پروژه ی تحقیقی

  انسان از بدو پیدایش تاکنون در طبیعت به کندوکاو مشغول است، در طبیعتی که همواره برای او ناشناخته و پر رمز و راز بوده است. زمانی او به تدریج از دل طبیعت واژه های تک+نو+لوژی را بیرون کشید و آنها را برای ترکیب درذهن خود پرواند و حاصل آن را طی قرن ها به زبان های مختلف باز گو کرد، روزی با یک کشف جدید حیرت دنیا را برانگیخت و روز دیگر با یک برخورد ناگهانی در افکار، اختراعی را آماده ی ثبت نمود و به این ترتیب تکنولوژی پا گرفت. تکامل نه فقط از مغز انسان بلکه در پیش چشمان او از طبیعتی که خداوند در اختیارش گذاشته است میتراود. سال هاست که محققان در پی یافتن چنین ارتباطی هستند تا از طریق آن چگونگی شکل گرفتن سیستم های مختلف زندگی را ارزیابی کنند.

رویکرد به طبیعت را در طول تاریخ معماری در آثار بسیاری از بزرگان دیده ایم. از قضا همه ی معمارانی که بر سر اُنس با طبیعت بوده اند توانسته اند به دست آوردهای عملی و نظری ارزشمندی دست یابند. به یاد بیاوریم سخن زیبای پل کله را که عقیده داشت به مانند همان کودکی که در بازی خود ما را تقلید می کند ما هم باید به تقلید از نیروهایی بپردازیم که جهان را ساخته است. بی سبب نیست که طبیعت برای پل کله به مثابه ی ماده ی قابلی بود که او در مقام یک هنرمند به درون آن نفوذ می کرد. تادائو آندو هم خلق یک بنا را به عنوان پاره ای از طبیعت قلمداد می کرد. او احجام معماری را گونه ای درخت و صخره و کوه و تپه می انگاشت و در فرآیند خلاقیت های خود به دنبال بازسازی ذوقی از طبیعت بود. فرانک لوید رایت  بنیان گذار معماری ارگانیک  هم از همان آغاز خانه هایش را با طبیعت می آمیخت. وی در آمیختگی طبیعت و معماری چنان استادانه عمل می کرد که تشخیص این که کجا طبیعت پایان می یابد و کجا ساختمان های او آغاز می شود براستی دشوار است. لوکور بوزیه نیز نگاهی تازه به طبیعت داشت. ‌او با طرح ویلای ساوا در پوآسی فرانسه و ایجاد یک تراس وسیع در آن و قراردادن قاب هایی خالی در نمای آن، واسطه ای بین معماری داخل و طبیعت بیرون به وجود آورد.  

 لوکور بوزیه قصد داشت تا طبیعت را به داخل و اطراف معماری بکشاند ولی رایت می کوشید تا طبیعت، بکر و ناب بماند. او حتی بر فراز تپه خانه نمی ساخت بلکه در امتداد برجستگی تپه خانه می ساخت تا با قرار دادن خانه در موقعیتی خاص، انحنای پیوسته و زیبای تپه دیده شود.

هنگامی که در سیر تحول آفرینش زمین از حدود 8/3 میلیارد سال قبل تا کنون به تامل می نشینیم در می یابیم که، طبیعت خود، طراح و معمار نهایی است. طی این مدت گیاهان و جانوران توانسته اند با طراحی لازم بر مشکلات محیط زیست فائق آیند. و انسان نیز در طول زندگی خود، همیشه سعی داشته برای ساخت و طراحی مکان ها و وسایل مورد نیاز خود از طبیعت و محیط زیست اطراف خود الهام بگیرد.

 امروز هر جا سخن از تکنولوژی به میان می آید، انواع ماشین ها، کامپیوترها، ساختمان های بزرگ، وسایل ارتباط جمعی و دیگر ابزار و آلات موجود در صنایع و نقش موثر آنها در اقتصاد و فرهنگ جامعه، در ذهن انسان تصویر می شود، طبیعی است که این وسایل همان دستاوردهای تکنولوژی است که پاسخگوی نیازهای اساسی برای انسان معاصر می‌باشند، امّا چنانچه به مسیر تکنولوژی بنگریم کم و بیش به منشاء برخی پدیده ها پی می بریم، به اینکه هر پدیده ی صنعتی و یا ساختمانی ازکدام الگوی زنده ی طبیعت الهام گرفته است، شاید در آن صورت تکنولوژی جلوتر از زمان گام بردارد، بنابر این لازم است ارتباطی با اصول منطقی و علمی بین سیستم های ماشینی و سیستم‌های زنده پدیدار شود.

عنکبوت ها با طراحی و بافتن ریسمان هایی که به استحکام فولاد هستند، برای خود آشیان هایی می سازند.

  زنبورها با رعایت کلیه قوانین هندسی، پناهگاهی امن و مطمئن برای خود طراحی می کنند.

 موریانه ها خانه های خود را در بیابان ها در هوایی بسیار گرم می سازند و تلاش می کنند با کندن راه هایی پیچیده در خاک، سیستم گرمایی و تهویه ی داخل لانه های خود را خنک و متعادل نگه دارند. خاک انباشت لانه های آنها به صورت یک مجموعه ی کامل طراحی شده تا بتوانند نیازهای طبیعی خود را تامین کنند. اینها نیز معمارند ولی معماران طبیعت.

مفهوم واژه ی بیونیک 

  پس از جنگ جهانی دوم و آغاز دهه ی شصت قرن بیستم، تبادل علمی بین گرایش های علوم طبیعی و فنی رونق گرفت.
 در جریان همایشی در اوهایو، که نیروی هوایی آمریکا در سال 1960 برگزار کرد، برای اولین بار واژه ایی به نام "بیونیک" از ترکیب دو لغت "بیولوژی" و "تکنیک"، به معنای زیستار شناختی یا به کارگیری اندام‌های ساختگی طبیعت که می توانیم به فارسی "زیست فنی" ترجمه کنیم،  توسط دانشمند آمریکایی جک.ای.استیل بیان شد. او بیونیک را علم سیستم‌هایی که شالوده و پایه ی تمامی سیستم‌های زنده‌اند، می‌داند. این واژه در برگیرندۀ کار همه متخصصانی است که تلاش دارند برای حل مشکلات فنی خود از دانسته های طبیعت الهام بگیرند.

 در ابتدا بیونیک به بررسی ماشین‌هایی که براساس سیستم‌های زنده طراحی و ساخته شده بودند می‌پرداخت و هم اکنون بیونیک از هر جهت هنر به کارگیری دانش سیستم‌های زنده در حل مسائل فنی است.

 در بیونیک، تحقیق فقط به یک رشته ی خاص علمی محدود نمی‌شود، اگر چه خود بیونیک هنوز به عنوان یک علم نوپاست، امّا فعالیت بیونیک دانان را می‌توان در حوزه ی "علوم کاربردی" مطرح کرد که همچون رابطی پدیده‌های گوناگون را با الگوهای زنده مقایسه می‌کنند، به عبارتی دیگر برای هر پدیده، الگوی زنده‌ای می‌یابند.

علوم کاربردی شاخه‌هایی از علوم هستند که رشد و تکامل آنها در مرحله‌ای مانند طراحی، ساخت، ایجاد و تغییر باشد و این قسمت به بخش مهندسی اختصاص دارد، از آنجایی که مهندس نقش اصلی و اساسی در توسعه ی تکنولوژی دارد، فعالیت این بخش باید با تأمل و دقت نظر، به گونه‌ای که همگام با طبیعت باشد، هدایت شود، بنابراین به جاست اگر بگوییم که همه ی راه ها به طبیعت ختم می‌شود.

یکی از بهترین طرح‌های شناخته شده از علم بیونیک اثر لئوناردو داوینچی نقاش معروف است که ماشین پرنده را براساس ساختمان بدن یک خفاش طراحی کرد. استدلال او این بود که خفاش دارای بال کاملا پوشیده‌ای است که هوا را از خود عبور نمی‌دهد و دارای پوستی پرده مانند است که آن را تقویت می‌کند.
حدود 400 سال بعد از طرح داوینچی، ماشین پرنده توسط کلمنت آدر با الهام از خفاش ساخته شد و در سال 1890 تا ارتفاع 15 متری پرواز کرد.
در ساخت زیردریایی‌ها نیز از بدن دلفین الهام گرفته شده است. این جانور با نیروی عضلانی کم می‌تواند به سرعت در آب حرکت کند و راز این حرکت در پوست دو لایه ی بدنش است. لایه ی پوست بیرونی قابل ارتجاع و لایه ی پوست درونی شبیه یک رشته لوله ی پر شده از ماده اسفنجی است. این ویژگی باعث می‌شود تلاطم ناشی از جریان پرفشار آب چندان محسوس نباشد، زیرا پوست قابل ارتجاع بیرونی، فشار را به لایه ی اسفنجی و تراکم‌پذیر درونی که مانند فنر عمل می‌کند منتقل می‌کند، به طوری که جریان پرتلاطم پیش از آن که فرصتی برای پیش روی پیدا کند از بین می‌رود و به همین دلیل است که در طراحی زیردریایی، جدار آن را مانند پوست دلفین می‌سازند.

ساخت هواپیماهای تیزپرواز با الهام از بال پرستو و ساخت رایانه با الهام از مغز و فکر انسان نمونه‌های بارز دیگری از کاربرد علم بیونیکی برای ساخت فناوری‌های جدید است.

آشنایی با معماری بیونیک

بیونیک و معماری بیونیک علمی است که به الهام یابی فنی ساختمان ها از رفتارها و ارتباطات گوناگون عالم جانداران می پردازد و مسائل فنی را از راه های زیستی حل می‌کند.

معماری بیونیک یا علم بررسی نظام حیات جانداران، امروزه به عنوان یکی از سه علم برتر جهان (IT, Nano, Bionic) معرفی گردیده است. روح بخشیدن به ساختمان یکی از تمایلات معماری بیونیک است که طراحان این رشته با توجه به قدرت سازه برای تنفس (زنده‌نمایی)، به کمک خطوط مستقیم یا منحنی خالص و القاء آهسته ی تمامیت سازه به آن دست پیدا می‌کنند و مهم ترین چیز برای معماری بیونیک آن است که ساختمان بتواند زنده بودن خود را القاء کند. این یک باور متعالیست که با زنده بودن محیط زیست، هماهنگی کامل با طبیعت ایجاد می شود. شاید یک طریقه ی معتبر و قوی برای آیندگان، ترویج روش اصلاح طلبی و توجه به واقعیت ها از طریق "معماری بیونیک" باشد، به طور کلی معماری بیونیک مبارزه‌ای است با خشنودی از خود و تمایلی است به باز ساز ی همه چیز، بنابراین انگیزه ایست منحصر بفرد.

از عوامل مهمی که در طبیعت وجود دارد وانسان برای ساخت بناهای خود از آنها استفاده کرده است، می توان به موارد زیر اشاره کرد:
_ پوسته یا جلد
_ ساختار
_ آراستن
_ انرژی

بیونیک در واقع شامل سه بخش است:

1- علم سیستم هایی که کار آنها از سیستم های زنده گرفته شده است (در ساختار و سیستم اصلی)

2- علم سیستم هایی که خصوصیاتی شبیه خصوصیات سیستم های زنده رادارند. (مکانیزم ها و عناصر عملکردی)

3- علم سیستم هایی که از نظر ظاهر به سیستم های زنده شبیهند (دریافت های حسی از نقطه نظر فرم)

و در واقع هر محصول سه عنصر اصلی دارد:

- ساختار

- مکانیزم

- فرم

روابط عملکردی موجود با فرم و مواد به صورت زیر می باشد:

بررسی رنگ:

- ارتباط رنگ موجود زنده با محیط زیست

- ارتباط رنگ موجود زنده با خصوصیات رفتاری

- ارتباط رنگ موجود زنده با پیکره موجود زنده

 آنالیز عناصر اصلی موجود زنده و کاربرد آن در تجزیه و تحلیل طراحی

آنالیز فرم:

- فرم پایه: نقاط، سطوح و...

- فرم پیچیده: ترکیبات فرمی

- تعیین تناسبات و اندازه

- تعیین نسبت انحناها

- تعیین زوایای بین راستاها

آنالیز مکانیزم:

- مکانیزم ساده

- روابط سیستماتیک بین مکانیزم ها

- آنالیز رابطه ی فرم با سیستم و بالعکس سیستم با فرم

- آنالیز رابطه ی فرم با عملکردو بالعکس

- آنالیز رابطه ی عملکرد با سیستم و بالعکس

روند طراحی بر اساس بیونیک یا بیو دیزاین را می توان به صورت زیر بیان کرد:

 1- انتخاب موجود زنده (پدیده مور نظر در طبیعت)

- جانوران

- گیاهان

- آغازیان، تک سلولی ها

2- شناسایی خصوصیات زیستی

- محیط زندگی: شرایط محیط، دما، رطوبت، فشار و صوت

- عکس العمل ها: منابع حیاتی، سیستم های تنفسی، مواد غذایی

- خصوصیات فیزیکی: شرایط همزیستی، سازگاری و ناسازگاری مستقیم و غیر مستقیم

- روابط سیستماتیک: آمار تجمعی و پراکندگی زیستی،شرایط خاص جغرافیایی

3- شناسایی خصوصیات معماری

- ساختار های داخلی 

- روابط سیستماتیک

- پیکره اصلی موجود: عناصر میکرو و تناسبات هندسی، عناصر ماکرو، مواد و نسبت ها

 پیشگامان معماری بیونیک

قرن هاست که بشر در رابطه ی تنگاتنگ با طبیعت به سر برده و برای تولید مایحتاج خود از آن الهام می گیرد.
لئوناردو داوینچی، نابغه ی عصر رنسانس، یکی از اولین کسانی بود که برای ساخت ماشین پرواز دانش های "بیولوژی" و "فنی" زمان خود را درآمیخت و برای حل مسائل فی زمانش به جستجو و تحقیق در ساختار جانداران پرداخت. امروز پانصد سال پس از داوینچی مهندسان رشته های مختلف برای ایجاد ارتباط بین قوانین علوم فنی با دنیای جانداران تلاشی مشابه دارند. ارتباطی که با آغاز قرن بیست و یکم و رشد روزافزون رایانه ها جایگاه خاصی یافته و دنیای اندیشه های معماری را نیز تحت تأثیر قرار داده است. حجم زیاد مقالات، سخنرانی ها، مباحث نظری ارائه شده در چند سال گذشته تأیید بر این مدعاست. به موازات اوج گیری این مباحث، عرضه ی آثار شاخص این جریان در فضاهای معماری آفریده شده در سال های اخیر به وضوح به چشم می خورد.

یکی از سردم داران به نام این جریان "گرگ لین" متولد 1964، معمار و نظریه پرداز آمریکایی است.

گرگ لین را می توان سردم دار نظریه ی جدید در مباحث بیونیک در معماری به شمار آورد او مایل است آثاری خلق کند که همچون موجود زنده دارای گونه های متمایز و انعطاف پذیری همزیستی با شرایط محیطی از لحاظ فرم با رنگ باشند. حرکتی که می توان گفت از همان ابتدای دهه ی شصت آغاز شد. ولی به دلیل محدودیت های فنی تأثیر مشخصی در آن سال ها از خود برجا نگذاشت. یکی ار مشهورترین آثار این معمار خانه ی جنین گونه ی اوست که در سال 2000 طراحی کرد.  خانه ی جنین گونه در مسیر تکامل خود نه تنها متأثر از داده های اولیه است، بلکه مهم تر از آن در روند ایجاد خود را با محل بنا، سبک های رایج محلی، شرایط اقلیمی، مصالح ساختمانی و برداشت محلی از زیبایی وفق می دهد .
در اینجا تأثیر دانسته های طبیعی را براین نظریه پرداز به خوبی ملاحظه می کنیم. اگر جانداری (برای نمونه خرس) موفق می شود در نقاط متفاوت و شرایط اقلیمی مختلف از قاره ی آسیا و آمریکا تا قطب شمال نه تنها برنامه ی غذایی خود، بلکه ساختار فیزیکی بدن و حتی رنگ و پوستش را با شرایط وفق دهد، چرا یک اثر معماری نتواند به چنین وفاقی دست یابد. در یکی از جذاب ترین طرح های این معمار، که برای ساختمان چند منظوره ی فرهنگی هنری "آی بیم" واقع در نیویورک (2002) ارائه کرد، امتزاج بیولوژی و آی بیم معماری را مجدداً می بینیم. اجزای حباب گونه در ساختار نما، که لین به آن ها لقب "محفظه های فضایی" می دهد با کمک مارپیچ هایی از بدنه ی ساختمان رشد می کنند. معمار طرحش را ارتباطی بین هنر و تکنیک می بیند. پوسته ی بنا نه تنها به واسطه ی پیچیدگی و طریقه ی ایجاد و تکامل فرم هایش، بلکه به واسطه ی قابلیت دگرگون کردن نقوشش حائز اهمیت است. با این نما (یا پوسته) ی الکترونیکی بنا، هنرمند با اثرش چون رسانه ای تصویری به ارسال پیام به محیط می پردازد. حرکتی که با دنیای جانداران قابل قیاس است.
معمولا نمایشگاه ها به خوبی دغدغه های هنری معماران خود را شان می دهند. نمایشگاه گرگ لین، که در پائیز 2003 در موزه ی ماک شهر وین عرضه شد، از این قاعده مستثنی نبود.
اولین چیزی که در بدو ورود نظر بیننده را به خود جلب می کرد تراریوم یا خاکزیدان نسبتاً بزرگی بود که در آن قورباغه های کوچک زنده، که رنگ نقوش بدنشان خود را با شرایط محیطی تغییر می دهند، نگهداری می شدند. هم زمان سرتاسر کناره ی سمت راست سالن نمایشگاه را پرده ای شفاف مجزا کرده بود که در پس آن گروهی از پروانه های زنده به نمایش گذاشته شده بودند. پس از تراریوم قورباغه ها (طبیعت جاندار) معمار ظروف یوگند استیل (سنت) را به نمایش گذاشته بود که فرم آن ها نیز از طبیعت الهام گرفته شده بود. پس از گذر از طبیعت جاندار و گذشته بود که بیننده به کارهای معمار می رسید. بر روی دیوار مقابل پروانه ها فیلمی از رشد سطوح پیچیده ی محفظه های فضایی به نمایش گذاشته شده بود و مدل های هنری و معماری چون سرویس قهوه و چای آلسی (2002) و یا دروازه دنیا (2002) هر کدام در گوشه ای زیر حفاظ شیشه ای، که خود نیز همانند گونه های مختلف یک جاندار (مثلا پروانه) به یکدیگر شبیه بودند ولی یکسان نبودند، عرضه شده بود .
نهایتاً همه ی راه ها در انتهای سالن مجدداً به دنیای موجودات زنده ختم می شد و هنرمند حلقه ی افکارش را با آکواریومی که در آن چند عروس دریایی (نرم تنانی که توانایی خاصی در وفق خود با شرایط گوناگون دارند) شنا می کردند، بسته بود. حلقه ای که در دنیای جانداران نیز به واسطه ی ارجاع به خاک، آب و هوا تکمیل شده بود .
لین سعی دارد مرزهای موجود معماری را پشت سر گذاشته، در آغاز قرن بیست و یکم با امداد از طبیعت جانداران قدم به سوی معماری ای بگذارد که در آن هیچ گونه ای چون دیگری نیست.  گونه هایی که خود را چون جانداران زنده به بهترین نحو ممکن از هر لحاظ با تصویر بهینه ی مسکن وفق می دهند. آثار و نظرات لین گواهی می دهند که تفکراتش از نوآوری خاصی برخوردارند و مباحث معماری را متلاطم کرده اند. نگاهی به عکس العمل بازدید کنندگان نمایشگاه و گفتگو با آنان غرابت این معماری را در نظر اغلب مردم نشان می دهد .
کمتر کسی است که بتواند خارج از فیلم های تخیلی، زندگی در خیابانی مملو از خانه های چنین گونه را متصور باشد. علاوه برآن ساخت این گونه طرح ها به دلیل یکتا بودن هریک از اعضایش، به ماشین آلات کامپیوتری و روش های تولید پیچیده ای چون دستگاه های برش لیزری یا جت برش آبی احتیاج دارد. از لحاظ هنری نیز به سختی می توان ارزش خلاقیت هنری این آثار را محک زده، نوآوری واقعی معمار را از نتایج تصادفی و محاسبه شدۀ کامپیوتری مجزا کرد .

چارلی لوکوستون از دیگر پیشگامان عرصه ی معماری بیونیک کسی است که ما را به تخته ی طراحی طبیعت برمی گرداند تا به چگونگی معماری، طراحی و مهندسی و نظام موجود در معماری طبیعت پی ببریم، وی نقطه ی تمرکز معماران بیونیک را استفاده ی به جا از مواردی در طبیعت می‌داند که موجب استحکام ساختمان و ایجاد تنوع و آرامش در فضا می‌شود.

 اگر کمی عمیقانه بیاندیشیم، درمی یابیم آنچه اکنون تحت عنوان معماری بیونیک به بحث در مورد آن پرداخته ایم مقوله ایست که از آغاز زندگی انسان با او همراه بوده است! آیا معماری بیونیک همان معماری طبیعی نیست که انسان اولیه را به سکونت در غارها کشانده است؟ بناها در معماری بیونیک یا با استفاده از مواد شکننده و ناپایدار ساخته می‌شدند یا در دل یک حفره ی طبیعی که در زمین یا صخره شکل گرفته بود. یکی از این مکان‌های طبیعی، غارها بودند.
معماری غاری که به طور عمده در قالب معماری مقابر جلوه کرده، از عصر باستان وجود داشته و به عنوان بارزترین نمونه‌های آن می‌توان به مقبره کاتوکومب رم و ناپل و مقبره‌های مصر و لبنان اشاره کرد.
کلیساهای سنگی در ارمنستان و نیز غارهای بسیار بزرگ مسکونی مکشوف در گورمه ترکیه و ماترا در جنوب ایتالیا نیز از دیگر نمونه‌های این سبک معماری هستند. این بناها احتمالا چیزی شبیه به لانه‌های بزرگ موریانه‌ها که هزاران موریانه را در خود جای می‌دهند، بوده‌اند.
علاوه بر این معماری گلی یا خاکی را نیز می‌توان یکی از شاخه‌های معماری طبیعی در نظر گرفت. شهرهای قدیمی و تاریخی همچون صنعا در یمن یا ساختمان‌های گلی دو گون در مالی نمونه‌هایی از این سبک هستند.

 از گرم‌ترین نقطه ی دنیا تا سردترین نقطه، سعی در الهام‌گیری از طبیعت دیده می‌شود. در کلبه‌های برگ و چوب بومیان آمازون، بناهای کاهی اقوام مختلف آفریقایی یا در کلبه‌های اسکیموهای بومی آلاسکا و گریلند نیز الهام از طبیعت به وضوح دیده می‌شود.

یکی از اولین موارد استفاده از آفرینش های طبیعی را برای نوآوری در معماری در ابتدای نیمه ی دوم قرن نوزدهم مشاهده می کنیم . متخصصان انگلیسی در سال 1846 برای نخستین بار موفق به پرورش نوعی نیلوفر آبی عظیم در اروپا شدند که قطر برگ های آن به دو متر می رسید پاکستون، معمار انگلیسی تبار، با دیدن استحکام برگ های این نیلوفر آبی به مطالعه ی قفسه بندی مدور و ساختار شعاعی این گل پرداخت. حاصل این تفحص ابداع ساختار جدیدی برای سقف سبک شیشه ای در معماری بود که در قصر کریستال نمایشگاه جهانی لندن در سال 1851  عرضه و موفق به جلب نظر منتقدان شد.
موارد دیگری چون همکاری و مطالعه ی بین رشته ای ساختار استخوان های ران انسان برای ساختن سازه های سبک و مقرون به صرفه را نیز در قرن نوزدهم مشاهده می کنیم .
با شروع قرن بیستم (دوران پیش از مدرن) و سپس سال های ابتدایی مدرن کمابیش به تلاش های مشابهی برمی خوریم که البته بیشتر به صورت نظری باقی می مانند.
علاقه ی لوکوربوزیه به صدف داران و بررسی ساختار این جانداران می تواند مثال مستند دیگری در این زمینه باشد.

و همچنان طیف گسترده ای از اختراعات را در نیمه ی دوم قرن گذشته می بینیم که می توان آن ها را زیر بیرق بیونیک جای داد. الهام از نقش پولک ها و ساختار پوست کوسه برای اختراع نوعی رنگ هواپیما، که نیروی اصطکاک هوا را به شدت کاهش می دهد، فقط یک نمونه از دست آوردهای مهندسی این برخورد جدید بود. در زمینه معماری به اسامی معماران نام داری برمی خوریم که همانند پاکستون برای نوآوری های خود به الهام از جانداران پرداخته اند. سقف نمایشگاه مونترال 1967 اثر فرای اتو یا ایستگاه ته ژه وه 1967 شهر لیون اثر سانتیاگو کالاتراوا، که اولی ملهم از تارهای مستحکم عنکبوت و دومی الهامی از بدن سبک پرنده است، دو نمونه از انبوه طرح های اجرا شده اند.

نمونه هایی از معماری بیونیک از گذشته تا حال

 مرکز تجاری بیرمنگام (selfridges)

مرکز تحقیقات لندن

برای طراحی ساختمان مرکز تحقیقات لندن از گیاهی به نام لوتوس الهام گرفته شده است.

استادیوم المپیک مونیخ

از لحاظ ساختار و شکل کلی، بنای استادیوم المپیک مونیخ قابل توجه است. ایده ی اصلی معماران استادیوم، هرتزوگ و دمورن، سنت‌شکنی در شیوه ی طراحی رایج استادیوم‌های ورزشی بود که در این میان شیوه ی پوشش سقف و گاه خودنمایی سازه ی آن به عنوان ویژگی منحصربه ‌فرد استادیوم تنها بخشی از معماری آن را شکل می‌دهد.

 در خصوص فضای داخلی استادیوم نیز اولین مساله مورد توجه آنها، ایجاد نزدیک‌ترین رابطه و هیجان ممکن میان بازیکنان و تماشاگران فوتبال بود؛ فضایی که هرتزوگ و دمورن آن را به تئاترهای کلوب شکسپیری یا دهانه ی آتشفشان (به سبب وجود حرارت و التهاب ناشی از گدازه‌ها) تشبیه می‌کنند. زمانی که استادیوم طی یک مسابقه مملو از تماشاگر است‌، در این صورت است که معماری به کنار رفته و تماشاگران و بازیکنان برای تجربه‌ای از جنس هیجان به جزیی از بنا تبدیل می‌شوند.

 برج تورنینگ تورسو 

این برج معروف به پیکره ی مارپیچ که اثری از معمار بزرگ سانتیاگو کالاتراوا می باشد 190 متر ارتفاع دارد واز بتون و فولاد ساخته شده است. طرح برج حالت تندیس گونه ای دارد و از مقطع تا بالا ترین قسمت 90 درجه چرخیده وهر طبقه به صورت قطعه ای مجزا طراحی شده است. ایده ی اولیه ی طرح ملهم از ستون فقرات انسان بوده و این اثر را در جرگه بیونیک چرخشی قرار می دهد.

  استادیوم فوتبال اثر  Kisho Kurokawa

کانسپت این استادیوم چشم انسان است.

برج شهر عمودی (bionic tower)

با افزایش جمعیت و با طراحی آسمان خراش ها شهر ها در جهت عمودی گسترش یافتند. این ساختمان ها به علت محدودیت های تکنولوژیکی و طبیعت غیر انسانی خود پاسخ گوی نیازهای بشر در شهرهای عمودی نبودند، اما با ساخت بنای امپایر استیت (برج بیونیک) به ارتفاع 380 متر شهر عمودی بر اساس مدل های طبیعی از قبیل سبکی و استحکام استخوان های پرندگان، انعطاف پذیری ساختار سبزیجات و رشد بر اساس مدل طبیعی ساختار یک درخت وریشه های پراکنده ی آن طراحی شد و بدین ترتیب به محدودیت های موجود در چنین شهر هایی پاسخ داده شد. مدل ساختاری برج بیونیک عمدتأ از تحلیل عالی تغییرات ساختاری موجود در سبزیجات الهام گرفته می شود که حد مرز ارتفاعی معمول را به طرز قابل توجهی افزایش می دهد. این بنا از ستون هایی تشکیل شده که مانند آنچه در آوند گیاهان اتفاق می افتد وظیفه ی حمل و جابجایی ساکنان، آب، انواع مختلف سیالات موجود و انرژی لازم برای کل مجموعه را بر عهده دارند. ساختار این ستون ها با غشای نازک و پیچ و تاب خورده ای شکل گرفته و اطرافش با بتون های خاص پوشیده شده که در نهایت به شکل کپسول در آمده است و باعث بالا رفتن استحکام مجموعه و همچنین قابلیت انعطاف در برابر بار غیر متمرکز و بی نظم فشار باد می شود. پوسته ی خارجی برج از آشیانه ی پرندگان الهام گرفته شده و در عین رخنه پذیر بودن مستحکم نیز هست. این ویژگی اجازه می دهد هوای طبیعی کنترل شده و نور وارد مجموعه شود. فوندانسیون شناور و سیستم ضد زلزله ی آن نیز از خاصیت منحصر به فرد ریشه های درختان بزرگ الهام گرفته است.

خاویر جی پیروز و ماریا رزا سرورا، دو معماراسپانیایی، این سازه ی غول پیکر را بر اساس قوانین حاکم بر طبیعت طراحی کرده اند. این دو معمار در ادامه ی پژوهش های خود در راستای آموختن مسائلی چون انعطاف پذیری، قابلیت سازگار شدن با محیط، صرفه جویی انرژی و … از طبیعت و نتیجتا” کشف و ساخت نمونه ی سازه ای جدید به نام Bio Structure، برج بیونیک را به گونه ای طراحی کرده اند که تمام قسمت های آن ملهم از طبیعت باشد، چراکه آنها اعتقاد دارند طبیعت پاسخ تمام مشکلات را در خود دارد.

 شهرک علوم وفنون (city of arts & sciences)

 این بنا اثر سانتیاگو کالاتراوا با وسعتی بالغ بر 350 هزار متر مربع در والنسیای اسپانیا قرار دارد و شامل بخش های مختلفی از جمله آسمان نما، موزه ی علوم، ساختمان پارکینگ و کاخ هنر است.

کالا تراوا می گوید: از آنجا که این سایت به دریا نزدیک است و والنسیا خشک، تصمیم گرفتم از آب به عنوان انعکاس دهنده ی معماری وبه عنوان عنصری شاخص در سایت استفاده کنم. استخر های کم عمقی اطراف ساختمان را فرا گرفته اند. از جمله نکات جالب توجه این بنا می توان به ورودی های بخش مترو و پل الامدا اشاره کرد. ارتفاع سایبان های قسمت ورودی که به وسیله ی بازوهای هیدرولیکی قابل تنظیم است تا زمین امتداد می یابد و چون ورودی در زیر زمین است باعث بسته شدن آن در مواقع ضروری می شود. علاوه بر خصوصیات سازه ای، در بخش آسمان نما از فرم چشم الهام گرفته شده است.

مکعب آبی سازه ای از جنس حباب

پروژه به شکل یک مکعب ساده و شفاف و سازه ی آن بسیار شبیه به اجنماع مولکول های آب و در حقیقت آرایش پیچیده ای از اجزای حباب مانند است که به صورت یک مکعب بزرگ و حجیم کریستالیزه شده اند.
این طرح از بین طرح های ارائه شده از 10 کشور که اغلب معماران بزرگ و مطرح بین المللی طراحی کرده بودند، به مرحله دوم راه یافت و در آنجا توانست بر دو طرح دیگر یکی از چین و دیگری از آمریکا طرح رافائل وینولی پیروز شود.
پوشش ساختمان از ماده شفافی به نام ETFE برای پوشاندن سازه ی تشکیل دهنده ی مکعب آبی از داخل و خارج استفاده شده است.
 ETFE مخفف اتیل تترا فلوئورو اتیلن یکی از مشتقات فلوئور است.
در مجموع برای پوشش داخلی و خارجی ساختمان حدود صد هزار متر مربع ETFE مصرف شده است. ETFE دارای خواص شگفت آوری است:
دوام آن حدود 20سال بوده، بسیار سبک وزن و عایق است و نور را به خوبی از خود عبور می دهد. حجم یک پانل ساخته شده از این جنس حدود یک درصد پانل مشابه از جنس شیشه است.
این ماده ی پلاستیکی بسیار محکم است و قابلیت مصرف مجدد دارد. در مقاسه با شیشه قابلیت عبور امواج ماورا بنفش از آن بیشتر است و با هر بارش باران خود به خود تمیز می شود. همچنین در مقایسه با شیشه عایق تر است و در برابر اثرات نور خورشید بسیار مقاوم است.
پروژه ی مکعب آبی محل برگزاری مسابقات شنا و سایر بازی های آبی در المپیک سال 2008 پکن بود.
در فرهنگ چینی یک اندیشه ی رایج وجود دارد .آسمان گرد و زمین مربع شکل است این ایده دربسیاری از طرح های معماری و طراحی شهری چین به کار گرفته شده است.

  برج کاکتوس

 این برج بزرگترین کاکتوس بتنی جهان می باشد. نکته ی مهم این برج شکل دادن بتن به گونه ای است که حتی خلل و فرج کاکتوس نیز در آن رعایت شده است. با این که برج از لحاظ بخش تکنولوژی خیلی قوی نیست، اما تاثیری که در کاهش دی اکسید کربن در محیط اطرافش می گذارد، قابل توجه و یک امتیاز برای آن محسوب می شود.

دروازه جهان( arc of world) اثر  گرگ لین از پیشگامان معماری بیونیک

ساختمان ضد دود (anty smoge) اثر ونسان کالیباوت

 سیتی هال لندن

 برج فراز پل رابلینگ (ascent at robling bridge) اثر دانیل لیبسکیند

 بیو اکولوژی شهری

  مدلسازی واقعی
بیونیک و بیو اکولوژی دو مفهوم سازنده از فلسفه ی شهری هستند، پذیرش بی چون و چرای رشد عمودی شهرها با منطق استفاده ی عاقلانه از انرژی، با گسترش بدون مرز و ایجاد شهرهای کوچک تر وابسته به هسته ی مرکزی (ایجاد شهرهای اقماری) مواجه شد.
مدل های موجود آسمان خراش ها به خاطر محدودیت های تکنولوژیک و طبیعت غیرانسانی شان بسیار غیرموجه هستند. این مدل ها نمی توانند پاسخ مناسبی برای بخش عمده ی گسترش عمودی شهرها باشند. از زمان ساخت بنای امپایر استیت در سال 1931 با ارتفاع 380 مـتـری اش تـا برج های امروزه پـتـرونـاس بـا 450 متر ارتفاع، تنها توانسته ایم ارتفاع را 70 متر افزایش دهیم.

مزایای معماری بیونیک

طبیعت، اولین و بهترین...!

تقلید از طبیعت مزایای بسیاری دارد. فرض کنیم هر جاندار کنونی محصول چندین میلیون سال تکامل است، در این فاصله ی زمانی طبیعت هر چه را که با هدف ویژه‌اش سازگاری نداشته از بین برده است و این امیدواری را به وجود آورده که بشر بتواند با مطالعه ی فرآیند تکامل، مکانیسم‌های جدید فناوری را از روی موجودات زنده نسخه‌برداری کند.

جمعیت جهان در سال 1990 حدود یک میلیارد و 250 میلیون نفر محاسبه شده بود. در سال 2000 این جـمعیـت بـه 6 میلیـارد نفـر رشـد پیـدا کـرد. خوشبینانه ترین احتمال  برای سال 2050، بالغ بر 12 میلیارد نفر است. در طول 100 سال اخیر شهرها، برنامه ریزی و استراتژی های شهری خود را براساس مـتمرکزسازی های با اهمیت آسمان خراش ها و گستردگی مناطق مسکونی با جمعیتی متمرکز تغییر داده اند. مرسوم شدن این روند باعث از بین رفتن تصاعدی لا یه های نباتی زمین و اتلاف نامعقول انرژی و تـاراج محیط زیسـت شده بود. 10میلیون نفر نمی توانند در جامعه ای که براساس قوانین و ارتباطاتی برای 0.1 همان مقدار جمعیت برنامه ریزی شده است، زندگی کنند.

سخن آخر

آنچه مسلم است مسوولیت ناپذیری در برابر طبیعت منجر به بروز انواع تنش های مختلف برای انسان امروز شده است. معماری به مرور زمان به بحر معلقی تبدیل می شود که اصیل ترین و اساسی ترین تکیه گاه خود (طبیعت) را از کف داده است. به راستی آیا زمان آن نرسیده است که کرسی های تئوری پردازی در خصوص آشتی میان طبیعت و معماری فعال شوند و برای نجات روانی انسان معاصر به طبیعت نگاهی دوباره داشته باشیم و به عزم جبران بی مهری های تاریخی بسیاری که به وی کردیم بپاخیزیم؟‌

به موازات همه گفته ها باید اضافه کنیم با وجود آن که امروزه سبک معماری بیونیک گسترش فراوان یافته و استقبال از آن در سراسر جهان رو به افزایش است ولی باید به طور کلی به این مسئله توجه داشت که پیاده کردن جز به جز از اجزای طبیعت و محیط زیست اطراف برای هر پروژه ای کار ساده ای نیست و باید کلیه مسائل جغرافیایی، آب و هوایی، اقتصادی و... را در نظر گرفت.

 منابع

مقالات:

مقاله ی معماری بیونیک جواد ایرجی، دانشجوی کارشناسی معماری دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز

مقاله ی محمد جدیری عباسیعضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهر

پایان نامه ها:

پایان نامه ی کارشناسی با موضوع کفش و بیونیک زنبور (دانشکده ی هنر و معماری)

سایت های معماری:

تکین طرح

کافه دیزاین 

معماری ایران و جهان

وبلاگ اختصاصی نینا شاهرخی

مرجع دانش

وبسایت تخصصی معماری

سایت علمی دانشجویان ایران_ ثمین صبور

 Bionic Towers official website

www.Archnews.com