بخشی از مقاله
بررسي الگو برداري از طبيعت با تاکيد بر معماري بيوميميکري
چکيده
معماري همواره در تلاش بوده است تا بتواند ارتباط تنگاتنگي با مفهوم طبيعت برقرار کند. در واقع بحث در اين است که بشر در ساحت معماري بر آن بوده است تا با لايه برداري از نظامهاي موجود در طبيعت ،به تنظيم کارآمدتر از طبيعت بپردازد که خود در تحول رويکردها به مفهوم آن نمايان مي شود. الگو هاي طبيعي که در طي ميليون ها سال تکامل ، به سازگاري با محيط دست يافته اند مي توانند راهکارهاي مناسبي براي سازگاري با طبيعت ارائه کنند. بدين منظور مي توان با تحليل طبيعت ، اصولي را براي طراحي استخراج نمود.
آنچه در معماري مدرن تحت عنوان معماري بيونيک مطرح شد و در ادامه آن ، معماري بيوميميکري ظهور مي کند که با ديدگاهي ديگر به الهام از طبيعت در جهت حل مسائل انسان ميپردازد ولي به دليل فقدان تعريف روشن از روش هايي براي اين شيوه طراحي، کمتر مورد استفاده طراحان قرار گرفته است . هدف از اين پژوهش ، بررسي روش هاي الگوبرداري از طبيعت ميباشد. در جهت دستيابي به اين امر، اصولي ارائه مي شود که بتوان با استفاده بهينه از طبيعت در جهت ايجاد فرم ، مصالح ، ساختار، عملکرد و فرآيند ،ساختماني احيا کننده طراحي نمود. بر اين اساس ، بحث حاضر، ضمن تعريف طبيعت به عنوان مرجع يافتن پاسخ و روش هاي الگوبرداري از آن ، به معرفي معماري بيونيک ، مي پردازد و سپس با بررسي نمونه هاي موردي اصول معماري بيوميمکري را مطرح مي کند. در انتها روند تکاملي استفاده از طبيعت براي نوآوريهاي جديد ارائه مي شود.
واژه هاي کليدي : "طبيعت "، "الگو برداري"، "فرم "، "بيونيک "، "بيوميميکري "
مقدمه
بايد گفت که «الهام از طبيعت » و «تقليد» از آن به مثابه برترين مرجع تقليد همواره سودمند است و موجبات بسياري از ابداعات را فراهم مي آورد، چنانچه در طول تاريخ بشر نخستين ، با نگاه و شهود در طبيعت توانسته به مهمترين اکتشافات خود دست يابد و در واقع از ديدگاه نگارندگان دست به هيچ اکتشاف و خلقي نزده ، مگر آنکه نمونه بارز آن در طبيعت موجود باشد. در تشخيص الگوها دو عامل طبيعت و خلاقيت انسان تعيين کننده هستند. مهمترين جنبه الگوبرداري و قياس نقش خلاقانه اي است که در خلق ايده هاي جديد ايفا ميکند. اندازه فيزيکي و محدوديت هاي فيزيکي مارا در درک محيط محدود ميکند. با پيشرفت علم و تکنولوژي و اختراع ابزار و تجهيزات مختلف ، بر ميزان ادراک مانسبت به محيط اطرافمان افزوده است . يکي از شيوه هاي بيان الگوها، بکار گيري روابط عددي و رياضيات نهفته در آنهاست . و ديگري الگوبرداري از فرآيندهايي که الگوها را بوجود آورده اند. منظور از الگوبرداري از طبيعت اين نيست که ساختمان ها به فرم و صورت ارگان ها و الگوهاي طبيعي ساخته شوند، بلکه مهم شناخت ذات طبيعت و قوانين حاکم بر ساختار سامانه هاي طبيعي است ، که مي تواند در سامانه هاي معماري به کار رود.[١]
علم بيولوژي در زمينه مطالعه طبيعت و نحوه عملکرد و خصوصيات موجودات زنده فعاليت ميکند از آنجا که ساختمان براي انسان که موجودي زنده ميباشد ساخته مي شود، بايد خود نيز زنده باشد و نيازهاي آن را برطرف کند. هر ارگانيزم زنده بر روي زمين دربردارنده يک سيستم عملکردي کامل مي باشد که طي ميليون ها سال ، تدريجا تکامل يافته اند و قادرند به خوبي خود را با محيط اطراف سازگار کنند و در کنار طبيعت و همراه با آن ادامه حيات دهند. براي دستيابي به معماري با ساختاري زنده ، ميبايست از طبيعت به عنوان يک مدل الهام دهنده و به موازات آن به کارگيري بايومتريال ها و وسيله اي براي گذار از نمونه هاي متداول ايستا بهره گرفت .
الگوهاي بيولوژيک در ساختارهاي مختلفي به کار گرفته شده است . اين گرايش در معماري، بيونيک ناميده ميشود. آنچه امروزه با عنوان معماري بيوميمکري مي شناسيم در ادامه معماري بيونيک مطرح شده است . برخي طراحان و دانشمندان بايوميميکري را به طور خاص به عنوان يک روش براي افزايش پايداري آنچه آن ها خلق کرده اند، بکار ميگيرند. بايوميميکري همچنين در برخي موارد به سادگي به عنوان يک منبع براي ابداعات جديد مورد استفاده قرار ميگيرد.[٢] بايوميميکري به عنوان يک فرآيند طراحي به دو موضوع ميپردازد : تعريف نياز انساني يا مشکل طراحي و دنبال کردن روش هاي ساير موجودات زنده ، يا اکوسيستمهاي حل کننده مشکل ، ، يا شناسايي يک ويژگي، رفتار يا عملکرد خاص در يک موجود زنده يا اکوسيستم و ترجمه اي که به طراحي انساني، به عنوان اکولوژي موثر برطراحي اشاره دارد.[٣]
در اين نوشتار سعي شده تا به پرسش هاي زير پاسخ داده شود:
١.روند الگو برداري از طبيعت در معماري تا کنون چگونه بوده است ؟و امروزه اين روند چگونه ادامه يافته است ؟
٢.آيا الگوبرداري از طبيعت به روش بيوميميکري پاسخ مناسبي براي حل مسائل طراحي ميباشد؟و ضرورت پرداختن به آن چه ميباشد؟
طبيعت و محيط زيست
محيط زيست طبيعي عبارت است از مجموعه عوامل زيستي و غيرزيستي (فيزيکي، شيميايي) که بر زندگي يک فرد يا گونه تأثير ميگذارند و ازآن تأثير ميبينند .امروزه اين تعريف غالباً به انسان و فعاليت هاي او مرتبط ميشود و ميتوان محيط زيست را مجموعه اي از عوامل طبيعي کره زمين ، همچون هوا، آب ، اتمسفر، صخره ، گياهان و غيره ، که انسان را احاطه ميکنند ،خلا صه کرد .تفاوت محيط زيست با طبيعت در اين است که تعريف طبيعت شامل مجموعه عوامل طبيعي، زيستي و غير زيستي ميشود که منحصرًا در نظر گرفته ميشوند، در حالي که عبارت محيط زيست با توجه به برهم کنشهاي ميان انسان و طبيعت و از ديدگاه وي توصيف شده است [٤].
نگاه به مفهوم طبيعت گوناگون و از روش هاي شناختي مختلفي مطرح شده که اعم آنها عبارتند از:
١. روش «قياس هاي زيست شناسانه »، همانند بسياري از ايده هايي که بر معماري مدرن تاثيرگذار بودند به سالهاي
١٧٥٠ باز ميگردد. در آن سال ها دو کتاب علمي و تاريخ ساز، شد: يکي کتاب «گونه شناسي گياهي» نوشته چاپ و منتشر «لينيوس » در سال ١٧٥٣، که در آن عرصه گياهان سبز از طريق نامگذاري بر مبناي علم گياه شناسي براساس جابه جايي گرده ها و توانايي توليد مثل اندام هاي ماده يا شيوه هاي توليد مثل به رشته تحرير در آمده بود و ديگري کتاب «تاريخ طبيعي» نوشته بوفون در ١٧٩٤ بود که در آن سعي شده بود تمامي پديده هاي زنده بر اساس قوانين کلي طبيعت جمع آوري و خلاصه شوند.
٢. در روش «تحليل معرفت شناسانه »، مفهوم طبيعت در غرب و شرق و نحوه توجه و يا استفاده و الگوبرداري از آن ، فراز و نشيب زيادي را به خود ديده است . پس از قرن ها مبارزه با طبيعت در غرب به عنوان ابزار شيطان براي فريب انسان ها، در دوره مدرن طبيعت جايگاه والايي يافته است . اين ارتقاي مقام ، نه تنها در زمينه ارزشهاي مادي نهفته در آن بوده است ، بلکه معناي جديدي در ذهن و زندگي انساني را نيز توليد کرده است که باعث توسعه وبسط توجه به طبيعت در هنر و فنون بشري خاصه در معماري شده است ، چنانچه مفهوم امروزين طبيعت در غرب موجب ساخت و توليد حرفه ها و رشته هاي گوناگوني شده است که از جمله آن ها ميتوان به : برنامه ريزي و طراحي محيط و معماري منظر اشاره کرد.
براي اولين بار «بوفون » بود که در سخنراني خود در آکادمي فرانسه در باب موضوع سبک ، در ١٧٥٣ از قياس هاي زيست شناسانه در توضيح مقصود خود استفاده کرد. او گفت :
«ذهن انسان هرگز قادر به خلق چيزي نيست مگر اينکه ذهن او از طريق انجام تجربيات و تمرکز افکار پرورانده شده باشد، بدان معني که ادراکات او نطفه هاي محصول او را شکل مي دهند»
بعدها يونگ در کتاب خود با نام حدس هايي در باب ترکيبات اصيل (١٧٥٩) عنوان نمود که :
«آنچه را که اصيل خوانده ميشود ميتوان منبعث از يک طبيعت حاصل خيز دانست که به گونه اي خودرو از ريشه اي زنده بنام نبوغ جوانه مي زند و رشد ميکند. آن هرگز چيزي نيست که ساخته شود».
در باب کاربرد هنر در طبيعت ، اولين کسي که اين مفهوم را در قالب يک نظريه صرفا هنري بيان کرد، «ساموئل تيلور کولريج » بود. بعدها «جي.جي هردر» در کتابي با عنوان «در باب دانايي و احساس روح انسان » از گياهان به عنوان قياسي براي بهبود و توسعه فرم هاي هنري روئيده در زمان و مکان خاص خود استفاده کرد. کولريج با هجمه بري بر فلسفه «مکانيکي ذره اي» اشاره مي کند:
«فرم تنها زماني خصوصيت مکانيکي مي يابد که ما ماده اي را بر اساس يک فرم از پيش تعيين شده تحت فشار قرار دهيم مثل زماني که يک توده گل را براي بدست آوردن شکلي در ميان دستان خود بفشاريم . در حاليکه يک «فرم ارگانيک » حاوي خصوصيتي ذاتي است . به همان ترتيبي که از درون خود رشد مي يابد، فرم ميپذيريد؛ تماميت توسعه و پيشرفت آن يک ويژگي کلي و واحد داشته و غايت فرم بيروني منبعث از همين خصوصيت ذاتي مي باشد» [٥]
بشر مي تواند پاسخ بسياري از سئوالاتش را از طريق تجربه ، آزمايش و تحقيق و خلق فرضيات جديد پيدا کند. اما شايد طبيعت بهترين مرجع براي يافتن اين پاسخ ها باشد، چراکه طبيعت همه پاسخ ها را دارد و اين انسان ها هستند که به تدريج شيوه جواب گرفتن از طبيعت را ميآموزند. اين امر در طراحي و ساخت فضاها و بناهاي شهري و علوم مهندسي نيز صادق است .
در هر حال ، تقليد از طبيعت مزاياي متمايزي ميتواند داشته باشد. ميتوان فرض کرد که هر جاندار کنوني حاصل دو هزار ميليون سال تکامل است . تکامل در طبيعت موجب پيدايش مکانيسم هايي شده است که مي توان از آنها الگوبرداري کرد.
آنچه براي سيستم زنده خوب است ، بايستي به همان اندازه و درجه براي سيستم هاي ساختگي مشابه نيز خوب باشد. در الگوبرداري از طبيعت مسئله اصلي اين نيست که به طور صد درصد از جزئيّات مدل طبيعي استفاده شود، بلکه بايد اصول و فرآيندهاي طبيعي شناخته شده و بکار گرفته شوند. [٦]
الگوها و تقليد در هنر و معماري
الگوها در همه جا هستند و با تشخيص الگوهاست که مي توانيم موقعيّت خود را مشخّص و جهان را درک و اّتفاقات خاص را پيش بيني کنيم . بدون داشتن درک از الگوها، انسان در مواجه با دامنه وسيعي از شرايط مختلف موفّق به بکارگيري امکانات نميباشد. [٧]اجزاي عالم به شکل الگو دريافت مي شوند.
بعضي از اين الگوها يکسان و ثابت اند، بعضي نظم و قاعده بالايي دارند، بعضي ديگر به طور اّتفاقي شکل ميگيرند. طرّاحان مانند افراد ديگر خود آگاه و ناخود آگاه از محيط اطراف و فعاليّت هاي روزمرّه زندگي الگوهايي را دريافت مي کنند. واژه هاي متعددي معادل الگو عنوان شده اند از جمله : نقش ، سرمشق ، مثال ، نمونه ، مدل ؛ که با مفهوم الگوبرداري از طبيعت در معماري کاربردهاي بيشتري دارند. [٨]
همچنين مي توان به الگوبرداري به مثابه نقش چنين اشاره کرد:
الف - الگو به معني مدل : معيارهايي که به عنوان راهنما در ساختن چيزي بکار ميرود. الگوها را ميتوان در وراي نقش و ظاهر آنها يافت . اين نوع الگوها، همواره توسط بشر به عاريت گرفته شده است .
ب - الگو به معني نقش : نظامي از اجزا تکرار شونده يا مرتبط به هم مبيّن نقش ميباشد. تکرار اجزاء مشابه را تقريبا در هر جايي مي توان ديد. در مزارع ، جزئيّات شهر، قلل کوهها.
الگوبرداري به معني استخراج ، يافتن مدل ، سرمشق ، نمونه و بکارگيري آن در محلي مناسب مي باشد. رايج ترين معني اين اصطلاح کلمه قياس يا آنالوژياست که در معني سنجيدن دو چيز با هم به کار ميرود. انسان از کودکي تمايل به قياس يا تشابه خود با يک سيستم بيروني را دارد و انسان مي تواند بين دو چيز قياس حسي يا منطقي بر قرار کند، به عنوان مثال قياس ساختاري، ديدي منطقي دارد و قياسي که از شکل يک شي و به صور تزييني صورت ميگيرد در حيطه حسي قياس قرار ميگيرد. [٦]
از ديدگاهي ديگر، الگوبرداري از طبيعت به گونه هاي زير صورت ميگيرد:
١. الگوبرداري شکلي: روش الگوبرداري شکلي، روش ظاهري و تقليدي است که به اصول و مباني ساختار توجّه نمي شود. به عنوان مثال لايه هاي زمين با نيروهايي که بر آن وارد ميشود، منطبق شده و فرم خود را از نيروها اقتباس مي کند، در حاليکه معماران اين نيروها را حذف و صرفا وضعيت موجود را اقتباس ميکنند. در بين اکثر طرح هاي معماري آنهايي مورد انتقاد قرار گرفته اند که به تقليد صرف از فرم هاي طبيعي پرداخته اند و از حقيقت پنهان در آن غافل مانده اند. حتي جان راسکين مدافع سرسخت طبيعت به عنوان منبعي عظيم براي الهام بخشي، با تقليد بي چون و چرا از فرم هاي طبيعي در معماري سخت مخالف است و مينويسد:
" آرايش شياري ستون هاي دوريک ، که من نميپذيرم که سمبولي از شکل پوست درختان براي يونانيان باستان بوده است ، در اصل خود تقليدي از سازه هاي ارگانيک ميباشد، با وجود آن که زيبايي در آن حس مي شود ولي اين زيبايينشان دهنده سطح پاييني از نظم بسيار بالاي موجود در طبيعت است ."
٢.الگوبرداري از قوانين طبيعت : استفاده از قوانين طبيعت ، بهترين شيوه الهام گيري از ساختارهاي طبيعي در معماري است . طراح از فرآيندهايي که فرم هاي طبيعي را شکل داده اند، براي خلق طرح هاي جديد الهام ميگيرد. منطق موجود درساختار درخت منبع اصلي نوآوري و ابداع دربسياري از فرم هاي سازه اي بوده است ، مانند سقف زيباي فرودگاه استانستد در انگلستان که به شکل ستون هاي درختي است . (شکل ١)
٣. الگوبرداري استعاره اي: در اين شيوه الگوبرداري، به صورت انتزاعي از طبيعت در جهت ايجاد تعادل ، پايداري استفاده مي شود. استعاره تا حدي از سطحينگري، باز ميدارد و ميتوان آنرا راهبردي به صورت خلاقيت در معماري دانست . [١]شکل زير ساختمان Selfridgesاست که پوسته بيروني بنا با ١٥٠٠٠ ديسک آلومينيوميتشکيل شده است . اين پوسته در طبيعت دارد مانند چشم مگس است ،البته پوسته بيروني آن بيشباهت به بدن خزندگان نيست . (شکل ٢ )
معماري زيست مبنا (بيونيک ديزاين )
يک متخصص آمريکايي جک .اي.ستيل ، اين عبارت را در سال ١٩٥٨ ابداع کرد و به علاوه کاربرد آن در سال ١٩٦٠ با خيلي از دانشمندان ديگر بيوتيک در اولين سمينار بيوتيک ، در آمريکا توسعه داده شد. واژه بيونيک از دو لغت لاتين Bio+nic تشکيل يافته است که در آن بايو ماخذي از زبان يوناني به معناي زيست و حيات است و حروف ايک پسوند شبيه ساز هستند به معني مثل ومانند. اگرچه لغات بايوگنسيس (Biognosis)، بايوميميکري Biomimicry ،بايومتيکس (Biomimetic) و بايومکانيک (Biomechanic) نيز در زمينه ارتباط طبيعت با دانش بشري هستند ليکن واژه بيونيک بيشتر گوياي ارتباط بين طبيعت و طراحي محصول است .[٤] بيونيک فرآيند طراحي و مهندسي نوين براساس سامانه هاي موجود در طبيعت است . اساسا پيوند ميان سيستم هاي طبيعي و ساختارهاي مصنوعي ساخته دست بشر به اين دليل داراي اهميت است که پويايي موجود در طبيعت لزوما سامانه هاي آن را به سوي بهينه سازي و اثرگذاري بيشتر پيش ميبرد. [١] (شکل ٣)
