طبیعت همیشه دارای ویژگی های ناشناخته و گنگ برای انسان بوده است. سپس به مرور واژه تکنولوژی و هنر را از دل طبیعت بیرون آورد و حاصل ترکیب و پروراندن آنها را در طول قرن‌ها با روش‌ها و زبان‌های گوناگون بیان کرد. پس لازم است ارتباطی با اصول منطقی و علمی بین سیستمهای ماشینی و سیستم‌های زنده به وجود آید. یکی از تمایلات معماری بیونیک روح بخشیدن به ساختمان  است که با توجه به قدرت سازه برای تنفس ( زنده‌نمایی )، به کمک خطوط مستقیم یا منحنی خالص و القاء آهسته تمامیت سازه به آن دست پیدا می‌کنند و توانایی القاء زنده بودن ساختمان مهم ترین چیز برای معماری بیونیک است. خود طبیعت از آغاز آفرینش زمین طراح و معمار نهایی بوده است و در طول زمان  گیاهان و جانوران توانسته‌اند با تزئینات و طراحی‌های لازم بر مشکلات محیط زیست خود غالب شوند و انسان نیز همانند سایر جانداران زمین درطول زندگی خود، همیشه سعی داشته برای ساخت و طراحی مکانها و وسایل مورد نیاز خود از طبیعت و محیط زیست اطراف خود بهره گیرد.

مزایای زیادی در تقلید از طبیعت وجود دارد. زیرا با توجه به این نکته که هر جاندار کنونی دارای چندین میلیون سال تکامل است پس در طول این زمان بسیار طولانی طبیعت توانسته هر چه را که سازگاری نداشته از بین ببرد. درنتیجه انسان با مطالعه فرآیند تکامل، امیدوار است بتواند مکانیسم‌های جدید فناوری را از روی موجودات زنده نسخه‌برداری نماید. امروزه یکی از سه علم برتر در دنیا بیونیک است. از جمله عوامل مهمی که انسان برای ساخت بناهای خود از آنها استفاده نموده و در طبیعت وجود دارد میتوان به پوسته یا جلد،  آراستن، انرژی و ساختار اشاره نمود.    

معماری بیونیک چیست؟

هدف معماری بیونیک، رسیدن به یک نوع معماری متعارف با اصول معماری پایدار و هماهنگ با طبیعت می باشد. به کارگیری فرم های طبیعی در معماری، نشانه گرایش و تمایل انسان به آثار خلقت و تأثیرات آن می باشد. احترام به طبیعت در زمینه های عملکردی و زیبایی، همواره در فرهنگ ها و اقوام ملل مختلف وجود داشته است و وجود ارتباط تنگاتنگ طبیعت جاندار و بی جان و معماری، موضوعی است که با نگاهی گذرا به معماری در طول تاریخ بشر، روشن و آشکار می باشد.

بیونیک از ترکیب دو لغت "بیولوژی" و " تکنیک" که در لغت نامه به معنای "زیستار شناختی" یا "به کارگیری اندام های ساختگی طبیعت" است، برای اولین بار این واژه توسط دانشمند آمریکائی بنام 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 داند. بطور کلی بیونیک و معماری بیونیک علمی است که به الهام یابی فنی از ساختمان ها، رفتارها و ارتباطات گوناگون عالم جانداران می پردازد و مسایل فنی را از راه های زیستی حل می کند.

پیشگامان معماری بیونیک

بشر از ابتدا برای ساخت مکان ها و وسایل گوناگون از طبیعت و محیط زیست الهام می گرفته است. ساخت ماشین پرنده توسط لئوناردو داوینچی با الهام از ساختمان بدن خفاش، ساخت زیردریایی با توجه به سرعت زیاد دلفین ها و یا ساخت نمایشگاه مونترال اثر فرای اتو با الهام از تارهای عنکبوت، نمونه هایی از معماری بیونیک می باشند.

بیونیک که در لغت به معنی “زیست شناختی” یا “بکارگیری اندام های ساختگی طبیعی” می باشد، برای اولین بار توسط دانشمند آمریکایی به نام جک.ای.استیل در سال ۱۹۵۹ به کار برده شد.

چارلی لوکستون از پیشگامان عرصه معماری بیونیک می باشد که نقطه تمرکز معماران بیونیک را استفاده به جا از مواردی در طبیعت می داند که موجب استحکام ساختمان و ایجاد تنوع و آرامش در فضا می شود.

بیونیک و ارگانیک مهم ترین روند قرن بیستم بوده و سالیوان، رایت و لوکوربوزیه همگی روی تشابهات بیولوژیکی کار می کردند. جنبش معماری بیونیک شکل چهارضلعی و منتظم ساختمان های سنتی را برای پدیدآوردن ساختمان های بیولوژیکی و جهان طبیعی نفی می کند. نتیجه این دیدگاه، مجموعه ای از ساختمان های منحصر به فرد با قالب های بیولوژیکی و ریاضی می شود که در اکثر آنها از آناتومی انسان الهام گرفته شده است.

بناها در معماری بیونیک با استفاده از مواد شکننده و ناپایدار ساخته می شدند یا در دل یک حفره طبیعی که در زمین یا صخره شکل گرفته است، قرار دارند. یکی از این مکان های طبیعی، غارها بودند. از بارزترین نمونه های معماری غاری از عصر باستان، مقبره کاتوکومب رم و ناپل و مقبره های لبنان می باشند. کلیساهای سنگی در ارمنستان و نیز غارهای بسیار بزرگ مسکونی در گورمه ترکیه و ماترا در جنوب ایتالیا از دیگر نمونه های این سبک معماری هستند. ساخت هواپیماهای تیزپرواز با الهام از بال پرستو و ساخت رایانه با الهام از مغز انسان، نمونه هایی از بکارگیری علم بیونیک می باشند.

به لحاظ ساختار و شکل کلی، استادیوم المپیک مونیخ، بانک کارمرز در فرانکفورت آلمان و ساختمان اینونیک کمبریج از مشهورترین نمونه های بیونیک در معماری و ساخت بنا می باشند.

نمونه بناها با معماری بیونیک

اگر بخواهیم نمونه هایی از بناهای مربوط به معماری بیونیک از گذشته تا امروز را به اختصار نام ببریم میتوانیم به طراحی «ساختمان مرکز تحقیقات لندن» که از گیاهی به نام "لوتوس" الهام گرفته شده و استادیوم المپیک مونیخ که از لحاظ ساختار و شکل کلی قابل توجه است و «برج تورنینگ تورسو» که به پیکره ی مارپیچ نیز معروف است و بنای امپایر استیت (برج بیونیک) و «برج کاکتوس» که حتی خلل و فرج کاکتوس نیز در آن رعایت شده است. شهرک علوم و فنون در والنسیای اسپانیا  (city of arts&sciences) در ساخت این بنا، از فرم چشم الهام گرفته شده است. «موزه هنر میلواکی» این سازه مانند پرنده ای که بال های خود را باز و بسته می کند، نمایش می دهد. اشاره نمود.  

   در معماری بیونیک یا معماری طبیعی بناها یا با استفاده از مواد شکننده و نا پایدار ساخته می‌شدند یا در دل یک حفره طبیعی که در زمین یا صخره شکل گرفته باشد.غارها یکی از این مکان‌های طبیعی بودند. مقبره کاتوکومب رم و ناپل و مقبره‌های لبنان از بارزترین نمونه‌های معماری غاری از عصر باستان هستند. از دیگر نمونه‌های این سبک معماری، کلیساهای سنگی در ارمنستان و نیز غارهای بسیار بزرگ مسکونی در گورمه ترکیه و ماترا در جنوب ایتالیا نیز هستند.نمونه‌های دیگری از کاربرد علم بیونیکی برای ساخت فناوری‌های جدید، ساخت هواپیماهای سریع با الهام از بال پرستو و ساخت رایانه با الهام از مغز و فکر انسان  هستند. از مشهورترین نمونه‌هایی که در آنها از سبک بیونیک برای طراحی و ساخت بنا استفاده شده بنای استادیوم المپیک مونیخ، بانک کارمرز در فرانکفورت آلمان و ساختمان اینونیک در کمبریج هستند.

اصول طراحی بیونیک

قاعده اصلی بیونیک، استفاده از شباهت و همانندی می باشد. در بیونیک، کار با توجه به عملکرد فنی مورد نظر شروع می شود و سپس سیستم هایی که در طبیعت، عملکردی مشابه دارند، مورد جستجو قرار می گیرند. روند سیستماتیک این کار به صورت زیر می باشد:

• تجزیه و تحلیل ویژگی های کارکردی سیستم فنی موردنظر
• انتقال این ویژگی ها به دنیای بیولوژیکی
• مقایسه ویژگی های کارکردی سیستم فنی با همانند بیولوژیکی
• انتخاب ساختارهای برجسته و مشخص
• انتقال ساختارهای اصلی به سیستم فنی

مطالب مرتبط: 

• حفاظت از محیط زیست با اجرای معماری ارگانیک 
• فولدینگ سبک معماری پست مدرن
• معماری های عجیب رومانی

بخش‌های مختلف معماری بیونیک شامل 

• علم سیستم هایی که از نظر ظاهر به سیستم های زنده شبیهند ( دریافت های حسی فرم )
• علم سیستم هایی که کار آنها از سیستم های زنده گرفته شده است ( ساختار اصلی )
• علم سیستم هایی که خصوصیاتی شبیه خصوصیات سیستم های زنده را دارند. ( مکانیزم ها )

و در واقع هر محصول سه عنصر اصلی بنامهای ساختار، مکانیزم و فرم را داراست و روابط عملکردی موجود با فرم و مواد به صورت زیر می باشد:

آنالیز فرم :

1- فرم پایه

2- فرم پیچیده

3- تعیین تناسبات و اندازه

4 – آنالیز مکانیزم

5- آنالیز رابطه ی فرم

6- آنالیز رابطه ی عملکرد

طراحی بر اساس بیونیک را بیودیزاین می نامند و دارای مراحل مشخصی است و می توان آنها را به صورت :

1-انتخاب موجودزنده

2-شناسایی خصوصیات زیستی

3-محیط زندگی

4- عکس العمل ها

5-خصوصیات فیزیکی

6-روابط سیستماتیک بیان نمود.

بر این اساس معماری بیونیک یا علم بررسی نظام حیات جانداران، امروزه به عنوان یکی از سه علم برتر جهان (IT, Nano, Bionic) معرفی گردیده است. روح بخشیدن به ساختمان یکی از تمایلات معماری بیونیک است که طراحان این رشته با توجه به قدرت سازه برای تنفس (زنده‌نمایی)، به کمک خطوط مستقیم یا منحنی خالص و القاء آهستهٔ تمامیت سازه به آن دست پیدا می‌کنند و مهم‌ترین چیز برای معماری بیونیک آن است که ساختمان بتواند زنده بودن خود را القاء کند. این یک باور متعالیست که با زنده بودن محیط زیست، هماهنگی کامل با طبیعت ایجاد می‌شود.