Удивительные конструкции
Тенсегрити - название таких конструкций образовано из сочетания слов «напряжение» (tension) и «структурная целостность» (structural integrity).
Тенсегрити-структуры имеют несколько основных характеристик:
1. Жесткие части не соприкасаются
Жесткие части в таких конструкциях располагаются отдельно и соединяются тросами. Используются две силы: натяжение и сжатие. Тросы в таких конструкциях всегда натянуты, а жесткие части находятся под давлением. Это называется "непрерывным натяжением, прерывистым сжатием".
Силы натяжения и сжатия всегда находятся в равновесии друг с другом, благодаря чему такие конструкции невероятно стабильны.
Особое механическое равновесие таких структур обеспечивается тем, что тросы тянут стойки в разные стороны, а стойки, в свою очередь, растягивают тросы. В результате каждый элемент в таких конструкциях уже находится под напряжением: сжатые элементы уже сжаты, а растянутые элементы уже растянуты. Они взаимодействуют и усиливают друг друга. Это особое состояние называется "самонапряжением" или "предварительным напряжением".
Тенсегрити также хорошо справляются с воздействием внешних сил. Когда эти структуры деформируются, их части мгновенно меняют свою ориентацию, и это происходит без повреждений и в обратимой форме.
Все компоненты тесно связаны друг с другом и гибко взаимодействуют между собой. Это позволяет создавать целостную структуру.
Любая структура тенсегрити может объединяться с другими подобными структурами, образуя более обширную систему тенсегрити, как фрактал. В таких системах отдельные элементы тенсегрити могут быть нарушены без ущерба для целостности всей системы.
Несколько примеров тенсегрити структур
1. Башня-игла Кеннета Снелсона, США
Со стороны эта башня выглядит хаотично, а вот если посмотреть на нее снизу, можно ясно увидеть 6-конечные звезды:
2. Мост Kurilpa
Самый большой в мире гибридный тенсегрити-мост находится в Австралийском городе Брисбен. Он предназначен для пешеходов и велосипедистов. Кроме удивительной формы моста, он отличается ещё и тем, что на нем установлены солнечные батареи. Так что он не только накапливает электроэнергию для освещения самого себя в темное время суток, но и делится ей с городом.
3. Робот Nasa Super Ball
Этот робот уникален тем, что его можно просто сбросить на поверхность планеты с высоты нескольких тысяч метров. Кроме того, он умеет передвигаться: с помощью изменения натяжения тросов он катится, как мяч.
В центре конструкции расположен анализатор - компьютер, который собирает данные. Благодаря созданию этого робота миссия исследования Титана (одного из спутников Сатурна) становится более реальной.
4. Человеческое тело
Удивительно, но и человеческое тело можно сравнить с моделью тенсегрити. В этой модели кости, как стержни, выполняют функцию сжатия, а мышцы и фасции, которые окружают кости, создают напряжение. Из этого можно сделать несколько выводов:
- Модель тенсегрити наиболее подходит для прямохождения, так как кости являются поддержкой для мягких тканей, и именно благодаря им человек может сохранять определенное положение в пространстве.
- Если есть проблемы с опорно-двигательным аппаратом, то не обязательно воздействовать на кости, более эффективно будет воздействовать на мягкие ткани.
- Чтобы излечить проблему в организме, не обязательно воздействовать на ту часть тела, где она проявляется. Возможно, она появилась как компенсация нарушения в другой части тела, связанной как в тенсегрити.
Интересно, что похожие идеи о лечении высказывал и основатель остеопатии, Эндрю Тейлор Стилл, хотя в его время еще не было известно о тенсегрити.
На микроуровне в нашем организме тоже есть структуры, устроенные по типу тенсегрити.
Согласно гистологии, наш организм состоит из клеток и матрикса - вещества, окружающего клетки. Долгое время считалось, что клетки свободно плавают в матриксе.
Однако выяснилось, что ядро клетки и ее цитоскелет тесно связаны с окружающим веществом с помощью механорецепторов, называемых интегринами.
Это похоже на тенсегрити-модель, только в миниатюре. Изменение силы связей влияет на форму клетки и, следовательно, может влиять на ее функциональную активность...
Когда казалось, что ученые уже знают все о человеческом теле, открытие тенсегрити ставит перед ними новые задачи. Оно открывает огромные перспективы для научных открытий и позволяет нам по-новому взглянуть на природу человека и методы лечения заболеваний. Тенсегрити предлагает новую парадигму, которая может привести к значительным прорывам в нашем понимании тела и его функций. Это захватывающее направление, которое может привести к улучшению нашего здоровья и лечения различных состояний.