Když je konstruktérem příroda

Náš svět se rychle vyvíjí. Mění se. Vytváříme si vlastní krajiny, vlastní životní prostředí, to vše často na úkor toho, co jsme si zvykli nazývat přírodou. Jsme tedy s onou přírodou ve sporu? Podmanili jsme si ji, nebo s ní stále svádíme lítý boj? A nebo je to celé ještě trochu jinak?

Páni tvorstva

Člověku nelze upřít výjimečnost. Žádný jiný nám známý tvor nedotáhl vzájemnou spolupráci v civilizaci, žádný živočich nedokáže v takové míře měnit a upravovat svůj svět. Vývoj lidského snažení a tvorby se neustále zrychluje. A čím dál se dostáváme se svou technikou a čím větší část světa jsme si přizpůsobili, tím více nám dochází, že náš vztah s přírodou a přírodními zákonitostmi nemůže být sporem či bitvou. Důvod je prostý – člověk by v takovém souboji nemohl nikdy vyhrát. Ale proč by vůbec příroda a člověk měli stát na různých stranách barikády?

Nikdy nekončící hledání

Člověk je však ve skutečnosti mnohem více hnán právě touhou svůj svět pochopit než jej pokořit. A právě toto je motorem naší civilizace. Snaha hledat a nacházet, objevovat kouzla přírody, porozumět jim a žít v souladu se světem, který nás obklopuje. 

Když vývojáři konceptu Volvo SCC hledali způsob, jak vytvořit sloupek karoserie dostatečně pevný, aby dostál přísným požadavkům na bezpečnost, avšak zároveň i subtilní, aby velká masa materiálu nebránila ve výhledu, nešli si pro inspiraci mezi metalurgy či fyziky. Svou pozornost obrátili k biologii! Inspirováni stavbou ptačí kosti, která je lehká i pevná zároveň, vytvořili konstrukci vyplněnou drobnými vzpěrami. Sloupek se tak stal z pohledu řidiče prakticky průhledný, přitom stále stejně pevný a odolný. A právě takovému přístupu ke konstrukci se věnuje bionika.

B jako bionika

Bionika jako obor se začala programově utvářet ve dvacátém století, její kořeny jsou však staré jako lidstvo samo. Bionika hledá inspiraci v přírodě, snaží se pochopit konstrukční řešení živých organismů a přenést jejich princip do světa techniky. Její výsledky můžeme po staletí vídat všude okolo sebe. Třeba nosný systém gotických staveb sestávající z jednotlivých kmenů, které se postupně směrem vzhůru dělí jako větve stromu, je jedním z příkladů, kdy přírodní konstrukce inspirovala člověka v jeho tvorbě. 

Přímo ztělesněním bioniky a nasávání inspirace z přírodních konstrukcí se stal Leonardo da Vinci. Svá pečlivá pozorování přírody povýšil na vědecký přístup, když cíleně bádal a hledal zákonitosti, na kterých je postavena konstrukce lidského těla či stavba těla ptáků. Svá pozorování poté převtělil nejen v dokonalé malby, ale i v teoretické práce zabývající se technikou či architekturou.

Zelená inspirace

Právě v architektuře získává bionika mnohá uplatnění a důvody, proč tomu tak je, jsou hned dva. Tím prvním je pochopitelně funkčnost. Technické principy v přírodě se utvářejí mnoho tisíc let, jsou tedy vyzkoušené a vyladěné tak, jak si to člověk během svého krátkého života nemůže dovolit. 

Když se roku 1851 konala v Londýně Světová výstava, vypsali pořadatelé soutěž na lehkou budovu, která bude nejen schopna pojmout exponáty, ale zároveň sama bude vystavovat na odiv pokročilé dovednosti britského lidu. Autor vítězného návrhu Joseph Paxton se rozhodl postavit celý pavilon ze skla. Paxton měl velké zkušenosti se stavbou skleníků, s projektem takových rozměrů se však potýkal poprvé a přemýšlel, jak vytvořit veliké plochy, aniž by to znamenalo přehnané množství podpůrných konstrukcí. Inspiraci nalezl v listu viktorie královské, leknínu, jenž jediný unese na hladině i váhu většího dítěte. A právě díky takto získaným poznatkům vznikla konstrukce slavného Křišťálového paláce.

Živá architektura

Ještě dávno před člověkem si tohoto jevu všimli termiti. Ti stavějí své příbytky tak, aby do nich vzduch vstupoval u paty stavby, kanálem dále prostupoval až pod úroveň okolního terénu do chladnější oblasti, odkud poté stoupá vzhůru a termitiště opouští při jeho vrcholu. Zdánlivě jednoduchý princip zabraňuje přehřívání celé stavby. Výsledkem aplikace do lidského světa je potom budova, která potřebuje výrazně méně energie na ventilaci či vytápění. A i zde organický tvar zároveň přidává na pevnosti konstrukce.

Pro oko i duši

Druhým a pro architekturu neméně důležitým aspektem bioniky je elegance technických řešení. Architektura si nedává za cíl tvořit pouhou ochranu před zimou, deštěm či větrem, architektura chce vytvářet prostředí k životu. Takové prostředí, ve kterém se člověk cítí dobře, které je inspirativní a zároveň přirozené, musí splňovat i jisté estetické nároky. A přírodní konstrukční řešení bývají nesmírně elegantní. 

Chytrost přírody

Má přesto bionika místo i v dnešním světě, v němž již počítačové simulace dokážou urychlit vývoj, odhalit včas nedostatky návrhu a vypočítat ideální řešení? Překvapivě má a možná dokonce více než kdy předtím. V běžném slovníku už dnes máme tzv. chytré věci – od chytrých telefonů po chytré domácnosti. Ale co je na nich to chytré? Je to schopnost reagovat na podněty. Přizpůsobovat se našim potřebám i světu okolo nás. A právě adaptace na měnící se podmínky je něco, v čem jsou přírodní konstruktéři nedostižní. 

Ještě o krok dál

Příští metou ve vývoji automobilů je autonomní řízení. Chceme automobil naučit myslet. Aby si sám vyhodnocoval situaci ve svém okolí a sám na ni reagoval. A to v reálném čase. Je to natolik komplexní a složitý problém, že celý vesmírný program Apollo je vedle toho pouhým cvičením pro začátečníky. A rozhodně se neobejde bez bioniky. Takový stroj už totiž sami naprogramovat nedokážeme. Bude se muset programovat sám, bude se učit, jako se i my učíme životu v našem světě. Cesta k cíli je ještě dlouhá, musíme nejen pochopit, jak funguje náš mozek, musíme i přijít na způsob, jak jeho principy přenést do umělého mozku stroje… 

Výsledkem však bude do značné míry živý organismus, který nad námi bude držet ochrannou ruku. A to rozhodně bude zajímavé. Nic z toho by však nebylo možné bez přírody, která pro nás zůstává nekonečným zdrojem inspirace, poznání a života vůbec.

Průvodcem fascinujícím světem přírodních zákonitostí byl Jan Křeček. Obrazově pro větší názornost doplnilo Volvo Cars a 123RF.