначте мету. Вирішіть, що ви хочете створити (наприклад, стілець, лампу, будинок).
2. Знайдіть те, що вас надихає. Оберіть природний об'єкт, який надасть натхнення вашому дизайну (наприклад, мушля, крила птаха, бджолині стільники тощо).
3. Сформулюйте запит (prompt). Опишіть ідею словами. Запит повинен містити:
- назву виробу («стілець», «світильник»);
- біонічну особливість («натхнений формою морської мушлі»);
- додаткові характеристики («з екологічних матеріалів», «легкий, але міцний»).
Приклад запиту:
(укр.) Крісло, натхнене спіральною формою черепашки, виготовлене з екологічно чистих матеріалів, має легкий ергономічний дизайн.
(англ.) A chair inspired by the spiral shape of a seashell, made of sustainable materials, lightweight and ergonomic design.
4. Використайте ШІ
Увійдіть на платформу для генерації зображень (наприклад, Adobe). Уведіть свій запит.
Мал. 59. Результат запиту
5. Оцініть результат. Перегляньте отримані зображення, виберіть найкраще або уточніть запит.
6. Розробіть ідею далі. Використовуйте зображення як основу для креслення чи опису виробу.
7. Підготуйте презентацію. Опишіть, як біонічні принципи вплинули на ваш задум.
Завдання: виконайте ці кроки, створіть власний проєкт і презентуйте його класу.
