Бионические основы проектирования

Изучение живой природы позволяет найти свежие идеи концептуальных решений технических систем. Бионические основы построения и функционирования живой природы являются тем эталоном, к которому стремятся приблизиться в своем творчестве дизайнеры и разработчики новой техники. Появилась объективная необходимость проанализировать достижения живой природы, опираясь на весь современный научно-технический потенциал человечества, и использовать их решение важных творческих задач.

Бионика – наука, пограничная между биологией и многими техническими науками, решающая инженерные задачи на основе анализа структуры и жизнедеятельности организмов.

Бионика тесно связана с биологией, физикой, химией, математикой и техническими науками.

Задачей бионики является использование в технике наилучших «достижений» живой природы. Главное ее содержание – изучение тех принципов организации живой природы, которыми она руководствуется для решения своих задач. Конечная цель бионики – воплощение природных приемов и принципов в разработке машин, инструментов, приборов, технологий, материалов.

Бионика имеет ряд основных направлений:

- биомеханика;

- биоэнергетика;

- нейробионика;

- анализаторные ситемы;

- системы ориентации и навигации.

Бионические основы проектирования методологически включают в себя:

- поиск природных аналогов, имеющих требуемые для проектируемой системы функции, формы и характеристики;

- анализ биологического объекта – прототипа;

- моделирование физико-биологических, физико-механических и иных процессов функционирования организма;

- синтез новой технической системы на базе изученных принципов построения биологического объекта или стилизация разрабатываемой системы под формы прототипа с визуальным отражением свойственных ему характеристик.

Рисунок 20. Перспективное оружие будущего: Танк-паук.

Рисунок 21. Рука робота.

Рисунок22. Робот-скат Рисунок 23. Бионика в архитектуре

Рисунок 24.Пример бионики в архитектуре.

Цвет и его функции в проектировании

Цвет играет огромную роль в нашей жизни и деятельности, окружает и сопровождает нас повсюду. Художники, архитекторы, дизайнеры, решающие композиционные задачи, связанные с цветовым климатом города, производственного и общественного интерьеров, выставочного ансамбля, текстильщики, печатники понимают под этим термином вещество, применяемое для получения окраски, физики — результат разложения белого света. В первом случае речь идет о красящем веществе, во втором — о световом луче. Пучок белого света при помощи призмы можно разложить на семь цветов, называемых условно основными, каждый из которых имеет определенную длину волны. Этот факт был установлен еще в 1866 году Исааком Ньютоном, когда он, пропуская солнечный луч через трехгранную призму, наблюдал образование спектральной полоски, состоящей из гаммы различных цветов.

Цвет — это ощущение, т. е. результат физического воздействия излучений, попадающих на сетчатку глаза. А излучения, отражающиеся от поверхностей, в свою очередь, зависят от окраски предмета, на который направлен взгляд, и от спектрального состава света, падающего на наблюдаемую поверхность.

Цвет тесно связан с такими средствами композиции, как пропорция, масштаб, нюанс, контраст. Особенно велика роль цвета для достижения образности формы изделия, то есть он помогает раскрыть сущность вещи, обострить или ослабить характер формы.

К группе ахроматических относятся белый, серый и черный цвета. Они характеризуются лишь количеством отраженного света, или, иначе говоря, неодинаковым коэффициентом отражения.

Ахроматические (бесцветные) цвета отличаются один от другого только по яркости, т. е. они отражают разное количество падающего на них света. Например, белые поверхности и предметы отражают 70— 90 % падающего на них света, а черные — 3—4 %.

Между самыми яркими — белыми — и самыми темными — черными поверхностями имеются различные оттенки серого цвета: светло-серые с коэффициентом отражения 50—60 %, темно-серые с коэффициентом отражения 15—20 %. Человеческий глаз различает в гамме ахроматических цветов около 300 оттенков.

Хроматические цвета — это те цвета и их оттенки, которые мы различаем в спектре (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый). Хроматический цвет определяется тремя физическими понятиями: цветовой тон, насыщенность и яркость.

Цветовой тон характеризуется преобладающей длиной волны. Так, например, преобладающая длина волны фиолетового цвета равна 390—450 нанометров, синего — 450—480, голубого — 480—510, зеленого— 510—550, желтого — 550—585, оранжевого — 585—620, красного — 620—800.

Под насыщенностью понимают степень разбавления данного цвета белым. Чем больше разбавления цвета белым, тем менее насыщенным он становится. Например, синий цвет имеет насыщенность 20 %. Это значит, что он состоит из 20 % синего и 80 % белого.

Цветовой тон и насыщенность являются качественными характеристиками цвета. Количественную сторону цвета определяет светлота (яркость), т. е. количество света, отражаемого данной окрашенной поверхностью. Поэтому, кроме цветового тона и насыщенности, каждая окрашенная поверхность должна характеризоваться величиной коэффициента отражения.

Наконец, третьей характеристикой считают яркость хроматического цвета, зависящую от падающего на отраженный обьект общего светового потока. Отсюда вывод: цвета можно измерять по трем основным характеристикам — цветовому тону, насыщенности и яркости. Первые две характеристики цвета (цветовой тон и насыщенность) являются его качественными параметрами, а третья (яркость) — количественным параметром.

Рисунок 25. Применение цвета в дизайн-проектировании.

Рисунок 26. Цветовая линейка автомобилей

Рисунок 27. Использование цвета в дизайне детских игрушек.

Рисунок использование цвета в спецодежде.

Рисунок Использование цвета в спецтехнике.