Kaip Veikia Biomimicry

{h1}

Biomimikrija yra praktika, imituojanti modelius gamtoje, siekiant sukurti geresnes formas ir procesus. Sužinokite, kaip biomimikrija daro įtaką tvariam dizainui.

Būsimo greičio povandeniniai laivai per vandenį suvilgytų žuvų pelekų pagalba. Orlaivis kylant debesimis kyšo sparnais. Dykumoje alpinistas pastoviai artėja prie uolos viršūnės, atviromis delnėmis, be pastangų prilipdamas prie uolų, naudodamas geko įkvėptą nanotechnologiją. Tikriausiai su tokiomis gamtos įkvėptomis ateities technologijomis susidūrėte tik įsivaizduojamuose mokslinės fantastikos ir komiksų pasauliuose, tačiau dizaino požiūris jau egzistuoja. Išradėjai ir inžinieriai įkvėpimo ieškojo iš gamtos jau nuo priešistorinių laikų.

Ankstyvieji žmonės išmoko medžioklės, prieglaudos ir išgyvenimo būdų stebėdami gyvūnus bendraudami su jų aplinka. Žmonėms trūko įnirtingų nagų ir aukštesnio lokių medžioklės instinkto, žmonės galėjo imituoti jų techniką. Žmonės, pradėję kurti vis sudėtingesnes sutartis, toliau ieškojo gamtos pavyzdžių. Nuo 15-ojo amžiaus Leonardo da Vinci skraidančių mašinų eskizų iki pirmojo sėkmingo brolių Wrighto prototipo, praėjus keturiems šimtmečiams, svajonės apie žmogaus skrydį sutelkiamos į paukščių stebėjimą.

Pasaulis pilnas nuostabių biologinių naujovių, kurių kiekviena yra milijonų evoliucijos metų rezultatas. Kuriant technologijas, prasminga tik išsiaiškinti, kaip gamta jau įvaldė kylančius iššūkius. Šiandien mes tai žinome kaip biomimetikai arba biomimikrija - modelių mėgdžiojimo gamtoje praktika, siekiant sukurti geresnes formas, procesus, sistemas ir strategijas.

Kiekvieną dieną susiduriate su biomimikrijos pavyzdžiais, galbūt net to nesuvokdami. Pavyzdžiui, „Velcro“ technologiją įkvėpė tai, kaip sudegusių sėklų maišeliai priglunda prie gyvūnų kailio. Šiuolaikinės poodinės adatos užima keletą patarimų iš barškėčio kumpio. „Nike“ netgi pritaikė ožkų kanopų sukibimo savybes bėgimo batų dizainui.

Šiame straipsnyje mes išnagrinėsime būdus, kaip biomimikrija sujungia biologijos ir inžinerijos disciplinas, naudodama gamtos pasaulio naujoves, siekdama patobulinti technologijas ir dizainą.

Ryklių biomimikrija

Kas būtų pamanęs, kad rykliai turi tiek daug mus išmokyti? Šios jūros būtybės įkvėpė keletą biomimetinių naujovių. Ryklio odą sudaro mažos, į dantis panašios svarstyklės, kurios neleidžia formuotis mažiems virpeliams ir sūkuriams (kurie juos lėtina). „Speedo“ atkartojo šį efektą savo Fastskin® kūno apranga, leidžianti konkurencingiems plaukikams įveikti lemiamą sekundę nuo varžybų laiko. Kiti šią technologiją panaudojo kurdami greitai keliaujančius laivų korpusus, kurie natūraliai atgraso nuo povandeninių organizmų prisirišimo. Australijos „BioPower Systems“ kuria kitokią ryklio įkvėptą naujovę. Remdamasi ryklio fiziologija, bendrovė tikisi pritvirtinti mechanines pelekus jūros srovių viduryje, kad būtų galima generuoti hidroelektrinę energiją.

Įkvėpta gamtos

Biomimetinė technologija, kuria grindžiamas šis robotas žuvis, yra pagrįsta paprastu karpiu. Robotas naršo ir varo pelenus per vandenį, kaip tikra žuvis.

Biomimetinė technologija, kuria grindžiamas šis robotas žuvis, yra pagrįsta paprastu karpiu. Robotas naršo ir varo pelenus per vandenį, kaip tikra žuvis.

Gamtos mėgdžiojimas žmogaus naujovėse egzistavo per amžius, tačiau 20-ojo amžiaus pabaigoje biomimikrija tapo svarbia studijų ir etikos pozicija. Amerikos biologas Janine M. Benyus devintojo dešimtmečio pabaigoje tapo žinomu judėjimo lyderiu, išleidusi savo knygą „Biomimicry: inovacijos, įkvėptos gamtos“. Nuo to laiko Benyus įkūrė Biomimicry gildiją, aplinkos konsultacijų įmonę, ir Biomimicry Institute, ne pelno siekiančią advokacijos grupę.

Nors vystymosi grupes ir tyrėjus ir toliau įkvepia gamta, Benyusas reikalauja išsamesnio supratimo apie biomimikriją, kurioje gamta yra modelis, išmatuoti ir mentorius. Modelis nurodo pagrindinį žmogaus modelio prigimties mėgdžiojimo principą; ir išmatuoti įtempius tvarumas.

Natūralus pasaulis, kaip sistema, laikomas tvariu, nes jo sistemos efektyviai ir nuolat naudoja pakartotinius išteklius. Palyginimui, dauguma mūsų technologijų ir gyvenimo būdo yra netvarus. Tai reiškia, kad reikalingi ištekliai reguliariai išeikvojami arba visam laikui sugadinami. Benyusas teigia, kad norint iš tikrųjų biomimetinis požiūris į problemą turėtų būti gamtos tvarumas.

Gamta, kaip mentorius, pabrėžia naują mūsų aplinkos matymo būdą - atsiribojimą nuo industrializuoto pasaulio požiūrio kaip į grobstyti skirtų išteklių kolekciją. Benyus primygtinai reikalauja, kad bet koks rimtas biomimetikos projektas turėtų daugiau nei tik imituoti gamtos dizainą ir efektyvumą. Ji sako, kad dizaineriai turėtų laikytis aplinkos etikos. Pavyzdžiui, saulės energija varoma transporto priemonė, pasiūta po smėlio krabo judėjimą, gali būti nuostabus išradimas. Vis dėlto, jos teigimu, produktas praranda visą savo biomimetinį patikimumą, jei jo pagrindinis panaudojimas yra lietaus miškų iškirtimas arba ginklų platformos panaudojimas.

Ar biomimikrija gali padėti atvėsinti jūsų daugiabučio namą ar apsaugoti jus nuo automobilio nuolaužų? Norėdami sužinoti, perskaitykite kitą puslapį.

Devyni gamtos įstatymai

Savo rašymuose Benyus pabrėžia devynis gamtos dėsnius. Ji teigia, kad kiekviena savybė turėtų būti gyvybiškai svarbi kuriant tikrai biomimetinį dizainą.

  • Gamta teka saulės spinduliais
  • Gamta naudoja tik jai reikalingą energiją
  • Energija tinka formai veikti
  • Energija viską perdirba
  • Gamta apdovanoja bendradarbiavimą
  • Gamtos bankai įvairovei
  • Gamta reikalauja vietinių žinių
  • Gamta užgniaužia perteklių iš vidaus
  • Gamta naudojasi ribų galia

[šaltinis: Benyus] -

Biomimikrijos pavyzdžiai

Šie katedros termitų piliakalniai Australijoje galbūt nepritrauks butų medžiotojų, tačiau architektai jau panaudojo termitų savaiminio aušinimo dizainus statydami energiją taupančius pastatus.

Šie katedros termitų piliakalniai Australijoje galbūt nepritrauks butų medžiotojų, tačiau architektai jau panaudojo termitų savaiminio aušinimo dizainus statydami energiją taupančius pastatus.

Biomimicry, kaip naujovių diegimo procesas, paprastai vyksta viena iš dviejų krypčių. Kartais novatorius mato procesą gamtoje ir susieja jį su esama technologija ar problema. Kitu metu novatorius nagrinėja esamą projektavimo problemą ir kreipiasi pagalbos į gamtą. Čia biomimikrija yra tiltas tarp biologijos ir inžinerijos.

Pirmasis žingsnis, norint išspręsti problemą naudojant biomimikriją, yra tai, ko jums reikia iš projekto, paversti biologine prasme. Pavyzdžiui, ką daryti, jei norėtumėte suprojektuoti ilgesnį gesintuvą? Kur gamtoje atsirado organizmų, kurie spręstų panašią problemą? Bombardieriniai vabalai gali nesusidoroti su liepsnojančio viryklės numalšinimu, tačiau jie išsiskyrė taip, kad plėšrūnams užplikytų įkaitintą, sprogstamą nuodų srautą.

Kitas atradimas yra kitas iššūkis - paimti pamoką iš gamtos ir pritaikyti ją savo dizainui. Bombardierio vabalas tyrinėtojai tyrė, kaip vabzdžiams pilve naudojama aukšto slėgio „degimo kamera“. Dizaineriai pradėjo naudoti šį atradimą esamai purškimo technologijai.

Biomimikriją galite rasti daugelyje skirtingų sričių. Nepriklausomai nuo projektavimo iššūkio, yra nemaža tikimybė, kad rūšis Žemėje jau išsprendė panašią problemą. Apsvarstykite šiuos pavyzdžius:

Žmogaus poreikis: Statybininkai nori pigesnių būdų atvėsinti didelius pastatus.

Gamtos pavyzdys: Tam, kad grybelio pasėliai išliktų, tam tikruose Afrikos termitų piliakalniuose turi būti palaikoma pastovi 87 laipsnių Celsijaus (189 laipsnių Farenheito) temperatūra. Norėdami tai pasiekti, jie konstruoja oro išleidimo angas, kurios nuolat judina orą per visą piliakalnį, aušindami ar šildydami ją iki tokios pačios temperatūros kaip ir pats piliakalnis.

Biomimetikas sprendimas: Architektai ir inžinieriai stato kelis didelius biurų kompleksus, kurie imituoja termito požiūrį į temperatūros kontrolę.

Žmogaus poreikis: Automobilių gamintojai nori sukurti apsaugos nuo susidūrimo sistemą.

Gamtos pavyzdys: Skėriai vengia spėlioti vienas į kitą spiečiais naudodamiesi labai išsivysčiusiomis akimis, kurios leidžia šiems vabzdžiams matyti keliomis kryptimis vienu metu.

Biomimetinis tirpalas: Automobilių dizaineriai mėgdžiojo skėrių regėjimą kurdami jutiklius, kurie nustato judėjimą tiesiai aplink automobilį ir įspėja vairuotojus apie artėjančias avarijas.

Žmogaus poreikis: Chemijos pramonės įmonės nori savaime išsivalančių dažų sluoksnio.

Gamtos pavyzdys: Lotoso augalai turi išlaikyti švarų savo lapų paviršių, nepaisant to, kad gyvena purvinuose tvenkiniuose ir pelkėse. Mažos lapų keteros ir iškilimai neleidžia vandens lašeliams plisti po paviršių. Dėl to vanduo krinta ir slysta, nešdamas nešvarumų daleles.

Biomimetinis tirpalas: Kūrėjai šį lotoso efektą pritaikė dažams. Kai dažai džiūsta, ant paviršiaus lieka mažų gumulėlių, kurie padeda vandens lašeliams pašalinti nešvarumus.

Žmogaus poreikis: Sveikatos apsaugos darbuotojai nori, kaip vakcinas laikyti be šaldymo.

Gamtos pavyzdys: Afrikos prisikėlimo gamykla visiškai išdžiūsta per kasmetines sausras, o paskui vėl atsinaujina. Augaluose yra polifenolio, kuris apsaugo nuo ląstelių membranos pažeidimo dehidratacijos metu.

Biomimetinis tirpalas: Tyrėjai ieško būdų, kaip šiuos cukrus panaudoti gyvoms vakcinoms išsaugoti dehidratuojant.

Visame pasaulyje tyrinėtojai ieško gamtos atsakymų į įvairius jų dizaino iššūkius. Tyrinėdamas, kaip evoliucija įveikia iššūkius, biomimikrija vieną dieną gali padėti mums išspręsti problemas, pradedant muilo šukėmis ir baigiant globaliais tvarumo klausimais. Norėdami sužinoti daugiau apie jaudinantį biomimetikos pasaulį, tyrinėkite nuorodas kitame puslapyje.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Populiariausias Cunamio Modelis: Pabaisų Bangų Numatymo Mokslas
Populiariausias Cunamio Modelis: Pabaisų Bangų Numatymo Mokslas

Eulerio Tapatybė: „Gražiausia Lygtis“
Eulerio Tapatybė: „Gražiausia Lygtis“

Mokslas Naujienos


Senovės Romos Kūdikių Mirtis Nepagailėjo Nei Lyties, Rodo Dnr
Senovės Romos Kūdikių Mirtis Nepagailėjo Nei Lyties, Rodo Dnr

Žudikai Drambliai Indijoje: Kodėl Jie Puola
Žudikai Drambliai Indijoje: Kodėl Jie Puola

Kaip Veikia „Stinger“ Raketos
Kaip Veikia „Stinger“ Raketos

Supermarino „Spitfire“
Supermarino „Spitfire“

Faktai Apie Kiaulines
Faktai Apie Kiaulines


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com