Biomimicry Hogyan természették fel a természet a mai technológiát
A technológiát és a természetet hagyományosan eltérő erőknek tekintették - a technológia gyakran olyan eszközt jelentett, amely olyan tárgyakat vagy energiákat hoz létre, amelyek természetesen nem fordulnak elő környezetünkben. Azonban a termék - és technológiafejlesztés új megközelítései, mint például a biomimikri és generatív tervezés kezdtek megfordítani ezt a tendenciát.
A generatív tervezés az ötlet keretrendszerének folyamatát jelenti, és azt egy szabálysorozatba fordítja, amelyet egy nagy teljesítményű számítógép értelmez. A nagy teljesítményű számítástechnika több ezer változatának szimulálásával ez a folyamat utánozza az evolúció természetes folyamatát.
Jeff Kowalski, Technológiai vezérigazgató Autodesk, leírja a generatív tervezési folyamatot, “A számítógépes gépi tanulási algoritmusok most már képesek kimutatni a 3D-s modellek többségét, és az emberek irányítása vagy beavatkozása nélkül taxonómiát generálnak.” A Biomimicry “az innovációra irányuló megközelítés, amelyre törekszik fenntartható megoldások az emberi kihívásokra által a természet időigényes mintáinak és stratégiáinak emulálása.”
Az alábbiakban 10 epikus példát vizsgálunk a természet által inspirált technológiáról, amelyek ezeket a biomimikriás és / vagy generatív tervezés fogalmakat használják.
1. Gyógyszerek és vakcinák - Tengeri sün
Az ausztrál kutatók megismételte a tengeri sünöket, hogy egy kemény külső burkolatot építsenek maguk körül a védelem érdekében, hogy megvédjék a gyógyszer- és vakcinafehérjéket a környező hőmérséklet változásaitól.
Ez a védőréteg létrehozásának ezen kémiai folyamata különösen hasznos olyan alkalmazásoknál, mint például olyan gyógyszerek, amelyeket gyenge szállítási vagy hűtési rendszerrel rendelkező országokban osztanak el..
2. Nemzeti Vízi Központ, Peking - Bubble Structure
A 2008-as kínai nyári olimpiai játékok ikonikus úszás- és búvárközpontja egy-egy-fajta külsőt tartalmaz, amely több száz extrudált buborékból áll, látszólag véletlenszerű mintában.
Ez a buborékmintázat azonban egyáltalán nem véletlen, hanem a természetes rendszerek, mint például a sejtek, molekuláris szerkezetek és kristályok pontos geometriáján alapul. A természet létező mintáinak replikálása a háromdimenziós távolság leghatékonyabb részosztályozásához vezet.
3. Szingapúr Esplanád színházai - a Durian
A szingapúri Színházak, amelyek nagyon forró éghajlaton szinte az Egyenlítőben találhatók, igazán egyedülálló, üvegbőrű tetőszerkezettel rendelkeznek, amelyet a helyi Durian gyümölcs ihlette.
A több száz, háromszög alakú alumínium panelek rendszere a nap irányától függően szögben áll, védve a komplexet a hőtől és a közvetlen napsugárzástól, miközben a belső fényt természetes fényben elárasztja.
4. Vízkeverők - Calla Lillies
A calla liliom centripetális spiráljai a Pax Scientific által kifejlesztett ipari vízkeverő technológiának inspirálják. A liliom természetes kialakítása ideális a vízáramlás elősegítésére.
A megfelelő keverő technológia képes “10 millió gallon megosztása ugyanolyan energianyomással, mint a három 100 wattos izzók.”
5. Turbinák - bálna fin
A Humpback bálnák bordái bumpy, szabálytalan kinézetű élek néven ismertek. A tubercles bizonyítottan sokkal nagyobb folyadékdinamikát tesz lehetővé, mint a sima szélű uszonyok.
E hatalmas bálnák szabálytalanul kialakított uszonyaiból származó inspirációval olyan cégek alakultak ki, mint a WhalePower és mások “gümő” A ventilátorokban és a turbinákban használható pengék sokkal nagyobb hatékonysággal működnek, mint a hagyományos pengék.
6. Fürdőruha - Shark Skin
A cápa bőre több ezer, egymást átfedő skálából áll “dermális fogak”. Ezek a fogsorok megzavarják a víz turbulens kavarodását, és lehetővé teszik a cápa hatékonyabb és gyorsabb mozgását a vízen.
A 2008-as olimpián Michael Phelps és más úszók híresen viseltek olyan ruhákat, amelyek egy cápa bőrének utánzását tervezték, és ezután számos meglévő világrekordot eltakarítottak. Bár az ilyen öltönyök most tilos úszásversenyeken, a cápa fogpótlások utánzásának ötletét ma a hajótesteken használják a hatékonyság növelése érdekében..
7. Bio-akkumulátorok - az emberi test
Az emberi test az anyagcsere néven ismert kémiai reakció révén energiát hoz létre. Amikor egy személy szénhidrátot vagy cukrot fogyaszt, a szervezetben lévő enzimek lebontják a glükózt és felszabadítják az energiát. A tudósok jelenleg olyan elemeket állítanak elő, amelyek szerves vegyületeken futnak, például a cukor, hogy energiát termeljenek.
A több egyetem kutatói, valamint olyan vállalatok, mint a Sony, az elmúlt évtized jobb részén dolgoztak, hogy egy kereskedelmi szempontból életképes bio-akkumulátort hozzanak létre. 2007-ben a Sony sikeresen kifejlesztett egy bio-akkumulátor prototípust, amely enzimeket használt fel ahhoz, hogy elegendő energiatermelést (50 mW) hozzon létre a Walkman tápellátásához..
8. Szintetikus anyag - GM Spider Silk
A pókok által létrehozott selyem, hogy szövedjen a szövedékeiket, természetesen előforduló anyag. Mivel a pókok területi és kannibalista jellegűek, “aratás” a pók selyem soha nem volt kereskedelmi szempontból életképes, és még egyszer is megérkezett, a pók selyem egyes szálai annyira finomak, hogy egész új fonási rendszereket kell létrehozni, hogy a szálak szövésbe kerüljenek.
Azonban egy Emeryville, Kalifornia-alapú, Bolt Threads nevű indítás feltételezhetően géntechnológiával módosított mikroorganizmusok segítségével oldotta meg a kihívást. Ha a technológia életképesnek bizonyul, a lehetséges felhasználási esetek közé tartozhat “golyóálló mellények, biológiailag lebontható vizes palackok és rugalmas híd felfüggesztési kötelek.”
9. Vízálló anyagok - Butterfly Wings
2013-ban a MIT-mérnökök egy csapata kifejlesztette azt, amit a leginkább vízlepergető anyagnak neveztek. A design apró szilíciumgerincű anyagokkal rendelkezik, amelyek utánozzák a Morpho pillangó szárnyain található mintákat.
Az anyag annyira hatásos, hogy a szuperhőmérsékleti hőmérsékleten a víz gyorsabban kilépett a felszínről, mint amennyire fagyhatott volna, ami azt sugallja, hogy a vízálló ruházat mellett a repülőgép szárnyai és turbinái is alkalmazhatók..
10. Ragasztószalag - Gecko lábujjak
A gekkó lábai rendkívül ragadósak “hosszú, vékony spatula alakú szerkezetek csoportjai sörte nélkül amelyek növelik a felületet és erősítik a gyenge elektromos látványosságokat a lábujjak és a felület között.”
A Stanford Egyetem kutatócsoportja a közelmúltban kifejlesztett egy mesterséges ragasztóanyagot ezeken a fogalmakon alapul, amelyek sikeresen lehetővé tették, hogy a grad hallgató egy üvegfalat méretezzen két kézi méretű párna használatával az anyagból készült. A Spiderman-hez hasonló falakon kívül a technológia potenciálisan alkalmazható a feldolgozóiparban cserélje ki a szívóteljesítményt vagy vegyi ragasztókat használó meglévő rendszereket.
A szerkesztő megjegyzése: Ezt a bejegyzést a Hongkiat.com írta Andrew Armstrong. Andrew egy technológiai rajongó és digitális marketing tanácsadó, a San Francisco Bay Area területén. San Mateo-ban, Kaliforniában él feleségével és fiaival. Elérheted őt a Twitteren.
Most olvasd el: 15 Példák a technológia innovációjáról
