Endüstri ürünleri tasarımı kapsamında biyomimetik tasarımın yeri ve metodolojisi
Biomimetic design and methodology in the content of industrial product design
Yazar: HANİFE YILDIZ
Danışman: PROF. DR. SEÇİL ŞATIR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Ürünleri Tasarımı Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Endüstri Ürünleri Tasarımı = Industrial Design

Özet:
Bu çalışmada endüstri ürünleri tasarımında doğadan esinlenme yöntemleri, doğanın tekniğini değerlendirme, doğanın dehasını kullanma anlamına gelen biyomimetik tasarım kavramı ve endüstri ürünleri tasarımındaki yeri araştırılmıştır. Çalışmada doğadan esinlenmenin tasarıma aktarım metodları araştırılarak tasarıma sağlayacağı katkı tartışılmıştır.Tezin ikinci bölümünde biyoloji ve tasarım ilişkili kavramlardan biyomimetik, biyonik, biyomimikri, biyotasarım, biyomekanik ve organik tasarım kavramları incelenmiş olup, bu kavramların ortaya çıkışı, kullanım alanları, birbirleri ile ilişkileri açıklanmıştır.Üçüncü bölümde, endüstri ürünleri kapsamında biyomimetik tasarım örnekleri araştırılmış, doğayı malzeme, işlevsel, biçimsel ve dokusal yönden taklit eden başlıklar altında sınıflandırılarak incelenmiştir. Biyomimetik tasarım alanında en bilinen örnekler seçilmiş olup, endüstri ürünleri tasarımında biyomimetiğin anlaşılması açısından önemli örneklerdir.Tasarımda doğadan esinlenme yöntemleri ve boyutları araştırılmış olup, doğaki yapıların tasarım bilici ile tipik özellikleri kapsamında fibonacci serisi, altın oran ve fraktal geometri kavramları açıklanmış, soyutlama yöntemi ile doğadan esinlenme, doğaya öykünme, doğaya benzetme yöntemleri örnekleriyle yer almıştır. Doğanın tekniğini değerlendirme boyutunun metodolojileri belirtilmiş, biyomimikri metodolojisinin süreçleri detaylı olarak açıklanmıştır.Biyomimetik ve biyomimikri yaklaşımı, Prof. Dr. Orhan Küçüker, biyomimikri uzmanı ve Biyomimikri Enstitüsü eğitmenlerinden Zeynep Arhon ve biyotasarım alanında çalışmalar yapan biyolog Özlem Sorlu ile yapılan görüşmelerde değerlendirilmiş, biyomimikri ile ilgili detaylı bilgilere ulaşılmıştır. Gerçekleştirilen görüşmede biyomimikrinin tanımı, biyomimikri ve biyomimetik kavramlarının endüstri ürünleri tasarımı ile ilişkisi, biyomimikri metodolojisi, biyomimikrinin sürdürülebilirlikle ilişkisi, tasarımcıların doğadan esinlenirken gerekli kaynaklara ne şekilde ulaşabileceği gibi konular değerlendirilmiş ve çalışmanın konusunu oluşturan biyomimetik kavramı uzman görüşleri ile açıklanmıştır.Profesyonel endüstri ürünleri tasarımcıları ile biyomimetik tasarıma genel bakışlarını değerlendirmek üzere anket çalışması yapılmıştır. Tasarımcıların çalışmalarında doğadan esinlenme yöntemleri, biyoloji ve tasarım ilişkili kavramların bilinirliği, doğadan esinlenmenin genelde hangi boyutta gerçekleştirildiği anket çalışması ile sorgulanmıştır.Ayrıca endüstri ürünleri tasarımı kapsamında biyomimetik tasarım metodolojisinin daha iyi anlaşılabilmesi için farklı disiplinlerden gelen 8 kişi ile bir uygulama çalışması gerçekleştirilmiştir. Bu uygulama çalışmasının konusu Biyomimikri Enstitüsü'nün belirlediği yarışma konusu dahilinde belirlenmiş olup, Biyomimikri Enstitüsü'nün katılımcılara sağladıkları kaynaklardan faydalanılmış, internet üzerinden yapılan bir konferansta uzman kişilere sorular yöneltilerek yöntemin doğru uygulanışı sağlanmıştır. Uygulama çalışmasında afet sonrası, soğuk iklimlerde afetzedeleri soğuktan koruyan bir yapı tasarlanmış olup, termit yuvalarının havalandırma sisteminin prensibi çoklu çadır sistemine uygulanmıştır. Salyangoz biçimine benzeyen nautilus deniz canlısının kabuk kesitinde görülen hücrelerden ve penguenlerin bir arada yaşayarak soğuktan korunma özelliğinden ilham alınarak salyangoz biçiminde, büyüklüklüğü değişen bitişik nizamlı çoklu çadır sistemi tasarlanmıştır. Çadır örtüsü katlanarak, kolay kurulum ve az yer kaplama özelliği ile lojistik açıdan da fayda sağlamaktadır. Isı yalıtımı olan ve bitişik nizamlı yapısı ile ısı kaybını azaltan yapı, biyomimetik tasarım metodolojisi adımları izlenerek tasarlanmıştır.Endüstri ürünleri tasarımında doğadan esinlenme disiplinin ortaya çıkışından itibaren gerçekleştiği gibi, biyoloji bilimden faydalanarak disiplinler arası işbirliği yapılarak doğanın tekniğini değerlendirme konusu henüz çok yenidir. Bu konuda tasarım eğitiminde dünyada bazı üniversitelerde çalışmalar yapılmakta, enstitü ve dernekler kurulmakta, yaklaşım gün geçtikçe önem kazanmaktadır.

Abstract:
In this study, nature inspiration methods and biomimetic design in industrial design which means to emulate nature?s strategies, are investigated. Biology and design related terms, nature inspiration methods, biomimetic methodologies are explained, interview, survey and case study methods are used for better understanding of biomimetic design.In the first chapter, the aim of study and methogology are given in details. Chapter 2 gives general informations about biology and design related terms and in this content biomimetic, bionic, biomimicry, biodesign, biomechanic and organic design are explained detaily. These term?s history, their use fields and relations with each other are clarified. Early architectural examples of biomimetic, biodesign product and organic design examples are given with figures.In chapter 3, biomimetic design examples in the scope of industrial design are searched and examples classified according to material, function, form and texture aspects that emulate nature strategy. The best known biomimetic examples are chosen in terms of understanding biomimetics. Design and nature relation go beyond to mimic form. Designers and engineers mimic nature?s strategies to solve design problems. Natural patterns are being used to create innovative materials and products. Functions, forms and textures derived from nature are being applied to products. As biomimetic examples inspired from observation of nature, generally they need detailed biological investigations. Final product can resemble natural examples but biomimetic design doesn?t aim analogy, the aim is to use nature?s genius. The end product can look like mimicked natural pattern but this form can be created for needed function.Nature inspiration methods in design are searched in chapter 4 and natural patterns? typical features according to design awareness are explained. In this content, fibonacci series, golden rate, fractal geometry are shown with figures. Although nature abstaction method, emulation to nature, analogy to nature methods are clarified with examples. In these methods designers are generally using observations or visual sources. Bu in biomimetic design biological sources are being used. Biomimetic design that means emulation of nature?s strategy and technics defined with methologies and biomimicy methology processes are explained detaily. Biomimetic design methodology generally needs interdisciplinary coorporation. Biologists, designers and other needed experts work together to mimic natural form, function or system.In chapter 5, Biomimetic and biomimicy approach evaluated in interview with Prof. Dr. Orhan Küçüker, Biomimicy Institute instuctor Zeynep Arhon and biologist Özlem Şorlu. In this interview definition of biomimicy, biomimicy and biomimetic terms relation with industrial design, biomimicry methodology, biomimicry and sustainability and how to reach the necessary sources while inspire from nature subjects are evaluated and biomimetic design which created this thesis subject is explained in an experts? viewpoint. Prof Dr. Orhan Küçüker explained definitions of biomimetics and biodesign, he recommended some clues to biomimetic researchers. Küçüker evaluated design and biology coorporation, he gave biologic examples for mimicry and he evaluated the importance of biology science that can be used as an design inspiration and biologic observations technics? possibility for exloring nature?s solutions.Özlem Sorlu evaluated biomimicry and biodesign as an biologists. She explained her own experience and mentioned about biology and design coorporations. Sorlu researched biodesign in her master thesis and used many exotic flowers and create design ideas from them.According to Arhon, biomimicy projects need interdisciplinary team. A team should involve biologist, designer, businessman and according to needs other experts. In the biomimicry study designer and biologist have to communicate with each other in steps of methodology. Necessary biological sources can be reached by being member of universities biology databases and `asknature.org? online database. Biomimicry methodology starts with identifying function and then context should be defined. In next step problem should be biologized and transfer to questions. These questions? answers are being discovered from natural models. They are being abstracted to design principles. Clients can ask for these principles and they can ask for final product. Designer?s role in this stage is being more. Arhon also explained that, there is no biomimetic studies in Turkey. Even there is, they are not named as biomimetic or biomimicry. She also thinks biomimicry methology need an interdisciplinary team. If a designer work alone, the natural strategies should translate to design principles. Biomimicry education provide experts translating nature strategies to design principles.Altough, a survey has done with professional industrial designers in Turkey to evaluate designers general overview to biomimetic design. Designer?s nature inspiration methods, biyology and design related term?s awareness, designer?s nature inspirations?s extent are examined in survey. According to survey results, designers generally inpired from nature to create form. Participant designers have difficulties to reach functions, technics and mechanics of natural examples. Designer?s reached sources are limited with images, because of that, application of nature inspirations to designs are being in formal way. Designers generally use visual sources and observations to inpire from nature, biological souces are not used. Biomimetics is not known by designer but some of biomimetic design examples are written in the field that they write opinions about nature inspirations and evaluate nature?s functions and technics.Furthermore, for better understanding of biomimetic methodology in industrial design, a case study is done with 8 master students. The team consist of two biologists, two designers, a mechanical engineer, a physics engineer, a naval architecture engineer and environmental engineer. The subject of study determined within biomimicry student design challenge subject and Biomimicry Institute sources are used which are providen to participants. Biomimicry methodologies, how to reach biological sources and etc. are studied from these sources and questions about methodology is asked to biomimicry expert in an online conference.In case study a disaster tent is designed for cold climates that protect disaster victims from cold. Termit mound ventilaion strategy is used to contain tent?s ventilation. Inspirations from penguin?s living close to protect themselves from cold strategy and nautilus inner shell layers form are provided to arrange tent?s adjoining sections. All these inspirations created different size adjoning rooms in a tent this allows to reduce heat loss. Also folable tent cover is inpired from palm leaves. Foldable tent cover provide easy use and small packed size property. Adjoining tent rooms has heat insulation and reducing heat loss andjoining structure is design with following biomimicry methodology steps. Challenge to biology method is used for this subject and processes are explained detaily in chapter 5. Evaluating environmental impacts are important in biomimicry approach. For this project reducing energy need and keep the tempreture contain less energy use and reducing greenhouse emissions. In this project biological sources are investigated and they are abstracted to design ideas with interdiciplinary coorporation.Nature inpirations are existed from history of industrial design but interdisciplinary cooperation with the science of biology and emulate nature?s strategies subject is a new field. As the approach gains recognition, new interdisciplinanry centers in universities and associations are are forming. Biomimetic design methodologies provide to use nature?s evolutionary intelligence to solve design problems. Nature is a very wide source to inspire and natural patterns helps designers to create innovative and creative solutions.