Архитектон: известия вузов. №4 (40) Декабрь, 2012

Теория архитектуры

БИОТЕХНОГЕННЫЙ МОДУЛЬ ОБИТАНИЯ XXI ВЕКА

УДК: 72.01(2)
Шифр научной специальности: 85.110

Аннотация

Единственный способ установить пределы
возможного – выйти за них в невозможное.
Второй закон Кларка 

Согласно современным исследованиям в области футуристического прогнозирования, человек будущего будет отличаться от человека сегодняшнего дня [5]. Новый человек, как и его новые потребности, потребует нового подхода и нового взгляда на окружающий мир. Изменение архитектурно-градостроительной парадигмы обеспечит в будущем безконфликтное сосуществование искусственной среды жизнедеятельности и естественной среды обитания. Наличие естественных, природных параметров для организации среды обитания обусловлено организацией жизни на Земле – это неотъемлемые процессы живого мира, законы, которые объединяют мир в единое целое [2].

Вполне закономерно применение принципов живой природы для организации и дальнейшего существования архитектуры будущего. Единство мира основывается на связи искусственного и естественного через биосоциальное существо – человека [3]. Сегодня необходимо возвращение к непосредственной связи между данными элементами. Архитектура для человека будущего – живая метаболистическая структура, которая вносит гармонию в природную, социальную и духовную среду, которая олицетворяет продолжение природного мира.

Научно-технические подходы к организации пространства будущего

В концепции биотехногенного модуля обитания нами выделены два научно-технических подхода в организации пространства будущего:

1. Биологический подход основан на биопсихосоциальных принципах, функционировании живых систем, бионике в архитектуре, анализе идеальных и универсальных моделей среды обитания, эволюции в развитии общества, гармонии природного фактора (рис. 1, 2).

2. Технократический подход основан на прогностических моделях в области организации пространства, жизни, цивилизации, анализе инновационных и теоретических технологиях. Благодаря столь мощному научно-техническому прогрессу, можно осуществить самые смелые предположения и концепции в пользу дальнейшей гармонизации биосферы и человека [6] (рис. 3).

Коадаптация биологического и технократического подходов гарантирует комплексный подход к созданию ультратехнологичного биосинтезированного архитектурного пространства в контексте коэволюционного развития человека и биосферы и их мутуалистической взаимопомощи на высокотехнологичном уровне.

На основании двух подходов в концепцию «Биотехногенный модуль обитания ХХI века» были заложены базисные принципы.

Базисные принципы биоподхода: импульс, авторегуляция, фрактал, изменчивость, пластичность, биогеоценоз, метаболизм, ценность, восприимчивость, ткани, клетка, трансформация, резистентность.

Базисные принципы техноподхода: нелинейность, наномозг, фотонные технологии, биомасса, адаптивность, загрузка, нанороботы, трансгенность, рециркуляция, репликация, гибридизация, интерактивность, программируемость, биоутилизация.

Рис.1. Эволюция отношений между человеком и природой [4]

Рис. 2. Эволюция бионического направления в архитектуре [4]

Рис. 3. Шкала технологических прогнозов [4]

Проектироание будущего

Концепция биотехногенного модуля обитания основана на идеях экологического гуманизма и коэволюции. Архитектурное формообразование биотехногенного модуля обитания основано на использовании принципов живой природы, управлении архитектурной средой, развертывании и свертывании метаболистических архитектурно-градостроительных структур в пространстве и времени, завершении функциональных программ, растворении в природе без остатка.

Типология модульной организации

Новая среда обитания предполагает новую систему расселения и иную типологию. Организация модуля, кластера, микрополиса и макрополиса происходит по принципу фрактальности. Под воздействием измененений функций модуля и социализации человека модули формируются в более устойчивую социальную систему объединений – кластеры (комплексы), кластеры – в микрополисы (города), микрополисы – в макрополисы (федерации) (рис. 4). Микромоделями новой среды обитания – жилыми “ячейками” территории являются модуль и кластер. Этот принцип позволяет изменить и устроить архитектурную среду в любой точке Земли.

Рис. 4. Типология модульной организации [4]

Регуляция модулей

Связующим звеном в новой среде обитания является энергоинформационная сеть – самоорганизующаяся и самовосстанавливающаяся разумная NBIC-субстанция, обеспечивающая жизнеспособность и глобальный контроль модулей и связей между ними во всех пространственных средах (воздух, вода, земля) и всех видов коммуникаций.

Энергоинформационная сеть базируется на достижениях искусственного интеллекта. Модули являются сгустками энергоинформационной материи, из которой состоит сеть, они подпитываются от сети, впоследствии отстыковываются и контролируются сетью, обновляя ресурсы или утилизируясь с ее помощью по окончании жизненного цикла (рис. 5, 6).

Рис. 5. Жизненный цикл [4]

Рис. 6. Последовательные стадии возникновения модулей из структуры сети [4]

Социум

Концепция образа жизни нового общества направлена на сохранение культурных традиций и общечеловеческих ценностей, удовлетворение всех уровней человеческих потребностей, восстановление и приумножение природных ресурсов, улучшение общественных взаимоотношений, развитие научно-технического прогресса. При внедрении новой системы обитания в среду человек имеет право выбора своего местоположения.

Преобразование исторической системы расселения в новую среду обитания (рис. 7):

Этап 1. Природная среда. Интеграция в природной среде происходит под контролем энергоинформационной сети, с учетом ландшафтно-климатических особенностей местности, ареалов обитания животных и т.д.

Этап 2. Промежуточный. Город + новая система обитания. Внедрение новой системы обитания происходит на деградировавшие территории.

Этап 3. Внедрение модулей в среду. Конверсия. Новая система обитания обходит в городе исторические и культурные памятники, давая горожанам выбор места жительства (старое/новое).

Этап 4. Новая система обитания. Абсолютный переход на новую систему обитания. Исторические и культурные памятники консервируются.

Рис.7. Преобразование исторической системы расселения в новую среду обитания [4]

Экология

Новая система обитания позволяет выстроить новую систему взаимоотношений с природой, восстановить экосистему, не нарушая ареалов дикой природы. Зарождение, жизненный цикл и самоутилизация модуля обитания по времени истечения срока пользования происходят безвредно для окружающей среды.

В основу модуля обитания заложена концепция ресурсосбережения: полная автономность за счет солнечной энергии, энергии воды и ветра, рециркуляция отходов, интеграция в любую среду благодаря мимикрии и имитации.

При переходе на новую систему обитания: в городах очищаются территории от антропогенного воздействия, в природной среде происходит восстановление биологических процессов, рекультивация земной поверхности, очищение воздушных масс.

Восстановление природных ресурсов в новой системе обитания происходит без постоянных затрат за счет комплексной автономности развития и структурирования.

Взаимодействие с окружающей средой

Модуль обитания направлен на:

• оказание помощи биосфере в возобновлении биологических процессов;
• безвредное существование в природной среде;
• полное и независимое обеспечение за счет неисчерпаемых природных ресурсов (солнечная энергия, энергия воды и ветра);
• создание гармонизации природного мира и человека [1];
• восстановление природной среды в качестве элемента, рекультивирующего земную поверхность, очищающего воздушные массы от вредного воздействия промышленных объектов и т.п.;
• полное растворение в природной среде за счет подражания природному миру, свойств и характеристик места обитания, возможность подстраиваться под все климатические и метеорологические особенности.

Внедрение модулей в среду

Биотехногенный модуль обитания может быть пространственно расположен в средах: воздух, земля, вода, фазовые (переходные) средовые местоположения (рис. 8). Выбор среды обусловливается природными и социальными факторами и может меняться под воздействием трансформации объекта.

Рис. 8. Размещения модуля в пространстве [4]

Эспериментальная модель биотехногенного модуля обитания XXI века

Биотехногенный модуль обитания – автономный, многофункциональный и эстетически разнообразный, интеллектуально растущий и развивающийся биоробот, существующий по принципу и подобию клетки живого организма. Его основой является система организации живой материи – програмируемой биомассы – синтеза природы и техногенности, выражающее единство формы и содержания.

Биотехногенный модуль обитания – продолжение в цепочке эволюции архитектурной бионики, представляет собой иные принципы организации пространства, архитектурную тектонику и новую парадигму на основе гармоничного перенесения принципов живой природы в архитектурное формообразование.

Благодаря новому подходу к проектированию и строительству архитектуры по принципу и подобию мира живой природы с помощью привлечения мощного научно-технического обеспечения, автономности, простоте в эксплуатации, направленности на восстановление биосферы от антропогенного воздействия, биотехногенный модуль обитания представляет собой устойчивую модель (рис. 9).

Рис. 9. Биотехногенный модуль обитания XXI века (фрагмент дипломной научно-исследовательской работы, КГАСУ, 2010 г., дипломники: Денисенко Е.В., Нигматуллина А.В., научный руководитель: доктор архитектуры, проф. Айдарова Г.Н.).

Структура клеточной организации модуля обитания

Модуль состоит из нескольких видов биосинтезированных каркаса и тканей. При трансформации модульной единицы каркас усложняется, возникают диартрозные образования. Ткань соответствующе растягивается. Слаженная работа каркасной и тканевых образований позволяет модулю динамично развиваться в соответствии с запросами владельца. Функциональное пространство модуля сворачивается, если не эксплуатируется, и разворачивается при запросе владельца при сохранении равновесия внутреннего пространства.

Архитектурно-пространственные элементы модуля

Модуль обитания состоит из структурных единиц: барьерная ткань, оболочка, соединительная ткань, мышечная ткань и каркас. Структура клеток изменчива в зависимости от соседних клеток, клеточная структура податлива, способна к быстрому росту, делению и мгновенному видоизменению. Покровные ткани выполняют защитную функцию, реагируют на изменения среды, служат для сбора дождевой воды и улавливания ветра и солнца, очищают окружающую среду. Внутренние ткани содержат в своей структуре все инженерные коммуникации, программируемы и воспроизводят необходимый интерьер, обеспечивая жизнедеятельность человека.

Функциональный состав и организация (рис. 10)

Использование функций происходит по необходимости обитателя модуля. Превалирующая функция становится определяющей для модуля на заданный промежуток времени, преобладая в объеме над остальными. Второстепенные пространства, временно не используемые человеком, посредством дизассемблеров сокращаются в размерах до момента, когда они снова станут необходимы.

Рис. 10. Функциональный состав и организация [4]

Внутреннее пространство

Внутреннее пространство органично его обитателю. Оно программируется и полностью выстраивается по желанию человека. Интерьер имеет текучие, эргономичные формы. Обстановка, элементы интерьера состоят из внутренней ткани, вырастая из нее, посредством клэйтроники, по необходимости трансформируются и заменяются на другие [7].

Изменение климатических характеристик внешней среды ведет к трансформации и приспособлению внутренней без скачков и резких переходов. В модуле посредством метаматериалов имеется возможность воссоздания исторической или другой среды в виде голографии, а также виртуальные экскурсии по желаемой территории/временной эпохе (рис. 11).

Рис. 11. Зона внутренних коммуникаций [4]

Техническое обеспечение

Управление структурой биотехногенного модуля обитания осуществляется за счет интерактивного, кинестетического, аудиовизуального и мысленного воздействий. При проектировании концепции биотехногенного модуля обитания в качестве фундаментальной технической базы были использованы новейшие научно-технические разработки: метаматериалы, материалы на основе фотоэлементов, живых и синтетических нанобиотехнологий, управляемых «наномозгом», ДНК-компьютерами и интеллектуальными системами FICOM. ASAP, BISON (FET) [7-12].

Заключение

Предлагаемая концепция модульной системы обитания организована на основе достижений научно-технического прогресса и применения принципов живого организма.

Основные принципы организации среды обитания ХХI века:

1. Новый подход к проектированию архитектурного пространства на основе гармоничного перенесения принципов живой природы в архитектурное формообразование, растворение архитектуры в природе без остатка.

2. Оптимальная мобильность человека, универсальных модулей обитания и поселений.

3. Единство формы и содержания.

4. Архитектурное формообразование на основе биомассы, синтез пространственных структур на основе фрактального подхода и нанобиотехнологий.

Ультратехнологичное биосинтезированное архитектурное пространство, сформированное на основе вышеперечисленных принципов, будет отображать собственное гармоничное аутентичное пространство для человека будущего, соответствующее его потребностям.

Библиография

1. Горелов, А.А. Экология / А.А. Горелов. – М.: Академия, 2006. – 400 с.

2. Лебедев, Ю.С. Архитектура и бионика / Ю.С. Лебедев. – М.: Стройиздат, 1971. – 224 с.

3. Моисеев, Н.Н. Коэволюция природы и общества. Пути ноосферогенеза / Н.Н. Моисеев // Экология и жизнь. – 1997. – № 2. 

4. Денисенко, Е.В., Нигматуллина, А.В. Биотехногенный модуль обитания XXI века : дипломная науч.-исслед. работа / Е.В. Денисенко, А.В. Нигматуллина. – Казань: КГАСУ, 2010. – 293 с.

5. Наш мир создан из ничего [Электронный ресурс] // Сознание и материя. – URL: http://www.soznanie.info/mt_pusto.html 

6. Введение в трансгуманизм [Электронный ресурс] // Российское трансгуманистическое движение. – URL: http://www.transhumanism-russia.ru/content/view/70/94/ 

7. Проект "Living Kitchen" – фантастическая кухня в доме будущего [Электронный ресурс] // DailyTechInfo. – URL: http://www.dailytechinfo.org/nanotech/1253-proekt-living-kitchen-fantasticheskaya-kuxnya-v-dome-budushhego.html 

8. Построен наномозг для наноботов [Электронный ресурс] // Membrana. Люди. Идеи. Технологии. – URL: http://www.membrana.ru/particle/12376 

9. Кости из дерева [Электронный ресурс] // Футурин. – URL: http://www.futurin.ru/blog/health/265.html 

10. Растягивающиеся фотоэлементы для электронной «супер кожи» [Электронный ресурс] // FacePla.net. – URL: http://www.facepla.net/index.php/the-news/energy-news-mnu/1087-pv-skin 

11. Солнечные панели с КПД 80%, работающие даже ночью? [Электронный ресурс] // 3D NEWS. Daily. Digital. Digest. – URL: http://www.3dnews.ru/news/solnechnie_paneli_s_kpd_80_rabotaushie_dazhe_n ...   

12. НАУКА: ТЕХНОЛОГИИ-КОГНИТИВНЫЕ-РАЗВИТИЕ [Электронный ресурс] // В. Рогачев. – URL: www.cogsci.ru/docs/BMV_191207.doc 

Ссылка для цитирования статьи

Денисенко Е.В. БИОТЕХНОГЕННЫЙ МОДУЛЬ ОБИТАНИЯ XXI ВЕКА [Электронный ресурс] / Е.В. Денисенко //Архитектон: известия вузов. – 2012. – №4(40). – URL: http://archvuz.ru/2012_4/2 

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons "Attrubution-ShareALike" ("Атрибуция - на тех же условиях"). 4.0 Всемирная