homyrouz.ru — Банкетный зал Хоми Роуз

Бионический дизайн — решение трудных задач с помощью природы

Share on FacebookShare on TwitterShare on Vkontakte

Бионика, и вытекающий из нее бионический дизайн (или бионический метод проектирования) представляет собой единство технологий и природы, сочетая в себе функциональность и эстетику. Природа является главным источником вдохновения, ее механизмы отлаживались на протяжении десятков тысяч лет. Именно поэтому к ней обращаются за подсказкой при решении трудных технических задач. Проще говоря, наблюдение за живыми организмами, изучение их структуры и строения, позволяют по крупицам собрать информацию, а бионика – применить эту информацию в технике и инженерии.

Бионический метод проектирования набирает в последнее время все большую популярность, и дело не только в эстетической составляющей. Любое изделие, созданное с применением этого метода, сочетает в себе следующие качества:

 

• гибкость
• прочность
• возможность перемещения центра тяжести (скажем, с центра на любое необходимое место)
• наличие полых участков
• легкость (за счет предыдущего пункта)
• относительная тонкость стенок

За счет грамотного проектирования деталей с полыми участками, удается экономить значительное количество материала, что, однако, не влияет на гибкость и прочность детали. Это несомненное преимущество в современном стремлении к сохранению функциональности без угрозы окружающей среде. Бионический дизайн находит самое разное применение. С его помощью реализуются комплексные сложные проекты в различных отраслях: биоинженерии, аэронавтике, космонавтике, архитектуре, протезировании и т.д.

Однако для бионического метода проектирования не так много путей реализации. Стандартное ручное выпиливание сложных деталей мастером слишком неточно. Именно здесь и приходит на помощь 3D-печать, которая без проблем справляется даже с самой ювелирной работой.

Многие крупные компании, занимающиеся 3D-печатью или применяющие ее для реализации своих разработок давно взяли бионический дизайн на вооружение и все чаще к нему прибегают, разрабатывая свои продукты. Например, Airbus Group (крупнейшая европейская корпорация аэрокосмическое промышленности) уделяет огромное внимание разработке мелких составляющих (деталей), которые, в свою очередь, хоть и кажутся малозначимыми, играют большую роль в общем проекте.

Каждый кронштейн (см. фото далее), созданный с помощью бионического метода проектирования, теряет в весе на 30% (что суммарно позволяет экономить значительные средства):

 

 

Дизайн этих деталей был разработан на основе листьев водяных лилий и их полых ребер, позволяющих им оставаться наплаву несмотря на свой немалый вес (Виктория амазонская, к примеру, может выдержать вес до 50 кг):

 

 

APWorks (дочерняя компания Aibus Group) представила свою разработку, выполненную с помощью бионического метода проектирования. Идея состояла в создании более легкого «экзоскелета» мотоцикла, который позволяет существенно сократить вес конструкции (до 6 кг), на 30% меньше своего предыдущего аналога:

 

 

При создании важно было сохранить жесткость конструкции, значительно уменьшив вес. Каждая деталь конструкции состоит из тысяч тонких слоев (толщиной около 60 микрон). Вес был уменьшен в том числе и за счет материала – был использован коррозиеустойчивый алюминий (в виде крошки), который по прочности сравним с титаном.

 

 

Более масштабным проектом Airbus Group, возвращаясь к ее привычной сфере деятельности, является представленный в начале года проект перегородки между кабиной пилота и остальной частью самолета, разработанный с помощью бионического метода проектирования и напечатанный на 3D-принтере. Выглядит это так:

 

 

Цель разработки проста и, при этом, необычайно полезна. Бионический дизайн позволяет уменьшить вес конструкции на 45% (а это около 30 кг) по сравнению с ее предыдущим аналогом. Минимизация веса, в свою очередь, позволяет экономить значительное количество топлива. Даже такое, на первый взгляд, небольшое уменьшение веса позволяет сократить выброс углекислого газа на 450,000 тонн в год. Помимо сокращения вреда для окружающей среды, такая разработка экономит значительные средства компании.

Однако не только Airbus Group взяла на вооружение бионический метод проектирования. Toyota Motor Corporation представила прототип облегченного автомобильного сидения:

 

 

Для реализации этого проекта применялась особая система топологической оптимизации. С помощью присвоения материалу плотности в определенных местах, изделие было разделено на высоко- и низкоплотные участки. Низкоплотные участки увеличили комфортность для потребителя, позволяя высокой температуре автомобильного сидения рассеиваться.

Преимущество разработки состоит в уменьшении объема на 75%, и, соответственно, веса (в данном случае с 25 до 7 кг). Кроме того, она позволила уменьшить теплоемкость с 35,6 до 14,5 дж/К.
В след за передовыми компаниями, активно применяющими на практике бионический метод проектирования, мы поставили себе цель обуздать эти технологии и сделать их доступными нашим клиентам. Мы разработали анатомический протез, идеально повторяющий контуры предплечья:

 

 

Бионический дизайн в данном случае позволяет сделать протез более гибким. Кроме того, форма отверстий не имеет большого значения, поскольку нагрузка на эту часть протеза минимальна, что позволяет клиенту предложить свой вариант, или выбрать из уже существующих, в связи с чем удается сделать протез не только функциональным, но и эстетичным.

По мнению эксперта Алексея Боровкова (кандидат технических наук, доцент, проректор по перспективным проектам, профессор кафедры «Механика и процессы управления» СПбПУ),  особый интерес к бионическому дизайну в последние два года связан в первую очередь  с тем, что мы наблюдаем конвергенцию двух трендов.

 

 

«С одной стороны, идет математическое моделирование и проектирование на основе математического моделирования, суперкомпьютерные технологии, технологии оптимизации. То есть мы наблюдаем совершенствование математических, вычислительных и инженерных наук, их стремительное развитие. С другой стороны, идет стремительное развитие аддитивных технологий, аддитивного производства. И вот на объединении, конвергенции двух этих трендов возникает синергетический эффект, когда мы можем создавать принципиально новые конструкции, и опять-таки важно подчеркнуть: это не просто новые конструкции, а это глобально конкурентоспособная продукция — конструкции, машины, различные элементы, детали нового поколения.

Причем можно смело сказать: это будут конструкции столь же совершенные, что мы видим в живой природе, доходившей до этих конструкций сотнями тысяч лет эволюции», — говорит Алексей Боровков.

Наша команда инженеров уже активно применяет бионический дизайн в проектировании деталей, конструкций. Если вы не знаете, как это применить в вашем случае, мы с радостью расширим ваши горизонты представления о том, каким может быть то или иное изделие. Пишите [email protected] или звоните 8 (800) 550 40 45 (звонок бесплатный).

 

 

 

 

 

3D-моделированиеБионический дизайнПроектирование

Учебный курс — Бионика и биомоделирование

+7 (495) 943 0096

профессиональные курсы и мастер-классы по дизайну

Курс-практикум

Бионика и биомоделирование
в дизайне и архитектуре

Проект: Биополис, автор: Елена Защитина

Как находить идеи инновационных форм
на основе биоаналогов (природных форм)
в дизайне и архитектуре. Как адаптировать эти идеи и внедрять на практике в проектировании средового пространства, в промышленном дизайне, в дизайне мебели, в одежде и пр.

Что даст этот курс:

• Вы освоите методику поиска инновационных идей новых форм в архитектуре и дизайне
• Научитесь основам конструирования искусственной формы с использованием биоаналогов
• Вы получите систематизацию знаний в области дизайн-проектирования
• Научитесь применять методы бионического моделирования в реализации своего проекта
• Вы получите конкретные методики работы над дизайн-проектом и профессиональные советы

 

По окончании курса:

• Вы осуществите поиск и изучение природной формы
• Разработаете концепцию искусственной формы на базе биоаналога
• Выполните наброски и рабочий макет модели
• Адаптируете свою идею к дальнейшей реализации в производстве

Подобной информации вы не найдете ни в одном информационном источнике!

Шаппо Станислав Аркадьевич

 

• Архитектор-дизайнер
• Сертифицированный эксперт АККОРК
  (Агентства по общественному контролю качества образования и развития карьеры)
• Заведующий кафедрой средового дизайна МРСЭИ
• Ведущий авторских курсов по дизайну интерьера
  в институте бизнеса и дизайна B&D
• Член Международной Ассоциации «Союз дизайнеров»
• Член Союза Архитекторов.
• Автор методик проектирования в области
  архитектуры и дизайна.

Модуль 1. Теория бионики

Модуль 2. Бионические исследования

Модуль 3. Конструктивные системы живой природы

Модуль 4. Бионическое моделирование

Модуль 5. Методология ведения дизайн-проекта

Модуль 6. Презентация проекта

• Хронологические этапы истории, предшествующие развитию бионики.
• История инженерно-биологических исследований.
• Бионика в науке и технике

Курс состоит из 3х модулей:

• теория бионики,
• бионические исследования
• и бионическое моделирование.

Краткое содержание курса

Этапы развития бионики

Ключевые личности
в бионике

Видео-анонс

Видео-анонс

Видео-анонс

• Форма и функция. Средства гармонизации формы.
• Симметрия и асимметрия. Ветвление и спиралеобразование.
• Повторяемость и комбинаторика. Тектоника природных форм.
• Пропорциональность и золотое сечение.
• Свет и цвет в природе.
• Биомеханика

• Стержневые, стоечно-балочные и рамные системы.
• Сетчатые, решетчатые и ребристые системы.
• Вантовые, тентовые и мембранные системы.
• Оболочки-скорлупы, складки.
• Пневматические и гидравлические системы.
• Нелинейные системы и геопластика

• Бионические модели и их классификация.
• Бионический метод.
• Материалы и инструменты.
• Техники моделирования.
• Выполнение модели

• Бриф (брифинг, мозговой штурм).
• Предпроектное исследование.
• Клаузура – визуализация проектного замысла.
• Эскизное проектирование.
• Графическая реализация проекта

• Экспозиция (просмотр работ)  и защита проектного решения.
• Презентация своего проекта.
• Советы и консультации по применению знаний на практике.

Замечательный профессиональный курс, даже у меня в Строгане в официальной программе читалось раз в цать меньше. В Швеции бионика давно уже основа большинства продвинутых концептов, наконец-то в России все выходит на принципиально иной уровень.

 

 

Maria Dutton

Курс имеет огромное значение для моего профессионального роста. Получила конкретные методы работы в дизайне. Практика проектирования способствовала пониманию методов.

P.S. Очень грамотный лектор и приятный человек. Спасибо.

 

 

Анна Чеверева

Приятное времяпровождение с некоторым повторением и систематизацией ранее известного и освежением, обновлением, расширением восприятия, новые подходы к восприятию и анализу концепций. «Освежи мозги!». Спасибо!

 

 

Александр Графов

Супер-тема. Супер-преподаватель. Начало большого пути.

 

 

Ольга Щемелева

Видение окружающей среды, природы, функций, объектов в другом свете, цвете и применении.

 

 

Таисия Фадеева

Начало обучения по мере набора группы.

Мы пишем редко и по делу

Это поле заполнять не обязательно,
но поможет сделать курс полезнее:

Имя Введите имя

Электронная почта Введите адрес электронной почты

Идет отправка …

На сервере произошла ошибка.

Ура, ваше сообщение получено!

В ближайшее время мы свяжемся с вами.

Чему хотите научиться

Телефон Введите номер телефона

Подписаться на новости и обновления

профессиональные курсы и мастер-классы по дизайну

Представляем первую бионическую одежду

Использование искусственного интеллекта для повышения мобильности.

17.08.2022

Теги:

Здоровье, инновации, технологии

Когда большинство людей думают о бионике, они представляют себе что-то футуристическое, например, Человек за шесть миллионов долларов . Но сегодня это реальность. Бионика играет большую роль в обеспечении мобильности людей с помощью имплантатов, протезов, а теперь и носимых нейронных рукавов.

Компания Cionic, стартап из Сан-Франциско, штат Калифорния, разработала — с помощью дизайн-студии Fuseproject — носимую бионику, предназначенную для обертывания вокруг ног, которая использует электрические импульсы и искусственный интеллект (ИИ), чтобы помочь людям, испытывающим трудности при ходьбе, по дезину.

Нервный рукав был разработан, чтобы помочь людям, у которых есть проблемы с подвижностью из-за инсульта, рассеянного склероза, церебрального паралича или травм спинного мозга. «Думайте об этом как о способе дистанционного управления собственной ногой», — сказал Ив Бехар из Fuseproject Dezeen.

В начале
В то время как люди с ограниченной подвижностью использовали трости, ходунки и скобы, чтобы помочь им ходить, эти пассивные устройства мало что могут. Новый бионический рукав может делать гораздо больше, интегрируясь с опорно-двигательным аппаратом пользователя посредством процесса, называемого функциональной электрической стимуляцией (ФЭС), сообщает Forbes.

Основатель и генеральный директор Cionic Джереми Робисон впервые узнал о FES после того, как в 2010 году его дочери поставили диагноз «церебральный паралич». Он использовал свой опыт работы с ИИ для доступа к различным системам FES, которые использовались в клинических практиках, которые они посетили. Она получила один, когда ей было девять.

Несмотря на то, что системы FES существуют уже несколько десятилетий, использовать внешние очень сложно из-за проводов и электродов, которые необходимо размещать в очень специфических местах. Робисон решил, что может создать что-то функциональное и пригодное для носки. Вот почему он объединился с Бехаром.

«В ходе нашего процесса проектирования, который включал разработку более 50 прототипов, мы узнали, насколько важна — и нюансирована — простота использования для людей с ограниченной подвижностью», — сказал Бехар Forbes. «Суть дизайна сосредоточена на последовательности надевания и снятия, в которой приоритет отдается расположению и размещению электродов, отвечающих за проведение электрической импульсной стимуляции».

Нервный рукав
Результатом является сертифицированное FDA медицинское устройство, состоящее из тканевого рукава, который оборачивается вокруг ноги и размещает электроды прямо над мышцами, которые используются для движения, согласно Dezeen. Есть рецепторный модуль, который находится в кармане, расположенном на бедре. Рецептор изучает, как двигается пользователь, и передает информацию на электроды через приложение, аналогичное другим системам FES.

Но, в то время как традиционная ФЭС обычно просто стимулирует мышцы, которые контролируют отрыв пальцев ног от земли, чтобы начать ходьбу, Нейронный Рукав фактически воздействует на несколько групп мышц одновременно, сообщает Forbes. Это обеспечивает более естественную походку.

Рукав можно настроить менее чем за час удаленно посредством телефонной встречи с техническим специалистом Cionic, а также последующих встреч. Компания будет следить за этими ранними случаями использования, чтобы дополнить данные клинических испытаний. Носимый рукав будет доступен в 2023 году.

Что дальше?
Нейронный рукав — это только начало, сказал Робисон Forbes. Он считает, что лучше всего начать с людей, которые действительно нуждаются в технологии.

Сначала ногами, а потом другими частями тела. «Теперь у нас есть кое-что, где есть реальная ощутимая польза, которая оправдывает эту первую одежду и которая должна позволить нам еще больше наращивать наши знания и продолжать итерации», — сказал он

. «С более чем 35 миллионами американцев, живущих с ограниченными возможностями передвижения, потребность в настраиваемых решениях полного спектра растет, особенно среди стареющего населения», — говорится на сайте компании.

Но, заглядывая еще дальше, Робисон считает, что бионическая одежда скоро станет обычным явлением, как и популярность потребительских устройств для фитнеса. Он сказал Forbes: «Однажды вся одежда будет иметь возможность анализировать и помогать телу, и наши привычки ношения в конечном итоге адаптируются к технологии». Это будущее может стать новой реальностью очень скоро

ВАМ ТАКЖЕ МОЖЕТ ПОНРАВИТЬСЯ:
Носимая технология помогает слепому марафонцу преодолеть лишнюю милю
Новый бионический глаз может вернуть зрение слабовидящим людям
Представляем новую умную инвалидную коляску

Что такое ткань для одежды Bionic Yarn? Императивная революция в области устойчивой моды

Из чего сделана одежда из бионической пряжи? Ткань одежды из бионической пряжи относится к бионической функциональной ткани, ткани, разработанной и разработанной на основе бионического принципа, включая водоотталкивающую, грязеотталкивающую и самоочищающуюся многофункциональную ткань, полое волокно, ткань, меняющую цвет, и т.  д.

Ткань одежды из бионической пряжи

Бионика предназначена для имитации природы. Обычно это относится к имитации структуры и принципа работы жизненной системы. Применение бионического принципа в дизайне и разработке тканей является инновацией в исследованиях и разработках тканей, особенно в ткацкой промышленности.

Благодаря высокой пластичности нитей из химических волокон в производственный процесс можно добавлять новые элементы для получения новых функциональных тканей, отвечающих потребностям потребителей. Ткань одежды из бионической пряжи — это своего рода высокотехнологичная ткань, полученная по этому принципу.

Ткань из бионической пряжи Одежда: водоотталкивающая, грязеотталкивающая и самоочищающаяся многофункциональная ткань

В настоящее время наиболее распространенными бионическими тканями на рынке являются водоотталкивающие, грязеотталкивающие и самоочищающиеся многофункциональные ткани, разработанные на основе на бионическом принципе эффекта листа лотоса. После бионической отделки грязь на ткани легко скатывается, легко смывается водой, не загрязняя поверхность.

Это своего рода функциональная ткань с сильным экологическим значением, которая обладает водосберегающими и энергосберегающими характеристиками и защитой окружающей среды.

В настоящее время многие предприятия используют полиэфирную сверхтонкую переплетенную пряжу для плетения этой ткани. Переплетенная пряжа обладает такими преимуществами, как небольшая жесткость, мягкость и легкость изгиба, большая удельная поверхность, сильный капиллярный эффект, хорошая удерживающая способность и отсутствие проклейки и скручивания в обратном направлении, что снижает стоимость.

Ткань из бионической пряжи Одежда: полое волокно

Полое волокно получают путем имитации меха животных. Когда исследователи подробно изучили мех животного, они обнаружили, что в шерсти животного есть полости, а ее форма похожа на полую трубку, поэтому она обладает очень хорошим эффектом удержания тепла. Вдохновившись, исследователи начали пытаться изучить производство полых волокон.

В последние годы увеличивается разнообразие полых полиэфирных волокон и расширяется область их применения. Например, ткань из полой полиэфирной нити FDY в основном используется в производстве спортивной одежды для активного отдыха, повседневной одежды и курток, с хорошим сохранением тепла, пушистой и мягкостью. Помимо профилированного сечения волокна, ткань обладает отличными влагопоглощением и воздухопроницаемостью.

Существует также своего рода антибактериальное полое полиэфирное штапельное волокно, которое также является обычной шерстью, как дифференциальное волокно. Ткань из этого вида волокна обладает хорошей упругостью, пушистостью и теплоудержанием, антибактериальными и дезодорирующими свойствами, а также определенным оздоровительным действием на организм человека.

Ткань из бионической пряжи Одежда: ткань, меняющая цвет

Ткань, меняющая цвет, рождена кожной аварийной системой хамелеона. На основе бионического принципа с помощью соответствующего механизма было разработано своеобразное фотохромное волокно, способное автоматически менять цвет. Он чувствителен к свету и влажности и может изменяться при изменении температуры и влажности окружающей среды.

После добавления нанофотохромного агента в режиме реального времени цвет волокна может меняться в зависимости от цвета света окружающей среды, кроме того, оно может отображать разные цвета при повышении температуры. Модная одежда из ткани, меняющей цвет, популярна среди молодых людей, стремящихся к моде и индивидуальности. В то же время он широко используется в военной одежде. Солдаты, одетые в «военную форму, меняющую цвет», могут сыграть хорошую роль в «маскировке» в реальном бою.

Применение бионического принципа в исследованиях и производстве тканей является инновацией в разработке тканей. С непрерывным развитием науки и техники все больше и больше передовых технологий будут применяться в текстильной промышленности в будущем, и текстильная промышленность также будет стремиться к текстильной мощи с более высокими и новыми технологиями.