mozok.click » Трудове навчання » Основи проектної діяльності
Інформація про новину
  • Переглядів: 2564
  • Автор: admin
  • Дата: 4-01-2018, 06:01
4-01-2018, 06:01

Основи проектної діяльності

Категорія: Трудове навчання

Пригадайте...

Що таке проектування?

Які методи використовують під час створення новихречей?

Як ви розумієте термін «біоформа» у проектуванні і виготовленні речей?

Як біоформи можна використовувати упроектуванні виробів?

Що таке біоніка

Засновник корпорації Apple Стів Джобс стверджував: «Інновації ХХІ ст. з’являться зі сфери перетину біології та технології. Починається нова епоха - так само, як починалася цифрова доба в той час, коли менібуло стільки ж років, скільки моєму синові». Саме такою інноваційною наукою, яка досліджує дивовижніфункції живих організмів і застосовує їх для створеннятехнологій та речей, є біоніка.

Офіційним народженням біоніки вважають 13 вересня 1960 р., коли у місті Дайтоні (США) відбувся симпозіум з використання знань про живі організми для вдосконалення технічних систем. Гаслом біоніки у техніці став вислів: «Живі прототипи - ключ до нової техніки!». Утім, за великим рахунком, біоніку можнавважати найдавнішою наукою, адже людина завжди -свідомо чи несвідомо - наслідувала природу, вчиласяу неї.

Біоніка (грец. bion - комірка життя) - наука про створення пристроїв, приладів, механізмівабо технологій, ідея та основні елементи якихзапозичуються із живої природи.

В англомовній літературі більше поширений термін біоміметика (грец. bios - життя і mimesis - наслідування).

Чому вчених приваблюють живі організми і природні конструкції? По-перше, вони енергоефективні. Живі організми здатні до життєдіяльності за споживання мінімальної кількості енергії, що пояснюєтьсяунікальним метаболізмом тварин і обміном енергієюміж різними формами життя. Запозичуючи у природиінженерні рішення, можна істотно підвищити енерго-ефективність сучасних технологій.

По-друге, вони якісні. Наприклад, матеріал оленячого рогу значно міцніший від найкращих зразків керамічного композиту, які вдається розробити людям.

По-трете, їхній дизайн досконалий, оскільки його створила сама природа. По-четверте, вчені вивчаютьадаптивність живих організмів. Форма біологічногооб’єкта зазвичай створюється в результаті тривалоїадаптації, з урахуванням багаторічного впливу якдружніх, так і агресивних чинників. Процеси росту йрозвитку включають регулювання на клітинному рівні.



Класичним прикладом запозичення конструкторських ідей у природи є Ейфелева вежа.

1848 р. швейцарський професор анатомії Герман фон Маєр досліджував кісткову структуру головкистегнової кістки. Він виявив, що губчаста тканина заповнює порожнину стегнової кістки не суцільно, а увигляді сітки: існують численні мікроскопічні опорніточки, по яких навантаження розподіляється на головку стегнової кістки, а потім на всю кістку. Ця сіткамала чітку геометричну структуру.

1868 р. швейцарський інженер Карл Кульман описав це явище за допомогою математичних формул. За 20 років природний розподіл навантаження використавінженер Олександр Гюстав Ейфель, перед яким постало завдання спроектувати споруду, яка була б високою,міцною, легкою, долала силу вітру.

Конструкція Ейфелевої вежі повторює будову стегнової кістки людини, яка витримує навантаження всього тіла. Кути між тримальними поверхнями вежізбігаються з кутами балок губчастої тканини. Губчастатканина тверда і вирівняна в тих місцях, де навантаження найсильніше, і атрофована там, де його немає.Відтворивши таку структуру, Ейфель використав мінімум матеріалів (вага вежі 9700 т за висоти 312 м). Водночас вежа достатньо стійка до зовнішніх впливів:завдяки кутам зовнішніх ліній вежі вітри спрямовуються переважно згори донизу - до її більш міцної основи, а не навпаки (навіть за сильного вітру відхиленнябашти від вертикалі не перевищувало 12-15 см).

Леонардо да Вінчі під час конструювання своїх винаходів також використовував форми живої природи. Однак його літальний апарат з рухомими крилами, орнітоптер, не полетів - ще не були відкриті закони аеродинаміки.

Це доводить, що біоніка - не просто зовнішнє копіювання, а поетапне дослідження. Спочатку вчені досліджують, як діє той чи той орган, його будову, перебіг

процесів (наприклад, аналізатори тварин, нейронні мережі тощо).Далі - виражають усе це мовоюматематики, моделюють - і ажпотім намагаються відтворити воб’єктах, технологіях тощо (вдосконалити обчислювальну техніку,створювати різноманітні автоматизовані пристрої тощо).

Орнітоптер Леонардо да Вінчі


З огляду на це виокремлюються три напрями, за якими розвивається біоніка як наука:

біологічна біоніка (досліджує процеси в живих організмах як у біологічних системах);

теоретична біоніка (описує ці процеси за допомогою математичного моделювання);

технічна біоніка (втілює створені моделі в технічних пристроях і виробах).

Біоніка як синтез різних галузей знань

Біоніка об’єднує знання з різних наук та галузей людської діяльності - біології, математики, фізики, хімії, кібернетики, медицини тощо. Сьогодні основні напрями робіт з біоніки охоплюють такі проблеми:

вивчення нервової системи людини і тварин та моделювання нейронів та нейронних мереж дляподальшого вдосконалення обчислювальної техніки та розробки нових елементів і пристроївавтоматики й телемеханіки;

Робот-маніпулятор фірми Festo. Робоча зона промислового маніпулятора імітує хобот слона

Приклад. Якщо ви шукаєте зображення за допомогою Google, дивитеся відео, які рекомендує YouTube, вдаєтеся до машинного перекладу, - то ви використовуєте нейронні мережі. Структура нейронної мережіприйшла в програмування з біології. Завдяки їй машина отримує можливість не тільки аналізувати ізапам’ятовувати різну інформацію, а й вчитися. Нейронні мережі використовують для вирішення складнихзавдань, які вимагають аналітичних обчислень, подібних до тих, що виконує людський мозок. Найпоширенішими застосуваннями нейронних мереж єкласифікація, розпізнавання, передбачення.

дослідження органів чуття й інших сприймальних систем живих організмів з метою розробки нових датчиків і систем виявлення;

Приклад. Очі сарани надихнули вчених на створення комп’ютеризованих систем, що дозволяють мобільному роботу уникати зіткнень з об’єктами, що наближаються. При цьому не потрібні складні радарита інфрачервоні датчики. Дослідники намагаються застосувати такі технології до автомобілів, оснащуючи їхточними і швидкими системами попередження, щознижують ризик ДТП.

вивчення принципів орієнтації, локації і навігації у різних тварин для використання їх у техніці;

Якось швейцарський інженер Жорж де Местраль (1907-1990)звернув увагу на реп'яхи,які він віддирав від шерсті свого собаки та відсвоїх штанів після прогулянки. Подивившись нареп'ях під мікроскопом,він помітив там безлічгачків. Інженер вирішивстворити застібку подібної конструкції. Від ідеїдо втілення минуло сімроків. Застібка «Велкро»(«липучка») (фр. Velcro:velour - оксамит; crochet - гачок) утворюється шляхом прошиваннянейлонової тканини принагріванні, у результатічого формуються невеликі, але міцні гачки.

Приклад. За результатами досліджень поведін-кових моделей риб створено робокари, які можуть рухатися в групі, не стикаючись одне з одним. Ці розробки - важливий етап до створення автомобілів,що виключають зіткнення, сприяють руху без заторівна дорогах.

дослідження морфологічних, фізіологічних, біохімічних особливостей живих організмів для розробки нових технічних і наукових ідей.

Приклад. Застібка «Велкро», що діє за принципом реп’яха; матеріали костюмів для плавців, обшиття для літаків, відправною точкою для яких слугувалашкіра акули тощо - це хрестоматійні приклади.

З розвитком нанотехнологій почався новий етап: розробка нанокомпозитів для створення штучних судин, клапанів серця, очних кришталиків, сухожильтощо; створення матеріалів із заданими властивостями.

Будинок Бальо у Барселоні -реконструкція старої будівлі. Дах нагадує за структуроюспину дракона, а побудований як риб’яча луска, балкони мають форму очей,будинок майже без гострихкутів.

Будинок Міла. Творчим натхненням для Гауді у створенні цієї споруди були скелі острова Мальти.

Щоб побачити найвеличніші будови, потрібно просто звернутися до природи, - вважав видатний іспанський зодчий, яскравий і оригінальний представник органічної архітектури в європейському модерніАнтоніо Гауді. З дитинства Гауді був спостережливим, закоханим у природу. Це позначилося на його творчості -улюбленими матеріалами майстра стали камінь, кераміка,дерево та коване залізо.

Усього у творчому доробку архітектора 18 споруд, і більшість із них розміщені в Барселоні (Іспанія). Самезавдяки Гауді це місто стало відомим на весь світ.

Особливість стилю Гауді полягає в тому, що органічні, природні форми (хмар, дерев, скель, тварин) стали головним джерелом натхнення під час вирішення художньо-оформлювальних і конструктивних завдань.

Найамбітнішою роботою архітектора став храм Святого Сімейства. Гаудівзяв на себе керівництво проектом у 1883 р., а закінчитибудівництво мають у 2026-му,через сто років після йогосмерті. Інтер'єр храму навіяний ідеєю лісу. Колони, схожіна дерева, розгалужуютьсяближче до даху, підтримуючийого, а закріплене на них зелене й золоте скло відбиваєсвітло з вікон. Величезнікольорові вітражі, крізь якіпроникає сонячне світло, підсилюють відчуття, ніби ви стоїте на лісовій галявині.

Як біоніка допомагає створювати інтер'єр приміщення

Біоніка як метод створення предметного середовища дотримується основного правила природи: між формою і функціональністю будь-якого предмета існує реальний зв’язок. Тобто форма, будова предмета,створеного природою, насамперед зумовлена тим, якфункціонує цей предмет.

У створенні інтер’єру приміщення можна визначити такі біонічні принципи.

Від функцій до форми і до закономірностейформотворення - основний принцип біоніки в інтер'єрі.

1. Природні обриси предметів та деталей інтер’єру

У природі не існує ідеально прямих і рівних ліній, гострих кутів чи надмірно загострених виступів. Усіоб’єкти, створені природою, мають м’які та плавні обриси. «Людина створила гострі кути, а Господь -коло», - так висловлювався Антоніо Гауді, коли йогозапитували про майже повну відсутність кутів у йогобудівлях. Тому природний інтер’єр завжди характеризується плавними обрисами.

2. Природні кольори предметів інтер’єру

Цей принцип є продовженням попереднього і стосується кольористики інтер’єру. У природі не існує надмірної насиченості кольорів чи різкої контрастності. Кольорові рішення різного типу ширм чи перегородок у кімнаті мають бути ледве помітними, нібирозчинятись у просторі приміщення. А, наприклад,блискучий сталевий змішувач для води у ванній кімнаті має ніби зливатися зі струменем води, бути її продовженням. Кольори в біонічному стилі - білі табежеві з м’якими відтінками. Можливі і яскраві включення кольорів, однак такі, що єпоширеними у природі: насичений блакитний, жовтий, червоний тощо.

Відсутність зонування


3. Відсутність чітких зон іобмежень у кімнаті

Природі властива інтеграція (об’єднання) на противагу поділу і розмежуванню. Одна формапоступово переходить в іншубез чітких кордонів чи зон.Цьому принципу відповідаютьпросторі квартири-студії, в якихзони відпочинку чи робочі зони

є умовними або неакцентованими, відділяються неповною стіною чи позначаються лише кольором або формою.

4. Використання у створенні предметів інтер’єру екологічних та природнихматеріалів

Дизайнери, створюючи «природний» предметний інтер’єр, зокрема меблі, досить часто використовують необроблені природні матеріали, як-от: гілки дерев, очерет тощо.

Так, використовуючи техніку лозоплетіння, дизайнер Кеннет Кобонп’є створює меблі з бамбуку та очерету. Спинка крісла виглядає природно - здається, що з крісла виростає трава.

Меблі американського дизайнера КеннетаКобонп’є

Крісло у формі гнізда (дизайнер Ніна Брун) наслідує природний аналог. Воно виготовлене з тонких березових смужок, маєзвичні для крісел ніжки і м’яке сидіння.

Основним методом біодизайну, тобто процесу розробки нових моделей на основібіологічних форм, є метод функціональниханалогій.

Спочатку дизайнер уважно спостерігає за природними об'єктами, проводить порівняльний аналіз живих об'єктів і об'єктів,створених людьми.

На підставі проведеного аналізу роблять висновки про доцільність застосування тихчи інших характеристик живих об'єктів длястворення або вдосконалення технічнихоб'єктів. Метод функціональних аналогійуніверсальний, тому що його можна застосовувати в різних галузях людської діяльності.

Крісло-гніздо дансь кого дизайнераНіни Брун

Запропонуйте власні варіанти використання елементів природи в дизайні одягу, його деталях, адже назва окремих елементівшвейних виробів часто вказує наїхній природний аналог.

Практична робота

ВИКОНАННЯ ЕСКІЗУ ПРЕДМЕТІВ ІНТЕР'ЄРУ НА ОСНОВІ ПРИРОДНИХ ОБ'ЄКТІВ

Матеріали та інструменти: підручник, додаткові інформаційні джерела, папір формату А4, зошит, ручка, кольорові олівці.

Послідовність виконання роботи

1. Розгляньте приклади використання природних форм під час створення предметів інтер’єру.

І. Столик Sirfo, виконаний відомим італійським архітектором і теоретикомдизайну Алессандро Мендіні.

Кришка столика нагадує скляну поверхню води. Шия гуски трансформувалась у ніжку виробу, причому нижня її частина нагадує тулуб птиці, що робить столик стійким і водночас витонченим. Дзьоб гуски теж використано - перетворено у конструктивну деталь, яка тримає і з’єднує кришку столика з йогоніжкою.

ІІ. Ручка для дверей Twitty японського дизайнера Томо Кімури, стилізована під горобця. Виріб виготовляють з олова і, оскільки він має нетрадиційну форму, його відливають за старовинною технологією на італійській фабриціColombo Design.

2. За наведеними прикладами виконайте замальовки предметів інтер’єру(стілець, диван, меблевий столик, підставка, стіл тощо) на основі природнихоб’єктів. Роботу виконайте на окремому аркуші паперу простим олівцем або укольорі.

Запитання та завдання для повторення

1. Що таке біоніка?

2. У яких напрямах розвивається біоніка?

3. Чи тотожна біоніка імітації природи?

4. Які основні напрями досліджень охоплює біоніка?

5. Назвіть основні принципи, на які спирається біоніка під час створення інтер’єру приміщення.

Творче завдання на вибір

Уявіть себе юними дизайнерами одягу та створіть ескіз нової моделі сукні з використанням біоформ природи. З додаткових джерел доберіть природні елементи (квіти, метелики, фрукти тощо) і виберітьдля себе те, що надихатиме на створення нової моделі. Виконайте ескізодягу з використанням біоформ за планом:

1. Розгляньте і проаналізуйте основні характеристики природногооб'єкта: загальна форма окремих елементів, пропорції, ритм.

2. Прийміть рішення про доцільність використання певних характеристик природного об'єкта для розробки нової моделі виробу.

3. Розробіть ескіз нової моделі (сукні, костюма).

4. Поміркуйте, який матеріал краще використовувати для вашої моделі (легкі, тонкі тканини, які легко драпіруються, чи тканини, якідобре тримають форму).

5. Обґрунтуйте вибір моделі (відповідність модним тенденціям, опти-мальність форм, естетичність).

 

Це матеріал з підручника Трудове навчання 9 клас Терещук (дівчата)

 






^