معماری بیونیک

[سالارتبریز]

چکیده:
انسان از ابتدای آفرینش به نوعی از محیط زیست اطراف خود الهام گرفتهاست و در ساخت و طراحی وسایل مورد نیاز خود از آنها استفاده کرده است.
در اینمقاله در ابتدا به مثال هایی درمورد چنین استفاده هایی پرداخته و سپس بیونیک ومعماری بیونیک را شرح داده می شود.
در ادامه نیز به تاریخچه ای در این زمینه وذکر ساختمان هایی که معماران آنها بر اساس ساخت آنها از معماری بیونیک استفاده کردهاند اشاره خواهد شد.
مقدمه:
عنکبوت ها با طراحی و بافتن ریسمان هاییکه به استحکام پولاد هستند ، برای خود آشیان هایی می سازند ، ريال زنبورها با رعایتکلیه قوانین هندسی ، پناهگاهی امن و مطمئن برای خود طراحی می کنند.
موریانه هاخانه های خود را در بیابان ها در هوایی بسیار گرم می سازند و تلاش می کنند با کندنراه هایی پیچیده در خاک ، سیستم گرمایی و تهویه داخل لانه های خود را خنک و متعادلنگه دارند. خاک انباشت لانه های آنها به صورت یک مجموعه کامل طراحی شده تابتوانند نیازهای طبیعی خود را تا میکنند. اینها نیز معمارند ولی معمارنیطبیعی.
طی حدود 8/3 میلیارد سال از آفرینش زمین ، طبیعت خود ، طراح و معمارنهایی است. طی این مدت گیاهان و جوانوران توانسته اند با طراحی لازم بر مشکلات محیطزیست فائق آیند.
بیونیک ومعماری بیونیک علمی است که به الهام یابی فنی ازساختمانها ، رفتارها و ارتباطات گوناگون عالم جانداران می پردازد. بیونیک که در لغتبه معنی"زیست شناختی " یا " به کارگیری اندام های ساختگی طبیعی" آمده است برایاولین بار توسط دانشمند آمریکایی به نام جک .ای.استیل در سال 1959 به کار برده شد. وی بیونیک را علم سیستم هایی که شالوده و پایه تمامی سیستم های زنده است می دانست. انسان در طول زندگی خود سعی دارد که برای ساخت و طراحی مکانها و وسایل مورد نیازخود از طبیعت و محیط زیست اطراف خود الهام بگیرد.
به عنوان مثال ، ساختمان بدنخفاش برای لئوناردو داونچی ایدهای بود تا بتواند ماشین پرنده را طراحیکند.
نیروهای عضلانی و در عین حال سرعت زیاد دلفین ها ، جرقه ای برای ساختنزیردریایی بود و یا می تواند به سامار اشاره کرد ، که این میوه پس از جدا شدن ازگیاه مورد نظر، بال هایش را با زاویه ای مشخس باز کرده و به صورت منحنی و با وزشباد شروع به چرخش کرده وسپس آرام به زمین می افتد. دانشمندان با الهام گیری از اینگیاه به طراحی بالگرد ، روی آوردند.
در زمینه خود معماری وساخت با وسایل ساختماننیز معماران ومهندسین از عالم طبیعت بهره گرفته اند که از آن جمله می توان به شکلمارپیچ داخلی نوعی صدف به نام کونوس که برای طراحی خانه ها استفاده شده ، اشارهکرد.
واژه یبیونیک
از دو لغت لاتینBio+nic تشکیل یافتهاست که در آنBioماخذی از زبان یونانی به معنای "زیست" و "حیات" است و حروفicپسوند شبیه ساز هستندبه معنی "مثل" و "مانند".اگرچه لغاتBiomimicry,Biomimetics,BiognosisوBiomecha nicنیز درزمینۀارتباط طبیعت بادانش بشری هستند لیکن واژه بیونیک بیشتر گویای ارتباط بین طبیعت و طراحی محصولاست.
بیونیک، به معنای زیستارشناختی یا به کارگیریاندام‌های ساختگی طبیعت، بیونیک فرآیند طراحی و مهندسی نوین براساس سامانه هایموجود در طبیعت است. اساسا پیوند میان سیستمهای طبیعی و ساختارهای مصنوعی ساخته دستبشر به این دلیل دارای اهمیت است که پویایی موجود در طبیعت لزوما سامانه های انرابه سوی بهینه سازی و اثرگذاری بیشتر پیش می برد.
ازنمونه های شناخته شده ی استفاده از این علم را می توان طراحی بدنۀ قایقها و کشتیهابراساس فرم و جنس بدن دلفینها، طراحی هواپیماهای مسافربری آیرودینامیک براساسساختار بدن پرندگان و...را نام برد.
به موازاتبیونیک، بیومیمیکس را می توان نام برد که به معنای تقلید از طبیعت است و درآن بیشتربه استفاده از مکانیزمهای رایج در طبیعت در ساختارهای محصولات تاکید شده است.
دلیل دیگری که اهمیت استفاده از علم بیونیک راگوشزد می کند نظام سعی و خطا در دانش بشر و عاری بودن طبیعت از خطاهای موجود در آناست و در مرحله ی بعد نیاز بشر به ارتباط مستمر با طبیعت نظام محصولات ساختۀ دست ویرا بیش از پیش به سوی نظامهای طبیعی و سازگار با آن سوق می دهد.
در حقیقت می توان نیاز بشر به پیروی از طبیعت را برای حل مشکلاتطراحی محصولاتش یک نیاز واقعی و اجتناب ناپذیر دانست
علم بیونیک صرفا به تقلید از ساختارهای بیولوژیک طبیعت نمی پردازدبلکه کاربرد مکانیزمها به عنوان ابزار، بیشتر مورد توجه آن است.به عنوان نمونه درعلم کامپیوتر، سایبرنتیک سعی می کند تا بازخوردها را مدلسازی کرده و مکانیزمهایاصیل و هوشمند رفتار طبیعت را کنترل نماید در حالی که هوش مصنوعی سعی دارد تاکاربرد هوش را مورد توجه قرار دهد و از نتیجه ی نهایی آن چشم میپوشد.
واژه بیو میمیکرای (یا بیو میمیکس) نخستین بار در سال 1950 توسط اتو شمیت و جک ا.ستیل در حین فعالیت بروی یک پروژه یهوانوردی در پایگاه هوایی رایت-پترسون در ایالات متحده امریکا ابداع و مورد استفادهقرار گرفت.
او بیونیک را علم سیستم‌هایی که شالودهو پایه تمامی سیستم‌های زنده‌اند، می‌داند.
درابتدا بیونیک به بررسی ماشین‌هایی که براساس سیستم‌های زنده طراحی و ساخته شدهبودند می‌پرداخت و هم اکنون بیونیک از هر جهت هنر به کارگیری دانش سیستم‌های زندهدر حل مسائل فنی است.
امروز هرجا سخن از تکنولوژیبه میان می‌آید، تصویر همان دستاوردهای مهم تکنولوژی که پاسخگوی نیازهای اساسی برایانسان امروز و آینده است، به ذهن می‌آیند، اما اگر کمی به مسیر تکنولوژی دقت کنیمکم و بیش به منشاء برخی پدیده‌ها پی می‌بریم، به اینکه مثلاً هر پدیده صنعتی یاساختمانی از کدام الگوی زنده طبیعت الهام گرفته است.
بناها در معماری بیونیک یا معماری طبیعی یا با استفاده از مواد شکننده و ناپایدار ساخته می شوند و یا از یک مکان طبیعی که در زمین یا صخره شکل گرفته استفادهمی شده است.یکی از این مکان های طبیعی ، غارها هستند. معماری غاری که معمولا جنبهای ازمعمهری مقابر ، است از عصر باستان وجود داشته و از بارزترین نمونه های این سبکمعماری می توان به معابر کاتوکومب رم و ناپل و مقابری در لبنان اشارهکرد.
کلیساهای سنگی در ارمنستان و نیز غارهای بسیار بزرگ مسکونی مکشوف در گورمهترکیه و ماترا در جنوب ایتالیا ، نیز از دیگر نمونه های این سبک معماری است. اینبناها احتمالا چیزی شبیه به لانه های بزرگ موریانه ها که هزاران موریانه را در خودجای می دهند ، بوده اند.معماری گلی یا خاکی را نیز می توان یکی از شاخه های معماریطبیعی در نظر گرفت. شهرهای قدیمی و تاریخی همچون صنعا در یمن یا ساختمانهای گلی دوگون در مالی نمونه هایی از این سبک هستند.
معماری بیونیک ، فقط محدود به چندنقطه خاص در دنیاست.
از گرم ترین نقطه دنیا تا سردترین نقطه ، سعی در الهامگیری از طبیعت بوده است. در کلبه های برگ و چوب بومیان آمازون ، بناهای کاهی اقواممختلف آفریقایی و یا در کلبه های
اسکیموهای بومی آلاسکا و گریلند نیز ،الهامگیری به وضوح دیده می شود .
به طور کلی از عوامل مهمی که در طبیعت وجود داردوانسان برای ساخت بناهای خود از آنها استفاده کرده است ، می توان به موارد زیراشاره کرد:
به عنوان مثال، برای طراحی ساختمان مرکزتحقیقاتلندن از گیاهی به نام لوتوس الهام گرفته شده است.
از لحاظ ساختار و شکل کلی نیزبه بنای استادیوم المپیک مونیخ در آلمان اشاره کرد.
از مشهورترین نمونه ها که درآنها از سبک بیونیک برای طراحی و ساخت انها به کار برده شده،می توان به بنای زیراشاره کرد:
- بانک کارمرز در فرانکفورت آلمان
- ساختمان اینونیک درکمبریچ
- پروژه همزیگری صنعتیkalundborg در دانمارک
معماریبیونتیک و اندیشه های گِرگ لین
Bionic architecture 1.پوسته یا جلد 2.ساختار 3.آراستن 4.انرژی
jack.E.Steai -1 3- Catacombs 1. قرنهاست که بشر در رابطهتنگاتنگ با طبیعت به سر برده و برای تولید مایهتاج خود از آن الهام می گیرد .
لئوناردوداوینچی ، نابغه عصر رنسانس ، یکی از اولین کسانی بود که برای ساخت ماشین پروازدانشهای « بیولوژی » و « فنی » زمان خود را درآمیخت و برای حل مسائل فی زمانش بهجستجو و تحقیق در ساختار جانداران پرداخت . امروز پانصد سال پس از داوینچی مهندسانرشته های مختلف برای ایجاد ارتباط بین قوانین علوم فنی با دنیای جانداران تلاشیمشابه دارند . ارتباطی که با آغاز قرن بیست و یکم و رشد روزافزون رایانه ها جایگاهخاص یافته و دنیای اندیشه های معماری را نیز تحت تأثیر قرار داده است .
حجم زیادمقالات ، سخنرانی ها ، مباحث نظری ارائه شده در چند سال گذشته تأیید بر این مدعاست . به موازات اوج گیری این مباحث ، عرضه آثار شاخص این جریان را در سالنهای موزه هایمعتبر دنیا نیز می بینید . یکی از سردمداران به نام این جریان « گرگ لین » متولد 1964 ، معمار و نظریه پرداز آمریکایی است که این مقاله سعی در معرفی و بررسی افکاراو تحت عنوان معماری بیونیک دارد.
یکی از اولین موارد استفاده از آفرینش های طبیعی را براینوآوری در معماری در ابتدای نیمه دوم قرن نوزدهم مشاهده می کنیم . متخصصان انگلیسیدر سال 1846 برای نخستین بار موفق به پرورش نوعی نیلوفر آبی عظم در اروپا شدند کهقطر برگ های آن به دو متر می رسید . پاکستون ، معمار انگلیسی تبار ، با دیدناستحکام برگ های .زین نیلوفر آبی به مطالعه قفسه بندی مدور و ساختار شعاعی این گلپرداخت . حاصل این تفحص ابداء ساختار جدیدی برای سقف سبک شیشه ای در معماری بود کهدر قصر کریستال نمایشگاه جهانی لندن در سال 1851 عرضه و موفق به جلب نظر منتقدان شد
موارددیگری چون همکاری و مطالعۀ بین رشته ای ساختار استخوان های ران انسان برای ساختنسازه های سبک و مقروم به صرفه را نیز در قرن نوزدهم مشاهده می کنیم .
با شروع قرنبیستم (دوران پیش از مدرن) و سپس سالهای ابتدایی مدرن کمابیش به تلاش های مشابه ایبرمی خوریم که البته بیشتر به صورت نظری باقی می مانند .
علاقه لوکوربوزیه به صدف داران وبررسی ساختار این جانداران می تواند مثالی در این زمینه باشد. پس از جنگ جهانی دوم و آغازدهه شصت قرن بیستم تبادل علمی بین گرایش های علوم طبیعی و فنی مجدداً رونق گرفت . در جریان همایشی در اوهایو ، که نیروی هوایی آمریکا در سال 1960 برگزار کرد ، برایاولین بار واژه هایی به نام « بیونیک » از ترکیب دو لغت « بیولوژی » و «تکنیک» زادهشد که می توانیم به فارسی « زیست فنی » ترجمه کنیم . این واژه در برگیرندۀ کار همهمتخصصانی است که تلاش دارند برای حل مشکلات فنی خود از دانسته های طبیعت الهامبگیرند. طیف گسترده ای از اختراعات را در نیمۀ دوم قرن گذشته می بینیم که می توانآن ها را زیر بیرق بیونیک جای داد . الهام از نقش پولک ها و ساختار پوست کوسه برایاختراع نوعی رنگ هواپیما ، که نیروی اسصطکاک هوا را به شدت کاهش می دهد ، فقط یکنمونه از دست آوردهای مهندسی این برخورد جدید بود . در زمینه معماری نیز به اسامیمعماران نامداری برمی خوریم که همانند پاکستون برای نوآوریهای خود الهام ازجانداران پرداخته اند . سقف نمایشگاه مونترال 1967 اثر فرای اتو یا ایستگاه ته ژهوه 1967 شهر لیون اثر سانتیاگو کالاتراوا ، که اولی ملهم تارهای مستحکم عنکبوت ودومی الهامی از بدن سبک پرنده است . دو نمونه از انبوه طرح های اجرا شده اند .
اکنون لایهای جدید از سیستم های انتقال ( پله برقی/ آسانسور) را در جلوی خود داشت . به پوستهگذاری آن پرداخت لایه ای متشکل از نوارهای فلزی منفذدار ، اجرای فوتوولتاییک و مشبکهای شفاف که به ساختمان شخصیتی کاملا تازه می داد . منتقدی در تمجید این طرح نوشت : او در اینجا موفق شد استراتژی جدید و قابل اجرایی برای نوسازی شخصیت یک ساختماتنارائه دهد که کوچکترین نسبتی با بزک کردن ساختمان ندارد.
در یکی از جذاب ترین طرح های اینمعمار ، که برای ساختمان چند منظوره فرهنگی هنری «آی بیم» واقع در خیابان بیست ویکم غربی نیویورک (2002) ارائه کرد ، امتزاج بیولوژی و آی بیم معماری مجدداً میبینیم . اجزای حباب گونه در ساختار نما ، که لین به آن ها لقب «محفظه های فضایی» میدهد با کمک مارپیچ هایی از بدنه ساختمان رشد می کنند . معمار طرحش را ارتباطی بینهنر و تکنیک می بیند . پوسته بنا نه تنها به واسطه پیچیدگی و طریقه ایجاد و تکاملفرم هایش بلکه به واسطه قابلیت دگرگون کردن نقوشش حائز اهمیت است . با این نما (یاپوسته) الکترونیکی بنا ، هنرمند با اثرش چون رسانه ای تصویری به ارسال پیام به محیطمی پردازد . حرکتی که با دنیای جانداران قابل قیاس است.
معمولا نمایشگاه ها به خوبی دغدغههای هنری معماران خود را شان می دهند . نمایشگاه گرگ لین ، که در پائیز 2003 درموزه ماک شهر وین عرضه شد ، از این قاعده مستثنی نبود .
اولین چیزی که در بدو ورود نظربیننده را به خود جلب می کرد تراریوم یا خاکزیدان نسبتاً بزرگی بود که در آنقورباغه های کوچک زنده ، که رنگ نقوش بدنشان خود را با شرایط محیطی تغییر می دهند ،نگهداری می شدند . همزمان سرتاسر کنارۀ سمت راست سالن نمایشگاه را پرده ای شفافمجزا کرده بود که در پس آن گروهی از پروانه های زنده به نمایش گذاشته شده بودند . پس از تراریوم قورباغه ها (طبیعت جاندار) معمار ظروف یوگند استیل (سنت) را به نمایشگذاشته بود که فرم آن ها نیز از طبیعت الهام گرفته بود . پس از گذر از «طبیعتجاندار» و «گذشته» بود که بیننده به کارهای معمار می رسید . بر روی دیوار مقابلپروانه ها فیلمی از رشد سطوح پیچیدۀ «محفظه های فضایی» به نمایش گذاشته شده بود ومدل های هنری و معماری چون سرویس قهوه و چای آلسی (2002) و یا دروازه دنیا (2002) هر کدام در گوشه ای زیر حفاظ شیشه ای ، که خود نیز همانند گونه های مختلف یک جاندار (مثلا پروانه) به یکدیگر شبیه بودند ولی یکسان نبودند ، عرضه شده بود.
نهایتاً همهراه ها در انتهای سالن مجدداً به دنیای موجودات زنده ختم می شد و هنرمند حلقهافکارش را با آکواریومی که در ان چند عروس دریایی (نرم تنانی که توانایی خاصی دروفق خود با شرایط گوناگون دارند) شنا می کردند ، بسته بود . حلقه ای که در دنیایجانداران نیز به واسطه ارجاع به خاک ، آب و هوا تکمیل شده بود.
لین سعی دارد مرزهای موجود معماریرا پشت سر گذاشته ، در آغاز قرن بیست و یکم با امداد از طبیعت جانداران قدم به سویمعماری بگذارد که در آن هیچ گونه ای چون دیگری نیست . گونه هایی که خود را چونجانداران زنده به بهترین نحو ممکن از هر لحاظ با تصویر بهینه مسکن وفق می دهند . آثار و نظرات لین گواهی می دهند که تفکراتش از نوآوری خاصی برخوردارند و مباحثمعماری را متلاطم کرده اند . حضور معماران سرشناسی همچون هانس هولاین ، ولف پریکس (کوپ هیملبلا) ، منتقدان سرشناس چون خانم لیان لفور و دیگران در نمایشگاه و سخنرانیلین جلب توجه می کرد . ولف پریکس در نطق افتتاحیۀ نمایشگاه گرگ لین یادآور شد . هرمعماری خوبی که بر پایه های نظری مستحکم برقرار شده باشد معمولا تا مدتی به صورتطرح ویا مدل باقی می ماند . هنگامی که ما اولین بار نظرات خود را به روی کاغذآوردیم و مدل آن را ساختیم تصور نمی کردیم که در مدتی کمتر از بیست سال آثار مامقبولیت بیابند .
نگاهی به عکس العمل بازدید کنندگان نمایشگاه و گفتگو با آنان غرابت اینمعماری را در نظر اغلب مردم نشان می دهد .
کمتر کسی است که بتواند خارج ازفیلم های تخیلی ، زندگی در خیابانی مملوو از خانه های جنین گونه را متصور باشد . علاوه برآن ساخت اینگونه طرح ها به دلیل یکتا بودن هریک از اعضایش به ماشین آلاتکامپیوتری و روش های تولید پیچیده ای چون دستگاه های برش لیزری یا جت برش آبیاحتیاج دارد . از لحاظ هنری نیز به سختی می توان ارزش خلاقیت هنری این آثار را محکزده ، نوآوری واقعی معمار را از نتایج تصادفی و محاسبه شدۀ کامپیوتری مجزا کرد.
به نظر میآید که گذشت زمان موفق یا ناموفق بودن نظریه ای را در هنر و معماری نشان خواهد داد . بودند بسیاری از حرکت ها که ارزشی فراتر از مدزدگی نداشتند و به جای نماندند وهستند حرکت هایی که در ابتدا خوشایند عامه نبودندو شدیداً مورد حمله منتقدان قرارگرفتند (چون نمای سادۀ آدلف لوس) ولی نهایتاً نتوانستند پایه های حرکت جدیدی را بنانهند .
برای بهینه سازی کلان تر ، تجزیهمراحل طراحی و سازماندهی مجدد آن به کمک مدل های پیچیده ریاضی و الگوریتم های آلی ،استفاده از الگوریتم های هوش و حیات مصنوعی برای یافتن اشکال و رشد فرم های بهینه وبسیاری موارد دیگر.
گرگ لین را در این میان می توان سردمدار نظریه جدید در مباحث بیونیک درمعماری به شمار آورد او مایل است آثاری خلق کند که همچون موجود زنده دارای گونه هایمتمایز و انعطاف پذیری همزیستی با شرایط محیطی را از لحاظ فرم با رنگ دارا باشند . حرکتی که می توان گفت از همان ابتدای دهه شصت آغاز شد . ولی به دلیل محدودیت هایفنی تأثیر مشخصی در آن سال ها از خود برجا نگذاشت . ازدودهه پیش بود که با افزایشقدرت رایانه ها معمارانی چون لین این امکان را یافتند که به طراحی معماری ابعادجدیدی بدهند . ابزار این معماران سیستم های کامپیوتری جدیدی است که نه تنها طراحیسه بعدی را از ابتدا ممکن می کند بلکه به موازات آن ، محاسبه مدلهای ریاضی پیچیده ،فرم های غیرهندسی و شبیه سازی فرآیندهای زنده را امکان پذیر می سازند . البتهاستفاده ابزاری از سیستم های پیچیده طراحی و محاسبه را در دو دهه گذدشته در شمارزیادی از پروژه ها می بینیم . پروژه هایی چون موزه گوگنهایم (1991) اثر فرانک گه ریکه پس از ساخت مدل گلی اولیه ، کلاً در دنیای مجازی سه بعدی رایانه طراحی شد و یاپروژه هایی چون ماکس راینهارد هاس (1992) اثر پیتر آیزنمن که سیستم های نرم افزاریپیچیده را برای تحویل فرم های اولیه بر مبنای الگوریتم های ریاضی غیر خطی استفادهکردند.
امالین در این میان رایانه را به نوعی دیگر استفاده می کند . او یکی از اولین معمارانیاست که به رایانه نقش خلاق می دهد . این رایانه است که «زیر نظر هنرمند» آثار جدیدیرا ایجاد می کند آثاری که بر پایۀ معدلات تقریبی خلق می شوند . طراحی او با تجزیۀیک اثر به زیرمجموعه ها شروع می شود.
یکی ار مشهورترین آثار این معمار «خانه جنین گونه» اوست کهدر سال 2000 طراحی کرد . این طرح کوششی است برای برخوردی تازه با موضوعاتی چون «تنوع گرایی» ، «تولید منفرد» در کنار «تولید انبوه» و «انعطاف گرایی» در ساخت . این خانه ترکیبی است از اعضای مختلف که قواعد هندسی همگی آن ها به کمال تعریف ومحدودۀ رشد آن ها مشخص شده است . معمار خود می گوید : این نکته نشان می دهد که برایمن تناسب ، زیبایی و عملکرد در مفهوم کلاسیک آن بسیار با ارزش است . اما این را نیزبایستی یادآور شوم که این کیفیت ها را با ابزاری جدید و احساسی جدید خلق می کنم . این قواعد نهایتاً اجازۀ یکسان بودن را به هیچ دو گونه نمی دهند . خانۀ جنین گونهدر مسیر تکامل خود نه تنها متأثر از داده های اولیه است . بلکه مهم تر از آن درروند ایجاد خودرا با محل بنا . سبک های رایج محلی ، شرایط اقلیمی ، مصالح ساختمانیوبرداشت محلی از زیبایی وفق می دهد .
در اینجا تأثیردانسته های طبیعی را براین نظریه پرداز بهخوبی ملاحظه می کنیم.اگر جانداری (برای نمونه خرس ) موفق می شود در نقاطمتفاوت وشرایط اقلیمی مختلف از قاره آسیا وآمریکا
تا قطب شمال نه تنها برنامۀ غذاییخود را بلکه ساختار فیزیکی بدن وحتی رنگ وپوستش را با شرایط وفق دهد ، چرا یک اثرمعماری نتواند به چنین وفاقی دست یابد . وجه مشخصۀ مباحث او عدم ارائه وتعریف « گونه ای ممتاز » ، «نژادی بهینه »یا کلاً چارچوبی تعریف شده است . او تمایل دارد بهمعماران روند و «مسیر بهینه سازی» و «فرآیند گونه سازی» رانشان دهد و درکی جدید وناشناخته از زیبایی را عرضه کند . او برای خلق اثر خود محدودیت کلانی را تعریفنمیکند بلکه این اعضای اثرش هستند که با توجه به دادها و شرایط تعیین شده در دنیایمجازی رایانه در قلمرو مجاز خود رشد کرده کیفیتی بهینه برای شرایطی خاص اما ماورایهمه سرحدات تعریف شده هندسی و چارچوب های رایج معماری ایجاد می کنند .
یکی از طرحایلین پیشنهاد اخیر و نوسازی مجموعه ساختمانی کلیبورک در بیجلمرمر ، شهرکی در نزدیکیآمستردام ، بود که در 1999 به دلیل سقوط یک هواپیمای باربری آسیب دید . لین به نمایاین ساختمان 500 واحدی که طولی بالغ بر 1000 متر داشت ، پوسته ای جدید از راهروهایمتحرک دارد . یکی از مشکلات بنای اولیه راهروهای تویل و کریدورهای یکنواخت آن بود . لین برای حل این مشکلات لایه ای متشکل از آسانسورها و پله برقی ها را به نمای بنااضافه کرد و توانست فضای راهروهای قدیمی را شکسته با شیشه گذاری آن ها و باغچه کاریبه حیاط های زمستانی تبدیل کند . همچنین با اعنال تغییرات گونه های تازه از همسایگیمورب (در امتداد پله برقی ها) و عمودی (در امتداد آسانسورها) را جایگزین همسایگیهای منوتون افقی و درب به درب ثابق و یازده ترکیب همسایگی مختلف را ایجاد کرد
عماری بیونیک
بیونیک، به معنای زیستارشناختی یا به کارگیری اندام‌هایساختگی طبیعت، اولین بار توسط دانشمند امریکایی جک.ای.استیل در سال 1959 بکار بردهشد. او بیونیک را علم سیستم‌هایی که شالوده و پایه تمامی سیستم‌های زنده‌اند،می‌داند.
درابتدا بیونیک به بررسی ماشین‌هایی که براساس سیستم‌های زنده طراحی و ساخته شدهبودند می‌پرداخت و هم اکنون بیونیک از هر جهت هنر به کارگیری دانش سیستم‌های زندهدر حل مسائل فنی است
امروز هرجاسخن از تکنولوژی به میان می‌آید، تصویر همان دستاوردهای مهم تکنولوژی که پاسخگوینیازهای اساسی برای انسان امروز و آینده است، به ذهن می‌آیند، اما اگر کمی به مسیرتکنولوژی دقت کنیم کم و بیش به منشاء برخی پدیده‌ها پی می‌بریم، به اینکه مثلاً هرپدیده صنعتی یا ساختمانی از کدام الگوی زنده طبیعت الهام گرفتهاست.
سال‌هاستکه محققان در پی اثبات علیت و موجودیت این ارتباط هستند تا از طریق آن چگونگی شکلگرفتن سیستم‌های مختلف زندگی را بررسی و توجیه کنند و هم آنها هستندکه از رهاورداین تحقیقات، با تلفیق دو واژه «بیولوژی» و «تکنیک»،‌علم «بیونیک» را به عنواندانشی که مسایل فنی را از راه‌های زیستی حل می‌کند، بنانهاده‌اند.
اگر چه خود بیونیک هنوز به عنوان یک علم نوپاست، اما فعالیت بیونیکدانان راکه همواره در جستجوی یک الگوی زنده برای توجیه هر پدیده هستند، می‌توان در حوزهعلوم کاربردی مطرح کرد.
چارلی لوکستون از پیشگامان عرصهمعماری بیونیک نقطه تمرکز معماران بیونیک را استفاده به جا از مواردی در طبيعتمی‌داند که موجب استحکام ساختمان و ایجاد تنوع و آرامش در فضامی‌شود.
روح بخشیدن به ساختمان یکی از تمایلات معماری بیونیکاست که طراحان این رشته با توجه به قدرت سازه برای تنفس (زنده‌نمایی)، به کمک خطوطمستقیم یا منحنی خالص و القاء آهسته تمامیت سازه به آن دست پیدا می‌کنند و مهمترینچیز برای معماری بیونیک آن است که ساختمان بتواند زنده بودن خود را القاءکند.
یکی از بهترین طرح‌های شناخته شده از علم بیونیک اثر لئوناردو داوینچی نقاشمعروف است که ماشین پرنده را براساس ساختمان بدن یک خفاش طراحی کرد. استدلال او اینبود که خفاش دارای بال کاملا پوشیده‌ای است که هوا را از خود عبور نمی‌دهد و دارایپوستی پرده مانند است که آن را تقویت می‌کند.
حدود 400 سال بعد از طرح داوینچی، ماشین پرنده توسط کلمنت آدر با الهام از خفاش ساخته شد و در سال 1890 تا ارتفاع 15 متری پرواز کرد.
در ساخت زیردریایی‌ها نیز از بدن دلفین الهام گرفته شده است. این جانور بانیروی عضلانی کم می‌تواند به سرعت در آب حرکت کند و راز این حرکت در پوست دو لایهبدنش است. لایه پوست بیرونی قابل ارتجاع و لایه پوست درونی شبیه یک رشته لوله پرشده از ماده اسفنجی است.
این ویژگی باعث می‌شود تلاطم ناشی از جریان پرفشار آبچندان محسوس نباشد، زیرا پوست قابل ارتجاع بیرونی، فشار را به لایه اسفنجی وتراکم‌پذیر درونی که مانند فنر عمل می‌کند منتقل می‌كند، به طوری که جریان پرتلاطمپیش از آن که فرصتی برای پیشروی پیدا کند از بین می‌رود و به همین دلیل است که درطراحی زیردریایی، جدار آن را مانند پوست دلفین می‌سازند.
نمونه‌های معماری
بناها در معماری بیونیک یا معماریطبیعی یا با استفاده از مواد شکننده و نا پایدار ساخته می‌شدند یا در دل یک حفرهطبیعی که در زمین یا صخره شکل گرفته. یکی از این مکان‌های طبیعی، غارهابودند.
معماریغاری که به طور عمده در قالب معماری مقابر جلوه کرده، از عصر باستان وجود داشته وبه عنوان بارزترین نمونه‌های آن می‌توان به مقبره کاتوکومب رم و ناپل و مقبره‌هايلبنان اشاره کرد.
کلیساهای سنگی در ارمنستان و نیز غارهای بسیار بزرگ مسکونی مکشوف در گورمهترکیه و ماترا در جنوب ایتالیا نیز از دیگر نمونه‌های این سبک معماری هستند. اینبناها احتمالا چیزی شبیه به لانه‌های بزرگ موریانه‌ها که هزاران موریانه را در خودجای می‌دهند، بوده‌اند.
علاوه بر این معماری گلی یا خاکی را نیز می‌توان یکی ازشاخه‌های معماری طبیعی در نظر گرفت. شهرهای قدیمی و تاریخی همچون صنعا در یمن یاساختمان‌های گلی دو گون در مالی نمونه‌هایی از این سبک هستند.
درعصر حاضر
از گرم‌ترین نقطه دنیا تا سردترین نقطه، سعی در الهام‌گیری از طبیعت دیدهمی‌شود. در کلبه‌های برگ و چوب بومیان آمازون، بناهای کاهی اقوام مختلف آفریقایی یادر کلبه‌های اسکیموهای بومی آلاسکا و گریلند نیز الهام از طبيعت به وضوح دیدهمی‌شود، به عنوان نمونه‌های غیربومی نیز می‌توان به طراحی ساختمان مرکزتحقیقات لندناشاره کرد که از گیاهی به نام لوتوس الهام گرفته شده است.
از لحاظ ساختار و شکل کلی نیز،بنای استادیوم المپیک مونیخقابل توجه است. همچنینبانک کارمرز در فرانکفورتآلمان،ساختمان اینونیک در کمبریجو پروژه همزیگری صنعتی kalundborg در دانمارک از مشهورترین نمونه‌هایی هستند که در آنها از سبک بیونیکبرای طراحی و ساخت بنا استفاده شده است.
تقلید از طبیعت مزایای بسیاریدارد. فرض کنیم هر جاندار کنونی محصول چندین میلیون سال تکامل است، در این فاصلهزمانی طبیعت هر چه را که با هدف ویژه‌اش سازگاری نداشته از بین برده است و اینامیدواری را بوجود آورده که بشر بتواند با مطالعه فرآیند تکامل، مکانیسم‌های جدیدفناوری را از روی موجودات زنده نسخه‌برداری کند.
ساخت هواپیماهای تیزپرواز باالهام از بال پرستو و بادقپک و ساخت رایانه با الهام از مغز و فکر انسان نمونه‌هایبارز دیگری از کاربرد علم بیونیکی برای ساخت فناوری‌های جدیداست.
رابطهبیونیک و سیبرنتیک
سیبرنتیک علم کنترلارتباط در حیوان و ماشین است.بیونیک و سیبرنتیک با روش کار مشابه ولی در جهت عکسیکدیگرند.
متخصص سیبرنتیک مدل را به منظور توضیحسیستم زنده به کار می برد و نظراتی برای ازمایش های زیستی در ان کسب می کند امامتخصص بیونیک از روی خبر حاصل از سیستم طبیعی و یا از نظریات جدیدی که از مدل گرفتهشده یا از انچه که درباره کارهای سیستم زنده دانسته است ماشین میسازد.
بیونیک از مبدلها و یا از گیرنده های طبیعیهم چیز هایی اموخته است به طوری که حساسیتهای گیرنده های طبیعی یا گیرنده هایی کهدر بدن موجودات زنده یافت می شود اغلب مایه شگفتی است.برای مثال:مار زنگی مکانیسمحس مادون قرمز بسیار حساسی دارد که در حفره ای بین سوراخ بینی و چشم او قرار دارد. این اندام به قدری حساس است که در برابر یک هزارم درجه تغییر دمای سطحی واکنش نشانمی دهد و این مقدار برای مار از نظر اینکه وجود حیوان دیگری را حس کند کافیاست.
اشکار گرهای گرما در پوست آدمی فقط می توانندبه یک دهم درجه تغییر دمایی پاسخ دهند بد نیست که بدانید در یک سانتی متر مربع پوستکف دست انسان 3عدد گیرنده حساس به گرما وجود دارد در حالی که در همین اندازه سطح درقسمت سر مار زنگی 150000عدد گیرنده حساس به گرما وجود دارد.اما انسانها با استفادهاز این مکانیسم طبیعی مکانیسم حسی مادون قرمزی ساخته اند که حساسیت ان صد هزار باربیشتر از مادون قرمز مار زنگی است و از ان در جنگ جهانی دوم توسط المانی ها در تیراندازی به هنگام تاریکی شب استفاده می شده است.

از سامار(میوه فندق بالدار)درخت افرا در ساختنوعی هلیکوپتر الگو برداری شده است به این صورت که به طور طبیعی در درخت افرا میوهبه صورت دوتایی (دی سامار)به زاویه خاص با دو بال متقابل هم به ساقه دیده میشود.این مجموعه پس از جدا شدن از گیاه مدتی در هوا می چرخد .(مثل حرکت دو پرهمتقابل بالای هلیکوپتر)ر و در همین حال با جریان باد از این طرف به ان طرف می رودتابالاخره بر زمین می افتد.
این پدیده ذهن دانشمندانرا برای نخستین بار به ساختن وسیله ای معطوف نمود که بتواند به همین
سان عملکند.این عطف توجه سرانجام اساس ساختمان نوعی هلیکوپتر را فراهم ساخت.اکنون با دقتدر خصوصیات شکلی و حرکتی انواع سامارها تغییرات صنعتی تازه ای در ساخت پره هلیکوپترهای جدید حاصل شده است.
مثالی دیگر استعدادی است کهبعضی جانوران در پیش بینی زمین لرزه دارند به این ترتیب که بعضی از حیوانات چندساعت پیش از وقوع زلزله شروع به بی تابی می کنند.
تائید این روایتها معمولا امکان پذیر نیست اما دو پژوهشگر ژاپنیبرای پی بردن به اسرار نهفته ازمایشهایی را در گربه ماهیها انجام داده اند که جوابهم مثبت بوده است.
گربه ماهی ها توسط گیرنده هایحسی بسیار قوی در برابر تغییرات بسیار جزئی میدان الکتریکی پیرامونشان واکنش نشانمی دهندو در بعضی از ماهیها گیرنده های بسیار وجود دارد که بیشتر انرژیالکترومانیتیک را حس می کنند تا انرژی الکتریکی را.امروزه دانشمندان جهان به ویژهدانشمندان ژاپنی در حال ساخت دستگاههای پیش بینی کننده زلزلههستند.

درس هایمعماری از طبیعت:
در طبیعت انواع کمترشناخته شده ای از جانوران ,وجود دارند که رفتارها و اعمال شگفت انگیز انها به خصوصطریقه ساخت و شکل اشیانه هایشان, می تواند راهنمای معماران و مهندسان در ساخت بناهاو سازه های مختلف قرار گیرد.که به عنوان نمونه می توان از شکل ماپیچ داخلی نوعی صدفبه نام(کونوس)برای طراحی خانه ها استفادهکرد.
سال‌هاست که محققان در پی اثبات علیت وموجودیت این ارتباط هستند تا از طریق آن چگونگی شکل گرفتن سیستم‌های مختلف زندگی رابررسی و توجیه کنند و هم آنها هستندکه از رهاورد این تحقیقات، با تلفیق دو واژه «بیولوژی» و «تکنیک»،‌علم «بیونیک» را به عنوان دانشی که مسایل فنی را از راه‌هایزیستی حل می‌کند، بنا نهاده‌اند.
اگر چه خود بیونیکهنوز به عنوان یک علم نوپاست، اما فعالیت بیونیکدانان را که همواره در جستجوی یکالگوی زنده برای توجیه هر پدیده هستند، می‌توان در حوزه علوم کاربردی مطرحکرد.
چارلی لوکستون از پیشگامان عرصه معماری بیونیکنقطه تمرکز معماران بیونیک را استفاده به جا از مواردی در طبيعت می‌داند که موجباستحکام ساختمان و ایجاد تنوع و آرامش در فضا می‌شود.
روح بخشیدن به ساختمان یکی از تمایلات معماری بیونیک است که طراحاناین رشته با توجه به قدرت سازه برای تنفس (زنده‌نمایی)، به کمک خطوط مستقیم یامنحنی خالص و القاء آهسته تمامیت سازه به آن دست پیدا می‌کنند و مهمترین چیز برایمعماری بیونیک آن است که ساختمان بتواند زنده بودن خود را القاءکند.
یکی از بهترین طرح‌های شناخته شده از علمبیونیک اثر لئوناردو داوینچی نقاش معروف است که ماشین پرنده را براساس ساختمان بدنیک خفاش طراحی کرد. استدلال او این بود که خفاش دارای بال کاملا پوشیده‌ای است کههوا را از خود عبور نمی‌دهد و دارای پوستی پرده مانند است که آن را تقویتمی‌کند.
حدود400 سالبعد از طرح داوینچی ، ماشین پرنده توسط کلمنت آدر با الهام از خفاش ساخته شد و درسال 1890 تا ارتفاع 15 متری پرواز کرد.
در ساختزیردریایی‌ها نیز از بدن دلفین الهام گرفته شده است. این جانور با نیروی عضلانی کممی‌تواند به سرعت در آب حرکت کند و راز این حرکت در پوست دو لایه بدنش است. لایهپوست بیرونی قابل ارتجاع و لایه پوست درونی شبیه یک رشته لوله پر شده از مادهاسفنجی است.
این ویژگی باعث می‌شود تلاطم ناشی ازجریان پرفشار آب چندان محسوس نباشد، زیرا پوست قابل ارتجاع بیرونی، فشار را به لایهاسفنجی و تراکم‌پذیر درونی که مانند فنر عمل می‌کند منتقل می‌كند، به طوری که جریانپرتلاطم پیش از آن که فرصتی برای پیشروی پیدا کند از بین می‌رود و به همین دلیل استکه در طراحی زیردریایی، جدار آن را مانند پوست دلفین می‌سازند.
نمونه‌های معماری
بناها درمعماری بیونیک یا معماری طبیعی یا با استفاده از مواد شکننده و نا پایدار ساختهمی‌شدند یا در دل یک حفره طبیعی که در زمین یا صخره شکل گرفته. یکی از این مکان‌هایطبیعی، غارها بودند.
معماری غاری که به طور عمده درقالب معماری مقابر جلوه کرده، از عصر باستان وجود داشته و به عنوان بارزتریننمونه‌های آن می‌توان به مقبره کاتوکومب رم و ناپل و مقبره‌هاي لبنان اشارهکرد.
کلیساهای سنگی در ارمنستان و نیز غارهای بسیاربزرگ مسکونی مکشوف در گورمه ترکیه و ماترا در جنوب ایتالیا نیز از دیگر نمونه‌هایاین سبک معماری هستند. این بناها احتمالا چیزی شبیه به لانه‌های بزرگ موریانه‌ها کههزاران موریانه را در خود جای می‌دهند، بوده‌اند.
علاوه بر این معماری گلی یا خاکی را نیز می‌توان یکی از شاخه‌هایمعماری طبیعی در نظر گرفت. شهرهای قدیمی و تاریخی همچون صنعا در یمن یا ساختمان‌هایگلی دو گون در مالی نمونه‌هایی از این سبک هستند.
در عصر حاضر
از گرم‌ترین نقطهدنیا تا سردترین نقطه، سعی در الهام‌گیری از طبیعت دیده می‌شود. در کلبه‌های برگ وچوب بومیان آمازون، بناهای کاهی اقوام مختلف آفریقایی یا در کلبه‌های اسکیموهایبومی آلاسکا و گریلند نیز الهام از طبيعت به وضوح دیده می‌شود، به عنوان نمونه‌هایغیربومی نیز می‌توان به طراحی ساختمان مرکزتحقیقات لندن اشاره کرد که از گیاهی بهنام لوتوس الهام گرفته شده است.
از لحاظ ساختار وشکل کلی نیز، بنای استادیوم المپیک مونیخ قابل توجه است. همچنین بانک کارمرز درفرانکفورت آلمان، ساختمان اینونیک در کمبریج و پروژه همزیگری صنعتی kalundborg در دانمارک از مشهورترین نمونه‌هایی هستند که درآنها از سبک بیونیک برای طراحی و ساخت بنا استفاده شده است.
تقلید از طبیعت مزایای بسیاری دارد. فرض کنیم هر جاندار کنونی محصولچندین میلیون سال تکامل است، در این فاصله زمانی طبیعت هر چه را که با هدف ویژه‌اشسازگاری نداشته از بین برده است و این امیدواری را بوجود آورده که بشر بتواند بامطالعه فرآیند تکامل، مکانیسم‌های جدید فناوری را از روی موجودات زنده نسخه‌برداریکند.
ساخت هواپیماهای تیزپرواز با الهام از بالپرستو و بادقپک و ساخت رایانه با الهام از مغز و فکر انسان نمونه‌های بارز دیگری ازکاربرد علم بیونیکی برای ساخت فناوری‌های جدید است.

آثاری که به سبک بیونیک طراحیشده اند:
از جمله آثار سانتیگو کالاتروا که به این سبک طراحی شده (با الهاماز آناتومی انسان)می توان برج تورنینگ توروسو(turning torso) موزه هنرمیلواکی(milwaukee art museum) ،شهرک علوم و فنون (city of art&sciences)وساختمان آسمان نمای
ن که هر یک به نوعی از طبیعت الهام گرفته اند.
دیگر آثاراین سبک عبارتند از:
_برج بیونیک( bionic tower )
_دروازه جهان( arc of world) اثر گرگ لین از پیشگامان معماری بیونیک
_ساختمان ضد دود (anti smoke) اثرونسان کالیباوت
_برج فراز پل رابلینگ (ascent at robling bridge) اثر دانیللیبسکیند
_مرکز تجاری بیرمنگام(selfridges)...
نتیجهگیری:
با اینکه امروزه سبک معماری بیونیک گسترش فراوان یافته و استقبال ازآن در سراسر جهان رو به افزایش است ولی باید به طور کلی به این مسئله توجه داشت کهجزئ به جزئ از طبیعت و محیط زیست اطراف برای هر پروژه ای کار ساده ای نیست و بایدکلیه مسائل جغرافیایی آب و هوایی ، اقتصادی و... را در نظرگرفت.