جزوه درس انسان، طبيعت معماري – مهندس سعید امیدی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد پرند – بخش دوم

ـ بيونيك

گسترش علم، درخت دانش انساني را پربارتر كرده است. صد سال پيش، مباحث ترموديناميك، نور الكتريسيته با هم، تمامي علم فيزيك را تشكيل ميدادند. اما در حال حاضر، هيچكس ادعا نميكند كه هم چيز را دربارهي نور ميداند. زمان ما زمان متخصصان است، و رشتهي كار هر متخصص مرتباً محدودتر ميشود.

يك پژوهشگر با خواص آلياژهاي معيني از فولاد آشنايي دارد؛ پژوهشگر ديگر متخصص آواي حشرات است، ولي چون اين رشته بسيار پر دامنه است احتمالاً او فقط ميتواند متخصص آواي تيرهاي از حشرات بشود. سومين متخصص ميتواند دربارهي يك تركيب پيچيدهي شيميايي ساعتها صحبت كند. بنابراين اگر ادعاكنيم كه متخصص واقعي آينده همه چيز را دربارهي هيچ ميداند، اغراق نگفتهايم.

در طرف مقابل كسي كه ميخواهد دربارهي همه چيز بداند يا دست كم دربارهي بسياري از موضوعها اطلاعاتي كسب كند از هر موضوع فقط يك دانش سطحي خواهد داشت. از يك سو، متخصصي داريم كه همه چيز دربارهي هيچ ميداند و از سوي ديگر با شخصي روبرو هستيم كه تحصيلات او عمومي بوده است و از هر چيزي دقيقاً هيچ نميداند. شايد براي رهايي از اين تنگنا بتوان راهي يافت و خوشبختانه چنين راهي نيز وجود دارد. بهترين متخصص به كسي ميگويند كه هنگام روبهرو شدن با « نظام تخصصي افراطي » نگران ميشود و احساس ميكند كه حرفهي محدود شدهاش او را تحت فشار قرار داده است. او ميداند كه هر چيز، جزئي از يك طرح بزرگتر است. اما عدهي موضوعها ( رشتهها ) با چنان مقياس نجومي فزوني يافته است كه يك مغز به تنهايي قادر به دريافت همهي آنها نيست. پيشرفت واقعي فقط از يك ديد تركيبي به وجود ميآيد. اختراع از پيوند دادن عوامل مختلفي به وجود ميآيد كه قبلاً با هم ارتباطي نداشتند، و بايد پيش از ارتباط دادنشان به وجود اين عوامل پي برد.

پيدايش علوم رابط به نيمهي دوم قرن بيستم مربوط ميشود و براي آيندهي علوم به طور كلي از اهميت فوقالعادي برخوردار است. در حوزهي علم رابط، از برخورد انديشهها شرايط صحيح به وجود ميآيد، كه موجب پيشرفت كار ميگردد. مطالعاتي كه از نظرهاي به ظاهر گوناگون ـ كه در واقع به هم نزديكاند ـ آغاز ميشوند، با هم تلاقي مي كنند و افكار تازهاي را بر ميانگيزند. بسياري از اين افكار سودمند نخواهند بود، اما يك يا دو تاي آنها امكانات گستردهاي را به دست ميدهند و بيترديد بر همكاري همه جانبه صححه خواهند گذارد.

اين مفهوم براي دانشمندان قرن نوزدهم تصور نادري بوده است. علم فيزيك هيچگونه نقطهي تماسي با علوم زيستيشناسي نداشت. اما امروز ميبينيم كه موجودات زنده نوع ويژ‍هاي از ماشيناند كه مكانيسمهاي معين و پيچيدهاي در آنها به كار رفته است و بايد با گرد هم آيي زيستشناسان و مهندسان در كانون يك علم رابط به بسياري از چيزها دست يافت، چه در آنجاست كه آنها ميتوانند دربارهي مسائل مربوط به خود به بحث پردازند، و اين هدف علم جديد بيونيك است.

تشابه واژهي بيونيك و بيولو‍ژي ( زيست شناسي ) بلافاصله انسان را متوجه ارتباط اين علم با موجودات زنده ميكند. اين وا‍ژه نخستين بار توسط سرگرد جك اي. استيل ( Jack E. Steele ) افسر هنگ هوانوردي نيروي هوايي امريكا به كار برده شد.

هدف از ابداع نام بيونيك شناساندن آن به عنوان علم جديد بود. سرگرد استيل تعريف بسيار واضحي از بيونيك كرده است: بيونيك علم سيستمهايي است كه شالودهي آنها سيستمهاي زندهاند، يا خصوصيتهاي سيستمهاي زنده را دارند، يا به سيستمهاي زنده ميمانند. با اين تعريف به نظر ميآيد كه بيونيك علم جامع و وسيعي است و براي روشن شدن موضوع بايد ردبارهي آن به حد كافي صحبت كرد و مثالهاي گوناگون آورد.

در ابتدا بيونيك اصولاً مربوط به كاربردهاي علمي بود و ماشينهايي را بررسي ميكرد كه كار آنها بر پايهي سيستمهاي زنده بود. از اين رو تعريف خلاصهتري براي آن پيدا شد: بيونيك عبارت است از هنر به كار گرفتن دانش سيتمهاي زنده براي حل مسائل فني.

از اين تعريف چنين بر ميآيد كه بيونيك هميشه بال ما بوده است و بسياري از ژ‍وهشگران ژيش از آنكه بيونيك به اين نام معروف شود آن را به كار ميگرفتهاند. انسان همواره براي الهام گرفتن، به جهان زندهي پيرامونش نگريسته است. پرواز پرندگان هزاران سال رؤياآفرين و الهامبخش طرحهاي بيشماري از ماشينهاي پرنده بوده است. يكي از بهترين طرحهاي شناخته شده از لئوناردو داوينچي ( 1452-1519 ) است. او فقط يك نقاش، مخترع يا مهندس هيدروليك و مكانيك نبود: در يادداشتهاي سال 1505 اين دانشمند خلاق، طرحي از يك ماشين پرنده بر اساس ساختمان بدن يك خفاش رسم شده است. داوينچي نشان داد كه طرح ماشين پرنده بايد براساس ساختمان بدن خفاش باشد و نه چيز ديگر. استدلالهايش اين بود كه خفاش داراي بال كاملاً پوشيدهاي است كه هوا نميتواند از آن عبور كند، استخوان بندي اصلي بال جانور را پوستي پرده مانند پوشانده است و آنرا تقويت ميكند در حالي كه بالهاي پردار پرندگان، هوا را از خود عبور ميدهند و به استخوانها و عضلههاي بزرگ نياز دارند.

jozve4

بين طرح ماشين پرنده ي لئوناردو داوينچي و روباه پرنده (نوع خفاش بزرگ كه حركت بسيار سريع دارد) شباهت بسيار وجود دارد. به درستي نميدانيم كه آيا فكر ماشين پرندهي لئوناردو داوينچي به عمل درآمده است يا نه، اما ميدانيم كه او يك چيز مهم را فراموش كرده بود: موتور سبك و نيرومندي كه بتواند بالها را به حركت درآورد . لئوناردو فقط روي انر‍ژي عضلاني انسان حساب كرده بود ولي اين براي هدف مورد نظر كافي نبود. حدود چهارصد سال بعد اولين ماشين پرنده ساخته شد. طراح اين ماشين شخصي به نام كلمان آدر ( Clemant Ader ) بود كه در طرح ماشين پرندهي اختراعي خود از همان خفاش الهام گرفت. آدر استخوانبندي يك روباه پرنده را با دقت اندازه گرفت و آن را روي مقياس بزرگتري با تكههايي از چوب خيزران ساخت. بعد اين استخوانبندي يك روباه پرنده را با دقت اندازه گرفت و آن را روي مقياس بزرگتري با تكههايي از چب خيزران ساخت. بعد اين استخوانبندي رابا پارچهي ابريشمي نازكي شبيه پوست پرده مانند خفاش پوشاند. آدر بر ماجراجويان پيش از خود برتري داشت، زيرا از يك موتور بخاري سبك داراي قدرت كافي استفاده كرده بود كه ميتوانست در برابر هر كيلوگرم وزن خود قدرتي مساوي يك سوم اسب بخار توليد كند. آدر به جاي اينكه بالها را به حركت درآورد از ملخ استفاده كرد. ساختن ملخ از شاهپرهاي حقيقي نشان ميدهد كه او با چه دقت و مهارتي از طبيعت تقليد كرده است. اين مخترع به سال 1890 پرواز موفقيت آميزي با ماشين پرندهاش انجام داد و تا ارتفاع پانزده متري پرواز كرد، اما بعدها در موقع ساختن ماشين نيرومندتر، يعني هواپيما، وضع مالياش رو به وخامت نهاد. اين هواپيما هنوز در موزهي آكادمي هنرهاي دستي پاريس نگهداري ميشود.

اگر چه انسان از مشاهدهي پرندگان براي بار نخست به فكر پرواز افتاد و ماشين پرندهاي كه به سال 1890 بر اساس حركت خفاش طرح شد مفيد و قابل استفاده مينمود، ولي اين طرح امروز بسيار قديمي به نظر ميآيد و مشاهدات جانور شناسان در مورد پرندگان براي مهندسي كه هواپيماي ماوراي صوت امروزي را طرح ميكند، چندان به درد نميخورد. يعني ميتوان گفت كه از بيونيك در اين رشتهي خاص كاري ساخته نيست، اما خوشبختانه زمينههاي ديگري وجود دارند كه بيونيك در مشكل گشايي آنها ميتواند بسيار مؤثر باشد.

امروزه الهام از طبيعت و تقليد مستقيم از آن، به طوري كه از مثالهاي زير بر ميآيد، هنوز هم سودمند است. دولفين ظاهراً با نيروي عضلاني كن ميتواند به سرعت در آب دريا حركت كند. توضيحي كه در اين مورد ميتوان داد اين است كه آب به نرمي در امتداد بدن دولفين عبور ميكند. در عوض ، قايقي كه با سرعت زياد حركت ميكند در طول بدنهاش جريان پر تلاطمي به وجود ميآورد. اين جران پر تلاطم، مقاومت فزايندهاي در برابر حركت قايق توليد ميكند و در نتيجه براي جلو رفتن آن به انرژي بيشتري نياز خواهد بود. راز دولفين در اين است ك پوست بدنش دولايه است: لايهي نازك بيروني شديداً ارتجاع است، لايهي ضخيم دروني شبيه به يك رشتهي لولهي پر شده از مادهي اسفنجي است. تلاطم هميشه با افزايش فشار همراه است. اگر الگويي از يك جريان پر تلاطم در اطراف بدن دولفين تشكيل شود، اثر كلي اين تلاطم هرگز محسوس نخواهد بود. پوست قابل ارتجاع بيروني، فشار را به لايهي اسفنجي و تراكمپذير دروني، كه مانند كمك فنر عمل ميكندف منتقل ميسازد؛ به طوري كه جريان پرتلاطم پيش از آنكه فرصتي براي پيشروي پيدا كند از بين ميرود. امروز براي ساختن زير درياييها سعي ميكنند جدار آنها را مانند پوست دولفين بسازند تا از تلاطم آب كاسته شود و زير دريايي بتواند با يك توان ثابت موتور، به سرعت زيادتري دست يابد.

سادهترين راه بهرهبرداري از طرحهاي طبيعي چنانكه در مورد دولفين گفته شد، تقليد صادقانه از مدل زنده است. اما اين فقط قسمت اول تعريف بيونيك است: بيونيك علم سيستمهاي است كه كار آنها از سيستمهاي زنده تقليد شده است. ما نبايد دو قسمت ديگر تعريف را فراموش كنيم: بيونيك علم سيستمهايي است كه خصوصيتهاي ويژهي سيستمهاي زنده را دارند، و علم سيستمهايي ايت كه به سيستمهاي زنده ميمانند.

ولي تقليد جزء به جزء از طبيعت اگر ناممكن نباشد معمولاً كار سادهاي نيست. ماشين پرندهي آدر از خفاش الهام گرفته شده بود، اما كپيهاي دقيق از مكانيسم اصلي نبود. آدر انديشمندي بزرگ بود و پيش از آنكه تلاش و ثروتش را صرف ساختن ماشين پرنده كند، مدت زمان درازي دربارهي نحوهي پرواز پرندگان مطالعه كرد.و او پي برد كه هيچ راهي براي به حركت درآوردن بالهاي ماشين وجود ندارد؛ همچنانكه ديگران هم در اين راه كوشيده و شكست خورده بودند. او همچنين فهميد كه تغيير مقياس از خفاش به ماشين، در جايي كه فاصلهي دو انتهاي بالهاي ستردهي خفاش حدود نيممتر و فاصلهي بين دو انتهاي بالهاي ماشين چهارده متر بود، احتياج به روش توليدي ديگري داشت، و به همين منظور ملخ را جانشين بالهاي متحرك كرد. بيونيك بايد همين راه را دنبال كند. مسئلهي اصلي اين نيست كه عيناً تمام جزئيات مدل اصلي كپيه شود، بلكه ابتدا بايد به اصول كار هر چيزي در طبيعت پي برد و سپس از اين شناخت و آگاهي براي طراحي و ساختن چيزهاي ديگر استفاده كرد. اين تنها راه واقعي تقليد از طبيعت است.

بيوديزاين و معماري بيونيک:

در كنار ويژگيهاي انتزاعي معماري قرن حاصر، گروهي از معماران به فرمهاي طبيعي گرايش يافتند ولي اين توجه ديگر جنبه مذهبي و آرماني نداشت بلكه تنها گرايشي شخصي و فطري به زيبايي فرمهاي طبيعي بود.

بيوديزاين هنري ترين جنبه كاربرد علم بيونيك در دنياي معماري و شهرسازي و طراحي صنعتي است. آنتوني گائودي معماري اسپانيايي در اوايل قرن بيستم و لوئيجي كولاني طراخ آلماني – ايتاليايي در اواخر قرن بيستم گام هاي مؤثري در زمينه بيوديزاين و شناسايي بهتر آن به دنياي معماري و شهرسازي و صنعت برداشتند .

آنتونيوگائودي به دليل استفاده از تركيبات متنوع اشكال سه بعدي داراي پيچ و خم هاي ملايم،‌معروف است. او دنياي بينظير ميسازد و شكلهايش مديون فرمهاي موجود در طبيعت است. پايه چرخهاي طراحي شده به وسيله گائودي بيشتر شبيه پاهاي تاشونده يك حيوان هستند تا پايه يك وسيله مكانيكي.

نگرش گائودي نسبت به طبيعت به وسيله خود او به خوبي تبيين ميشود:

«‌انسان خلق نميمند بلكه كشف ميكند. بدين معني كه جون همه جيز در اشكال طبيع پنهان است،‌هنرمند تنها ميبايد به درون آن رفته، آن را كشف كند». همچنين او ميگويد:‌« همه جزئيات توليد چيزها در كتاب طبيعت مندرج است». در واقع كارهاي گائودي با تعجب و تحسين نسبت به غناي طبيعت همراه است.

در بسياري از كارهاي ملهم از طبيعت گائودي ميتوانيم از : ستونهاي شبيه تنه درخت نارگيل، برجهاي تصفيه هواي روي بان كه شبيه پياز به نظر ميرسند، برجهايي كه شبيه درختان كهنسال سوزني برگ ‌و يا صدفهاي مخروطي هستند.

كولاني ميگويد كه هيچ خط مستقيمي در دنيا وجود ندارد، همه چيز در دنيا از پيچ و خمهايي ساخته شده و ذاتاً با خطوط مستقيم بيگانه است.

يكي از معماران معروف كه در زمينه استفاده از اشكال ملهم از طبيعت به عنوان پيشرو و آغازگر بود« ادواردوكاتالانو» ميباشد. علاقه او فقط محدود به طراحي خالص در معماري نيست بلكه به پژوهش در روشهاي جديد ساختمان سازي تا طراحي و اجراي بدنههايي با سازههاي پوستهاي، معاري صنعتي، معماري دريايي و شهرسازي وسعت مييابد.

او نشان داد چگونه با استفاده از قوس به فرم سهمي، افكار رويايي و با شكوه يك معمار ميتواند به واقعيت بپيوندد. اولين كسي كه كيفيت معماري و سازهاي چنين بدنهاي را درك كرد آنتونيو گائودي معمار اسپانيايي بود كه در اثر مشهود خود « ساگرادافاميليا» در شهر بارسلون سازهاي با نقش شش ضلع ساخت كه سقف آن با پوستهاي مواجه به ضخامت 4 سانتيمتر پوشيده ميشد.

يكي از جالبترين نمونههاي معماري با استاده از فرمهاي طبيعي، ساختمان « كلاساميلا» يا عمارت آپارتماني بزرگي در شهر بارسلون است كه توسط آنتوني گائودي (1926 – 1852) طرح ريزي شده است.

چنانكه مشاهده ميشود در طرح اين بنا به طرزي جنون آميز از ايجاد هرگونه سطح مستقيم،‌خط راست و قرنيه سازي، اجتناب شده است. تا جايي كه به نظر ميآيد خانه با روشي پيش بيني نشده از مادهاي خميري وقالب ريزي شده به وجود آمده است،‌هر چند ماده ساختماني مورد استفاده در نما، سنگ تراش خورده است. پنجرهها كه در خميدگيهايي ملايم قاب شدهاند پيكرههاي هنري مورد را پيشگويي ميكنند. « كاساميلا» زاده سر سپردگي تعصب آميز فردي استثنايي به آرمان « پيروي از صورت طبيعي» بود و طبعاً به هيچ وجه نميتوانست مورد تقليد ديگر معماران قرار گيرد و در جهان معماري نشو و نما يابد. اين طبيعت گرايي تخيلي گائودي در ديگر بناهاي ساخته شده توسط او نيز ديده ميشود . گائودي در تزئين نمايي كليساي ساگرافاميليا نيز سطح بنا را از مجموعهاي از موضوعات طبيعي و حتي از موضوعات نجومي پيچيده فراوان از جمله گياهان و جانوران،‌افراد انساني،‌تخته سنگها، ‌مواد مذاب آتشفشاني، ابرها، ستارگان و صورتهاي فلكي پوشاند.

jozve5

 

کليساي کازاميلا، گائودي

روبر مايار» معمار سويسي نيز كه با مشاهده پديدههاي طبيعي كارهاي جالبي را خلق مي كرد. مثلاً از ديدن « قارچ»، طرح سقف ساختمان يك انبار در زوريخ « 1910» را طرح ريزي كرد. همچنين او با ايده گرفت از طرح موجود بر روي گلدان يوناني به نام « Dipylon» از ساختههاي قرن هفتم قبل از ميلاد و هندسي تر نمودن آن پايههاي پل « آرو » ( 1937 – 1936 ) را طرح كرد.

jozve6

پل، مايار

در حدود سال 1930 ، توجه معماران غربي به فرمهاي «‌آزاد» و« ارگانيك» معطوف گشته بود كه راهي تازه بر معماري ميگشود. از اين پس معماران توانستند از فرمهاي منطقي هندسي به فرمهاي طبيعي روي آورند. ميتوان گفت كه در فرمهاي هندسي،‌ كه كار نهضت جديد با آن آغاز شد، امكاني نهفته بود كه راه به فرمهاي طبيعي برد. به عنوان مثال پوشش «‌آلتو» براي ايجاد طرحهاي غير هندسي اورگانيك، از جنگلهاي و درياچههاي فنلاند و شكلهاي طبيعي آن مايه ميگيرد.

jozve7

jozve8

اپراي سيدني، يرن اتزن پاويون نيويورک، آلوار آلتو

 

 

در طرح طاقيها و صفحات شيشهاي اپراي سيدني نيز، « يرن اوترن» از حركت طبيعي و ديناميكي بال پرنده در حال طيران الهام گرفته است. « يرن اوتزن» از فضا و حتي از آسمان و ابر ايده ميگرفت و چندين طرح را با توجه به سبكي و نرمي شكل ابرهاي مختلف بوجود آورد. در طرح تند و سريعي كه « اتزن» از يك خانه ژاپني رسم كرده فقط بامي را بر سكويي نشان ميدهد و از رسم ديوارهاي ظريف آن چشم ميپوشد كه سبكي ابر را با قلم هنرمندش نشان ميدهد. او از ابر و دريا براي پلهها و سكوها و بام ايده ميگرفت.

با اين ديد بود كه مبدأ تصور فضايي او در طرح اپراي شهر سيدني استراليا در سال 1957 به فكرش رسيد و طاقهاي آنرا به صورتي ساخت كه هر كدام از آنها فقط در يك نقطه با زمين مرتبط ميشوند. در طرح اوتزن در عين حال هندسه حكمفرماست. « يرن اوتزن» شكل طاقيها را بر اساس تقاطع نيم كرات كه از قاچ كردن پرتقالي به دست ميآمد، ساخت و نام طرحش را (Orange Design) اميد. او نشان داد كه چقدر ساده ميتوان از طبيعت الهام گرفت. طاقهاي اپراي سيدني به شكل قطعاتي هستند كه از كرهاي بريده شده باشند. بنا به قول افلاطون،‌كره كاملترين شكل هندسي است، زيرا تمام سطح آن از مركز كره به يك فصله اند. او پوشش سقفهاي داخلي را نيز از طرح بالا يك پرنده در حال طيران به دست آورد اين اپرا براي گنجايش 3500 نفر در نظر گرفته شده است و يك از شكاهكارهاي معماري جهان و سمبل شهر سيدني به شمار ميرود.

در فرم سقف كليساي زيارتي نوتردام نيز،‌لوكوربوزيه از فرم پرواز ايده ميگيرد و اين خود به عملكرد كليسا پاسخ ميدهد،‌ چرا كه حركت به سوي آسمان سمبل تقرب آسمان به خداست. البته به گفته برخي لکربوزيه هنگام طراحي از پوسته خرچنگ ايده گرفته است.

كليساي%20رونشان

کليساي رونشان، لکوربوزيه

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.