در جريان همايشي در اوهايو، براي اولين بار واژه بيونيك ساخته شد. واژه بيونيک و نزديکي آن به بيولوژي در ذهن ما اين فکر را ايجاد مي کند که اين علم در ارتباط با موجودات زنده است. بيونيک علم سيستم هايي است که شالوده آنها سيستم هاي زنده هستند.

طبیعت و انسان

در طي تاريخ و مسير تدريجي و آرام بروز تمدن ها، ارتباط انسان و طبيعت را مي توان در سه قلمرو مشخص مطالعه كرد:‌

1. در مرحله اول جوامع بدوي، همزيستي كاملا مسالمت آميزي با طبيعت داشته اند. در اين مرحله وي از ميوه درختان تغذيه كرده و از شاخ و برگ و الياف آن براي ساختن انواع پناهگاهها و پوشاك سود جسته است.

2. در مرحله دوم انسان چيرگي بيشتري بر طبيعت پيدا كرد و براي رفع گرسنگي به شكار حيوانات و ماهيگيري پرداخت.

3. در مرحله سوم تلاش بشر براي پيروزي همه جانبه بر طبيعت استوار بود.

اين مساله تا آنجا پيش رفت كه در دوران جديد پسارنسانسي و حاكميت عقل ابزاري به جاي عقل قدسي و توجه بر ابزارسازي و ابزارگري به مثابه مهمترين شأن وجودي انسان، طبيعت تعريفي خاص و بي نظير يافت. علم از ديدگاه پيشتازان نحله هاي فكري رنسانس جز علم تجربي (‌جديد) نبود؛ يعني شناختي تجربي عقلي از رابطه هاي كمي ميان پديدارها به نحوي كه به دريافت قانون ثابت و لايتغير ختم شود، انسان را به پيشگويي رويدادهاي آتي مجهز كند، وي را قادر به تبيين حادثه هاي موجود كند و البته مهم تر از اين همه بتواند انسان را بر چيره شدن تمام عيار بر طبيعت توانا گرداند. به نحوي كه به ياري علم جديد انسان از مواهب طبيعت به نفع خود بيشترين بهره ممكن را ببرد. در اين قلمرو، طبيعت نه رفيق انسان بلكه رقيب انسان تلقي مي شد.

يكي از آسيب هاي جدي مدرنيته به عنوان كانون آرماني انديشه رنسانسي، جدا كردن انسان از مادر مهربان و سخاوتمندش يعني طبيعت بود. رشد سريع تكنولوژي سبب گسترش بي رويه شهرها و حومه سازي و تخريب فضاي سبز شد. شهرهاي با كيفيت متوسط جايگزين طبيعت بكر و محيط هاي روستايي شدند. تا آنجا كه جدايي انسان از طبيعت، هر روز بيش از پيش به سرگرداني و درماندگي او مي افزايد.

مسلم است كه چنين شتاب هولناكي، سرانجام وي را به ورطه اي مي كشاند كه در آن هيچ نشانه اي از طبيعت گرايي يافت نمي شود. اگر طبيعت و جهان هستي براي انسان قابل لمس و درك نباشد، وي خود را گم خواهد كرد. بي شك چنين انساني كه خود را گم كند خداي خود را نيز فراموش خواهد كرد و به مانند كلاف سردرگمي خواهد شد كه ره به كعبه وصال نخواهد يافت. "اگر قوه لمس طبيعت را از دست بدهيد، قوه لمس انسانيت را هم از دست مي دهيد. چنانچه هيچ گونه وابستگي اي نسبت به طبيعت وجود نداشته باشد شما به يك قاتل مبدل شده و نهنگ ها، دلفين ها و انسانها را، يا به خاطر مال اندوزي، ورزش، خوراك و يا به خاطر علم به قتل مي رسانيد. آنگاه طبيعت از شما مي هراسد و زيبايي خود را از شما باز مي ستاند."‌ [1]

انسان كاشف طبيعت و عامل برقراري تداوم و پايداري آن است. اين انسان است كه به طبيعت معنا مي بخشد و با همدلي فزاينده و پردامنه خود مي تواند رازهاي نهاني طبيعت را – كه بي شك همان رازهاي فطري اوست – دريابد. قرنهاست كه انسان با طبيعت زيسته است و براي تأمين نيازمنديهاي جسمي و روحي خود به طبيعت گرويده است. طبيعت و جلوه هاي آن همچنين منبع بي پايان الهام براي انسان بوده است. انسان، در خلاقيت هاي سترگ خود همواره مديون و مرهون طبيعت بوده است. طبيعت بيش از آنكه به انسان عقل گرا در برآورده سازي نيازهاي كمي و تكنيكي كمك كند نيازهاي روحي و حسي او را پاسخ گفته است. طبيعت در اديان همواره والايي و حرمت و قداست خاصي داشته است. طبيعت در قرآن مجيد در ارجمندترين جلوه خود متجلي مي شود و اسلام به عنوان برترين آيين الهي همواره به پاسداشت ِحرمت طبيعت تأكيد ورزيده است.

الهام از طبیعت

مرور زمان و اشراف بشر به لحاظ علمي بر برخي از رازهاي خلقت طي ساليان مختلف رازها و ابعاد مختلف اعجاز قرآن را براي بشر روشن کرده است. به گونه اي که بخش زيادي از ناشناخته ها و اسرار طبيعت که طي قرون اخير به مدد پيشرفت علم و تکنولوژي براي انسان روشن و کشف شده است 14 قرن قبل در قرآن مجيد به آن اشاره و راز و اسرار عجايب خلقت گياهان، جانوران، کوهها، آب ها و اقيانوس ها، سيارگان و ستارگان و فضا براي بشر بيان شده است. به همين دليل است که همواره به بشر گفته شده است که در زمين گردش کنند و بر آنچه در آن خلق شده است بنگرند و بينديشند.

انسان از ابتدای آفرینش به نوعی از طبيعت الهام گرفته است و در ساخت و طراحی وسایل مورد نیاز خود از آنها استفاده کرده است. تقلید از طبیعت مزایای بسیاری دارد. فرض کنیم هر جاندار کنونی محصول چندین میلیون سال تکامل است، در این فاصله زمانی طبیعت هر چه را که با هدف ویژه‌اش سازگاری نداشته از بین برده است و این امیدواری را بوجود آورده که بشر بتواند با مطالعه فرآیند تکامل، مکانیسم‌های جدید فناوری را از روی موجودات زنده نسخه‌برداری کند. در طی حدود 8/3 میلیارد سال از آفرینش زمین، طبیعت، طراح و معمار نهایی خود بوده است. طی این مدت گیاهان و جانوران توانسته اند با طراحی لازم بر مشکلات محیط زیست فائق آیند. عنکبوت ها با طراحی و بافتن ریسمان هایی که به استحکام پولاد هستند، برای خود آشیان هایی می سازند و يا زنبورها با رعایت کلیه قوانین هندسی، پناهگاهی امن و مطمئن برای خود طراحی می کنند. موریانه ها خانه های خود را در بیابان ها و در هوایی بسیار گرم می سازند و تلاش می کنند با کندن راه هایی پیچیده در خاک، سیستم گرمایی و تهویه داخل لانه های خود را خنک و متعادل نگه دارند.

به طور کلی از عوامل مهمی که در طبیعت وجود دارد و انسان برای ساخت بناهای خود از آنها استفاده کرده است، می توان به پوسته یا جلد، ساختار، آذين گري و انرژی اشاره كرد.

ظهور بيونيک

با پايان پذيرفتن جنگ جهاني دوم و پس از دهه شصت ميلادي، تبادل علمي بين گرايش هاي علوم طبيعي و مهندسي رواج و رونق گرفت. در جريان همايشي در اوهايو – كه نيروي هوايي آمريكا متولي آن بود- براي اولين بار واژه بيونيك ساخته شد. واژه بيونيک و نزديکي آن به بيولوژي در ذهن ما اين فکر را ايجاد مي کند که اين علم در ارتباط با موجودات زنده است. بيونيک علم سيستم هايي است که شالوده آنها سيستم هاي زنده هستند.

در ابتدا بيونيک به بررسي ماشين هايي که براساس سيستم هاي زنده طراحي و ساخته شده بودند مي پرداخت؛ به عبارتي مي توان گفت بيونيک هنر به کارگيري دانش سيستم هاي زنده در حل مسائل فني است. يکي از بهترين طرحهاي شناخته شده از علم بيونيک اثر لئوناردو داوينچي نقاش معروف بود که ماشين پرنده را براساس ساختمان بدن خفاش طراحي کرد و استدلالش اين بود که خفاش داراي بال کاملا پوشيده اي است که هوا را از خود عبور نمي دهد و بال خفاش را پوستي پرده مانند پوشانده است که آن را تقويت مي کند. حدود 400 سال بعد از طرح داوينچي، ماشين پرنده توسط کلمنت آدر با الهام از خفاش ساخته شد و در سال 1890 تا ارتفاع 15 متري پرواز کرد.

در ساخت زيردريايي ها نيز از بدن دلفين الهام گرفته شده است. زيرا دلفين با نيروي عضلاني کم مي تواند بسرعت در آب حرکت کند و راز اين حرکت در پوست دو لايه بدنش است. لايه پوست بيروني، قابل ارتجاع و لايه پوست دروني شبيه يک رشته لوله پر شده از ماده اسفنجي است. تلاطم هميشه با افزايش فشار همراه است پس اگر الگويي از يک جريان پرتلاطم در اطراف بدن دلفين تشکيل شود، اثر کلي اين تلاطم محسوس نخواهد بود. زيرا پوست قابل ارتجاع بيروني، فشار را به لايه اسفنجي و تراکم پذير دروني که مانند فنر عمل مي کند منتقل مي نمايد. به طوري که جريان پرتلاطم پيش از آن که فرصتي براي پيشروي پيدا کند از بين مي رود و به همين دليل است که در طراحي زيردريايي، جدار آن را مانند پوست دلفين مي سازند به طوري که با يک موتور ثابت بتواند سريع حرکت کند. سقف نمايشگاه مونترال (1967) اثر فراي اتو كه ملهم از تارهاي مستحكم عنكبوت است و ايستگاه ته ژه وه (1989) شهر ليون فرانسه اثر سانتياگو كالاتراوا [2] كه الهامي از بدن پرنده مي باشد از مهمترين نمونه هاي بيونيك به حساب مي آيد.

ساخت هواپيماهاي تيزپرواز با الهام از بال پرستو و بادقپک و ساخت رايانه با الهام از مغز و فکر انسان، نمونه هاي بارز ديگري از کاربرد علم بيونيکي براي ساخت فناوري هاي جديد است.

بیونیک، به معنای زیستارشناختی یا به کارگیری اندام‌های ساختگی طبیعت، اولین بار توسط دانشمند امریکایی جک. ای. استیل در سال 1959 بکار برده شد. او بیونیک را علم سیستم‌هایی که شالوده و پایه تمامی سیستم‌های زنده‌اند، می‌داند.

امروز هرجا سخن از تکنولوژی به میان می‌آید، بي درنگ برآورده سازي متعارف نيازهاي انسان به ذهن تداعي مي شود. از نظر بيشتر كساني كه در حوصله و حوزه تكنولوژي به تحقيق و مطالعه پرداخته و مي پردازند تكنولوژي مي بايد خادم انسان باشد؛ اما اگر کمی به مسیر تکنولوژی دقت کنیم کم و بیش به منشاء برخی پدیده‌ها پی می‌بریم، به اینکه مثلاً هر پدیده صنعتی یا ساختمانی از کدام الگوی زنده طبیعت الهام گرفته است.

سال‌هاست که محققان در پی اثبات علیت و موجودیت این ارتباط هستند تا از طریق آن چگونگی شکل گرفتن سیستم‌های مختلف زندگی را بررسی 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 راه‌های زیستی حل می‌کند، بنا نهاده‌اند.

اگر چه خود بیونیک هنوز به عنوان یک علم نوپاست، اما فعالیت بیونیکدانان را که همواره در جستجوی یک الگوی زنده برای توجیه هر پدیده هستند، می‌توان در حوزه علوم کاربردی مطرح کرد.

ادامه دارد ...