Бионика композиция: 404 Страница не найдена

Содержание

Архитектурная бионика - Page 129

Глава У. Повторяемость (стандарт) и комбинаторность форм живой природы и архитектуры.

Таблица 3. Изменение соотношения длин диафрагм с изменением числа композиционных элементов в композициях плотно собранных на плоскости правильных шестиугольников и квадратов с одинаковым числом рядов по аертикали и горизонтали при стороне квадрата й=1,77 и стороне шестиугольника С=1,1, где г — радиус одинаковой по площади с принятыми фигурами окружности Число фигур в го ­ ризонтальных и вертикальных рядах Число фигур, за ­ полняющих плос ­ кость Композиция из шестиугольников Композиция из квадратов число сторон, принятых к

Отношение длин диафрагм квадра ­ тов к длинам шес ­ тиугольников

число сторон, при­ нятых к ресчету длины диафрагм по формуле Н 6 =З п 2 +4 л -1, где п — число фи ­ гур в ряду

длина диаф ­ рагм по фор ­ муле L e -1,1rx ‘ (Зп г + 4п.- — 1), где п, — число фигур в ряду

длина диафрагм по формуле Ап + 1), где число фигур в ряду

расчету диаф ­ рагм, по фор ­ муле Nt,-2n к И п.

+ 1)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4

6

1-1'1 2-2=4 3-3=9 4-4=16

6,6

7,08

-

1,032 1,033 1,038 1,044 1,049 1,053 1 056 1,058 1,062 1,064 1,066 1,067 1,068 1,07

20,9 41,8

21,6 43,2

19 38

12 24

40

72

69,3

63

94 131 174 223 339 406 479 558 643 734

108 151,2 201,6 259,2 324 394 475,2 561,6 655,2 756 В64

60 84

5-5=25 6-6-36 7-7=49 В -8-64

103,4 144,1 191,4 245,3 372,9 446,6 526,9 613,8 707,3 807,4

112 144 220 264 312 364 420 480

9-9=81

278

305,8

180

Ю п 12 13 14 15

10-10=100 11-11=121 12-12=144 13-13=169 14-14=196 15-15=225

1,71г2п(п.+1)

2п(п *

.

1,1r

Зп. а +4 Л -7

-

ft

Однако и в композиции из квадратов с ростом чис- ла ее элементов темпы прироста расчетной длины диаф-

из членов первого ряда путем умножения на один и

тот же множитель 1,1г.

Любопытно, что разность между последующими и рагм и отношение последних к сумме периметров (или предыдущими членами ряда 6 дает, в свою очередь, сумме числа сторон) отдельно взятых квадратов, так же ряд: 13,19, 25,31,37,43,49,.

g 7 полученном таким же способом, что и преды- Но для разных композиций существуют и разные дущий, имеющем вид: 14,3; 20,9; 27,5; 34,1 .... по- законы. стоянный член, полученный от разности между после- Стоит нам взять композицию из тех же правильных дующим и предыдущим членами ряда т=6)6. Но над фигур и в том же количестве — 36 в виде цепочки, этими вариациями необходимо еще специально поду- как все выведенные нами закономерности для "ком- мать, чтобы сделать какие-либо практические выводы, пактной" композиции становятся недействительными. Возможно, что длина перегородок-диафрагм в компо- В цепочке самым экономичным с разбиваемых на- зиции из квадратов, подобной композиции из шести- ми позиций становится треугольник (табл. 4). Наиболее угольников с одинаковым числом фигур в горизон- выигрышен он и по плотности заполнения поверхнос-

ти — вся композиция из треугольников имеет наимень ­ шую длину. В самом худшем положении снова оказа ­ лись окружности. На основании проведенного небольшого анализа мы можем сделать некоторые выводы.

Со всей убеж ­ денностью нужно сказать, что нет никакой пользы и никакого смысла абсолютизировать качества какой- либо одной фигуры: пятиугольника, шестиугольника, квадрата и тщ., а также попытки в истории архитектуры и в современной архитектуре были и есть. Правильнее исходить из возможных ситуаций с учетом принимаемо ­ го построения и числа используемых стандартных эле ­ ментов. Именно так поступает природа. Она применяет те или иные формы и их сочетания там, где это нужно и когда нужно. Поэтому мы видим такое разнообразие форм в природе, хотя и на основе все тех же известных нам фигур. Тщательный анализ комбинаций элементов в живой природе, сочетаемый с математическим ана ­ лизом, позволит более коротким путем выявить пре ­ имущества одной композиции перед другой и особенно при сложных, криволинейных формах. Кроме шестиугольников и шестигранников мы также очень часто встречаем в природе и другие фигу ­ ры, подобные окружностям и цилиндрам, треугольни ­ кам и треугольным призмам. Встречаются и квадратные формы.
Интересно, что в природе шестиугольные элементы нередко сочетаются с пятиугольными и не случайно, так как последние позволяют удачно завершить "не ­ ровные" края, образуемые шестиугольниками, и выйти ровной поверхностью к ровной поверхности в слоях

тальном и вертикальном рядах, с увеличением числа квадратов будет уменьшаться с еще большей скоростью, чем это происходит с шестиугольниками. И, в конце концов, квадратная композиция где-то станет экономич ­ нее, чем композиция из шестиугольников. Но, по-види- мому, этого не произойдет. Была сделана проверка (см. табл. 3) и построен график для небольшого диапазона чисел, но вряд ли эта тенденция изменится, во всяком случае в области рациональных и не бесконечно больших или бесконеч ­ но малых чисел. Проверка, однако, показала, что срав ­ нительная экономичность компактных композиций из шестиугольников по сравнению с квадратными с ростом числа композиционных элементов возрастает к Решаю ­ щим моментом здесь явился тот факт, что множитель Ъ у Лу , представляющий собой размеры стороны квад ­ рата, равный 1,77г, значительно больше множителя у — стороны шестиугольника справной лишь 1,1г.

2n(n * i

а для подсчета длины диафрагм — формулу где л — число фигур в ряду, или число рядов. 9 ’

Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online

Уникальные здания - рабочая тетрадь изо

   Бионика - это архитектура будущего, которая стремится к синтезу природы и современных технологий.

   Бионическая архитектура обращена к человеку, внутреннее пространство такого здания положительно влияет на самочувствие, настроение человека, раскрывает его творческие способности. Бионическая архитектура предполагает создание домов являющихся естественным продолжением природы.

   Бионика в архитектуре – это не просто искривленность очертаний форм, внешнее подобие раковинам моллюсков, птичьей скорлупе, пчелиным сотам, ветвям лесной чащи и т.д. Прежде всего это более удобные, более гармоничные, более надежные пространства жизнедеятельности человека.

   

Борис Левинзон.Бионический дом

 

   Бионика[1] – (от греч. bion - элемент жизни, буквально - живущий), наука, пограничная между биологией и техникой.

   Архитектурная бионика[2] – использование форм живой природы в строительстве зданий.

   Судя по тенденциям, которые прослеживаются в последнее время, архитектура будущего будет тесно связана с природой и окружающей нас средой. Величайший гений в истории человечества, которого по праву называют «отцом бионики», первым попытался использовать опыт природы при построении рукотворных машин. Шедевры другого великого мастера, Антонио Гауди, дали толчок к развитию архитектуры в бионическом стиле. Гауди сумел предугадать то, что будет актуально сейчас и всегда: архитектура неотъемлемая часть природы. Бионика в архитектуре – это поиск формы по законам образования живых тканей, это имитация природных форм при помощи архитектуры.

   В современном технократическом обществе очень важен комфорт и уют собственного дома.

Дом становится единственным местом, где человек может полноценно отдохнуть, расслабиться и отгородиться от суеты большого города. Бионическая архитектура предполагает создание домов являющихся естественным продолжением природы, не вступающих с ней в конфликт.

   Если в мире бионическая архитектура развивалась достаточно активно, то в России она появилась совсем недавно, но уже успела найти своих приверженцев среди современных архитекторов. Петербургский архитектор Борис Левинзон сумел создать не просто дома, а настоящие произведения высокого искусства. Их форма подчинена законам природы, живой и неживой, они словно сливаются с пейзажем, плавно в него перетекая и продолжая его. Бионическая архитектура в своем дальнейшем развитии стремится к созданию экодомов – энергоэффективных и комфортных зданий, органично вписывающихся в природный ландшафт и существующих в гармонии с природой.

 

[1] Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка.- М.

: Азбуковник, 1997.-944с.

[2] Лебедев Ю.С. Гармония форм в живой природе и архитектуре. - М.: ЦНТИ, 1976. – 94с. 

Архитектурная бионика. Композиционные принципы формообразования

1. Архитектурная бионика. Композиционные принципы формообразования. В процессе социального развития человек в своей архитектурно-строитель

Архитектурная бионика. Композиционные принципы формообразования.
В процессе социального развития человек в своей архитектурно-строительной
деятельности нередко обращался за помощью к живой природе. Да это и понятно, ведь
природные конструктивные формы хорошо приспособлены к окружающей среде,
проверены веками и тысячелетиями на разного рода нагрузки – ветровые,
снеговые,«эксплуатационные».
Не потому ли жилище древнего человека сходно с бобровыми «хатками»,
термитниками, гнездами пчел, ос и птиц. Это отмечали в свое время ученые
Демокрит и Ветрувий.
Поставленный вертикально камень-менгир доисторическим человеком
повторил логику дерева
В колоннах египетских, греческих и готических храмов повторяется образ леса
Итальянский зодчий Ф. Брунеллески в качестве образа для купола
Флорентийского собора взял яйцо.
Леонардо да Винчи тоже копировал формы «живой» природы изобретая
летательные аппараты, строительную и военную технику, ткацкие
приспособления.
В главах русских церквей нашла выражение фактура сосновых или еловых
шишек. В остроконечных шпилях европейских соборов – гармония стройных
остроконечных елей.
В конце ХIХ – начало ХХ вв. бурное развитие биологии и небывалые успехи
строительной техники особенно пробудили стремление интерпретировать
формы живой природы в архитектуре. Это нашло яркое, хотя и весьма
натурализованное, выражение в стиле модерн в творчестве арх. Антонио
Гауди.

2. В наше время проблемой изучения законов и принципов формообразования живой природы применительно к архитектуре на научной и технической

В наше время проблемой изучения законов и принципов
формообразования живой природы применительно к архитектуре
на научной и технической основе занялось новое направление
теории и практики архитектуры, названное по аналогии с
технической бионикой «архитектурной бионикой».
Техническая бионика изучает принципы построения и функционирования
объектов живой природы с целью их использования в решении инженерных
вопросов. В архитектуре это понятие приобретает иной смысл – использование
принципов формообразования живой природы и построения ее структур для
решения не только вопросов архитектурного конструирования, но и организации
архитектурного пространства, экологических вопросов, цвето - световой
организации среды и эстетических поисков.
Основой архитектурной бионики служит биологическое родство человека и
окружающей его живой природы. Человеческий разум формируется под
влиянием процессов, происходящих в природе.
Архитектурная бионика возникла не сразу. Ей предшествовало немало
высказываний философов, зодчих, художников, инженеров по поводу
творческого использования в архитектуре принципов формообразования живой
природы: Эсхила, Демокрита, Витрувия - в античные времена; Альберти,
Палладио - в эпоху возрождения. ..

3. Внедрение в архитектуру Х!Х в. новых конструкций и строительных материалов (стали, Ж/Б, стекла), а также успехи естествознания открыли и новы

Внедрение в архитектуру Х!Х в. новых конструкций и строительных
материалов (стали, Ж/Б, стекла), а также успехи естествознания
открыли и новые возможности для использования законов развития
живой природы в архитектуре.
Поэтому не случайно возникло и такое широкое направление в
архитектуре, как концепция «органической» архитектуры, создателем
которой был американский архитектор Салливен, продолжил Райт и
др. Это направление – сложное противоречие, оно достойно
глубокого рассмотрения.

4. Камерный зал музыки И.С.Баха Манчестерской арт-галереи создан британским архитектором Захой Хадид в 2009 году специально для исполнения муз

Камерный зал музыки И.С.Баха Манчестерской арт-галереи создан
британским архитектором Захой Хадид в 2009 году специально
для исполнения музыки немецкого композитора. Зал представляет
собой «зримое воплощение музыки Баха –единая протяженная
лента, которая головокружительно и невесомо расслаивает
пространство».

5. Бионика - наука созидательная в том смысле, что она не просто исследует живую природу, а на основе изучения закономерностей природы и испол

Бионика - наука созидательная в том смысле, что она не просто
исследует живую природу, а на основе изучения закономерностей
природы и использования достижений других отраслей знаний
создаёт по образцу природы новые вещи и комбинации, какие,
однако, в природе не существуют.
В этом смысле можно сказать, что архитектурные формы, получаемые в
результате творческого процесса освоения законов формообразования живой
природы, это не копии форм природы, это синтез природных форм и
имеющихся в распоряжении архитекторов и конструкторов, выработанных
прогрессом архитектуры, техники и науки средств. Это формы в которых
отобраны типичные черты природы, как бы ее обобщенные формы
Эстетические проблемы архитектурной бионики
Но встает еще один вопрос: оказывает ли использование принципов
построения живых структур влияние на красоту архитектурных форм, на
художественные достоинства архитектуры, ее образность. Как известно,
художественная сторона архитектуры во многом обусловлена объективными
факторами. Именно объективные законы красоты и гармонии живой природы,
принципы «тектоники» построения природных структур в первую очередь и
интересуют архитекторов
Возьмем конструкцию как одну из составных частей архитектурной формы,
входящую в художественно - композиционную систему архитектуры. Какими же
могут быть объективные критерии красоты архитектурной конструкции в
современном ее понимании и как они преломляются в нашем сознании при
оценке структурных форм живой природы?

6. Конструкция не может быть красивой, если она плохо выполняет свои механические функции, или, говоря другими словами, конструкция должна бы

Конструкция не может быть красивой, если она плохо выполняет свои
механические функции, или, говоря другими словами, конструкция
должна быть технически совершенна, т. е. в ней должны быть
максимально использованы качества формирующего ее строительного
материала, из которого она сделана, и все новейшие достижения
инженерных расчетов. Конструкция должна быть легкой в физическом
понимании этого свойства и при этом прочной и устойчивой. Ее
коэффициент конструктивного качества (отношение несущей
способности к объемному весу материала) должен соответствовать
способностям
материала.

7. У нас вызывает восхищение смелый полет инженерной мысли, например, воплощенный в высоте сооружений. Рациональность решения, высокая техни

У нас вызывает восхищение смелый полет инженерной мысли,
например, воплощенный в высоте сооружений.
Рациональность решения, высокая техничность, правильное
использование материала — необходимые условия формирования
красоты конструкции и высоких художественных достоинств
архитектурных сооружений.

8. Для живой природы присуща в общем целесообразность ее форм. Трудно сейчас подсчитать коэффициент конструктивного качества многих живых с

Для живой природы присуща в общем целесообразность ее форм.
Трудно сейчас подсчитать коэффициент конструктивного качества
многих живых структур, но, судя по тем предварительным данным,
которые у нас есть, он, как правило, очень высок. Иначе говоря,
соотношение выдерживаемых организмом нагрузок и его веса
(разговор идет о весе в обезвоженном состоянии, а не об
абсолютном весе) во многих случаях значительно больше, чем в
наших искусственных. сооружениях.(Мост Бач-де-Рода Филиппа 2,
Барселона)

9. Очень экономно природа использует свой «строительный» материал. «Техническое» совершенство ее структур может восхитить специалистов. Но

Очень экономно природа использует свой «строительный» материал.
«Техническое» совершенство ее структур может восхитить
специалистов.
Но все эти чисто утилитарные стороны конструкции, в которых нашли
свое воплощение достижения техники (или целесообразность— в
живой природе), хотя и являются необходимым условием красоты, все
же недостаточны для нее. Можно побить мировой рекорд, создав
самое высокое сооружение, от этого одного оно не станет прекрасным.

10. Испанский ученый, инженер- архитектор Э. Торроха говорит, что конструкция должна быть не только технически совершенна, но и одухотворенна.

Испанский ученый, инженер- архитектор Э. Торроха говорит, что
конструкция должна быть не только технически совершенна, но и
одухотворенна. Красота сооружения достигается и выявлением
технических качеств конструкции архитектурно-композиционными
средствами: размещением элементов конструкции в пространстве,
нахождением их видимого равновесия, пропорционированием,
приданием определенного характера конструкции. Совершенно
необходимы раскрытие ее внутреннего содержания через форму,
ясная «читаемость» конструкции
Предъявляемые к конструкции технические требования, стремление выразить
красоту техники должны согласовываться с нашими духовными потребностями.
Фактически это проявляется не только в найденной тектонической форме.
Красота конструкции в итоге заключается в гармонии ее тектонической формы с
технологическими условиями ее образования и, главное, с эстетическими
принципами организации архитектурного пространства. Но не только
объективные основы красоты конструктивных форм природы могут привлечь
архитекторов.

11. В живой природе мы обнаруживаем возникшую в результате идущего миллионы лет естественного отбора определенную гармонию функционирования

и формообразования в жизнедеятельности
многочисленных видов животного и растительного мира, целостность
тех или иных организмов (а также и гармоничность в восприятии
поведения некоторых видов птиц и животных), т. е. важные элементы
эстетических отношений.
Но социальная обусловленность искусства архитектуры значительно
сложнее, чем биологическая подоснова гармонии в живой природе

12. Исследование законов формообразования в живой природе ведет к расширению нашего понимания законов гармонии и дает в руки архитекторов си

Исследование законов формообразования в живой природе ведет к
расширению нашего понимания законов гармонии и дает в руки
архитекторов сильные эстетические средства, поскольку восприятие
красоты природных форм присуще человеку.
Наблюдаемые нами в живой природе свойства порождают
эстетические чувства. Целенаправленное, творческое отношение
человека к природе может послужить одной из основ для созидания
новой красоты среды, окружающей человека, и новых
художественных ценностей искусства.

13. ЭМОЦИОНАЛЬНО- ОБРАЗНОЕ ВОСПРИЯТИЕ ФОРМ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ И ИХ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ В АРХИТЕКТУРЕ На протяжении всей истории зодчества многие архите

ЭМОЦИОНАЛЬНО- ОБРАЗНОЕ ВОСПРИЯТИЕ ФОРМ ЖИВОЙ
ПРИРОДЫ И ИХ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ В АРХИТЕКТУРЕ
На протяжении всей истории зодчества многие архитекторы
художественно осмысливали свойства природных форм и пространства,
доводя их до образности. Формы природы, их пространственные
сочетания становились прообразами художественных архитектурных
форм. Например, мотив зарослей лотоса интерпретирован в плотно
сомкнутых колоннадах египетских храмов; мотив леса в интерьерах
готических соборов — это придавало им не только эстетическую
выразительность, но и особую эмоциональную настроенность.
• Динамика развития, роста, жизнеутверждения и т. д. в
архитектуре нередко символически выражается в форме
пространственной динамической спирали (столь характерной
для живой природы).

14. Последние достижения биологической науки дали миру структуру молекулы ДНК — носительницы наследственной информации, элементарной части

Последние достижения биологической науки дали миру структуру
молекулы ДНК — носительницы наследственной информации,
элементарной частицы живого. Она имеет вид двойной спирали,
составленной из промежуточных молекул — нуклеотидов.
Молодые ученые, открывшие структуру молекулы ДНК в 1953 г.,
Ф. Крик и Дж. Д. Уотсон, назвали ее «спиралью жизни».

15. Проблема динамики всегда волновала архитекторов. Если сейчас имеются технические условия для конструирования реально-подвижных архитект

Проблема динамики всегда волновала архитекторов. Если сейчас
имеются технические условия для конструирования реальноподвижных архитектурных форм, то в традиционной архитектуре, когда
это было нужно, архитекторы стремились выразить идею динамичной
формы иллюзорными средствами. В результате практикой
архитектуры был выработан ряд приемов, способствующих
достижению динамической
выразительности архитектурных
форм. движения, но уже новыми
композиционными средствами.
Современные архитекторы
также не отказываются
от создания образов

16. Проект К. С. Мельникова, в котором он хотел выразить свою идею динамическими средствами, это конкурсный проект памятника Христофору Колумб

Проект К. С. Мельникова, в котором он хотел выразить свою идею
динамическими средствами, это конкурсный проект памятника
Христофору Колумбу (1930 г.), который по условиям конкурса
предполагалось соорудить в районе высадки экипажа корабля
Колумба на американской земле. При создании образа памятника
К. С. Мельников использовал «борьбу» двух конусов — конуса
гравитации, устойчивости и конуса роста для символического
выражения всех трудностей
плавания и, в итоге, победы.
Последнюю он «окрылил»,
прикрепив к верхнему конусу
— «конусу роста» — крылья,
которые заставляли силой
ветра конус вращаться.

17. ЧТО ТАКОЕ «БИОНИЧЕСКАЯ» ФОРМА В АРХИТЕКТУРЕ Практика архитектуры последних десятилетий породила множество самых различных направлений в

архитектуре, а с ними
и многообразие новых форм. Среди них есть и такие формы,
которые приближаются к бионическим и причисляются к ним, хотя
по своей сути они не имеют прямого отношения к архитектурной
бионике. Достаточно сделать «случайную» криволинейную форму
— о ней уже говорят как о бионической. Конечно, не все то, что
«кривое», относится к формам, отражающим закономерности
органической природы, хотя в большинстве своем формы природы
не плоские, а пространственные и изогнутые.

18. Законы гармонии природы, используемые в архитектуре, вносят свой вклад и в формирование архитектуры как искусства. Это распространяется и

Законы гармонии природы, используемые в архитектуре, вносят свой
вклад и в формирование архитектуры как искусства. Это
распространяется и на закономерности построения формы: системы
пространственной организации, пропорций, ритма, равновесия. В чем
особенности этих закономерностей — вопрос, требующий глубокого
изучения (и это одна из специальных задач архитектурной бионики). В
архитектуре они чаще всего постигаются интуитивно.

19. Какие же характеристики, свойственные формам живой природы, можно выявить (на основе опыта использования живых структур) в архитектуре и в

Какие же характеристики, свойственные формам живой природы,
можно выявить (на основе опыта использования живых структур) в
архитектуре и в чем же отличие геометрических форм, построенных
на основе аналитических расчетов, от бионических форм?

20. Логичность формы? Да, но этого мало. По-видимому, можно добавить: изящество линий формы, ее легкость (но не всегда), пространственность формы,

изогнутой во всех трех измерениях, и
криволинейность ее очертаний, «живость» линий, проявляющаяся в
разнообразии их характеристик, плавность линий, одновременно их
острота, единообразие, сочетаемое с разнообразием и т. д. Но все эти
моменты должны действовать вместе и одновременно — только тогда
мы сможем более или менее ясно увидеть специфику природных
форм в архитектуре.

21. В соответствии с нашим пониманием связи органической техники с формообразованием архитектуры в бионическом процессе можно говорить и о д

В соответствии с нашим пониманием связи органической техники с
формообразованием архитектуры в бионическом процессе можно
говорить и о двух основных (в художественно-эстетическом отношении),
путях использования в архитектуре законов живой природы.
Формализм или творческий подход.
• Один путь — творческий. Он основывается на изучении
принципов самоконструирования живых структур, установлении
существенных связей между механическими и изолирующими
способностями материала и формой, использовании этих
принципов и законов в архитектуре с учетом чисто человеческих
и, одновременно, общественных потребностей методом отбора
наиболее приемлемых форм природы и их свойств.

22. Другой путь предполагает копирование внешних признаков природных форм, механическое перенесение их в архитектуру, зачастую лишь ради ори

Другой путь предполагает копирование внешних признаков природных
форм, механическое перенесение их в архитектуру, зачастую лишь
ради оригинальности, без серьезного учета функциональных
требований, материальных затрат, невзирая на требования жизни и
задачи подлинного искусства. Однако подобные произведения архры
нерациональны по своим конструктивным решениям, неудобны в
пользовании и нередко вызывающи по формам.

23. К использованию природных форм, чтобы получить желаемые результаты, нужно подходить творчески: брать из природы принципы конструирования

К использованию природных форм, чтобы получить желаемые
результаты, нужно подходить творчески: брать из природы принципы
конструирования и формообразования, а в других случаях и формы,
если они соответствуют условиям механической работы конструкций и
удовлетворяют основной функции здания, а также отвечают
исторически сложившимся нормам красоты, вкусам людей, их
психологии и идеологии. Стремление же к безусловному копированию
форм живой природы, кроме вреда для архитектуры, ни к чему иному не
приведет. В результате этого мы можем получить лишь слепок,
скульптурную, а не архитектоническую форму.

24. Сейчас трудно себе представить, как велика может быть роль бионических исследований в преобразовании окружающего нас архитектурного и пр

Сейчас трудно себе представить, как велика может быть роль
бионических исследований в преобразовании окружающего нас
архитектурного и предметного мира, всей экологической среды.

25. Архитектурное пространство создается человеком, поэтому в широком смысле слова оно является его средой, выработанной в процессе развития

Архитектурное пространство создается человеком, поэтому в
широком смысле слова оно является его средой, выработанной в
процессе развития человеческого общества. Взаимодействие
бионических средств с имеющимися в распоряжении человека
другими средствами поможет преодолеть существующий в
архитектуре схематизм организации пространства, недостаточно
соответствующий потребностям человека.
Можно также говорить о перспективах развития очень важного для
архитектуры направления архитектурной бионики — исследования
способа развития организмов, технологии их функционирования.

26. Такое функциональное направление изучает системы связей между различными функциональными элементами отдельных живых организмов и приро

Такое функциональное направление изучает системы связей
между различными функциональными элементами отдельных
живых организмов и природы в целом. Сюда входят:
иерархическое соотношение функционирующих как бы
шестиугольные шаблоны, по которым рабочие пчелы строят свои
восковые «кельи». Во время строительства, где-то в глубине
организмов, действуют импульсивные процессы, управляющие их
движением.

27. Особенно эффективными бионические средства могут оказаться в районах строительства со сложными климатическими условиями, а также при осв

Особенно эффективными бионические средства могут оказаться в
районах строительства со сложными климатическими условиями, а
также при освоении человеком подводных глубин, недр и космоса.
Сейчас во всем мире придается большое значение строительству под
водой. И не только в связи с научными исследованиями флоры и
фауны мирового океана, но также и с целью разведки полезных
ископаемых, которыми очень богат океан.

28. Большую помощь окажет архитектурная бионика в будущем при проектировании и строительстве кинематических (динамических) городов. Быстро м

Большую помощь окажет архитектурная бионика в будущем при
проектировании и строительстве кинематических (динамических)
городов. Быстро меняющиеся формы общественной жизни и быта
заставляют думать о создании городов, в которых лишь
конструктивные основы
(статичный элемент города)
строят на продолжительные
времена.

29. Отдельные мобильные здания и сооружения уже строят, например, в Канаде. Готовые, целиком оборудованные элементы — общественные и жилые яче

Отдельные мобильные здания и сооружения уже строят, например, в
Канаде. Готовые, целиком оборудованные элементы — общественные
и жилые ячейки, сходные с кабинами самолетов, автомашинами и т. д.,
транспортируются в отдаленные северные районы на вертолетах, где
они прямо с них монтируются на заранее построенные лифтовые
шахты или другого типа конструкции. Такие дома иногда называются
образно «домами-деревьями», хотя это понятие нельзя воспринимать в
буквальном смысле слова.

30. Архитектурная бионика поможет людям сделать их жилище более комфортабельным, города — светлыми и чистыми, а весь окружающий человека мир

Архитектурная бионика поможет людям сделать их жилище более
комфортабельным, города — светлыми и чистыми, а весь
окружающий человека
мир архитектуры —
прекрасным и
увлекательным.

31. Моделирование форм живой природы — это, собственно, синтез всей бионики. Оно включает в себя и теорию, и метод, и технологию. В моделировани

Моделирование форм живой природы — это, собственно, синтез
всей бионики. Оно включает в себя и теорию, и метод, и
технологию. В моделировании имеет значение применение
различного аппарата — математического, физического,
кибернетического и т. д. Но в архитектурно-бионическом
моделировании не меньшее значение имеет интуитивная сторона.

Музейный маршрут - museum's route


Практика организации дополнительного образования детей с ОВЗ и детей с инвалидностью в музее "Бионика" 

Музейный маршрут

Тема "Конусообразные формы"

 

Аннотация: Автор рассматривает бионику как один из способов познания окружающего мира, используя при этом разные методы и приёмы в ходе организации учебных и воспитательных занятий в музейном пространстве.

Ключевые слова: бионика, музей, начало устойчивости, начало развития, наклонный, прямой, усечённый конусы, хвойные деревья, Останкинская телебашня в Москве, русский архитектор В. Шухов.

Маршрутные остановки: русский язык (лексическое значение слова, орфоэпия, орфография), изобразительное искусство (послойное рисование), биология (примеры конусообразных форм в природе), литературное краеведение (произведение М. М. Пришвина), математика ( работа с треугольником), моделирование (техника безопасности при работе с режущими предметами, создание геометрической фигуры из бумаги), архитектурная бионика, задание на перспективу.

 

Бионика – наука, использующая знания о живой природе для решения технических задач. Музейное пространство, индивидуальные встречи дают детям возможность пробудить интерес к природе малой Родины, технике, любовно и бережно относиться к ним, познакомиться с неизвестным. В музее МОУ ДО «ГЦТТ» города Ярославля много предметов, которые привлекают внимание любого ребёнка.

В живой природе функция и форма тесно сближены и взаимообусловлены. Одной из опорных форм является конус. Он присутствует в конструктивном построении крон и стволов деревьев, стеблей и соцветий, грибов, раковин и пр. В осенний период дети собирают листья деревьев, цветы, рассматривают их, засушивают, делают гербарные образцы. В начале маршрута мы говорим о понятии «конус».

Например, засушенные листочки дуба, расположенные основанием вниз, – это контур своеобразной ёлочки. У лесной красавицы – иголки, а мы рассматриваем контур. Выстроили в ряды такие «деревья», сосчитали их количество, приклеили на альбомный лист бумаги, разукрасили - создали аппликацию.

Если на первом этапе составляются композиции из листьев и иголок деревьев, кустарников, трав и цветов, то на следующем - выполняем послойное обрызгивание. Рисование с помощью листьев – это одно из любимых занятий. Краска яркими точками разных размеров и форм ложится на бумагу. Получается необычная композиция, прозрачная и фактурная, неповторимая и оригинальная. Детей это радует. В ходе такой работы обращается особое внимание, что у хвойных деревьев вместо листьев имеются иголки. То, что не получилось бы при обычной работе, в данной ситуации приносит радость и успех. Природа помогает в творчестве, предлагая материалы для рисования.

Среди конусообразных форм природы встречаются два начала. Первое – это начало устойчивости. Оно выражается в форме статичного конуса или конуса гравитации (конус основанием вниз). Это оптимальная форма для восприятия ветровых нагрузок и действия сил тяжести. Её легко заметить в кроне или стволе ели, шляпке или ножке белого гриба. Гриб-зонтик, сморчок обыкновенный также являются яркими представителями конуса гравитации. Второе начало – это начало развития, которое выражается в форме динамического конуса (конуса роста) – конус основанием вверх.

 

Ель – одно из распространённых хвойных живучих деревьев. Эти деревья не сбрасывают на зиму хвою, а значит, испаряют воду в течение всего года. Поэтому темнохвойным лесам нужен влажный климат с не особенно холодными, но снежными зимами. Ель наиболее зимостойка, широко распространена. Сеянцы дерева могут вырастать и самосевом, можно выкопать и посадить саженец из леса. Ель – агрессивное дерево. Обладая во младенчестве большой теневыносливостью, она легко вытесняет другие деревья, хотя самостоятельно заселять вырубки и гари не может. Молоденькие деревца не в состоянии выдержать губительную силу прямых солнечных лучей, произрастают они там, где уже растут лиственные. Работа над конкретным словом (не только лексическое значение, но и орфоэпия, орфография, состав и морфология), конструирование словосочетаний и предложений - важная ежедневная кропотливая работа в ходе занятий. Рассматривание картинок и фотографий по бионической теме подкрепляет услышанное от педагога.

Как семена попадают в землю? Известный художник слова М. М. Пришвин в сказке-были «Кладовая солнца» описал про места недалеко от Переславля-Залесского (события происходят сразу после окончания Великой Отечественной войны. Мать у героев произведения умерла от болезни, отца убили на войне): «Лет двести тому назад ветер-сеятель принёс два семечка в Блудово болото: семя сосны и семя ели». С помощью лупы дети изучают семена ели, сосны, сравнивают шишки хвойных деревьев – представителей «зелёного моря» тайги. Дети обсуждают вместе с педагогом. 

«Что растёт на ёлке? Шишки да иголки…» звучит стихотворение С. Я. Маршака. Круглый конус может быть получен вращением прямоугольного треугольника вокруг одного из его катетов – сразу начинается практическая работа с ним. Следующий этап - создание геометрической фигуры из бумаги. Вырезаем по заданной схеме. Обязательное напоминание о том, что «иглы, ножницы, ножи колют больно, как ежи» вызывает улыбку у детей. Важно соблюдать правила техники безопасности. Обязателен вывод: тело, полученное объединением всех лучей, исходящих из одной точки (вершины) и проходящих через плоскую поверхность, - называется конус. В переводе с греческого - «сосновая шишка». И вновь – рассматривание шишек. Сравнение с вырезанной заготовкой. Наклонный, прямой, усечённый конус – проговаривают и рассматривают дети в ходе занятия. У елей густые кроны, часто образующие сплошной полог, что создаёт особую экологическую среду. Ель неприхотлива, не боится морозов, не обгорает на солнце. 

Вырастить собственный живой символ года - задача серьёзная, требует времени и тщательного выбора. Но важно поставить обучающимся и родителям задачу на перспективу: посадить хвойное дерево. Дерево корнями обеспечивает себя питательными веществами и влагой.

Наблюдение за процессом роста дерева – занимательный процесс. Слушают дети, помогают при необходимости и родители. С любыми отклонениями в поведении ребёнка можно справиться успешно. В отношениях со своими детьми родители должны сочетать твёрдость с дружелюбием. Дети подробно и детально изучали ель: корень, ствол, ветви, познакомились с содержанием песен о ели – одном из символов года. В частности, в 2018 году исполнилось 115 лет со дня создания Раисой Абрамовной Кудашевой всем известной песни «В лесу родилась ёлочка». После её прослушивания в разных исполнительских вариантах начинается разучивание литературного текста, танцы как физкультминутка под мелодичное исполнение, создание необычных елочных композиций.

Объемные фигуры, напоминающие конус, также создавались детьми вместе с родителями во время проведения праздника, посвящённого Дню Матери в ноябре прошедшего года. Необходимо было вырезать по предоставленной заготовке упаковку для подарка маме. Природа – мать, а рядом – родной человек. С задачей дети и мамы справились. В декабре 2018 года команда обучающихся, подготовив работу по произведению Кудашевой «В лесу родилась ёлочка», участвовала в «Параде Новогодних идей» - открытом творческом конкурсе для детей с ограниченными возможностями здоровья, организованном Департаментом образования области. Радостным было и приглашение команды «Ёлочка» на Новогоднее шоу. Поездка-путешествие – это ещё дополнительная возможность познания окружающей ребёнка действительности, в ходе которой ненавязчиво ведётся разговор с детьми о бионике.

Архитекторы в своём творчестве нередко используют принцип конуса, например, в конструкции Останкинской телебашни в Москве отчетливо виден конус гравитации. Ярким примером взаимодействия двух конусов разных начал является конструкция водонапорной башни известного русского архитектора В. Шухова (1896).

Ребёнок, огорченный своей неспособностью выполнить определённую задачу в ходе занятия, нуждается в поддержке и сочувствии. Важно ласково успокоить его, переключая внимание к новому, поручить дело, с которым он сможет справиться, чтобы придать уверенности в себе. Педагогу важно сохранять спокойствие, если возникает такая ситуация, когда посетитель музея начинает выполнять различные действия, демонстрируя свои возникшие желания, собственные интересы, мнения и идеи. Занятия детей с ОВЗ и детей с инвалидностью являются открытыми, и родители, присутствуя на них, видят ребёнка со стороны. Важно находить такие способы разрешения ситуаций, которые совмещали бы в себе большой жизненный опыт родителей и растущую самоуверенность ребёнка. Содружество родителей, педагогов и детей обязательно принесёт успех и радости!


 

Симбиоз природы и архитектуры в оформлении пространства

  • Роль палисадника в ландшафтном дизайне

    25 февраля 2021

    Палисадник – это визитная карточка дачи или жилого дома, которая дополняет участок и раскрывает вкусы хозяина. Палисадник должен приятно впечатлять, как оправа драгоценного камня, подчёркивать и дополнять участок, выгодно оттенять главное здание. В главной роли - палисадник Яркая конструкция и вид декоративных растений палисадника скроет недостатки дома. Важно гармоничное сочетание между ними. Обязательно придерживаются законов композиций: единый стиль, правильное использование цветовой гаммы, пропорции, чувство меры. Палисадник выполняет декоративную функцию и защищает от шумной улицы и пыли. Поставив высокий забор, с уличной стороны по периметру участка высаживают кустарники, а на входе – различные лианы. Палисадник делает эффектнее и приятнее вид из окна: высокорослые растения и цветы закроют невзрачный забор или сельскохозяйственные постройки, яркие цветы настроят на позитив и повысят настроение. Один нюанс – растения под окнами не должны выделять навязчивый и тяжелый аромат. {img} Где и как поместить палисадник Один из важных моментов планировки — определение роли палисадника и, что получают в результате: романтичный уголок, парадный цветник или живую изгородь. Размер и положение палисадника определяет выбор растений. От стен дома деревья сажают не ближе 5–6 м, чтобы корни не повредили фундамент. Когда территория маленькая, выбирают штамбовые формы. Узкие полосы земли между забором и домом наполняют цветами, а по краям деревьями или кустами. Если ограждение расположено близко к стене дома, делают его пониже из кустарников или высоких многолетников. Какие растения выбрать для палисадника, определяют по его расположению, увлажнённости и типу почвы. Если регулярно не поливают, лучше высадить сорта, которые переносят засуху: • мак;• молочай;• синеголовники;• энотеру;• очиток;• тысячелистник;• гвоздику;• веронику;• алиссум;• ирис;• тимьян. Частота посещаемости – немаловажный фактор выбора растений. Если бывают на участке не только летом, высаживают растения, которые красивы и в зимний период, например, хвойные декоративные формы: • туи;• горные сосны;• можжевельники;• низкорослые ели. Из древесных пород останавливают выбор на рябине, боярышнике, шиповнике и калине. {img} Без хлопот Чтобы палисадник в саду не доставлял хлопот, подбирают простые в уходе, но эффектные и неприхотливые растения. Необязательно перегружать дизайн: например, живую изгородь из кустов, требующих частую стрижку, заменяют забором из простого в уходе барбариса или спиреи, а альпийскую горку выразительным валуном. Правильно оформленный палисадник украсит и обустроит садовый участок.

    Читать далее
  • 7 принципов ландшафта в стиле ксерискейп

    11 декабря 2020

    Что такое ксерискейп? Ксерискейп – это стиль оформления ландшафта, часто используемый в засушливых районах или в районах, где есть нехватка воды, и на ее использование наложены ограничения. Сам термин был изобретен в 1981 году водным департаментом Денвера, США. Он образован от греческого слова xeros (сухой) и английского scape (ландшафт). Таким образом, ксерискейп – это вид ландшафтного дизайна, подразумевающий минимальный полив. Ксерискейп может применяться в любых климатических условиях, поскольку его главные принципы – экономия водных ресурсов и простой уход за ландшафтом – актуальны везде. {img} Почему могут вводиться ограничения водоснабжения? Засуха является наиболее распространенной причиной долгосрочных ограничений в использовании воды. Причинами краткосрочных ограничений могут быть временные проблемы, такие как аварии на водонапорной башне. Целью ограничений водоснабжения является сохранение воды для более важных нужд, чем полив ландшафта, таких как питье, слив в туалетах или пожаротушение. Ограничения водоснабжения устанавливаются местными и государственными органами власти ради экономии воды. Местные органы власти могут установить конкретные ограничения, связанные с поливом ландшафта – например, запретить полив во все дни недели, кроме понедельника, среды и пятницы. В засушливых районах эти ограничения могут быть постоянными. {img} Готовы ли вы использовать принципы ксерискейпа на вашем участке? Дизайн в стиле ксерискейп основан на семи принципах, которые, будучи эффективными и по отдельности, прекрасно работают вместе, создавая водосберегающий ландшафт. Чтобы реализовать их, как и любое другое дело, стоит начать с планирования. 1. Планирование создания ландшафтного дизайна для экономии воды Прежде чем начать, разработайте карту своего проекта. Учитывайте такие факторы, как функциональность, эффективность использования воды, рентабельность, личные предпочтения и необходимый объем обслуживания. Несколько советов, которые помогут в проектировании вашего нового ландшафта: • Сгруппируйте растения по их потребностям в поливе. • Посадите деревья там, где вам нужны тенистые зоны. • Используйте только местные растения или растения, которые способны удерживать воду. • Используйте элементы хардскейпа (например, каменные ограждения) для ограничения областей, требующих полива. • Продумайте размещение разбрызгивателей, чтобы использовать орошение только там, где нужно. 2. Подготовка почвы Вам нужно будет не только убрать листья и другой мусор, прежде чем начать сажать растения на вашем участке. У каждого вида растений свои потребности в количестве воды и питательных веществах, содержащихся в почве. Это значит, что почву надо правильно подготовить, удобрив ее необходимыми минералами и органикой, в зависимости от того, какие именно растения вы хотите высадить. 3. Группировка растений, которые экономят воду Использование подходящих растений является ключом к созданию ландшафта в стиле ксерискейп. Выбирайте растения, которые сохраняют воду, и обязательно группируйте их по потребностям. Правильно подобранные деревья играют важную роль в двух аспектах: во-первых, сами деревья будут экономить воду, а во-вторых, тень, которую они отбрасывают, поможет и другим растениям сохранять влагу. {img} Наряду с ксерофитными растениями, такими как кактусы, деревья Джошуа, алоэ вера и арктические ивы, есть много различных растений и деревьев, которые берегут воду: Деревья: • Каркас западный;• Калифорнийский бакай;• Кентуккийское кофейное дерево;• Сербская ель;• Восточная белая сосна;• Западный редбад;• Траволистный дуб;• Гранат. Кустарники: • Виргинский гамамелис;• Можжевельник;• Спирея;• Сирень обыкновенная;• Скумпия;• Бакхарис шариковый;• Диервилла; Многолетники: • Астра;• Ластовень клубнистый;• Лаванда;• Ромарин;• Тимьян;• Люпин;• Перовския лебедолистная;• Лириопе колосистая;• Лилия;• Водосбор;• Монарда двойчатая;• Хризантема. Однолетники: • Бессмертник;• Цинния;• Крестовник пепельный;• Подсолнух;• Табак крылатый;• Декоративная капуста;• Ноготки;• Космея;• Бегония;• Шалфей. 4. Эффективный полив Предпочтительным методом полива для ксерискейп ландшафта является капельное орошение, представляющее собой сеть трубок, которые помогают минимизировать испарение и доставляют воду прямо в корневую зону растения. Совет: Включите в свой проект использование дождевой воды для еще более эффективной экономии природных ресурсов. {img} 5. Правильное мульчирование Основная цель как органической, так и неорганической мульчи состоит в том, чтобы покрыть почву и минимизировать испарение. Именно поэтому мульча является ключевым фактором в ксерискейп дизайне. Органическая мульча является одним из лучших способов сохранить воду в почве и помочь растениям, которым может понадобиться немного больше воды, чтобы выжить. Ничто не экономит воду на участке лучше, проще и экономичнее, чем толстый слой органической мульчи. Она помогает сохранять влагу, предотвращает отток воды и корректирует наклон почвы, что, в свою очередь, способствует более глубокому росту корней и здоровью растений. Органическую мульчу, такую как древесная щепа, лучше всего использовать на небольших участках, в зонах, где высажены растения, требующие немного больше воды, чем другие. Неорганическая мульча, такая как дробленый камень и галька, хорошо работает на больших площадях, заменяя дерн, и подходит для растений с низкой потребностью во влаге. 6. Правильное использование дерна Траве нужно много воды, чтобы хорошо расти, но это не значит, что в ксерискейп дизайне для нее нет места. Вы можете использовать дерн в ограниченных количествах, тщательно выбирая, где его разместить. Лучше всего постелить дерн в тенистых участках с ровной поверхностью, чтобы избежать испарения и оттока воды. {img} 7. Уход за участком – главный приоритет Недостаточно только создать водосберегающий ландшафт: его необходимо поддерживать. Регулярно проверяйте, хорошо ли функционируют системы полива, добавляйте мульчу и заменяйте растения по мере необходимости. Правильный полив, подрезка кустов, внесение удобрений и другие методы ухода имеют решающее значение для поддержания здоровья и красоты вашего ландшафта. Более того, неправильный уход может вызвать стресс у ваших растений, что приведет к их болезням и даже к гибели. Старайтесь соблюдать баланс, чтобы не переусердствовать с уходом, но и не забросить свои растения совсем.

    Читать далее
  • Можжевельники в ландшафтном дизайне. 7 лучших видов.

    18 ноября 2020

    Незабываемый запах можжевельника, его целебные свойства, его красота – все это повод растить его в своем саду или на даче. Можжевельников существует много сортов, однако, сегодня пойдет речь о 7 самых лучших видах. Высаживать это вечнозеленое растение лучше всего на стороне участка, где больше солнца. В тени оно может расти, но не будет таким ярким и оригинальным по окраске хвои, ветви же его могут стать рыхлыми или редкими. {img}  Род можжевельника – кипарисовые, он насчитывает около 60-ти видов. Все это либо кустарники, либо деревья. Название можжевельника происходит от слова из кельтского словаря, и обозначает «колючий». Можжевельник растет как на территории Севера, так и в субтропиках. Стоит рассказать о 7 известнейших и красивейших видах. 1. Виргинский. Он происходит из Северной Америки. Некоторые его экземпляры вырастают выше тридцати метров. Кора его серовато-зеленого цвета, с течением временем она темнеет. Ветви такого растения образуют собой узенькую крону, имеющую вид яйца. С течением времени она становится более широкой. Листочки у этого можжевельника похожи на кипарисовые. Они чешуйчатые, довольно короткие, примыкающие плотно к ветви своей нижней частью. У этого растения вызревают ягоды. Они имеют сизовато-синий цвет и очень ароматны. Такой сорт наиболее всего подходит для озеленения улиц и больших приусадебных участков. 2. Казацкий можжевельник. Он миниатюрен и низкоросл. Крона может располагаться на уровне полутора метров над поверхностью земли. Побеги у него гибкие, они покрыты радующей глаз светло-зеленой хвоей. Эта разновидность лучше всего подходит для формирования ландшафта. Казацкий можжевельник неприхотлив в плане ухода, а также устойчив к различным погодным сюрпризам. Выдерживает резкие перепады температур, сильный ветер и даже засуху. У него довольно глубокая корневая система. Именно она помогает этому растению долгое время обходиться без полива. Она помогает питаться растению из далеких подземных грунтовых вод. {img}  3. Китайский. Этот высокий и густой кустарник достигает десяти метров в высоту. В основном он встречается на территориях Дальнего Востока. Крона у него широкая и раскидистая. Листья в виде хвои короткие и мягкие. У китайского вида красноватая кора, она отпадает тонкими полосками. 4. Прибрежный. Этот можжевельник не очень высок, у него игольчатая хвоя. Кора у него красноватого оттенка, длинные побеги, они стелются. Это медленнорастущее растение. Он ценится за декоративные качества. Красивый светло-зеленый вид хвоинок придает кроне нарядный вид. {img}  5. Скальный можжевельник. Он имеет ромбовидную крону, которая напоминает колонну. Высота растения – до 12-и метров. У него довольно тонкие стволы, а боковыми же побегами растение как будто устремлено вверх. Хвоя состоит из тонких и красивых голубоватых, серых или оливковых чешуек. 6. Чешуйчатый. Это невысокий можжевельник, дорастает в высоту до полутора метров. Его кора – обычно серовато-коричневая, хвоя состоит из широких чешуек, имеющих ланцетную форму. Они плотные и жесткие. Чешуйчатый можжевельник чаще других видов встречается на приусадебных участках. {img}  7. Грин Карпет. Это стелющийся вид, низкорослый, он был найден на побережье Норвегии, еще в конце 20 века. Побеги его и ветви горизонтально-ориентированы, а крона красивая и плотная. Название переводится, как «зеленый ковер». Садовники часто используют этот вид, чтобы скрыть какие-то недостатки ландшафтного дизайна. Практически любой вид можжевельника будет хорошо смотреться на приусадебном участке, и радовать нарядной кроной. Так как можжевельники неприхотливы, то могут значительное время оставаться без ухода.

    Читать далее
  • Ландшафтный дизайн. Старинные садовые затеи.

    02 ноября 2020

    В России сады всегда были объектом гордости их хозяев. В усадьбах и парках любили устраивать всевозможные выдумки, которые гармонично вплетаясь в ландшафт, должны были развлекать, удивлять, а порой способствовать меланхолическим раздумьям. Вот некоторые из стародавних затей. {img} Лабиринт. Он имел грандиозный успех ещё со дней правления Петра Великого, когда в России начали закладывать сады европейского стиля. Лабиринт – это участок сада, прорезанный хитро сплетёнными, запутанными дорожками с одним или несколькими выходами. В качестве преград между дорожками использовали стриженые живые изгороди из липы, терновника. Лабиринт служил местом для игр и всевозможных увеселений. Кроме того, на сравнительно небольшом пространстве в поисках выхода можно было долго гулять. Эту затею очень любил Андрей Тимофеевич Болотов, первый русский теоретик и практик садового искусства. В своей родовой усадьбе Дворяниново в тульской губернии он устроил небольшой вишнёвый лабиринт. Можно представить, каким наслаждением было гулять в нем во время цветения вишни или в дни её созревания. Кстати, А.Т. Болотов был горячим сторонником русского натурального сада. {img} Еловый круг. Довольно интересным элементом болотовского русского сада был еловый круг. В одном из уголков известный садовод выбрал круглую поляну. По линии окружности высадил маленькие ели, как бы «еловый хоровод». Оставил пространство для входа, а в середине посадил большую ель. Поляну засеял луговой травой и поставил скамейку, с которой открывался красивый вид. «Еловый хоровод» украшал сад круглый год, но особенно радовал зимой, когда на Рождество наряжали большую ель и устраивали вокруг неё хороводы, гулянья. {img} Солнечные часы тоже были в старину очень популярны. Обычно их устраивали в центре зелёной лужайки перед входом в дом. Так, у князей Вяземских в подмосковной усадьбе Остафьево в центре зелёного круга перед домом была установлена деревянная тумба, на которой помещался сам «прибор» — бронзовый диск в диаметре около 30 см с разметкой циферблата и миниатюрной пушкой с увеличительным стеклом. Как раз в полдень, когда солнечный луч попадал на лючок в стволе орудия, заряженного порохом, она стреляла. В пасмурную погоду садовник поджигал фитиль вручную. {img} Дерновый диван. Такие лавочки часто устраивали в провинциальных дворянских усадьбах. Ещё А.Т. Болотов писал о них, рекомендуя делать их невысокими, из глинистой земли, а сверху и спереди обкладывать хорошим луговым дёрном.

    Читать далее
  • Возведение забора в ландшафтном дизайне

    21 августа 2020

    Современный забор – это некая конструкция, которая выступает как элемент декора и выполняет утилитарную функцию. Например, для ограждения территории или защите её от посторонних глаз. {img}  Забор – это архитектурная деталь сада. Она должна быть надежной, красивой и функциональной, для чего требуется некоторое вложение средств. Но оно того стоит, если хочется, чтобы он был ценен с декоративной точки зрения. Заборы бывают как удачными, так и не очень. Признаками удачного устройства ограждения служат: - визуальная красота - пропорциональность - сочетание с окружающим рельефом - надежность в эксплуатации - сочетание с архитектурой зданий на территории. {img}  Материалы для возведения забора могут быть самыми различными: древесина, бетон, сетка, различные варианты кирпичей, металла, природного камня и даже кованные решетки, благодаря чему усиливается декоративный эффект. По большей степени задачей ландшафтного дизайна является декорирование уже существующей ограды, а не ее возведение. Это достигается за счет посадки различных деревьев и кустарников, чтобы разбавить скучное однообразие забора. Очень часто у любого владельца сада появляется желание заменить обычную ограду живой изгородью. После чего моментально появляются вопросы: как, что и где посадить? Если же стоит задача отгородиться от соседей, что-то закрыть или прикрыть, создать фон для сада, то вполне можно обойтись лиственными породами. Достаточно выбрать сорта с плотно растущей кроной или же с наличием шипов или колючек (барбарис, шиповник, терн и др.). Через некоторый период времени после посадки такие растения создают практически непреодолимое препятствие. Но, если в семье есть дети и они часто будут находится в саду, то в целях безопасности целесообразно будет отказаться от колючих растений. Если же в приоритете стоят такие задачи, как защита участка от пыли, шума, газа, очищение воздуха от бактерий и микроорганизмов, а также обладать круглогодичным зеленым забором, то отличным вариантом будут служить хвойные породы растений. Примером может служить можжевельник обыкновенный или ель обыкновенная. {img}  Определение с высотой живой изгороди Если необходимо посадить изгородь высотой около 3 метров или больше, но при этом не позволяет территории, то можно высадить в один ряд растения у которых ветки растут от самого основания. Вариантом могут служить липы, клены или тополя. Если позволяет площадь территории, то можно сделать многоярусный забор, за счет высадки на первом уровне высоких растений (ясень, клен, рябина и др.), а на втором и третьем – кустарники разной высоты (2 ярус – облепиха крушиновидная, лох серебристый, сирень и др., а для 1 яруса - жимолость). В этом варианте следует подбирать растения по цвету, чтобы они чередовались в пору цветения. Если же нужна изгородь до 1 метра в высоту, то вполне подойдут такие растений, как: барбарис Тунберга, Различные виды чубушника или брусники. Существует еще один вариант создание изгородей – изгороди из растений имеющих различную окраску листьев. Отличным примером будет служить черемуха «Колората» или «Шуберт». Данные сорта хорошо зарекомендовали себя по климатическим параметрам, поражениям болезнями. Они не требуют особого ухода оставаясь очень привлекательными. {img}  Так же отличным вариантом будет сочетание цвета изгородей от одного яруса к другому. Для такого способа посадки отлично подойдут: чубушник вечный желтолистный, лещина пурпурнолистная и пузыреплодник Diabolo. Живая изгородь может состоять как из однопородных растений, так и разнопородных. Выбор таких вариантов прежде всего зависит от размеров сада, в котором планируется посадка. Однопородная изгородь, как правило, характерна для посадки в садах небольших размеров, где может послужить элементом объединения. А вот в больших садах наоборот, какие изгороди будут не уместны и скучны. Интереснее в них будут смотреться комбинированные изгороди, которые чередуются своим изяществом в период цветения, плодоношения или выделяются цветом листвы, коры и т.д. Примером такой комбинации могут послужить сирень амурская и венгерская, чубушник, калина и др. После выбора ассортимента, следует понять походят ли условия сада для выращивания этих растений. Так же, чтобы они наверняка прижились, нужно ответственно подойти к выбору посадочного материала. Перечисленный ассортимент растений не требует к себе особого отношения в плане ухода, но если хочется разнообразия, то можно посадить растения, которые можно стричь. Для этого нужно будет освоить садовые ножницы и условия подкормки, но оно того стоит, ведь изгородь получится плотной, красивой и гармоничной. Примером растений для таких изгородей может служить кизильник блестящий, жимолость альпийская, ива пурпурная, клен татарский и др.

    Читать далее
  • Композиционные законы ландшафтного дизайна

    28 июля 2020

    Еще с древних времен мастера создавали сады, следуя определенным законам. Можно сказать, что законы ландшафтного построения по своей сути ближе всего подходят к законам построения пространства, то есть к законам архитектуры. Таким образом, искусство организации окружающего пространства средствами природного ландшафта можно назвать ландшафтной архитектурой сада. Истина, которая открыта мастерами уже очень давно, гласит, что любой естественный ландшафт организован пятью элементами, тесно связанными и взаимно влияющими друг на друга: земля, вода, воздух, растительность и животный мир. {img}  Поэтому, если хочется создать приемлемую, а лучше отличную архитектуру своего сада, то желательно следовать законам ландшафтной архитектуры, так как это законы самой природы. Композиционные законы Композиция (от лат. compositio - связь, соединение) – это расположение разных форм в пространстве, которые в сочетании друг с другом создают гармоничное единство. Объемно-пространственная композиция – это взаимосвязь объемов, пространства и плоскости, основанная на общих закономерностях построения ландшафта. {img}  Основные свойства пространственных форм – это: геометрия формы, света, цвета, фактуры, величины, массы и положения в пространстве. 1. В каждой садовой композиции следует выделить главное, то есть акцент. Скажем, в регулярных садах – это фонтан или скульптура, или что-то еще более грандиозное, стоящее в центре всей композиции, а все остальное симметрично располагается вокруг. В пейзажном саду, или к примеру, в малом саду, хорошо, чтобы акцент был смещен от центральной оси, но такую композицию сбалансировать труднее. Основному элементу придется противопоставить несколько второстепенных, уравновешивающих его и составляющих с ним единое целое. 2. Цвет, используемый в композиции, должен предлагать прочие нюансы цвета, дополняющие первый. То есть, чтобы пейзажная композиция получилась более выразительной, а не была похожа на зеленое пятно, целесообразно подбирать различные, при этом не диссонирующие по окраске растения. 3. Симметрия и асимметрия а) Симметрия в основном применяется в регулярном стиле. Также ее применяют, если необходимо подчеркнуть замысел композиции. б) Асимметрия применяется в пейзажном стиле. Примером может служить построение малого сада. {img}  4. Пропорциональность – ей уделяется особое внимание в ландшафтном дизайне. а) Горизонталь – это основной пространственный элемент. Примером горизонтальности в ландшафтном дизайне являются всякого рода цветники, газоны, газоны и все низкорослые образования. Горизонтальность является символом стабильности, придает пейзажу спокойствие. б) Вертикаль нужна для создания вместе с горизонталью объемного пространственного воздействия в ландшафтном дизайне. Примером вертикальности являются строения, малые архитектурные формы, высокие растения или вертикальные посадки. Вертикальность, наоборот, является символом нестабильности, придает пейзажу движение. Композиционное решение пейзажа должно быть сбалансированным: вертикальные линии высоких растений следует уравновесить второстепенными вертикалями и горизонталями низкорослых растений. 5. Выпуклость и вогнутость Выпуклые и вогнутые линии, созданные искусственно и подчеркнутые естественно, а также возвышенности и впадины –все эти элементы создают напряжение и разнообразие на ряду с сильными эффектами. В ландшафтном проектировании большое значение имеет рельеф местности. Например, участок расположенный на склоне, обладает большими возможностями с точки зрения ландшафтного решения и требуют, например, террасирования. Террасы связываются дорожками и тропинками. Затем они оформляются как отдельные компоненты сада. Вертикальные формы следует размещать на возвышенных местах. Выпуклая линия отталкивает, а вогнутая притягивает, создавая некоторую интимность. Поэтому какие-то скульптуры, вазоны, солитеры, даже скамейки следует размещать на вогнутых элементах, потому что на выпуклых элементах из нельзя будет увидеть полностью. {img}  6. Деревья и кустарники подбираю таким образом, чтобы они составляли целостную композицию, а не коллекцию декоративных видов растений. 7. Не следует размещать на маленьких участках большое количество растений. Это приводит к недостаточной объемности и плохому восприятию композиции. 8. Если участок достаточно большой, то все равно не должны на нем преобладать мощные деревья одной высоты, так как при этом нарушается вертикальная пропорциональность. Бывает и такое, что человек никогда не слышал ни о каких законах, но обладает вкусом, есть внутренняя интуиция. Поэтому и общая картина есть, и отдельные группы смотрятся отлично. Но, если придерживаться вышеперечисленных законов, то создать красивый, уютный и сбалансированный сад не составит особого труда. Достаточно только изучить, понять и применить эти правила в реализации мечты.

    Читать далее
  • Как оформить интерьер в стиле бохо?

    20 января 2020

    Вам нравится немного безумия в дизайне интерьера? Устали от консервативного минимализма и вездесущих сканди? Поэтому интересным предложением для вас может стать стиль бохо. Это настоящее внутреннее головокружение, но не волнуйтесь - в этом безумии есть метод. Убедитесь сами, как обустроить квартиру в богемном стиле. Своим именем Boho обязан художественной эстетике богемы 1960-х и 70-х годов прошлого века. Он состоял из людей, у которых были условности и общепринятые правила. В результате стиль бохо сочетает в себе аккреции из разных культур и стилей, и во всем это дает большую свободу. Поэтому Boho - отличный рецепт для оптимистичного интерьера с разнообразным стилем. Красочное головокружение Художественный богемный стиль - это прежде всего оптимистичный характер интерьера, и этого можно достичь, в том числе, используя только цвета. Не думайте, что это случайная путаница цветов - в стиле бохо сочетаются как естественные цвета земли, так и более интенсивные, то есть оранжевый, красный или фиолетовый. В дизайне интерьера прекрасно работает принцип притяжения противоположностей, поэтому то, что лежит на совершенно разных концах дизайна интерьера, прекрасно сочетается. Поэтому, если ваша квартира оформлена в минималистском или скандинавском стиле, можно легко пронести ноты бохо в интерьер. Красочное безумие этого стиля отлично смотрится на фоне минималистского скандинавского белого. {img} Образцовый интерьер Или, скорее, с рисунком, потому что Бохо представляет собой смесь этнического дизайна, цветочные и растительные мотивы. Конечно, лучше всего зарезервировать для них место среди домашнего текстиля, которого не хватает в бохо. Ткани с рисунком используются как шторы, покрывала или чехлы на диван, как декоративные наволочки. Они, как правило, сказочно красочные, но не обязательно. Потому что в бохо отлично сочетаются белые и кремовые шнурки и хлопковые нити. Занавески или покрывала из кружевного материала придают всей композиции слегка романтический характер. Вот почему помимо узорчатых тканей и белого кружева в бохо великолепны меховые подушки, покрывала и коврики из искусственного меха. Дерево, плетение, водоросли и нити Несмотря на то, что стиль бохо служит нам настоящим эстетическим плавильным котлом, нет недостатка в ссылках на классику дизайна интерьера. Натуральные материалы - это вечные элементы дизайна, которые отлично работают, даже в таком сумасшедшем и нетрадиционном стиле, как бохо. Поэтому здесь не может быть недостатка в древесине, и это лучше всего в сыром варианте - доски с четко обозначенным рисунком дерева или намеренно состаренные будут отлично смотреться. Тем не менее, дерево бохо на этом не заканчивается. Это также плетеная мебель и украшения, которые отлично смотрятся на фоне узорчатых тканей. Дополните его корзинами из морской травы и добавьте хлопковые нити, обвитые техникой макраме, и ваша квартира приобретет оригинальный характер, который отличает стиль бохо. {img} Бохо аксессуары - зеркала, макраме, старая мебель, сувениры из путешествий Стиль бохо, должен вдохновлять и отражать интересы владельца квартиры. Вот почему в оформлении интерьера прекрасно работают старые семейные сувениры, предметы, привезенные из путешествий, и, наконец, такие неприметные украшения, как книги или журналы, которые также можно использовать в оформлении интерьера. В boho можно позволить себе большую свободу и комбинировать элементы декора, которые только на первый взгляд не примыкают друг к другу в мозаике интерьера. У этой внутренней эклектики, есть общий знаменатель - это конечно о материалах, упомянутых выше. Дерево, плетение и морская трава станут идеальным эталоном для украшения в разных стилях. Однако есть такие украшения, которые являются отличительной чертой стиля бохо. Это, например, макраме, то есть цветочные клумбы и настенные украшения, выполненные по специальной технологии плетения хлопковых ниток. Их яркий цвет хорошо сочетается с натуральными эталонами, которых не хватает в бохо. Другим элементом являются бамбуковые подвесные светильники - они не только отлично выглядят, но и когда свет включен, их ажурные оттенки заставляют свет и тень создавать эффективную игру в комнате. К декоративному набору в стиле бохо добавьте зеркала в интересных рамах, фонари, украшенные этническими узорами и коврами. {img} Это очень интересный способ обустройства интерьера, избегающий общих схем оформления. В этом стилистическом безумии можете найти некоторые общие черты с еще одним чрезвычайно модным трендом, а именно, ваби-саби. Несовершенство и эстетика, далекие от совершенства дизайна интерьера, идеально соответствуют стилю бохо, а также тенденции Страны Вишневых Цветов. Стиль художественной богемы может интересно сочетаться с другими стилями интерьера, например, с уже упомянутыми скандинавскими или ретро-стилями, поэтому даже если вы не планируете большую метаморфозу квартиры, boho может стать отличным источником вдохновения для экспериментов по дизайну интерьера.

    Читать далее
  • Зеленые крыши

    08 сентября 2019

    Использование растительности на крыше – идея не новая, однако последние годы такие виды эко-крыш становится все более популярным. Зеленая крыша – это плоская или скатная крыша, покрытая многолетниками, травами или другими растениями. Иногда такие крыши называют еще экологическими. Любой тип зеленый крыши состоит из нескольких слоев: - основание крыши;- пароизоляция;- утеплитель;- гидроизоляция;- защитный слой;- дренажный слой;- фильтрующий слой;- грунт;- непосредственно растения. {img} Хотя зеленые крыши бывают разнообразных форм и типов, но основным различием между ними является глубина и толщина отдельных слоев. Основными же типами зеленых крыш являются: экстенсивные и интенсивные. При создании экстенсивного типа крыши используются мхи, суккуленты, травы и другие многолетники. Использование ветро-, морозо - , засухоустойчивых видов растений уменьшает уровень обслуживания, что делает его наиболее экономичным типом. К тому же, такие растения обеспечивают красочную и привлекательную зеленую крышу, которая естественным образом меняется в течение сезона. Интенсивная же крыша включает в себя создание целого сада на крыше, путем посадки кустарников, деревьев, трав и многолетников. Этот тип крыши является интенсивным из-за видов растений используемых для его создания (они требуют большей глубины слоя почвы). Интенсивные крыши должны выдерживать очень большой вес, и большое количество ирригации. После обустройства такой крыши требуется регулярное обслуживание, полив и подкормка растений. {img} Конечно у всех типов зеленых крыш огромное количество преимуществ: 1. Буфер дождевой воды. Живая крыша поглощает дождевую воду за счет ее буферизации в растениях, субстрате и дренажном слое. Это задерживает сброс дождевой воды в канализацию, что в свою очередь помогает стабилизировать уровень грунтовых вод, уменьшает пиковую нагрузку на канализацию и снижает риск затопления. 2. Очистка воздуха. Растения, которые использованы для создания зеленой крыши, фильтруют тяжелые частицы из воздуха и превращают СО2 в кислород. 3. Снижение температуры окружающей среды. Растения поглощают 50% солнечного света, а отражается 30%, это помогает снизить температуру окружающей среды и создать приятный микроклимат. Это касается и внутренних помещений. В целом при использовании зеленых крыш температура окружающей среды может снизиться на 3 градуса, к тому же снизится и необходимости в кондиционировании воздуха внутри помещений, что снизит потребление электроэнергии. 4. Снижение уровня шума. Зеленая крыша, поглощая звуки, действует как звуковой барьер для вашего дома. 5. Увеличение биоразнообразия. Седумы или другие многолетники, различные травы, деревья, кустарники способствуют поселению птиц, насекомых, а иногда даже мелких животных. Что особенно ценно в городской среде, которая в основном состоит из бетона и асфальта. 6. Естественный огнеупорный слой. Зеленые растения содержат большое количество влаги, и, создавая живую крышу, вы создаете естественный огнеупорный слой над своим домом или офисом. 7. Улучшение самочувствия и повышение работоспособности. Жизнь и работа в зеленой среде положительно влияют на работоспособность и состояние здоровья человека. Зелень снижает стресс и помогает расслабиться. К тому же, зеленый цвет положительно влияет на социальную составляющую. Так, исследования показали, что районы, с большим количеством растений, меньше подвергаются проявлениям вандализма и агрессии. 8. Теплоизоляция. Слои живой крыши, включая и слой с растениями, создает дополнительную теплоизоляцию, что уменьшает потребление газа или электричества. Есть и минусы у живых крыш. В основном, это дороговизна обустройства таких крыш. Кроме того, во время создания зеленых крыш следует четко придерживаться всех правил безопасности и технологии создания. И следует не забывать, что любой тип живой крыши нуждается в регулярном уходе. Конечно, все хотели бы лужайку на крыше дома своего, но к созданию зеленых крыш следует относиться очень серьезно, а работу по обустройству лучше доверить профессионалам.

    Читать далее
  • В Wellton Towers появится стилобат в стиле архитектурной бионики

    Эксклюзивное фасадное решение из инновационного фибробетона и архитектурного бетона разработано архитекторами проектно-технологического института «А-Проект» для стилобата небоскребов Wellton Towers в Хорошево-Мневниках. Здание Wellton Towers станет первым в Москве жилым зданием, в котором будет воплощена современная концепция бионической архитектуры. 

    Пластичная композиция фасада представляет собой арт-объект бионической формы – одного из самых модных современных направлений в архитектуре, отсылающих нас к «миру будущего».

    Понятие «бионика» (от греч. «биос» –– жизнь) появилось в начале ХХ в. В глобальном смысле оно обозначает область научного знания, основанную на открытии и использовании естественных природных форм.

    В архитектуре бионический стиль окончательно сложился уже во второй половине 20 века и ознаменовался интересом к сложным криволинейным формам, возрождением и развитием органической архитектуры начала 20 века.

    Архитектурная бионика сегодня – это инновационный стиль, берущий все самое лучшее от природы: рельефы, контуры, принципы формообразования и взаимодействия с окружающим миром. Во всем мире идеи бионической архитектуры успешно воплощены известными архитекторами: небоскреб-кипарис в Шанхае, Сиднейская опера в Австралии, здание правления NMB Bank – Нидерланды, учебный центр Rolex и музей фруктов – в Японии.
    Среди имен современных зодчих, работающих в направлении архитектурной бионики, выделяются бюро Заха Хадид, Норман Фостер, Сантьяго Калатрава, Николас Гримшоу, Винсент Калебо и другие.

    Здания в стиле бионической архитектуры – это штучные проекты, во всем мире их создают из специальных смесей бетона с применением современных технологий: 3д-сканирования, 3д-печати, роботов. В России фабрике «Фиброль» удалось совместить все эти технологии в одном месте, что позволяет создавать криволинейные поверхности и формы любой сложности. Среди реализованных проектов фабрики – фасад Ледяной пещеры в «Зарядье», входная группа метро «Солнцево», элементы фасадов и ледяной грот в ЖК «Невский» концерна «Крост», беседки, лавочки и малые архитектурные формы в таких проектах как благоустройство Курчатовского института, набережной парка Зарядье, парков и аллей на ВДНХ, в Лианозово и других общественных пространств Москвы.

    Фибробетон состоит из специального стекловолокна и цементных составов, которые могут принимать любые геометрические формы, при твердении обладают особыми прочными свойствами и могут применяться в архитектуре, ландшафтном дизайне для создания самых различных изделий.

    Волнообразный пластичный фасад стилобата Wellton Towers не только придает грацию строгому трио небоскребов, но и подчеркивает реализованный в проекте принцип «вертикального города». Именно в стилобате разместятся рестораны, магазины и другая инфраструктура для жителей, пользоваться которой они смогут, не выходя из здания.

    «Создавая философию городов для людей, Ян Гейл обращал внимание архитекторов на то, как человек воспринимает город – с высоты собственного роста, - рассказывает заместитель Генерального директора концерна «Крост» Андрей Сазонов, - поэтому для развития общественных городских пространств очень важно, чтобы здание на высоте человеческого глаза представляло собой дружелюбную композицию, ориентированную на пешехода и его восприятие города. Благодаря развитию отечественных промышленных технологий в строительстве нам удалось сконцентрировать мировой опыт на платформе фабрики «Фиброль», что позволяет нам воплощать в жизнь самые смелые архитектурные проекты».

    Здание Wellton Towers станет первым в Москве жилым зданием, в котором будет воплощена современная концепция бионической архитектуры. Фасад здания будет виден со стороны улицы Народное Ополчение и проспекта Маршала Жукова. Трио небоскребов – последний реализуемый жилой проект в рамках комплексной реконструкции 75 квартала в районе Хорошево-Мневники, который станет завершающей архитектурной доминантой комплекса. Ранее в квартале были снесены 37 пятиэтажных домов серии К-7, построены жилые кварталы, школы и детские сады, реализовано комплексное благоустройство территории.

    Бионика

    Изучение законов природы привело к пониманию биологических (природных) объектов как эталонов высокой степени целостных, интегрированных систем. Опора на биологические прототипы и законы их функционирования в настоящее время признается одним из направлений научно-технического прогресса.

    Изучение закономерности формообразования организмов для построения по их подобию искусственных объектов обычно однозначно относят к области бионики [новое научное направление конца 50-х годов ХХ ст. Появление этой науки явилось следствием развития кибернетики, биофизики, биохимии, космической биологии, инженерной психологии и др. Симпозиум в Дайтоне (США) в сентябре 1960г. дал название новой науке – бионика (от греческих слов – bios – жизнь и bion – элемент жизни). Лозунг симпозиума: «Живые прототипы – ключ к новой технике» хорошо определяет перспективы развития бионики на многие годы.] В действительности принципы построения биоформ, биоструктур, биофункций с целью их использования при создании технических систем или архитектурных объектов исследует не одна, а несколько биофизических наук. Главное отличие человеческих инженерных конструкций от тех, что создала природа, состоит в невероятной энергоэффективности последних. Совершенствуясь и эволюционируя в течение миллионов лет, живые организмы научились жить, передвигаться и размножаться с использованием минимального количества энергии. Этот феномен основан на уникальном метаболизме животных и на оптимальном обмене энергией между разными формами жизни. Таким образом, заимствуя у природы инженерные решения, можно существенно повысить энергоэффективность современных технологий.

    Природные материалы сверхдешевы и распространены в огромном количестве, а их «качество» значительно лучше тех, что сделанных человеком. Так, материал оленьего рога значительно крепче самых лучших образцов керамического композита, которые удается разработать людям. При этом человек использует достаточно «тупые» энергоемкие процессы для получения тех или иных сверхпрочных веществ, а природа делает их гораздо более интеллектуальными и эффективными способами. Для этого используются окружающие натуральные вещества (сахара, аминокислоты, соли), но с применением «ноу-хау» — оригинальных дизайнерских и инженерных решений, сверхэффективных органических катализаторов, которые во многих случаях пока не доступны пониманию человека. Бионика, в свою очередь, занимается изучением и копированием природных «ноу-хау».

    Дизайн природных конструкций тоже не идет ни в какое сравнение с попытками человека сконструировать что-либо претендующее на природную эффективность. Форма биологического объекта (например, взрослого дерева) обычно создается в результате длительного адаптивного процесса, с учетом многолетнего воздействия как дружественных (например, поддержка со стороны других деревьев в лесу), так и агрессивных факторов. Процессы роста и развития включают интерактивное регулирование на клеточном уровне. Все это в совокупности обеспечивает невероятную прочность изделия на протяжении всего жизненного цикла. Такая адаптивность в процессе формообразования приводит к созданию уникальной адаптивной структуры, называемой в бионике интеллектуальной системой. В то же время нашей промышленности пока недоступны технологии создания интеллектуальных систем, которые взаимодействуют с окружающей средой и могут приспосабливаться, изменяя свои свойства.

    Бионические конечности - Любопытный

    Быстрее? Сильнее? Более могущественный? Бионические тела - и то, на что они могут быть способны - веками захватывали человеческий разум. От неуклюжего Inspector Gadget до почти неразрушимого Терминатора идея использования технологий для создания «лучшего человека» привела к постоянному технологическому прогрессу.

    Термин «бионика» впервые был использован в 1960-х годах. Он сочетает в себе приставку «био», означающую жизнь, с «электроникой».Бионика - это изучение механических систем, которые функционируют как живые организмы или части живых организмов.

    Хотя мир бионики сейчас охватывает почти все части человеческого тела - внешние и внутренние, - здесь мы подробно рассмотрим бионические конечности и то, как развиваются технологии. Чтобы узнать больше о других достижениях в области бионики, следите за обновлениями в следующей главе серии статей Nova о бионике.

    Протезы или протезы используются для замены отсутствующей части тела, которая могла быть потеряна из-за травмы, болезни или врожденного дефекта.Тип протеза, который может использовать человек, зависит от человека, включая причину ампутации или потери конечности, а также расположение отсутствующей конечности.

    Базовые протезы используются с 600 г. до н.э. Деревянные ноги, металлические руки, крючки для рук - хотя эти примитивные заменители возвращали владельцу некоторое подобие движения или функции, они часто были неудобными, трудными в использовании, имели плохую функциональность и были косметически непривлекательными.

    Протез ноги времен Первой мировой войны.Источник изображения: Томас Куайн / Flickr.

    Сегодня исследователи стремятся разработать более легкие, компактные, лучше контролируемые, более реалистичные и доступные варианты. Что отличает новое поколение протезов конечностей, так это их союз с бионическими технологиями, а также то, как они сочетают такие разные области исследований, как электроника, биотехнология, гидравлика, вычислительная техника, медицина, нанотехнологии и протезирование. Технически эта область известна как биомехатроника, прикладная междисциплинарная наука, которая работает для интеграции механических элементов и устройств с биологическими организмами, такими как мышцы, кости и нервная система человека.

    Наружные протезы

    Недавний прогресс в области материаловедения и технологий привел к значительным достижениям в области протезирования конечностей. Хотя заманчиво представить эти конечности как дающие владельцу некое сверхчеловеческое преимущество, на самом деле исследователи в настоящее время просто пытаются воссоздать функциональность и диапазон движений здоровой человеческой конечности.Это сложнее, чем кажется.

    Подумайте - если чешется в носу, почешите его. Но найдите время, чтобы подумать, как вы на самом деле это делаете. Во-первых, вам нужно согнуть локоть, одновременно поднимая предплечье, чтобы оно находилось в правильном положении рядом с носом. Затем вам нужно повернуть предплечье на нужный угол, чтобы палец мог дотянуться до носа, затем вытяните палец и несколько раз двигайте им вверх и вниз при зуде. И все это нужно делать, прикладывая необходимое усилие, чтобы остановить зуд, но не царапая кожу.Как вы понимаете, создание роботизированной конечности, которая бы выполняла все эти задачи плавно, легко и быстро, является довольно сложной задачей.

    Точность и расчет подсознательно лежат в основе многих, казалось бы, простых задач, например, почесать нос. Источник изображения: блог Search Engine People / Flickr.

    Таким образом, если дать пять или подняться по лестнице может показаться не очень сложным занятием, за кулисами (или внутри вашей головы) ваш мозг постоянно работает, чтобы помочь вам выполнять даже самые простые жесты.Нервы, мышцы, синапсы, кора головного мозга - все они должны работать без сбоев, чтобы вы могли выполнять эти задачи.

    Именно это взаимодействие между мыслью, действием и реакцией исследователи всего мира пытались воспроизвести в своих бионических технологиях.

    В настоящее время доступен ряд бионических протезов, которые начинают имитировать некоторые функциональные возможности утраченных конечностей. Другие все еще находятся на стадии исследований и разработок, но демонстрируют большие перспективы.Давайте посмотрим на некоторые из них.

    Миоэлектрические конечности

    Традиционно протезы верхних конечностей питались от тела с использованием кабелей и ремней, прикрепленных к человеку, и полагались на движения тела для управления кабелями, которые управляют протезом конечности. Это может быть физически утомительным, обременительным и неестественным.

    Миоэлектрические конечности получают питание от внешнего источника, используя батарею и электронную систему для управления движением. Каждый протез изготавливается по индивидуальному заказу и прикрепляется к остаточной конечности с помощью аспирационной технологии.

    После того, как устройство было надежно прикреплено, оно использует электронные датчики для обнаружения даже мельчайших следов мышечной, нервной и электрической активности в оставшейся конечности. Эта мышечная активность передается на поверхность кожи, где она усиливается и отправляется на микропроцессоры, которые используют информацию для управления движениями протеза.

    В зависимости от умственных и физических стимулов, предоставляемых пользователем, конечность движется и действует как естественный придаток.Изменяя интенсивность движения существующих функциональных мышц, пользователь может контролировать такие аспекты, как сила, скорость и захват бионической конечности. Если мышечные сигналы не могут использоваться для управления протезом, можно использовать переключатели с качалкой, вытягиванием или сенсорной панелью. Повышенная маневренность достигается за счет добавления датчиков и моторизованных элементов управления, что позволяет пользователям выполнять такие задачи, как использование ключа для открытия двери или извлечение карт из бумажника.

    Одной из особенностей этой технологии является функция «autograsp», которая автоматически регулирует натяжение, когда обнаруживает изменение обстоятельств (например, удерживание стакана, который затем наполняется водой).Дополнительным преимуществом миоэлектрической конечности является то, что, как и традиционные устройства с питанием от тела, ее можно сделать так, чтобы она имитировала внешний вид естественной конечности.

    Недостатки этой технологии заключаются в том, что аккумулятор и двигатель внутри нее делают ее тяжелой, дорогостоящей и есть небольшая временная задержка между отправкой команды пользователем и компьютером, обрабатывающим эту команду и превращающим ее в действие.

    Остеоинтеграция

    Другой бионический прорыв в конечностях известен как «остеоинтеграция» (OI).Произведено от греческого «остеон», что означает кость, и латинского «интеграре», что означает «собирать единое целое», процесс включает создание прямого контакта между живой костью и поверхностью синтетического имплантата, часто на основе титана.

    Процедура была впервые проведена в 1994 году с использованием скелетно интегрированного титанового имплантата, соединенного через отверстие (стому) в остаточной конечности с внешним протезом конечности. Прямое соединение между протезом и костью имеет ряд преимуществ:

    1. Обеспечивает большую стабильность и управляемость, а также может снизить количество потребляемой энергии.
    2. Не требует всасывания для подвески, что делает ее проще и удобнее для пользователя.
    3. Опора возвращается к бедренной кости, тазобедренному суставу, большеберцовой кости или другой кости, что снижает вероятность дегенерации и атрофии, которые могут сопровождать традиционные протезы.

    Обычно процедура требует двух операций. Первый включает в себя введение титановых имплантатов в кость и, часто, обширную ревизию мягких тканей.Второй этап, примерно через шесть-восемь недель, включает доработку стомы и прикрепление оборудования, которое соединяет имплантат с внешним протезом ноги. Постепенно кости и мышцы начинают расти вокруг имплантированного титана на конце кости, создавая функциональную бионическую ногу. Внешний протез легко прикрепляется и снимается с опора в течение нескольких секунд. Недавно австралийский хирург доцент Мунджед Аль Мудерис смог выполнить операцию за одну операцию.

    Поскольку протез прикрепляется непосредственно к кости, он имеет больший диапазон движений, контроля и, в некоторых случаях, позволяет пользователям различать тактильные различия между поверхностями (например, ковром и плиткой) посредством остеопортинга.

    Кристаллы монетита (CaHPO 4 ) можно использовать с титаном, чтобы сделать его более совместимым с телом. Источник изображения: Wellcome Images / Flickr.

    Тренировка, укрепление и реабилитация походки - все это важные части до и после хирургической процедуры.Многие из тех, кто получил новую технологию, поднялись и начали ходить самостоятельно в течение нескольких недель после операции и смогли восстановить большую часть своего качества жизни.

    Постоянным развитием в области OI является внедрение продуктов, в которых используется пористая металлическая конструкция, например, титановая пена. Традиционные конструкции OI, предназначенные для бедренной кости, не были успешными при применении к большеберцовой кости, поскольку структура проксимальной большеберцовой кости очень губчатая. Однако с развитием технологии пены титана применение OI теперь распространилось на транстибиальных ампутантов.Адъюнкт-профессор Аль Мудерис является пионером в создании имплантата из вспененной поверхности, напечатанного на 3D-принтере, который успешно используется у пациентов с ампутированными конечностями. Эти напечатанные на 3D-принтере металлические пены могут способствовать и способствовать инфильтрации кости, а также формированию и росту сосудистых систем в определенной области. Таким образом, пористая металлическая пена, напоминающая кости, позволяет остеобласт деятельность, чтобы начать.

    Получатели процедуры OI говорят, что это почти похоже на настоящую вещь. Недостатки этого типа протезов в том, что они дороги (обычно более 80 000 австралийских долларов) и не подходят для многих типов людей с ампутированными конечностями.

    Бионические конечности, контролируемые разумом

    Следующим шагом вперед в технологии бионических конечностей стало появление бионических конечностей, управляемых разумом. Это протезы, которые можно интегрировать с тканями тела, в том числе с нервной системой. Они очень продвинуты, способны реагировать на команды центральной нервной системы и, следовательно, более точно воспроизводить нормальные движения и функции, а также мгновенно запускать желаемое движение с меньшим «временем задержки».В настоящее время на стадии исследований и разработок находится несколько различных процедур и технологий.

    Протез руки, управляемый разумом. Источник изображения: ВМС США / Flickr.

    Нацеленная реиннервация мышц

    Операция, называемая целевой реиннервацией мышц, использует нервы, оставшиеся после ампутации, и те же импульсы от мозга, которые когда-то контролировали плоть и кровь, для управления протезом. В ходе операции нервы, которые контролируют суставы отсутствующей части конечности, повторно прикрепляются к мышечной ткани остаточной конечности, чтобы обеспечить более естественный мыслительный процесс и управлять протезом так же, как миоэлектрический контроль.Фактически, мозговые импульсы связаны с компьютером в протезе, который управляет двигателями для движения конечности.

    В 2014 году Les Baugh, человек с двусторонней разобщением плеча (через сустав) с ампутированной конечностью, впервые смог использовать эту технологию для работы с двумя протезами верхних конечностей. Работая с исследователями из Университета Джона Хопкинса, он смог поднимать чашки и выполнять различные задачи каждой рукой, что стало результатом процедуры, которая могла изменить способ мышления, разработки и использования протезов конечностей.

    Видео: Ампутанты вошли в историю с модульными протезами конечностей (Лаборатория прикладной физики JHU / YouTube). Посмотреть подробности и стенограмму.

    Процедура включала множество этапов в течение многих месяцев:

    1. Лесу была проведена целенаправленная операция по реиннервации мышц - процедура, при которой переназначаются нервы, которые когда-то контролировали руку и кисть. Переназначив существующие нервы, Лес получил возможность управлять своими протезами, просто думая о действии, которое он хотел, чтобы они выполняли.
    2. После выздоровления Лес прошел обучение по системе распознавания образов, которая составляет ключевую часть технологии. Алгоритмы распознавания образов используются для идентификации отдельных мышц, того, как они сокращаются, общаются и работают друг с другом, а также их амплитуды и частоты. Эта информация затем используется для создания реальных движений протеза.
    3. Ортез был изготовлен на заказ для туловища и плеч Леса. Это устройство поддерживает протезы конечностей, а также создает неврологические связи с реиннервируемыми мышцами.
    4. Лес прошел дополнительное обучение по системе конечностей с использованием виртуальной среды интеграции.
    5. Наконец, конечности были прикреплены к скобе, и Лес смог начать применять свои тренировки на практике, перемещая различные объекты.

    Исследователи были удивлены скоростью, с которой Лес мог управлять технологией, особенно его способностью контролировать диапазон движений обеих рук одновременно - впервые для одновременного бимануального управления.

    Я думаю, мы только начинаем ... Перед нами просто огромный потенциал, и мы только начали двигаться по этому пути. И я думаю, что следующие пять-десять лет принесут феноменальный прогресс. Revolutionizing Prosthetics Главный исследователь, Майкл Маклафлин

    У некоторых пациентов, перенесших эту процедуру, был также неожиданный эффект: они не только могли двигать своей новой конечностью, но и могли ощущать с ее помощью некоторые ощущения.

    Технология имплантированного миоэлектрического сенсора

    Руки - не единственная часть тела, в которой используются усовершенствованные технологии. Исследователи из Исландии создали управляемый разумом протез ноги, в котором используется технология имплантированного миоэлектрического датчика (IMES). При этом датчики имплантируются непосредственно в мышцы конечностей пациента, но, в отличие от реиннервации нервов, нет необходимости пересаживать нервную ткань из одной части тела в другую. Имплантация технологии IMES относительно легка и проста - требуется всего 15 минут операции, когда каждый датчик вводится в ткань через надрезы длиной всего 1 сантиметр.После установки датчики не нужно заменять, если они не повреждены.

    Торвальдур Ингварссон, хирург, который завершил операцию, описал процесс: «Технология позволяет пользователю работать с протезом более интуитивно и интегрированно ... Им больше не нужно думать о своих движениях, потому что их бессознательные рефлексы автоматически преобразуются. в миоэлектрические импульсы, управляющие их бионическим протезом ».

    Участник исследования Гудмундур Олафссон сказал: «Как только я встал на ноги, мне потребовалось около 10 минут, чтобы взять это под контроль.Я мог встать и просто уйти ... Это было похоже на то, что я двигал этим мышцами, никто не делал этого, нога не делала этого, я делал это, так что это было действительно странно и подавляюще. '

    Самое интересное в технологии IMES заключается в том, что она может быть относительно простой в установке (не требует сложной хирургической операции), хорошо работает в «реальных» сценариях и может работать в течение длительного периода времени.

    Бионическая нога, управляемая разумом. Источник изображения: Army Medicine / Flickr.

    Сделав еще один шаг вперед, в 2015 году исследователи из Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) объявили, что они дали парализованному человеку возможность ощущать физические ощущения с помощью протезной руки робота, провода которой были напрямую подключены к его мозгу. Когда ему завязали глаза, мужчина смог успешно определить, когда к каким пальцам его протезной руки прикасались, а когда.

    Мы завершили схему ... Протезы конечностей, которыми можно управлять с помощью мыслей, выглядят очень многообещающе, но без обратной связи от сигналов, возвращающихся в мозг, может быть трудно достичь уровня контроля, необходимого для выполнения точных движений.Путем передачи осязания от механической руки непосредственно к мозгу, эта работа показывает потенциал для бесшовного биотехнологического восстановления почти естественных функций. Менеджер программы DARPA, Джастин Санчес

    Как все это работает? Набор электродов был клинически имплантирован в сенсорную кору головного мозга человека - область мозга, отвечающую за определение тактильных ощущений, таких как давление и текстура. Команда также разместила массивы на моторной коре добровольца, части мозга, которая управляет движениями тела.Провода от этих массивов были подключены извне к механической руке, что давало добровольцу возможность контролировать движения руки. Однако, что наиболее важно, рука содержала сложные датчики крутящего момента, которые могли определять различные уровни давления, преобразовывая эти ощущения в электрические сигналы. Затем эти сигналы направлялись обратно в матрицы в мозгу добровольца, стимулируя сенсорные нейроны в головном мозге и позволяя пациенту «почувствовать» ощущения и ощущения каждого пальца.

    Эта технология еще не поступила в продажу, но предлагает большой потенциал для будущих разработок.

    Благодаря таким достижениям эти протезы стали более практичными и интуитивно понятными, но даже самые современные протезы еще не могут полностью воспроизвести функциональность естественных конечностей.

    Косметические улучшения

    Появление 3D-печати и компьютерного дизайна помогает создавать конечности, которые идеально подходят для пользователя и со временем должны стать более доступными.

    Хотя многие из новых видов бионики выглядят как что-то из научно-фантастического фильма, исследователям также удается создавать варианты, которые выглядят более реалистично, чем когда-либо прежде. Теперь можно создавать протезы анатомически правильной формы, которые отражают форму пользователя, и могут включать такие детали, как точный цвет кожи, веснушки, родинки, волосы, вены, татуировки, отпечатки пальцев и ногти. Эти реалистичные творения могут быть изготовлены из ПВХ или ряда силиконов и покрывать протезы конечности с использованием различных методов, таких как адгезия, эластичная кожа, отсасывание, подгонка формы или кожный рукав.Для многих людей с ампутированными конечностями очень важно иметь конечность, которая не привлекает нежелательного внимания.

    Протез руки (правая рука человека), внешне напоминающий его настоящую (левую) руку. Источник изображения: WBUR Boston News Station NPR / Flickr.

    Вывод

    Что делает нас людьми? Это наши тела? Наш мозг? Наши эмоции? Или что-то более нематериальное? Достижения в области бионики человека могут в конечном итоге потребовать от нас переосмысления наших представлений о том, что значит быть человеком, поскольку границы между человеком и машиной становятся все более размытыми.

    Тем не менее, несмотря на желание представить будущее кибернетических улучшений, в настоящее время бионические конечности остаются в основном медицинскими устройствами, предназначенными для восстановления функций и обеспечения людей, потерявших конечности, более высоким качеством жизни. Бионика может выглядеть впечатляюще футуристичной, но она еще не в состоянии полностью воспроизвести сложность, диапазон движений и функциональность нормальной человеческой конечности.

    Биологическое понимание механического дизайна

    Когда люди сталкиваются с инженерной проблемой, они часто черпают руководство и вдохновение из мира природы (1).В процессе эволюции организмы экспериментировали с формой и функциями в течение как минимум 3 миллиардов лет до первых манипуляций человека с камнем, костью и рогами. Хотя мы не можем точно знать, в какой степени биологические модели вдохновляли наших ранних предков, более свежие примеры биомиметических конструкций хорошо задокументированы. Например, птицы и летучие мыши сыграли центральную роль в одном из наиболее триумфальных достижений человеческой инженерии - строительстве самолета. В 16 веке Леонардо да Винчи делал наброски для планеров и машущих машин, основываясь на своем анатомическом исследовании птиц.Более 300 лет спустя Отто Лилиенталь построил и пилотировал планеры, которые также были созданы по образцу птиц (2). К сожалению, Лилиенталь умер в одном из своих творений, отчасти потому, что ему не удалось решить сложную проблему, для которой животные в конечном итоге предоставили еще одно важное понимание: как управлять и маневрировать. Механизм деформации крыла, который позволил Орвиллу и Уилбуру Райтам направить свой самолет мимо камер и попасть в учебники истории, как говорят, был основан на наблюдении за канюками, парящими рядом с их домом в Огайо (3).

    Возможно, неудивительно, что первые авиационные инженеры были вдохновлены природой, учитывая, что разрыв в производительности был настолько большим и очевидным. Поскольку птицы умеют летать, а мы - нет, только самый безрассудный или высокомерный человек мог бы спроектировать летательный аппарат без каких-либо ссылок на естественные аналоги. Однако большинство инженерных проектов успешно реализуются без каких-либо явных ссылок на природу, в значительной степени потому, что естественные аналоги не существуют для большинства механических устройств. Придется искать повсюду натуральный аналог тостера.Тем не менее, в последние годы, похоже, растет интерес со стороны инженеров к заимствованию концепций дизайна у Nature. Дисциплина выросла до такой степени, что книги, статьи, конференции и университетские программы с пометкой Bionics или Biomimetics стали довольно распространенными. К сожалению, для многих американцев первый термин вызывает в воображении образы Человека за шесть миллионов долларов , использующего ноги с ядерным двигателем, чтобы обогнать плохих парней на Porsche. Такие голливудские образы ироничны, потому что мечта многих инженеров-механиков - наделить робота конечностями и органами чувств, такими же элегантными, как у человека, а не наделить людей такими грубыми структурами, как те, что есть у роботов.Как и в случае с аэродинамикой, биомиметические подходы привлекательны для робототехников, потому что разрыв в производительности между механическими устройствами и их естественными аналогами очень велик.

    Одна из причин растущего интереса к Bionics заключается в том, что методы производства намного сложнее, чем раньше. Благодаря нововведениям в материаловедении, электротехнике, химии и молекулярной генетике можно планировать и конструировать сложные структуры на молекулярном или близком к молекулярному уровне.Примеры включают бакиболлы, нанотрубки и множество микроэлектромеханических устройств (MEM), созданных с использованием технологий, заимствованных из индустрии кремниевых чипов. Сами интегральные схемы играют роль в проектах Bionics , направленных на создание интеллектуальных материалов или имитацию движения, поведения и познания животных. Короче говоря, биологические структуры сложны, и мы только сейчас начинаем владеть достаточно сложным набором инструментов, чтобы имитировать характерные черты этой сложности.

    Другая причина растущей популярности Bionics заключается просто в том, что мы знаем гораздо больше о том, как работают растения и животные, чем раньше. Ошеломляющий успех биологии, применяемой на клеточном и субклеточном уровнях, затмил многие существенные достижения в наших знаниях о процессах, которые действуют на более высоких уровнях биологической сложности. Взяв примеры из исследований передвижения животных, биологи теперь понимают, как ящерицы-василиски ходят по воде (4), как пингвины минимизируют сопротивление (5) и как насекомым удается оставаться в воздухе (6, 7) - явления, которые до недавнего времени были плохо изучены. понял.Решение таких головоломок не влияет на мир науки, как, скажем, секвенирование генома человека. Однако они выявляют конкретные взаимосвязи между структурой и функцией и, как таковые, могут оказывать помощь инженерам, столкнувшимся с аналогичными проблемами. Области биологии, которые используют принципы структурной инженерии и механики жидкостей для построения взаимосвязей между структурой и функцией, - это Функциональная морфология или Биомеханика (8). Эти дисциплины особенно полезны для инженеров Bionics , потому что поведение и характеристики природных структур можно охарактеризовать с помощью методов и единиц, которые непосредственно применимы к механическим аналогам. Биомеханика вряд ли новый; Галилей использовал физические принципы, чтобы объяснить, почему кости конечностей крупных млекопитающих пропорционально толще по сравнению с костями мелких млекопитающих. В своей классической книге On Growth and Form Дарси Томсон использовал физические законы для объяснения паттернов развития различных растений и животных. В последние годы, однако, Biomechanics становится все более изощренным, чему способствует ряд методов, включая рентгеновскую кинематографию, атомно-силовую микроскопию, высокоскоростное видео, сономикрометрию, велосиметрию с изображением частиц и анализ методом конечных элементов.

    Один из уроков биомеханических исследований состоит в том, что основные черты биологической структуры могут полностью находиться в пределах ее статической морфологии. Ряд успешных биомиметических разработок основывается на продуманной морфологии биологических материалов. Простой и хорошо известный пример - липучка, изобретенная Джорджем де Местралем, который был вдохновлен часами, потраченными впустую на удаление заусенцев с шерсти своей собаки после прогулок по швейцарской деревне. Он разработал взаимодополняющие поверхности крючков и петель, которые с тех пор скрепляют манжеты наших курток.

    Еще один пример умной морфологии - лист лотоса. Хотя они живут над мутной водой и не могут активно ухаживать за собой, листья лотоса остаются нетронутыми и очищенными от грязи. Самоочищающаяся способность листьев лотоса является результатом крошечных покрытых воском выпуклостей на их поверхности (9). Когда вода падает на лист, она не растекается и не смачивает поверхность, как на гладких листьях большинства растений, а образует крошечные бусинки на неровной поверхности, которые собирают пыль и грязь по мере их скатывания.Теперь доступна марка красок (Lotusan, ISPO), в которой используется запатентованный «Lotus-Effekt» для очистки вашего дома во время дождя.

    Как и многие быстро плавающие морские организмы, акулы платят большие метаболические затраты, чтобы преодолеть сопротивление поверхности своего тела. Чешуя некоторых акул имеет крошечные гребни, идущие параллельно продольной оси тела. Рифленая поверхность тела снижает сопротивление за счет своего воздействия на пограничный слой (10). Покрытия Riblet, смоделированные по образцу кожи акулы, уменьшили расход топлива Airbus 320 при размещении над крыльями и фюзеляжем.

    Как показывают приведенные выше примеры, инженеры и дизайнеры могут имитировать и использовать биологические структуры при условии, что возможно изготовить искусственный материал с точностью, необходимой для получения желаемого эффекта. В случае синтетической кожи акулы, как только инженеры определили правильную геометрию канавки, было относительно легко формовать пластиковые листы, воспроизводящие узор. Краски для дома, имитирующие листья лотоса, предположительно с добавлением материала, имитирующего шероховатую поверхность листьев.

    Но имитировать биологические структуры не всегда легко. Уловка при выводе на рынок липучки заключалась не в том, чтобы понять, как работает заусенец, а в том, как изготавливать и массово производить поверхности пуха и крючка. Пример, который хорошо иллюстрирует грубость наших методов микротехнологии, - это паучий шелк. Шелк - это белки, секретируемые специализированными железами, обнаруженными у многих групп членистоногих. Более 4000 лет назад китайцы одомашнили моль Bombyx mori , основной источник текстильного шелка.Хотя качество шелка моли было достаточно высоким, чтобы служить питанием для самого старого межконтинентального торгового пути в мировой истории, его свойства бледнеют по сравнению с шелком пауков (11). Пауки делают множество разных видов шелка для различных функций, но большинство исследований сосредоточено на драглайне, который отдельные пауки используют для подъема и опускания своего тела. Этот шелк может растягиваться и растягиваться на 30% без разрывов; он прочнее лучших металлических сплавов или синтетических полимеров. Идея веревок, парашютов и пуленепробиваемых жилетов, сплетенных из паучьего шелка, подтолкнула к поискам генов, кодирующих белки шелка.Знать последовательность генов, состав белков и третичную структуру шелка - это одно; совсем другое дело его изготовление. Большая часть того, что делает шелк, - это сложные конструкции водопровода и сопел, которые пауки используют для преобразования белка в его функциональную форму. Простая экспрессия протеинов шелка в клеточных линиях или массовый химический синтез протеинов шелка недостаточны для создания элегантных волокон.

    Пример паучьего шелка иллюстрирует одно из самых завидных свойств биологических систем: способность создавать структуры в мелком масштабе.Хотя строительные блоки из кости, хряща, кутикулы, слизи и шелка могут быть относительно простыми, они устроены довольно сложным образом. Такая геометрическая сложность возможна, потому что производство, отложение и секреция биологических материалов регулируются на клеточном и субклеточном уровне. Хорошим примером такой структурной сложности является экзоскелет насекомых (12, 13). Кутикула, окружающая насекомое, состоит из одного топологически непрерывного слоя, состоящего из белков, липидов и полисахарида хитина.Перед каждой линькой кутикула секретируется нижележащим слоем эпителиальных клеток. Сложные взаимодействия генов и сигнальных молекул пространственно регулируют точный состав, плотность и ориентацию белков и молекул хитина во время образования кутикулы. Временное регулирование синтеза и отложения белка позволяет создавать сложные слоистые кутикулы, которые демонстрируют прочность композитных материалов.

    Результатом такой точной пространственной и временной регуляции является сложный экзоскелет, который тегматизирован в функциональные зоны.Конечности состоят из жестких, жестких трубок из молекулярной фанеры, соединенных сложными соединениями из твердых соединений, разделенных резиновой мембраной. Самым сложным примером сустава членистоногих является шарнир крыла, морфологический центр летного поведения (14). Шарнир состоит из сложного взаимосвязанного клубка из пяти жестких склеротизированных элементов, встроенных в более тонкую и эластичную кутикулу и окаймленных толстыми боковыми стенками грудной клетки. У большинства насекомых мышцы, приводящие в движение крылья, не прикреплены к шарниру.Вместо этого летательные мышцы вызывают небольшие напряжения в стенках грудной клетки, которые затем усиливаются шарниром в большие колебания крыла. Небольшие управляющие мышцы, прикрепленные непосредственно к шарниру, позволяют насекомому изменять движение крыльев во время маневров рулевого управления (15). Хотя свойства материала элементов внутри шарнира действительно замечательны, именно сложность конструкции, а также свойства материала наделяют шарнир крыла его удивительными характеристиками.

    Иногда не фактическая морфология наделяет биологическую структуру ее функциональными свойствами, а интеллект, с которым она используется.Интеллект не обязательно подразумевает познание; он может просто отражать способность использовать структуру эффективным и гибким образом. Хотя большинство биологических структур не разумны по человеческим стандартам, они, тем не менее, превосходят большинство кирпичей и двутавровых балок. Хороший пример - крыло насекомого. Инженеры и биологи долго пытались объяснить, как шмель (или любое другое насекомое) остается в воздухе, взмахивая крыльями. Традиционная стационарная аэродинамическая теория основана на жестких крыльях, движущихся с постоянной скоростью.Такая теория не может объяснить силу, необходимую для удержания насекомого в воздухе. Решение этого парадокса заключается не во внутренних свойствах крыльев , , а в том, как насекомые их используют. Махая крыльями вперед и назад, насекомые используют неустойчивые механизмы, которые создают силы, превышающие те, которые возможны в стационарных условиях (6, 7). Несколько исследовательских групп активно пытаются сконструировать миниатюрные летательные аппараты по образцу насекомых.Их задача - не просто воспроизвести крыло насекомого, но и создать механизм, который так же эффективно взмахивает им.

    Интеллектуальные структуры не всегда работают одинаково; они адаптируются к местным функциональным требованиям. Даже самые простые растения и животные чувствуют свой мир, интегрируют информацию и действуют соответственно. Механизмы управления с обратной связью - чрезвычайно важные функции, которые наделяют организмы гибкостью и устойчивостью. Даже растения, у которых отсутствует нервная система, тем не менее могут отрастать листья и ветви к свету, корни к воде или пространственно регулировать рост, чтобы минимизировать механическое напряжение.Функции биологических структур невозможно полностью понять или точно воспроизвести без учета этой сложной динамической обратной связи. Из всех свойств биологических объектов (за исключением, возможно, самовоспроизведения) именно их интеллект и гибкость, возможно, труднее всего воспроизвести в искусственном устройстве.

    Следующее десятилетие должно быть захватывающим для области Bionics . Подобно тому, как биологи открывают структурные и физиологические механизмы, лежащие в основе функциональных свойств растений и животных, инженеры начинают разрабатывать набор инструментов для изготовления, достаточно сложный, чтобы уловить их характерные особенности.По мере того, как разрыв в производительности между биологическими структурами и нашими механическими аналогами сокращается, инженеры могут почувствовать все больший стимул искать и перенимать концепции дизайна от Nature. Хотя устройства, которые они создают, на первый взгляд могут показаться инопланетными, их происхождение в органическом мире может сделать их странными.

    Бионика - обзор | ScienceDirect Topics

    Пространственная динамика планктона с уравнениями адвекции – диффузии – реакции

    [22] - это общее физико-биологическое модельное уравнение, используемое для описания взаимодействия между физическим перемешиванием и биологией.

    [22] ∂C∂t + ∇⋅ (υaC) −∇⋅ (K∇C) = «биологические термины»

    C ( x , y , z , t ) равно концентрация биологической переменной, которая представляет собой функциональную группу (фитопланктон, микрозоопланктон или зоопланктон), вид или стадию развития или размерный класс (в этом случае количество уравнений будет равно количеству стадий или размерных классов) в позиции x , y , z в момент времени t .Концентрация может быть выражена как количество организмов или биомасса организмов на единицу объема. υa (ua, υa, wa) представляет адвективные скорости жидкости в направлениях x , y , z . K x , K y , K z - коэффициенты диффузии в направлениях x , y , z . ∇ = (∂ / ∂x, ∂ / ∂y, ∂ / ∂z) - оператор Лапласа.

    В левой части [22] первый член - это локальное изменение C , второй член - это адвекция, вызванная водными потоками, а третий член - это член диффузии или перераспределения.В правой части [22] есть биологические термины, которые представляют источники и приемники биологической переменной в положении x , y , z как функцию времени.

    Биологические термины могут включать или не включать компонент скорости (плавание организмов, миграции, опускание,…), а сложность биологического представления может варьироваться от дисперсии единицы (концентрация когорты) до подробной динамики популяции. . В последнее время для различных районов океана были разработаны физико-биологические модели разного уровня сложности.

    Биологические модели могут быть сконфигурированы как компартментные модели экосистемы в смешанном слое верхнего слоя океана, где фито-, микрозоопланктон и мезозоопланктон представлены одной переменной. В расширенных случаях модель учитывает несколько классов размеров фито-, микрозоо- и зоопланктона. Такие типы экосистемных моделей были объединены с одномерными физическими и встроены в двухмерную и трехмерную циркуляцию.

    Исследования распределения популяции планктона в регионах, где планктон может быть агрегирован (e.g., области апвеллинга и нисходящего потока, ленгмюровские циркуляции, водовороты) могут быть выполнены с популяциями, описываемыми уравнениями типа Маккендрика – фон Фестера в сочетании с двухмерными или трехмерными гидродинамическими моделями.

    В 1982 году Вроблевски представил наглядный пример с поэтапно-структурированной моделью популяции Calanus marshallae , вида веслоногих, встроенных в систему циркуляции, имитирующую апвеллинг у побережья Орегона. При моделировании динамики основное внимание уделялось взаимодействию между простой вертикальной миграцией и морским наземным переносом.

    Зональное распределение категорий стадий жизни C i из C . marshallae над континентальным шельфом Орегона был смоделирован двумерным ( x , z , t ) [23], где w b i - скорость вертикального плавания i -я ступень, предположительно синусоидальная функция времени: wbi = wsisin (2πt), причем w s i максимальная скорость вертикальной миграции i -й ступени.

    [23] ∂Ci (x, z, t) ∂t + ∂ [ua (x, z, t) Ci (x, z, t)] ∂x + ∂ [wa (x, z, t) Ci (x , z, t)] ∂z − ∂∂x [K (x, t) ∂Ci (x, z, t) ∂x] −∂∂z [K (z, t) ∂Ci (x, z, t ) ∂z] = популяционная динамика + ∂ [wbi (x, z, t) Ci (x, z, t)] ∂z

    Модель популяционной динамики представлена ​​в [17] - [20].

    Зона апвеллинга простиралась на 50 км от берега до глубины 50 м и была разделена на сетку с шагом 2,5 м по глубине и 1 км по горизонтали. Автор использовал конечно-разностную схему с шагом по времени 1 час, что не выходило за пределы расчетной устойчивости (рисунок 5).

    Рис. 5. Модель Calanus marshallae в зоне апвеллинга Орегона. На рисунке показано смоделированное зональное распределение яиц (A), науплиев (B) и ранних копеподитов (C) в полдень 15 августа. Концентрации каждой стадии выражены в виде доли от общей популяции (все стадии m -3 ). (Воспроизведено с разрешения Wroblewski JS, 1982 г. Взаимодействие течений и вертикальной миграции при сохранении Calanus marshallae в зоне апвеллинга в Орегоне - моделирование. Deep Sea Research 29: 665–686.

    Нанобионика: влияние нанотехнологий на имплантируемые медицинские бионические устройства

    Связь любого бионического устройства может быть найдена на границе раздела электрод-клетка. Общая эффективность определяется нашей способностью передавать электронную информацию через этот интерфейс. Наноструктура, сообщаемая электродам, играет критическую роль в управлении каскадом событий, который определяет состав и структуру этого интерфейса.В отношении обычно используемых проводников: металлов, углерода и органических проводящих полимеров в последние годы появился ряд подходов, которые способствуют контролю над структурой в нанодомене, а последующие исследования выявили критическую зависимость между наноструктурой и поведением ячеек. Поскольку мы продолжаем развивать наше понимание того, как создавать и характеризовать электроматериалы в нанодомене, ожидается, что это окажет глубокое влияние на разработку бионических устройств следующего поколения. В этом обзоре мы сосредоточимся на достижениях в создании наноструктурированных электродов, которые открывают новые возможности в области медицинской бионики.Мы также вкратце оцениваем взаимодействие живых клеток с наноструктурированными электроматериалами, а также выделяем новые инструменты, используемые для нанофабрикации и нанохарактеризации интерфейса электрод-клетка.

    У вас есть доступ к этой статье

    Подождите, пока мы загрузим ваш контент... Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

    Ekso Bionics сообщает результаты за второй квартал 2021 года

    Ричмонд, Калифорния, 29 июля 2021 года (GLOBE NEWSWIRE) - Ekso Bionics Holdings, Inc.(Nasdaq: EKSO) («Компания»), лидер отрасли в области технологий экзоскелетов для медицинского и промышленного использования, сегодня представила финансовые результаты за три месяца, закончившихся 30 июня 2021 года.

    Последние основные результаты и достижения

    • Зарегистрированная выручка во втором квартале 2021 года составила 2,2 миллиона долларов

    • Достигнутая валовая прибыль примерно 58% во втором квартале 2021 года

    • Всего зарезервировано 20 единиц EksoNR во втором квартале 2021 года, включая 11 единиц подписки по всему миру

    • Расширенное партнерство с Kindred Healthcare в рамках бизнес-подразделения долгосрочной неотложной помощи с заказом на несколько отделений

    • Сильная денежная позиция в размере 45 долларов США.9 миллионов по состоянию на 30 июня 2021 г.

    «Мы довольны реализацией нашей коммерческой стратегии во втором квартале, поскольку мы продолжали набирать обороты с ведущими операторами стационарной реабилитации, в результате чего было оформлено несколько заказов EksoNR на несколько единиц», сказал Джек Пейрах, президент и главный исполнительный директор Ekso Bionics. «По мере того, как мы приближаемся ко второй половине года, мы по-прежнему сосредоточены на наращивании темпов продаж, способствуя более быстрому внедрению EksoNR с помощью нашей новой модели подписки.Промышленная сторона нашего бизнеса обеспечила стабильный рост заказов во втором квартале, и наша коммерческая команда сосредоточена на повышении осведомленности о наших инновационных продуктах EVO и EksoZeroG в нескольких новых рыночных вертикалях ».

    Финансовые результаты за второй квартал 2021 года

    Выручка составила 2,2 миллиона долларов США за квартал, закончившийся 30 июня 2021 года, по сравнению с 2,3 миллиона долларов США за тот же период 2020 года. Выручка во втором квартале 2021 года включала примерно 1,9 миллиона долларов в выручку EksoHealth и примерно $ 0.3 миллиона продаж EksoWorks. Снижение выручки в первую очередь связано с изменением стратегической направленности Компании на привлечение клиентов через модель подписки. Доходы от подписки отсрочиваются и признаются в течение срока действия контракта, обычно более 12 месяцев.

    Валовая прибыль за квартал, закончившийся 30 июня 2021 года, составила 1,3 миллиона долларов, что на 3% больше по сравнению с тем же периодом 2020 года. Валовая прибыль составила примерно 58% во втором квартале 2021 года по сравнению с валовой прибылью в 56% для тот же период в 2020 году.Общее увеличение валовой прибыли произошло в первую очередь за счет увеличения маржи EksoWorks, вызванного снижением стоимости жилета EVO по сравнению с предыдущим поколением, а также сокращением соглашений о сотрудничестве, которые обычно имеют более низкую валовую прибыль, в общей структуре доходов.

    История продолжается

    Расходы на продажи и маркетинг за квартал, закончившийся 30 июня 2021 года, составили 1,8 млн долларов США, что на 0,1 млн долларов США больше по сравнению с тем же периодом 2020 года. Увеличение произошло в основном за счет увеличения общей маркетинговой деятельности.

    Расходы на исследования и разработки за квартал, закончившийся 30 июня 2021 г., составили 0,7 млн ​​долларов США, что примерно на 0,3 млн долларов США больше по сравнению с тем же периодом 2020 года, в основном за счет инвестиций в разработку новых продуктов.

    Общие и административные расходы за квартал, закончившийся 30 июня 2021 года, составили 2,1 млн долларов США по сравнению с 1,9 млн долларов США за тот же период 2020 года, увеличившись на 0,2 млн долларов США. Увеличение произошло в основном за счет увеличения численности сотрудников и расходов на компенсацию, что было частично компенсировано сокращением внешних юридических расходов.

    Прибыль по обязательствам по варрантам за квартал, закончившийся 30 июня 2021 года, составила 0,9 млн долларов США в связи с переоценкой варрантов, выпущенных в 2019, 2020 и 2021 годах, по сравнению с убытком в размере 8,6 млн долларов США из-за переоценки варрантов, выпущенных в 2015, 2019 и 2020, за тот же период 2020 года.

    Чистый убыток держателей обыкновенных акций за квартал, закончившийся 30 июня 2021 года, составил 1,3 миллиона долларов США, или 0,10 доллара США на базовую акцию и 0,11 доллара США на разводненную акцию, по сравнению с чистым убытком в размере 11,8 миллиона долларов США, или 1 доллар США. .88 на базовую и разводненную акцию за тот же период 2020 года.

    Шесть месяцев, закончившихся 30 июня 2021 года

    Выручка за шесть месяцев, закончившихся 30 июня 2021 года, составила 4,1 миллиона долларов США, включая примерно 3,6 миллиона долларов дохода EksoHealth и Продажи EksoWorks составили 0,5 млн долларов США по сравнению с 3,7 млн ​​долларов США за тот же период 2020 года. Увеличение выручки произошло в основном за счет увеличения объема продаж EksoHealth за счет улучшения условий ведения бизнеса после воздействия пандемии COVID-19.

    Валовая прибыль за шесть месяцев, закончившихся 30 июня 2021 года, составила примерно 2,5 миллиона долларов США, что представляет собой валовую прибыль примерно 61%, по сравнению с валовой прибылью в размере 1,9 миллиона долларов США за тот же период в 2020 году, представляющей валовую прибыль в размере 51%. Увеличение валовой прибыли в первую очередь связано с улучшением маржи EksoWorks, обусловленным более низкими производственными затратами на EVO по сравнению с жилетом предыдущего поколения и сокращением совместных соглашений в общей структуре доходов.

    Расходы на продажи и маркетинг за шесть месяцев, закончившихся 30 июня 2021 г., составили 3 доллара США.6 миллионов долларов по сравнению с 4,2 миллиона долларов за тот же период 2020 года, что примерно на 0,7 миллиона долларов меньше. Снижение произошло в основном из-за снижения расходов на персонал в результате ранее реализованных Компанией инициатив по сокращению затрат.

    Расходы на исследования и разработки за шесть месяцев, закончившихся 30 июня 2021 г., составили 1,3 млн долларов США по сравнению с 1,2 млн долларов США за тот же период 2020 года, что на 0,1 млн долларов США больше, в основном за счет инвестиций в разработку новых продуктов. Увеличение было частично компенсировано снижением расходов на оплату труда сотрудников в результате вышеупомянутых инициатив по сокращению затрат.

    Общие и административные расходы за шесть месяцев, закончившихся 30 июня 2021 года, составили 4,1 млн долларов США, не изменились по сравнению с тем же периодом 2020 года.

    Прибыль по обязательствам по варрантам за первые шесть месяцев, закончившихся 30 июня 2021 года, составила 0,9 млн долларов США в связи с переоценкой варрантов, выпущенных в 2019, 2020 и 2021 годах, по сравнению с убытком в размере 6,1 миллиона долларов, связанным с переоценкой варрантов, выпущенных в 2015, 2019 и 2020 годах.

    Чистый убыток, применимый к держателям обыкновенных акций за шесть месяцев, закончившихся 30 июня 2021 года, составил 4 доллара.9 миллионов долларов, или 0,42 доллара на базовую акцию и 0,44 доллара на разводненную акцию, по сравнению с чистым убытком в 14,3 миллиона долларов, или 2,37 доллара на базовую и разводненную акцию, за тот же период в 2020 году.

    Наличные денежные средства на 30 июня 2021 года составляли 45,9 миллиона долларов. по сравнению с 12,9 млн долларов США на 31 декабря 2020 года. В феврале 2021 года Компания привлекла валовую выручку в размере 40 млн долларов США в результате открытого публичного размещения акций по цене 10,25 доллара США за акцию.

    Конференц-связь

    Руководство проведет конференц-связь сегодня, начиная с 13:30.м. ПТ / 16:30 ET для обсуждения финансовых результатов компании и последних событий в бизнесе.

    Прямая трансляция мероприятия будет доступна в разделе «Инвесторам» на веб-сайте Компании www.eksobionics.com или по щелчку здесь. Инвесторы, заинтересованные в прослушивании конференц-связи, могут сделать это, набрав 877-407-3036 для внутренних абонентов или 201-378-4919 для международных.

    Повтор звонка будет доступен в течение двух недель по телефону 877-660-6853 для внутренних абонентов или 201-612-7415 для международных абонентов, используя идентификатор конференции: 13720543.Интернет-конференция также будет доступна на веб-сайте Компании в течение одного месяца после завершения телефонного разговора.

    О компании Ekso Bionics ®

    Ekso Bionics ® - ведущий разработчик решений для экзоскелета, которые расширяют человеческий потенциал, поддерживая или повышая силу, выносливость и мобильность в медицинских и промышленных приложениях. Основанная в 2005 году, компания продолжает наращивать свой передовой опыт в разработке одних из самых передовых и инновационных носимых роботов, доступных на рынке.Ekso Bionics - единственная компания, выпускающая экзоскелеты, которая предлагает различные технологии: от помощи парализованным людям встать и ходить до улучшения человеческих способностей на рабочих местах по всему миру. Штаб-квартира Ekso Bionics находится в районе залива Сан-Франциско, и ее акции котируются на фондовой бирже Nasdaq под символом «EKSO». Для получения дополнительной информации посетите: www.eksobionics.com или подпишитесь на @EksoBionics в Twitter.

    Заявления прогнозного характера

    Любые заявления, содержащиеся в этом пресс-релизе, которые не описывают исторические факты, могут представлять собой заявления прогнозного характера.Заявления прогнозного характера могут включать, без ограничения, заявления относительно планов, целей и ожиданий руководства в отношении коммерческой стратегии Компании и будущих доходов или других финансовых результатов, а также предположений, лежащих в основе или относящихся к вышеизложенному. Такие прогнозные заявления не предназначены для прогнозирования или гарантии фактических результатов, показателей, событий или обстоятельств и не могут быть реализованы, поскольку они основаны на текущих прогнозах, планах, целях, убеждениях, ожиданиях, оценках и предположениях Компании и подлежат ряд рисков, неопределенностей и других факторов влияния, многие из которых Компания не может контролировать.Фактические результаты и сроки определенных событий и обстоятельств могут существенно отличаться от описанных в прогнозных заявлениях в результате этих рисков и неопределенностей. Факторы, которые могут повлиять или способствовать неточности прогнозных заявлений или привести к тому, что фактические результаты будут существенно отличаться от ожидаемых или желаемых результатов, могут включать, помимо прочего, изменения, возникшие в результате завершения Компанией своей финансовой отчетности за три месяца и по состоянию на эти три месяца. закончившийся 30 июня 2021 г., информация или новые изменения в фактах или обстоятельствах, которые могут произойти до подачи Ежеквартального отчета Компании по форме 10-Q за три месяца, закончившихся 30 июня 2021 г., которые должны быть включены в такой отчет, неспособность Компании получить адекватное финансирование для финансирования деятельности Компании и необходимое для развития или совершенствования технологий Компании, значительный период времени и ресурсов, связанных с разработкой продуктов Компании, неспособность Компании добиться широкого признания продуктов Компании рынком , неспособность продаж и маркетинговых усилий Компании или ее партнеров на рынке сбыта продукции Компании. по сути, неблагоприятные результаты будущих клинических исследований медицинских изделий Компании, неспособность Компании получить или поддерживать патентную защиту для технологии Компании, неспособность Компании получить или поддержать разрешение регулирующих органов на продажу медицинских устройств Компании, отсутствие диверсификации продуктов, существующей или растущей конкуренции, сбоев в цепочке поставок Компании из-за вспышки вируса COVID-19 и неспособности Компании реализовать бизнес-планы или стратегии Компании.Эти и другие факторы идентифицированы и описаны более подробно в документах Компании в Комиссию по ценным бумагам и биржам. Чтобы узнать больше об Ekso Bionics, посетите веб-сайт Компании по адресу www.eksobionics.com или посетите страницу Компании в Твиттере по адресу @EksoBionics. Компания не обязуется обновлять эти прогнозные заявления.

    Контактное лицо:
    Дэвид Кэри
    212-867-1768
    [email protected]

    30 июня,

    9044

    9045

    904 46 6

    9045

    9044 9449 944 9449 9043 9

    9044

    9045

    Ekso Bionics Holdings, Inc.

    (в тысячах, кроме номинальной стоимости)

    30 июня,

    2021

    2020

    Активы

    Денежные средства

    $

    45,938

    $

    12,862

    4

    3,224

    Запасы, нетто

    1,953

    1,978

    03

    356

    Итого оборотные активы

    51,295

    18,420

    , нетто

    90 498

    1,172

    Активы в форме права пользования

    456

    685

    320

    Итого активы

    долларов США

    52,973

    20,597647

    9044

    Краткосрочные обязательства:

    Кредиторская задолженность

    3

    45

    45

    Начисленные обязательства

    1,317

    1,429

    Отложенная выручка, текущая

    Векселя к оплате, текущие

    -

    -

    Обязательства по аренде, краткосрочные

    48

    Итого краткосрочные обязательства

    4,681

    4,974

    Отложенная выручка

    45 9044

    9044

    47

    Векселя к оплате, нетто

    1,991

    3,075

    Обязательства по аренде

    03

    03

    Обязательства по варрантам

    4,626

    6,037

    Прочие долгосрочные обязательства

    9044 9044

    9044 9044

    Итого обязательства

    12,877

    16,163

    Собственный капитал:

    0

    39 90 446

    8

    Добавочный оплаченный капитал

    244,636

    204,376

    204,376

    204,376

    (507

    )

    (847

    )

    Накопленный дефицит

    3

    (204,046

    )

    Итого собственный капитал

    40,096

    4,434

    Собственные средства

    Собственные средства

    52 973

    90 4 45 9 0446

    $

    20597

    45

    9044 9044 9044 9044 9044

    )

    (329

    )

    (329

    ) заем

    90 446

    3

    9045

    )

    11

    904 46 2

    9044

    9044

    Ekso Bionics Holding

    Сокращенная консолидированная операционная отчетность

    (в тысячах, кроме количества акций)

    Три месяца, закончившиеся 30 июня,

    Шесть месяцев, окончившиеся 30 июня,

    9044

    2020

    2021

    2020

    2,211

    $

    2,264

    $

    4,121

    $

    9044 9044 9044

    919

    1,005

    1,594

    1,835

    3

    9045

    9045

    9045

    9044

    2,527

    1,896

    1 904 904
    маркетинг

    1,787

    1,712

    3,580

    4,232

    452

    1,312

    1,163

    Общие и административные

    2,144

    2,144

    2,144

    2,144

    4,130

    Реструктуризация

    -

    244

    -

    9044 9044

    9044 операционные расходы

    4,640

    4,351

    9,014

    9,769

    9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 Убыток от операций

    (3,348

    )

    (3,092

    )

    (6,487

    0)

    (6,487

    0)

    (6,487

    0) 9448 )

    Прочие доходы (расходы), нетто:

    (27

    ) 900 03

    (38

    )

    (53

    )

    (90

    убыток)

    возврат гарантийные обязательства

    875

    (8,574

    )

    886

    9044

    -

    (329

    )

    -

    (329

    (329

    1,099

    -

    1,099

    -

    Прочие доходы (расходы), нетто

    128

    )

    46

    Итого прочие доходы (расходы), нетто

    2,075

    (6,428

    )

    $

    (11,767

    )

    долл. США

    (4,943

    )

    долл. США

    Чистый убыток на акцию, базовый

    $

    (0.10

    )

    $

    (1.88

    )

    $

    (0,42

    )

    )

    Чистый убыток на акцию, разводненный

    )

    долл. США

    (1,88

    )

    (0,44

    ) 2,3 (0,44

    )

    )

    Средневзвешенное количество обыкновенных акций3

    акций3

    Количество штук обыкновенных

    непогашенные запасы, разводненные

    12,737

    6,261

    Матрица проектирования: Бионика: Таксономия бионических систем

    На основе Определение предмета и метода бионики, автор В.И. БельКевич, Е.Ю. Vende, 10845 CSO: 4120-S.

    1. Аналоговые синтетические бионические системы
    Бионические системы, построенные на основе гибридного использования биологических или технических принципов.

    1.1 Технические системы, основанные на биологических принципах или использующие их
    1.1.1 Корпуса лодок, имитирующие покров (кожную оболочку) дофины.
    1.1.2 Носовая часть корабля имеет каналы для уменьшения ударопрочности, как у КИТ.
    1.1.3 Электронные аналоги нейрона
    1.1.4 (или 2.1.2.4) Биологически активные химические процессы в качестве катализаторов используются вещества ферментного типа.
    1.1.5 Прямое преобразование химической энергии в механическую энергию с помощью высокая эффективность
    1.1.5.1 Искусственная мышца
    1.1.6 Прямое преобразование химического вещества в электрическую энергию
    1.1.6.1 Электрическая рыба
    1.1.6.1.1 Угри
    1.1.6.1.2 Gymnotus Electricus
    1.2 Биологические системы, основанные на технических принципах или использующие их
    1.2.1 Крокодилы, использующие гладкие камни в качестве балласта
    1.2.2 Распознавание человеком любого явления на основе осознанные физические и технические законы

    2. Состав синтетических бионических систем
    Бионические системы, построенные на основе совместного использования отдельных биологических или технических элементов или подсистем.

    2.1 Технические системы с биологическими элементами или подсистемами
    2.1.1 Биологическая система является дополнительным или дополнительным элементом к техническая система. (Техническая система в основном выполняет функцию автоматически, но его работа требует периодической поддержки со стороны биологического организма.)
    2.1.1.1 Человек-автомат
    2.1.1.1.1 Крупномасштабные системы связи, в которых есть люди необходим для обслуживания.
    2.1.2 Биологическая система является органически интегрированным элементом техническая система
    2.1.2.1 Электроэнергетические системы с использованием бактерий
    2.1.2.2 Устройства для питания электронной системы за счет мышечная или тепловая энергия живого организма.
    2.1.2.3 Переработка сахара в спирт с использованием дрожжей
    2.1.2.4 (или 1.1.4) Биологически активные химические процессы в качестве катализаторов используются вещества ферментного типа.
    2.1.3 Биологическая система - это элемент управления в технической системе. (Биологический элемент является необходимым звеном управления для обеспечения функция технической системы. Этот класс бионических система действительно является подклассом 2.1.2, но из-за важности элементов управления, рассматривается как отдельный класс - как минимум теперь).
    2.1.3.1 Человек за рулем автомобиля
    2.1.3.2 Голуби, используемые в качестве ориентира для ракет и кораблей, e.г., Ной найти землю
    2.2 Биологические системы с техническими элементами или подсистемами
    2.2.1 Техническая подсистема - дополнительный или дополнительный элемент к биологической системе (Биологическая система в основном выполняет свою функцию автоматически но его работа требует периодической поддержки технического элемента.)
    2.2.1.1 Человек в очках
    2.2.2 Техническая система - это неотъемлемый элемент биологической система.(Биологическая система не может реализовать свою функцию без участие технических элементов.)
    2.2.2.1 Функциональное протезирование человека
    2.2.3 Техническая система - это элемент управления биологической системой. (Технический элемент является необходимым звеном управления для обеспечения функция биологической системы. Это можно рассматривать как подкласс из 2.2.2.)
    2.2.3.1 Биологический объект / стимуляторы
    2.2.3.1.1 Медицинские стимуляторы
    2.2.3.1.1.1 Стимуляторы сердца
    2.2.3.1.1.1.1 Кардиостимуляторы
    2.2.3.1.1.2 Стимуляторы желудка
    2.2.3.1.1.3 Стимуляторы кишечника
    2.2.3.1.1.4 Стимуляторы мочевого пузыря
    2.2.4 Техническая подсистема управления биологической системой на основе по закону, предписанному биологической системой (Этот класс на самом деле является подклассом 2.2.3. Это рассматривается как отдельный класс, потому что это аналог синтетического , а также синтетическая бионическая система . То есть это техническая подсистема в биологической системе, но он также построен на принципах биологическая система.)
    2.2.4.1 Система пациента / автомат для поддержания заданного уровня наркоз
    2.2.4.2 Система гибернации типа HAL для исследования дальнего космоса?

    Отчеты об исследованиях рынка, бизнес-консалтинг и аналитика

    Введение в отчеты о размере сельскохозяйственного рынка, прогнозах и стратегии роста

    Сельское хозяйство является старейшей известной отраслью в мире и отвечает за развитие отраслей по обе стороны своей производственно-сбытовой цепочки по мере улучшения мировой торговли.Помимо того, что это самая старая отрасль, это еще и самая сложная отрасль из-за серьезных проблем, таких как рост населения и уменьшение размеров пахотных земель во всем мире. Продовольственная безопасность была, есть и будет одной из важнейших проблем в мире. Это, в сочетании с различиями в политике и изменениями во всем мире, делает еще более интересными исследования в этой области, чтобы измерить влияние различных макроэкономических переменных на спрос и предложение ингредиентов и продукции в этой отрасли.Мы в IndustryARC думаем, что этой отрасли потребуется максимальное количество инноваций во всех отраслях, чтобы выдержать масштабные задачи.

    Тенденции и изменения

    За последние пару лет в мировом сельскохозяйственном секторе произошли значительные изменения. По данным ФАО и ОЭСР, сельскохозяйственное производство, вероятно, будет иметь медленный рост или увеличение на 1,5% в год в следующие десять лет по сравнению с ростом в 2,1%, зарегистрированным в период с 2003 по 2012 год в год.Этот медленный рост связан с ростом затрат на производство, увеличением нехватки ресурсов, а также ростом давления со стороны окружающей среды.

    По мнению экспертов, сельскохозяйственный сектор все больше определяется рынком, а не политикой. Это предоставляет развивающимся странам расширенные возможности для инвестиций в сектор и получения экономических выгод. Однако эксперты также считают, что сокращение объемов производства и нарушения в торговле, а также неустойчивость цен являются одними из проблем, связанных с глобальной продовольственной безопасностью.

    Таким образом, глобальный сельскохозяйственный сектор находится в прекрасном будущем, учитывая высокий и растущий спрос, высокие цены на продукты питания, а также рост и расширение торговли. Эксперты также считают, что Китай окажет серьезное влияние на мировой сельскохозяйственный сценарий.

    Важность исследования рынка

    Надлежащие и точные исследования рынка могут быть чрезвычайно полезны для сельскохозяйственного сектора, будь то предприятия по производству пищевых продуктов, а также компании и поставщики пищевой промышленности.Отчеты о маркетинговых исследованиях могут помочь им проанализировать свои требования, а также важные элементы, необходимые для управления их бизнесом. Это может помочь политикам и экспертам разработать хорошо продуманный план дальнейшего расширения сектора. Маркетинговые исследования помогают оценить прибыльность, поведение потребителей и выявить продукты питания, которые необходимо производить в изобилии. Поскольку сельское хозяйство является отраслью, требующей больших затрат, люди, которые занимаются им, постоянно получают сырье для необходимых ресурсов из различных специальных химикатов и экстрактов на биологической основе.Здесь представлено большое количество заинтересованных сторон, задействованных на разных этапах цепочки создания стоимости, и исследования в этих областях помогут им в их бизнесе.

    Он также помогает анализировать модели покупки, спроса и продажи продуктов питания. Сельскохозяйственные компании могут найти ответы на вопросы, например, что люди покупают и где они покупают продукты питания. Короче говоря, исследование может предоставить покупателям информацию о рынке сельскохозяйственных продуктов питания и целевых покупателях.

    Решения

    Рост спроса на сельскохозяйственную продукцию можно объяснить ростом доходов и спроса со стороны людей в городских районах. Мы можем предоставить широкий спектр решений для сельскохозяйственных и пищевых компаний. Предлагая им информацию и решения, касающиеся техники ведения сельского хозяйства, техники, решений по контролю качества, решений для распределения, решений для хранения и складирования, а также решений в области логистики и производства, у нас есть правильное решение для каждой проблемы, связанной с сельским хозяйством.Мы также проводим исследования и анализ для сельскохозяйственных компаний, которые могут пригодиться при решении производственных и производственных проблем.

    Логические оценки

    Несмотря на то, что численность населения растет и зарегистрирован резкий рост доходов населения, сельскохозяйственный сектор будет расти и дальше.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *