Реферати » Реферати по біології » Біотехнології в освоєнні Світового океану

Біотехнології в освоєнні Світового океану

1. Використання природних аналогів в об'єктах проектної культури.
1.1. Біоніка. Біоморфологія. Біомеханіка.

Вивчення законів природи призвело до розуміння біологічних (природних) об'єктів як еталонів високого ступеня цілісних, інтегрованих систем.
Опора на біологічні прототипи і закони їх функціонування в даний час визнається одним з напрямків науково-технічного прогресу.

Вивчення закономірності формоутворення організмів для побудови за їх подобою штучних об'єктів зазвичай однозначно відносять до області біоніки [новий науковий напрям кінця 50-х років ХХ ст. Поява цієї науки стало наслідком розвитку кібернетики, біофізики, біохімії, космічної біології, інженерної психології тощо. Симпозіум в Дайтоні (США) у вересні 1960р. дав назву новій науці - біоніка (від грецьких слів - bios - життя і bion - елемент життя). Гасло симпозіуму: «Живі прототипи - ключ до нової техніки» добре визначає перспективи розвитку біоніки на багато років.] Насправді принципи побудови біоформ, биоструктур, біофункцій з метою їх використання при створенні технічних систем або архітектурних об'єктів досліджує не одна, а кілька біофізичних наук .

Будова форм організмів і генезис природного формоутворення розглядає біоморфологія.

Робота природних конструкцій і конструктивні властивості органічних матеріалів вивчає біомеханіка.

Закономірності внутрішнього функціонування живих систем аналізує біоніка.

Поняття і термін «морфологія» введені в науковий обіг І.В. Гете.
Буквально «морфологія» означає «наука про форму» .

З родинних морфології наук найближче стоять до неї семіотика і фізіологія.

У біологічних дослідженнях морфологічний підхід об'єднаний з фізіологічним відповідно до об'єктивним єдністю форми, структури і функції організму.

Біоморфологія, що вивчає форму з точки зору біології, в даний час розвивається як описова наука. Е.Н. Лазарєв запропонував включити три науки - біоніку, біоморфології і біомеханіку на підставі спільності об'єктів і спорідненого характеру задач в біономіку - науку про системний вивченні принципів структурно-функціональної організації живого з метою використання цих принципів в творчій практиці людини.

Отже, вивчення Біоморфологічні, біомеханічних і біонічних закономірностей дозволить при інженерно-дизайнерської розробки використовувати:

- способи побудови природних об'єктів;

- Способи функціонування природних об'єктів (плавання, літання та ін.);

- Внутріорганізменних процеси для створення різноманітних предметно-технічних систем, що здійснюють функції переміщення та переробки речовини, енергії та інформації, а також естетично сприйняти і освоїти різноманітні біологічні форми і структури.

1.2. Біодизайн. Предмет і об'єкт биодизайна.

Біодизайн - це течія в дизайні, метод оптимального проектування біотехнічних систем і елементів, що володіють антропоцентричної спрямованістю, вираженої в їх естетичному досконало.

Зародився біодизайн в рамках традиційного дизайну, в період інтенсивного бионического проектування, коли стали з'являтися роботи, в тій чи іншій мірі спираються на біологічні форми і структури.

Предмет биодизайна - проектування аспекту біотехнічних систем.

Об'єкт - біоподобні технічні пристрої - «механоорганізми» .

Сфера об'єктів биодизайна визначається характером головних напрямків в технічній біоніці і залежить від видів проектованих структур і функцій, від видів створюваних «механоорганізмов» (схема 1).

1.3. Творчість Л. Колани.

В даний час відомі окремі дизайн-концепції та розробки на основі вивчення особливостей формоутворення об'єктів природи.

Яскравий приклад освоєння природних аналогів - творчість самого екстравагантного і незвичайного з дизайнерів італійця Луїджі Колані
(народився в 1928 році в Берліні). Його сміливі експерименти з формою предметів в тому числі і автомобілів, багатьма сприймається як божевілля. Він вважає, що пластика природних об'єктів робить можливими взаємозв'язку різнохарактерних виробів один з одним, з навколишнім середовищем, утворюючи при цьому єдиний предметно-просторовий комплекс. Колани захоплюють заняття з аеродинаміки. Його ескізи транспортних засобів строго підпорядковані аеродинамічним законам, що перетікають один в одного плавні обсяги виглядають дуже незвично для сучасників (іл. 1). Зразком оптимальних, з точки зору, аеродинаміки моделей служать обтічні тіла морських ссавців, про що свідчать його ескізи - ретельні замальовки пластичних і гідродинамічних особливостей тел мешканців водного середовища - дельфінов-касаток, зубастих китів та ін. (Іл. 2).

Для визначення цього стилю Колані вводить в ужиток термін «біодизайн» .
У цій новій концепції дизайну Колани реалізує найрізноманітніші предмету побуту, одягу, спортивного інвентарю і багато іншого.

2. Вплив природного морфології на формоутворення підводних транспортних засобів.

Цю роботу я хочу присвятити розгляду підводних транспортних засобів, навмисно виділивши їх серед інших об'єктів дизайну, так як така наука як біоморфологія отримала тут найбільш широке застосувань.
Це виражається в 100% залежності форми і конструкції підводних транспортних засобів від морфології водних тварин (не виключаючи і використання принципів формоутворення представників флори і фауни).

Без застосування цих знань в техніці неможливе створення та плідне функціонування апаратів в гідросфері. Але перш, ніж перейти до більш детального і конкретного розгляду впливу окремих організмів на формоутворення тих чи інших апаратів, аргументуємо актуальність розвитку підводних транспортних засобів, їх значення для майбутнього і проаналізуємо стан і будова водного середовища як необхідної фону і суми факторів, що впливають на життєдіяльність організмів .

2.1. Проблематика розвитку підводних транспортних засобів та їх значення для майбутнього.

Освоєння людством Світового океану велося ще з незапам'ятних часів, але на жаль, процес пізнання мав своєю єдиною метою домогтися військової переваги над ближнім. Тому історія появи і розвитку підводних транспортних засобів пов'язана зі становленням сил спеціальних операцій на морі. Довгий час підводні транспортні засоби
(надалі підводні засоби руху) не уявляли особливого інтересу для дизайнера, так як в процесі їх розробки і створення конструкторами не розглядалася естетична сторона питання - розвиток перших підводних човнів йшло шляхом збільшення тактичних і експлуатаційних характеристик.
Вони повинні були лякати ворога своєї громіздкістю, надпотужні підводного зброї.

Сьогодні, коли розвиток техніки досягло великих висот, перед людиною відкрився казковий світ можливостей в галузі дослідження морських глибин:

- пошукові та рятувальні роботи;

- Підйом затонулих об'єктів аеросфери;

- Розвідка океанського дна на нафту та інші копалини;

- Океанографічні дослідження;

- Морська археологія;

- Підводне будівництво;

- Екопроекти;

- І саме захоплююче - підводні прогулянки любителів підводного спорту - дайвінгу, підводна фото-і відеозйомка.

Для забезпечення виконання цих завдань необхідно мати в наявності підводні транспортні засоби «громадянського» призначення. Тут і відкривається необмежене поле діяльності для дизайнерів.

І хто знає, може в недалекому майбутньому людина вибере гідросферу, на даний момент кілька чужу і незвідану область землі - terra incognita - своїм місцем постійного проживання. Перші кроки вже зроблені. Ще в 60-і роки випробовувалися досить успішно конструкції підводних будинків (підводна лабораторія «силабо-2» , підводні лабораторії

Ж. Кусто «Преконтінент-І» , «Преконтінент-ІI» , «Преконтінент-ІII » ); будівництво підводного тунелю під Ла Маншем.

Особливої ??згадки заслуговує висловлювання чудового французького вченого, давнього ентузіаста ідеї «заселення» морських глибин -
Жака-Іва Кусто. «Рано чи пізно, - говорить Кусто, - людство оселиться на дні моря. Наш досвід - початок великого вторгнення » Ці слова, сказані багато років тому, виявилися пророчими. Все більшого розмаху набувають дослідження морських глибин у багатьох країнах, все більше фахівців і наукових колективів втягуються в це сміливе підприємство.

І якщо принесе успіх спроба Ж. Кусто створити можливість весь час жити в глибині океану, шляхом відмови від акваланга взагалі і отримання кисню через спеціальний апарат типу «жабер» , хірургічним шляхом підключений до кровоносної руслу, що насичує кров людини киснем, минаючи непотрібні при цьому легкі, то незабаром епізоди фантастичних фільмів стануть реальністю - перед нами відкриється чудовий світ морського царства, де людина і мешканці підводних глибин будуть співіснувати в гармонії, не завдаючи шкоди один одному. Дуже хочеться в це вірити

Зараз, у міру можливості, потрібно робити все, щоб наш технократичний початок не придушував духовне (це може бути маса екопроект, спрямованих на надання допомоги собі і оточуючим нас організмам - позбавлення від задушливих смогов промислових підприємств, від величезних звалищ сміття, шляхом його переробки, який, якщо ми не схаменемося, складатиме єдину пам'ятку нашої планети; від шкідливих стоків, які вбивають все живе, від поховань у
Світовому океані шкідливих відходів. Будемо прагнути направляти техніку сьогодення і майбутнього в доброе, позитивне русло.

2.2. Аналіз особливостей водного середовища, її впливу на формоутворення організмів.

Аналіз системи середовищних умов дозволяє зменшити число факторів, що впливають на формо- і структурообразование природних об'єктів, виключити малоефективні або випадкові чинники, а також дозволяє виявить кошти і прийоми, якими «користується» природа для формоутворення організмів, найкращим чином відображають вплив факторів середовищ існування. Саме ці прийоми і засоби можливо реалізувати в штучному об'єкті.

Отже, вода є середовищем, по суті, для всіх хімічних процесів, що відбуваються в біосфері. Вміст води в тканинах організмів приблизно в 5 разів більше, ніж у всі річках земної кулі.

Особливості водної маси: величезний обсяг, перемешіваемость, теплоємність, ідеальна здатність розчиняти найрізноманітніші хімічні сполуки, наявність солей (25 мінеральних солей), насиченість життям, хімічними і біологічними процесами, залишками і продуктами життєдіяльності живих організмів .

У воді міститься строго обмежена кількість кисню, необхідного тваринам для дихання. Цього кисню достатньо лише

Сторінки: 1 2 3