Endüstriyel Tasarımda Biyonik Dokunuş
Yaratıcılık ve hayal gücünün sonsuzluğu meslek edinmişseniz, sınırlarınız yoktur. Sınırları olmayan özgürlük sizin ilham kaynağınızdır. Hiç bitmeyen bir merakınız vardır. Çevreniz, doğa, insanlar, objeler, hepsi tasarım fikrinin oluşabilmesini sağlayan ham maddedir. Endüstriyel tasarımda biyonik dokunuş bugün ki merak konumdu. Keyif alıp aklınızda şimşekler oluşturacak bir konu olduğu için edindiğim bilgileri paylaşmak istedim.
Biyonik kelimesi etimolojik olarak incelendiğinde, biyoloji ve teknik kelimelerinin birleşiminden oluştuğu görülmektedir. Doğadan kopyalamayı, öykünmeyi ve öğrenmeyi içeren çalışma alanında kullanılan bir terim olan Biyonik, 1960 yılında Birleşik Devletler Hava Kuvvetlerinden Jack Steele tarafından Dayton’daki Wright-Petterson Hava Kuvvetleri Üssü’ndeki toplantıda türetilmiştir. Biyonik, yaşayan sistemlerin yeteneklerindeki süreç bilgilerini tasarım sorunlarını çözmeye dönüştürmeyi amaçlar. Bu disiplin elektronik parça ve sistemlerin biyolojiden ilham almış tasarımı ile ilgilenir. Sistemlerde insan vücudunun parçalarını yenileme ve kullanım sürelerini artırmak üzerine çalışılmaktadır.
Biyonik yıllar geçtikçe Avrupa’da iyi tanınan bir alan olarak yoğunlaşmıştır. Gelişimine bakıldığında Alman biyolog Werner Nachtigall, 1960’larda bu alanı bağımsız olarak kurar. Daha sonra Carmelo di Bartolo, Jurgen Hennicke ve Gabriel Songel bu alana katkı sağlayarak alanın devamını sağlamışlardır. Nachtigall “biyonik uygulayıcılarına işbirliği sürecinde rehberlik etmesi için ilkeleri bir set halinde formüle etmiştir
W. Nachtigall tarafından formüle edilen biyonik prensipler
Buna ek olarak İtalyan tasarım eğitimcisi Carmelo di Bartolo bu ilkelerin uygulanabilirliğini mühendislikten endüstriyel tasarıma doğru aktararak genişletmiştir. Daha sonra 1970’lerde “Doğa odaklı tasarım ve biyonik” başlıklı gereklilikleri bir set haline getirerek konsept oluşturulmuştur. Bunu takiben Wahl, biyonik teriminin değişimindeki yaklaşımını doğa-kültür ilişkisi açısından tekrar tanımlamıştır. Bununla birlikte insan, toplum ve çevrede sağlık sinerjisini artıran salutojen (sağlık oluşumu) tasarım yaklaşımının eksik olduğunu da vurgulamıştır.
Aşağıdaki örnekler biyonik tasarım yaklaşımları için oldukça ilginç boyutlarda olduğundan örnek olarak sunulmuştur.
Linke göz atabilirsiniz.
https://www.youtube.com/watch?v=qXEJHCuWliU
Yapay karıncaların müşterek davranışları henüz şaşırtmasa da, üretim metotları benzersiz olarak görülmektedir. Lazer bileşenleri görünen yapıları ile 3D MID1 süreçleri ile süslenmiştir. Dolayısıyla tasarım ve elektrik fonksiyonları aynı zamanda sağlanmış olmaktadır. Bacaklarda tahrik teknolojisi içinde basınç teknolojisinin faydaları kullanılmıştır. Kullanılan bu tahrik teknolojisi hızlı olarak kontrol edilebilmektedir. Çok az enerji ile çalışmakta ve fazla yere ihtiyaç da duymamaktadır.
Linke göz atabilirsiniz.
https://www.youtube.com/watch?v=FFsMMToxxls
Fil Hortumundan Biyonik Kol. Robotlar her zaman bilgisayarların sınırlarını zorlamaktadırlar, ama bilgisayar teknolojisi evrilmesinin devam etmesi sayesinde daha geniş çaptaki hareketler için daha karışık hesaplamalar mümkün olabilmektedir. Esnek kabiliyeti sayesinde esnek hareketler daha ileri seviyede tasarımlara yol vermektedir. Yeni bir “biyomekatronik dağıtım” sistemi de filin hortumunun yapısına dayanarak tasarlanmıştır. Alman mühendislik firması olan Festo tarafından tasarlanan biyonik dağıtım asistanı, yavaşça ağır yükleri nakleder, her omurdaki hava kesecekleri yardımıyla hava alıp verdikçe birim büzüşüp genişler.
Üzerine yerleştirilmiş mini mikrofonlar sayesinde farklı yönlerden gelen seslerin izlerini sürecek, küçük detektörler sayesinde ise nükleer radyasyonu ve zehirli gazları tespit edebilecektir. Üstelik “kuantum noktalı güneş hücreleri” özelliği ile fotovoltaik (günümüzde güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine çeviren sistem) den iki kat faydalı olmaktadır. Askeri Donanma Michigan Üniversitesi’ni bu konsepti geliştirmesi için 10 milyon dolar hibe ile ödüllendirmiştir.
Son olarak Istakozlar da son dönemde araştırılan ve tasarımda biyonik yaklaşıma örnek alınabilecek canlılar arasında yerini almıştır. Dikenli ıstakozlar basit sinir sistemlerine sahip olmasına rağmen üst düzey bir yer bulma yeteneği sergilemekteler. Florida Üniversitesi’nde yapılan bir araştırma, bu canlıların “patlayan nöronlar” adı verilen sinir hücreleri sayesinde koku kaynağını bulmada çok başarılı olduklarını göstermektedir. Bu araştırmaların sonuçlarının mayın gibi diğer patlayıcıların yerini bulmada yardımcı olması öngörülmektedir. Böylece gelişmiş elektronik cihazların tasarlanmasına yardımcı olabilecektir.
Biyonik tasarım örnekleri biyo kavramını biyo+teknik içeriğinde mükemmel tanımlayan örneklerdir. Bu mükemmellik canlı organizmanın işlevsel özelliğini öne çıkarmakta, buna paralel olarak doğrudan benzeme özelliğini de asla ihmal etmemektedir.
Biyonik kelimesi etimolojik olarak incelendiğinde, biyoloji ve teknik kelimelerinin birleşiminden oluştuğu görülmektedir. Doğadan kopyalamayı, öykünmeyi ve öğrenmeyi içeren çalışma alanında kullanılan bir terim olan Biyonik, 1960 yılında Birleşik Devletler Hava Kuvvetlerinden Jack Steele tarafından Dayton’daki Wright-Petterson Hava Kuvvetleri Üssü’ndeki toplantıda türetilmiştir. Biyonik, yaşayan sistemlerin yeteneklerindeki süreç bilgilerini tasarım sorunlarını çözmeye dönüştürmeyi amaçlar. Bu disiplin elektronik parça ve sistemlerin biyolojiden ilham almış tasarımı ile ilgilenir. Sistemlerde insan vücudunun parçalarını yenileme ve kullanım sürelerini artırmak üzerine çalışılmaktadır.
Biyonik yıllar geçtikçe Avrupa’da iyi tanınan bir alan olarak yoğunlaşmıştır. Gelişimine bakıldığında Alman biyolog Werner Nachtigall, 1960’larda bu alanı bağımsız olarak kurar. Daha sonra Carmelo di Bartolo, Jurgen Hennicke ve Gabriel Songel bu alana katkı sağlayarak alanın devamını sağlamışlardır. Nachtigall “biyonik uygulayıcılarına işbirliği sürecinde rehberlik etmesi için ilkeleri bir set halinde formüle etmiştir
W. Nachtigall tarafından formüle edilen biyonik prensipler
1. Ekleme yapı yerine bütünleştirme
2. Bireysel elemanların fazlalığından ziyade bütünün optimizasyonu
3. Tek fonksiyonellik yerine çok fonksiyonellik
4. Özel çevreye adapte edilmiş ince ayarlama
5. Enerji israfı yerine enerji kazanma
6. Doğrudan ya da dolaylı olarak güneş enerjisi kullanma
7. Gereksiz devamlılık yerine geçici sınırlama
8. Çöp topluluğu yerine toplam geri dönüşüm
9. Doğrusallık yerine ağ örgüsü
10.Deneme ya da hata yoluyla gelişme
Buna ek olarak İtalyan tasarım eğitimcisi Carmelo di Bartolo bu ilkelerin uygulanabilirliğini mühendislikten endüstriyel tasarıma doğru aktararak genişletmiştir. Daha sonra 1970’lerde “Doğa odaklı tasarım ve biyonik” başlıklı gereklilikleri bir set haline getirerek konsept oluşturulmuştur. Bunu takiben Wahl, biyonik teriminin değişimindeki yaklaşımını doğa-kültür ilişkisi açısından tekrar tanımlamıştır. Bununla birlikte insan, toplum ve çevrede sağlık sinerjisini artıran salutojen (sağlık oluşumu) tasarım yaklaşımının eksik olduğunu da vurgulamıştır.
Aşağıdaki örnekler biyonik tasarım yaklaşımları için oldukça ilginç boyutlarda olduğundan örnek olarak sunulmuştur.
1-Boxfish-Bionic Car Örneği;
Suya ilişkin ilham yüksek yararlılıktaki küçük arabaların bir sonraki nesli için başlangıç noktası olabileceği öngörülmektedir. Daimler Chrysler’deki araştırmacılar tropikal kutu balığının formunu temel alan, hali hazırdaki Mercedes Benz Biyonik Konsept Aracını ele almışlardır. Otomobilin önüne düşebilecek su damlacığı incelenmiş ve bu kutu balığının direnç katsayısı 0,06 iken, su damlacığının aerodinamik olarak ideal olan direnç katsayısı 0,04’e çok yakındı. Damlacık gibi balığın yüzünün tüm uzunluğa oranı çok küçüktür. Balığın bu yapısı, direnci artıran türbülansı oluşturmadan havanın hareketini teşvik eden akışkan yüzey ile birlikte iskelet benzeri bir görüntüye sahipti. Bütün bu özellikler otomobilin ön cephe tasarımına yansıtılmıştır.Linke göz atabilirsiniz.
https://www.youtube.com/watch?v=qXEJHCuWliU
2- Biyonik Karıncalar Örneği;
Kendi doğasındaki modeller gibi Biyonik Karıncalar da belirli kurallar altında beraber çalışmaktadırlar. Birbirleri ile iletişim kurmakta ve her birinin kendi içinde hareketleri uyumlu olmaktadır. Bundan dolayı yapay karıncalar; bireysel özerk bileşenleri, karmaşık görevleri ile tüm ağ tabanlı sistemlerde olduğu gibi doğadaki karıncaların sistemlerinin bir benzerini nasıl çözdüklerini göstermektedir.
Yapay karıncaların müşterek davranışları henüz şaşırtmasa da, üretim metotları benzersiz olarak görülmektedir. Lazer bileşenleri görünen yapıları ile 3D MID1 süreçleri ile süslenmiştir. Dolayısıyla tasarım ve elektrik fonksiyonları aynı zamanda sağlanmış olmaktadır. Bacaklarda tahrik teknolojisi içinde basınç teknolojisinin faydaları kullanılmıştır. Kullanılan bu tahrik teknolojisi hızlı olarak kontrol edilebilmektedir. Çok az enerji ile çalışmakta ve fazla yere ihtiyaç da duymamaktadır.
Linke göz atabilirsiniz.
https://www.youtube.com/watch?v=FFsMMToxxls
3-Fil Hortumundan Biyonik Kol Örneği;
Fil Hortumundan Biyonik Kol. Robotlar her zaman bilgisayarların sınırlarını zorlamaktadırlar, ama bilgisayar teknolojisi evrilmesinin devam etmesi sayesinde daha geniş çaptaki hareketler için daha karışık hesaplamalar mümkün olabilmektedir. Esnek kabiliyeti sayesinde esnek hareketler daha ileri seviyede tasarımlara yol vermektedir. Yeni bir “biyomekatronik dağıtım” sistemi de filin hortumunun yapısına dayanarak tasarlanmıştır. Alman mühendislik firması olan Festo tarafından tasarlanan biyonik dağıtım asistanı, yavaşça ağır yükleri nakleder, her omurdaki hava kesecekleri yardımıyla hava alıp verdikçe birim büzüşüp genişler.
4-Yarasa Casus Ucağı Örneği;
Com-Bat adı verilen bu ürün 6 inç gözetleme aygıtı ile güneş, rüzgâr ve titreşim tarafından enerjisi sağlanmaktadır. Amerika Askeri Donanması tarafından uygulanan bu konsept askerler için gerçek zamanda veri toplama anlamına gelmektedir. Toplanan veriler için harcanan gücün ise sadece 1 vat olduğu belirtilmiştir.
Üzerine yerleştirilmiş mini mikrofonlar sayesinde farklı yönlerden gelen seslerin izlerini sürecek, küçük detektörler sayesinde ise nükleer radyasyonu ve zehirli gazları tespit edebilecektir. Üstelik “kuantum noktalı güneş hücreleri” özelliği ile fotovoltaik (günümüzde güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine çeviren sistem) den iki kat faydalı olmaktadır. Askeri Donanma Michigan Üniversitesi’ni bu konsepti geliştirmesi için 10 milyon dolar hibe ile ödüllendirmiştir.
Son olarak Istakozlar da son dönemde araştırılan ve tasarımda biyonik yaklaşıma örnek alınabilecek canlılar arasında yerini almıştır. Dikenli ıstakozlar basit sinir sistemlerine sahip olmasına rağmen üst düzey bir yer bulma yeteneği sergilemekteler. Florida Üniversitesi’nde yapılan bir araştırma, bu canlıların “patlayan nöronlar” adı verilen sinir hücreleri sayesinde koku kaynağını bulmada çok başarılı olduklarını göstermektedir. Bu araştırmaların sonuçlarının mayın gibi diğer patlayıcıların yerini bulmada yardımcı olması öngörülmektedir. Böylece gelişmiş elektronik cihazların tasarlanmasına yardımcı olabilecektir.
Biyonik tasarım örnekleri biyo kavramını biyo+teknik içeriğinde mükemmel tanımlayan örneklerdir. Bu mükemmellik canlı organizmanın işlevsel özelliğini öne çıkarmakta, buna paralel olarak doğrudan benzeme özelliğini de asla ihmal etmemektedir.
