Reklama
 
Blog | Martin Beníček

Od lidského snu k VELCRO®. Stručné dějiny bioniky.

Myšlenky člověka na vyrovnání se ostatním živočichům v přírodě, překonání limitů nám daných, jsou staré snad jako lidstvo samo. Touha člověka létat jako pták se objevila u každého, kdo pozoroval jejich ladný pohyb. Stačí však vzpomenout na nebohého Ikara a vystřízlivění je na světě.

Přání člověka létat, plavat jako ryba ve vodě nebo mít schopnost stavět efektivně stavby tak dobře jako hmyz vždy byla východiskem pro vynálezce, kteří se nechali inspirovat světem přírody. Opět a opět se přírodní vzory pokoušeli uvést do "technického" života – od mechanických letajících aparátů, přes zkoumání fenoménu pavoučích sítí, po lehké konstrukce korýšů a hmyzu potenciálně využitelné ve stavitelství.

Ačkoliv Ikaros ve svém leteckém pokusu neuspěl, myšlenka jeho otce Daidala byla vizionářská pro dnes už vědeckou disciplínu bioniku. Co že to ta bionika vlastně je? Pomozme si nejmladší definicí z roku 1993: vědecká disciplína, která se zabývá zkoumáním konstrukce, řízení a vývoje biologických systémů a jejich principy aplikuje do technického řešení. Snad je jasné, že bionika není jen o prostém kopírování přírody.

Pokusme se nastínit stručné dějiny tohoto zajímavého oboru. Co by to bylo za vědu, kdyby se jí nedotkl Leonardo da Vinci, umělec, filosof, přírodovědec a technik v jedné osobě. Na základě studia jak letu ptáků, tak stavby jejich křídel, napsal v roce 1505 knihu Sul vol degli uccelli, přemýšlel a snad i konstruoval zařízení podobné helikoptéře, válečné pohybující se stroje podobné želvám či první prototypy padáku. Jenom doba, ve které žil, znemožnila jeho ideám stát se realitou. Inspirován Leonardem vyvinul turecký učenec Hezafren Ahmed Celebi (žil zhruba o sto let později než da Vinci v letech 1609-1649) letací zařízení, se kterým letěl z Galaty v Istambulu přes Bospor do Uskudaru.

Reklama

Na přelomu 16. a 17. století sváděla Anglie se Španělskem bitvy o nadvládu nad světovými moři. Stavitel lodí Matthew Baker při praktickém pozorování mořských tvorů přišel na zajímavou inovaci trupu lodí podle tvaru tresčí hlavy a makrelího ocasu. Tyto vylepšení vedly k výrobě tvz. Bakerových galeon, kdy zúžením trupu se snížil vodní odpor a zdokonaly manévrovací schopnosti.

V době doznívajícího osvícenství, přední muž v bionickém snažení, šlechtic sir George Cayley, popsal – dnešními slovy řečeno – fyziku letání. Tehdy své poznatky pojmenoval "aeronautika" a staly se základem pro vývoj a stavbu prvních stabilních leteckých modelů a padáků. Vzorem pro jeho padák se stala rostlina kozí brada luční (Tragopogon pratensis). Plody studoval a poznal jejich vlastnosti vůči mediu – vzduchu. Těžiště našek totiž leží v nejnižší části, poměrně daleko od nosné plochy. Ta navíc není plochá, ale u okrajů konvexně prohnutá.

Otto Lilienthal, přední osoba ve vývoji letectví, také patří do historického přehledu bioniky. Výrobce prvního kluzáku, se kterým v letech 1891 – 1896 prováděl úspěšné letecké pokusy. Jeho kniha Ptačí let jako základ leteckého umění (Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst, 1889) patří mezi klasiky bionické literatury.

Dosud jsme si připomínali příklady z oblasti letectví či mořeplavby. Ale bionické "příběhy" mají souvislosti i s věcmi, u kterých bychom to vůbec nepředpokládali. V roce 1868 podal Michael Kelly z Texasu patent, na jehož počátku byla potřeba udržet stáda dobytka na jednom uzemí bez lidského dozoru. Jako vzor mu posloužila rostlina makrula oranžová (Maclura pomifera). Trnité křoví seideálně hodí k danému úkolu, Kelly aplikoval tento princip do drátěné podoby a vznikl ostnatý drát.

Raul Francé zase řešil úkol, jak "rovnoměrně" rozptýlit mikroorganismy v půdě. Po zkušenostech s různými rozmetadly a rozprašovači, vyvinul rozmetadlo na základě inspirace makovicí. V roce 1920 si tento objev nechal patentovat pod číslem 723730. Jedná se o první příklad bionického patentu v Německu.

Nejznámější "produkt bioniky" znají miliony lidí po celém světě. V roce 1948 objevil Švýcar Georges de Mestral princip suchého zipu. Východisko vzniku je celkem banální. Procházka se psem, po které si pozorně všiml interakce mezi srstí psa a bodláky na ni přichycenými. Mestral prozkoumal mechanismus uchycení pod mikroskopem a bylo jen otázkou času převedení do technického, průmyslového řešení. Patentoval tento "vynález přírody" pod názvem VELCRO® (ze francouzkých slov velours a crochet, samet a háček)

Od padesátých let 20. století jsou přírodní principy a jevy důsledně zkoumány "bionickým pohledem". V roce 1960 pak dochází na prvním bionickém sympoziu za účasti více než 700 delegátů k oficiálnímu zrodu vědního oboru. V současnosti je "vlajkovou lodí" v Evropě Německo, kde se ve více než třiceti centrech a institucích bionikou zabývají.

více informací o současném bionickém bádání: http://www.biokon.net/