Biomimikrija Kaip gamta įkvėpė šiandienos technologijas

Technologijos ir gamta tradiciškai laikomos skirtingomis jėgomis - technologija dažnai buvo priemonė kurti objektus ar energiją, kuri natūraliai neatsiranda mūsų aplinkoje. Tačiau nauji požiūriai į produktų ir technologijų plėtrą, pvz biomimika ir generacinis dizainas pradėjusios pakeisti šią tendenciją.

Generacinis dizainas - tai idėjos pagrindo sudarymo procesas ir jo pavertimas taisyklių rinkiniu, kurį vėliau interpretuoja didelės galios kompiuteris. Šį procesą imituodami imituojant tūkstančius variantų naudojant didelės galios kompiuteriją imituoja natūralų evoliucijos procesą.

Jeff Kowalski, Technologijos vyr „Autodesk“, aprašomas generacinis projektavimo procesas, “Mašinų mokymosi algoritmai kompiuteriuose dabar gali aptikti milijonams 3D modelių būdingus modelius ir generuoti taksonomijas be žmonių krypties ar įsikišimo.” Biomimikrija yra “požiūris į naujoves, kuriomis siekiama tvarius žmonių iššūkių sprendimus iki imituoja gamtos laiko patikrintus modelius ir strategijas.”

Toliau nagrinėjami 10 epinių pavyzdžių, susijusių su gamtos įkvėpta technologija, kurioje naudojamos šios biomimikos ir (arba) generacinio dizaino sąvokos.

1. Narkotikai ir vakcinos

Australijos mokslininkai atkartojo būdą, kuriuo jūros ežerai stato kietą išorinį apvalkalą, kad apsaugotų vaistus ir vakciną nuo aplinkinių temperatūrų pokyčių.

Šis cheminis apsauginio sluoksnio sukūrimo procesas yra ypač naudingas tokioms programoms, kaip vaistai, kurie platinami į šalis, kuriose yra prastos transportavimo ar šaldymo sistemos..

2. Nacionalinis vandens centras, Pekinas - burbulų struktūra

2008 m. Kinijos vasaros olimpinėse žaidynėse esantis ikoninis plaukimo ir nardymo centras pasižymi viena-of-a-natūra eksterjero, kurį sudaro šimtai ekstruduotų burbulų, atrodytų atsitiktinai..

Tačiau šis burbuliukų modelis nėra atsitiktinis, jis yra pagrįstas tikslia geometrija, nustatyta natūraliose sistemose, tokiose kaip ląstelės, molekulinės struktūros ir kristalai. Atliekant egzistuojančius gamtos modelius, efektyviausias trijų dimensijų tarpas padalijamas.

3. Singapūras „Esplanade“ teatrai - „Durian“

Esplanadų teatrai, įsikūrę beveik ant pusiaujo labai karšto klimato sąlygomis, pasižymi tikrai unikalia stiklo odos stogo konstrukcija, kurią įkvėpė vietiniai Duriano vaisiai.

Šimtų trikampio formos aliuminio plokščių sistema yra kampuota pagal saulės kryptį, sauganti kompleksą nuo karščio ir tiesioginių saulės spindulių, tuo pačiu užtvindydama interjerą natūralia šviesa.

4. Vandens maišytuvai - Calla Lillies

Calla lelijos centripetiniai spiralės įkvėpė „Pax Scientific“ sukurtą pramoninio vandens maišymo technologiją. Natūralus lelija dizainas idealiai tinka jo gebėjimui padėti vandens tekėjimui.

Atitinkama maišytuvo technologija gali pasigirti “10 milijonų galonų su tuo pačiu energijos pėdsaku, kaip ir trys 100 vatų lemputės.”

5. Turbinos - banginis fin

„Humpback“ banginių pelekai yra nelygūs, nereguliariai atrodantys kraštai, vadinami tubercles. Įrodyta, kad tuberkuliozės suteikia daug didesnę skysčių dinamiką nei lygūs kraštai.

Tokių milžiniškų banginių nereguliariai formuojamų pelekų įkvėpimo dėka atsirado tokių kompanijų kaip WhalePower ir kiti “tuberkuliozė” peiliai, skirti naudoti ventiliatoriuose ir turbinose, veikia daug efektyviau nei tradiciniai peiliai.

6. maudymosi kostiumėliai - ryklių oda

Ryklių oda susideda iš tūkstančių ir tūkstančių persidengiančių svarstyklių, žinomų kaip “odos dantų dalelės”. Šie dantiniai dalelės sutrikdo turbulentų vandens sūkurių susidarymą ir leidžia rykliui efektyviau ir greičiau judėti per vandenį.

2008 m. Olimpinėse žaidynėse Michaelas Phelpsas ir kiti plaukikai puikiai dėvėjo kostiumus, pasižyminčius audiniu, kuris imituoja ryklių odą ir vėliau užgožė daugelį pasaulio įrašų. Nors tokie kostiumai dabar draudžiami plaukimo varžybose, idėja imituoti ryklių danteles šiuo metu naudojama laivų korpusuose, siekiant pagerinti efektyvumą..

7. Bio-baterijos - žmogaus kūnas

Žmogaus kūnas sukuria energiją per cheminę reakciją, vadinamą metabolizmu. Kai asmuo sunaudoja angliavandenius ar cukrus, organizme esantys fermentai suskaido gliukozę ir atpalaiduoja energiją. Mokslininkai šiuo metu stengiasi sukurti baterijas, veikiančias organiniais junginiais, pvz., Cukrumi, energijai gaminti: bio-baterija.

Mokslininkai keliose universitetuose, taip pat tokiose korporacijose, kaip „Sony“, dirba geresnėje pastarojo dešimtmečio dalyje, kad sukurtų komerciškai perspektyvią biokuro bateriją. 2007 m. „Sony“ sėkmingai sukūrė „bio-baterijos“ prototipą, kuris naudojo fermentus, kad sukurtų pakankamą energijos kiekį (50 mW) „Walkman“ maitinimui..

8. Sintetinė medžiaga - GM Spider Silk

Šilkai, kuriuos sukūrė vorai, padengiantys jų tinklelius, yra natūrali medžiaga. Kadangi vorai yra teritoriniai ir kanibaliniai, “derliaus nuėmimas” voras šilkas niekada nebuvo komerciškai perspektyvus, ir net kai jis buvo gautas, individualūs vorų šilko siūlai yra tokie gerai, kad visos naujos verpimo sistemos turėtų būti sukurtos, kad siūlai būtų pynti kartu.

Tačiau „Emeryville“, Kalifornijoje įsikūrusi „Bolt Threads“ paleistuvė tariamai išsprendė iššūkį naudodama genetiškai modifikuotus mikroorganizmus. Jei technologija pasirodys gyvybinga, galimi naudojimo atvejai galėtų būti “neperšaunamos liemenės, biologiškai skaidūs vandens buteliai ir lanksčios tilto pakabos lynai.”

9. Neperšlampamos medžiagos - drugelių sparnai

2013 m. MIT inžinierių komanda sukūrė tai, kas buvo apibūdinta kaip viena iš labiausiai atsparių vandeniui medžiagų. Jų dizainas turi medžiagą su mažomis silicio griovelėmis, kurios imituoja Morpho drugelio sparnus..

Medžiaga yra tokia veiksminga, kad esant aukštesnėms temperatūroms, vanduo greičiau atsitraukė nuo paviršiaus, nei jis galėtų užšaldyti, o tai reiškia, kad be vandens atsparių drabužių gali būti naudojamos orlaivių sparnų ir turbinų technologijos..

10. Lipni juosta - Gecko pirštai

Gekko kojos yra ypatingai lipnios dėl jų “vadinamos ilgų, plonų mentelių formos grupės kalvė kurios padidina paviršiaus plotą ir sustiprina silpnus elektros atrakcionus tarp kojų ir paviršiaus.”

Pastaruoju metu Stanfordo universiteto mokslininkų grupė sukurta dirbtinė klijų medžiaga remiantis šiomis koncepcijomis, kurios sėkmingai leido grad studentui skalauti stiklo sieną naudodami du rankų dydžius pagamintas iš medžiagos. Be laipiojimo sienų, pavyzdžiui, Spiderman, technologija turi potencialų taikymą gamybos pramonėje pakeisti esamas sistemas, kuriose naudojama siurbimo galia arba cheminiai klijai.

Redaktoriaus pastaba: Šis pranešimas parašytas „Hongkiat.com“ Andrew Armstrong. Andrew yra technologijų entuziastas ir skaitmeninis rinkodaros patarėjas San Francisko įlankos rajone. Jis gyvena Kalifornijoje San Mateo su žmona ir jaunuoliu. Jį galite pasiekti Twitter.

Dabar perskaitykite: 15 pavyzdžių, kaip technologija naujovina madą