В диссертации рассмотрена эволюция принципа узла в материальной и духовной культуре человечества, приведены примеры применения узлов в практической деятельности человека, проанализированы декоративные узлы как элементы плетёных орнаментов и содержащуюся в них символику, отражавшую традиционное мировоззрение. Возникновение научного интереса к узлом привело к зарождению и развитию теории узлов и её разнообразных приложений в естествознании, технике и современном искусстве.
Предложенное автором новое применение узлов в качестве кинетических формообразующих структур вызвало необходимость проведения систематиче-
21
ских междисциплинарных научных исследований принципов формообразования узлов, в результате которых была сформулирована концепция развития простейших узлов и зацеплений в формообразующие NODUS структуры, представляющие собой волновые механизмы бионического типа. Комплексный анализ свойств симметрии и модулярности узлов и зацеплений позволил выявить основные принципы их плоскостных и пространственных преобразований и методы их развития в формообразующие NODUS структуры. В результате удалось проследить связь между принципами традиционного искусства, рассматривавшего узел как структурную основу плетёного орнамента, выполнявшего функцию сакрального ограждения вещей, и узлом как принципом построения кинетических волновых механизмов, трансформирующихся из плоскости в объём и также служащих ограждением, оболочкой.
В диссертации рассмотрены технологические, художественные и образные аспекты экспериментального дизайнерского проектирования на основе NODUS структур, раскрыты принципы и методы их формообразования, определены соответствующие им области применения в современном дизайне, к которым относятся комбинаторное и кинетическое формообразование, а также объемное формообразование из плоскости. Проведён сравнительный анализ формообразования NODUS структур и кинематических сетей Чебышёва, в результате которого были выявлены принципиальные различия этих двух методов формообразования.
Приводятся примеры некоторых экспериментальных разработок NODUS структур в качестве иллюстрации возможностей их практического применения в современном дизайне и расширении диапазона средств его художественной выразительности. Принципы формообразования NODUS структур сопоставляются с культурно-философскими тенденциями стилевых поисков в дизайне и архитектуре последних десятилетий.
Основные результаты исследования
Исследование эволюции принципа узла позволило выделить три основных вида его применения в материальной и духовной культуре человечества: утилитарный, декоративный и модельно-символический.
На основании экспериментальных и теоретических исследований сформулированы и включены в научный обиход принципы применения узлов в качестве формообразующих кинематических структур.
Закономерное развитие периодических узлов и зацеплений, выполненных из упруго-гибкого линейно протяжённого материала, позволяет получать формообразующие структуры изменяемой точечной поверхности, названные автором NODUS структурами.
Кинематическое формообразование NODUS структур практически реализуется в виде их непрерывных плоскостных и пространственных трансформа-
22
ций.
Объёмное формообразование NODUS структур из плоскости позволяет получать замкнутые поверхности и их фрагменты с постоянной положительной, нулевой и отрицательной гауссовой кривизной.
Объёмное формообразование NODUS структур из плоскости сопровождается увеличением площади поверхности в объёмном положении по сравнению с плоскостным, чем принципиально отличается от формообразования на основе кинематических сетей Чебышёва.
Узлы и зацепления в форме NODUS структур могут быть применены в качестве нового принципа формообразования в различных направлениях современного дизайна, что может существенно расширить его художественно-выразительные возможности и способствовать дальнейшему развитию стилеобразую-щих процессов.
Список публикаций
Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ
1. Козлов Д. Ю. Архитектурная бионика в XXI веке. // Архитектура, строительство, дизайн. — 2006. — № 02 (43). — С. 29 – 33.
Публикации в других изданиях
Kozlov D. Topological Knots and Links as Point Surface Structures of 2D Manifolds. // The Proceedings of Seventh Interdisciplinary Conference of the International Society of the Arts, Mathematics and Architecture (ISAMA). — Universidad Politйcnica de Valencia, Valencia, Spain, June 16 - 20, 2008. — pp. 79 - 87. (ссылка скрыта)
Козлов Д. Ю. Узлы счастья. // Packaging Research & Development. — 2008. — № 3 (17). — С. 60 - 63. (ссылка скрыта)
Козлов Д. Ю. Трансформируемые конструкции. // Каталог 11-го московского международного салона промышленной собственности «Архимед». — М.: Международный инновационный центр «Архимед», 2008. — С. 353.
Kozlov D. Synergetic structures of topological knots and links as physical models of point surfaces in 3D space: abstract. 1036th AMS Meeting. — N. Y.: Courant Institute, New York University, March 15 – 16, 2008. — p. 52.
Козлов Д. Ю. Теория узлов и новый способ построения физических моделей топологических поверхностей в дизайне. // Национальные приоритеты развития России: образование, наука, инновации. Сборник тезисов выступлений участников деловой программы 8-го московского международного салона инноваций и инвестиций. — М.: ФГУ НИИ РИНКЦЭ, 2008. — С. 280 – 281.
Козлов Д. Ю. Точечные поверхности: новый способ моделирования оболочек. // Packaging Research & Development. — 2007. — № 6 (14). — С. 44 – 54. (ссылка скрыта. ru/arhiv-nomerov/14_2007/)
Козлов Д. Ю. Топологические узлы и зацепления как формообразующие структуры точечных поверхностей-оболочек для архитектуры и строительства. // Торовые технологии:
23
материалы докладов IV международной научно-практической конференции. — Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. — С. 49 – 59.
Kozlov D. Topological method of construction of point surfaces as physical models. // 8th International Conference of the European Architectural Endoscopy Association in Moscow: Virtual Environment and Experience: Shared-in-sight. Abstracts. — М.: МАРХИ, 2007. — pp. 14 – 15. (ссылка скрыта)
Козлов Д. Ю. Кинематические структуры «NODUS». // Альбом творческих работ членов Академии и советников. 2001 – 2006 гг. — М.: РААСН, 2007. — С. 154.
Брандт Г. В., Доронин А. В., Козлов Д. Ю., Ненароков В. И. Целесообразность красоты живой природы в творчестве И. А. Ефремова и возможности формообразования архитектурной бионики для создания гармоничной и энергоактивной среды обитания человека 3-го тысячелетия. // Материалы международного симпозиума «Иван Ефремов — ученый, мыслитель, писатель. Взгляд в 3-е тысячелетие. Предвидения и прогнозы» 10 - 12 октября 1997 г. — Пущино- на- Оке, Биологический центр РАН, 1998. — С. 161 – 175.
Козлов Д. Ю., Козлов Ю. А. Тополого-физическая модель сложных систем. // Математика. Компьютер. Образование. Выпуск 5. Часть II. — М.: Прогресс- Традиция, 1998. — С. 49 - 51.
Козлов Д. Ю., Козлов Ю. А. Практические приложения теории узлов. // Сборник тезисов докладов Международной конференции «Математика и искусство». — Суздаль, 1996. — С. 35.
Козлов Д. Ю., Козлов Ю. А. Патент РФ № 2060155 «Способ изготовления объемного опорного модуля». — Бюллетень изобретений № 14, 1996.
Kozlov D. Dome structures for flexible material. // Yona Friedman. Roofs. Part 1. Human settlements and socio-cultural environment. — Paris, Communication Centre of Scientific Knowledge for Self- Reliance, UNESCO, 1991. — pp. 127 – 131.
Kozlov D. Polymorphous resilient- flexible shaping structures «NODUS» for space and other extreme environments. // Final Conference Proceedings Report of The First International Design for Extreme Environments Assembly (IDEEA ONE). November 12 – 15, 1991. — Houston, University of Houston. — 1991. — pp. 259 – 260.
Козлов Д. Ю. Регулярные узлы и зацепления — структурный принцип кинематических архитектурных конструкций. // Архитектурная бионика. — М., ЦНИИЭП жилища, 1989. — С. 72 – 82.
Козлов Д. Ю., Козлов Ю. А., Чукавин А. А. К вопросу о моделировании узловых структур растительных и животных организмов // Бионика и биомедкибернетика – 85. Бионика: Тезисы докладов Всесоюзной конференции. Часть I. — Л. АН СССР. Научный совет по комплексной проблеме «Кибернетика», 1986. — С. 135.
Козлов Д. Ю., Козлов Ю. А. «Способ образования самоопорной конструкции произвольной формы». — Авторская заявка на изобретение № 3945438/33 (123754), 1985.
19. Козлов Д. Ю., Козлов Ю. А. «Управляемая самоопорная конструкция». — Авторская заявка на изобретение № 3945439/33 (123753), 1985.
24
Приложение 1
Рисунок 1. Диаграммы простых узлов до восьми скрещений
25
Приложение 2
Рисунок 2. Последовательность развития простейшего узла трилистника в формообразующие NODUS структуры
Рисунок 3. Последовательность стадий трансформации NODUS структуры
