Biomimicry Cum natura a inspirat tehnologia de azi

Tehnologia și natura au fost în mod tradițional văzute ca forțe divergente - tehnologia a fost deseori un mijloc de a crea obiecte sau energii care nu se întâlnesc în mod natural în mediul înconjurător. Cu toate acestea, noi abordări pentru dezvoltarea de produse și tehnologii, cum ar fi biomimicry și proiectare generativa au început să inverseze această tendință.

Planificarea generativa este procesul de luare a cadrului unei idei si traducerea ei intr-un set de reguli, care apoi sunt interpretate de un calculator de mare putere. Prin simularea mii de variante folosind calculatoare de mare putere, acest proces mimează procesul natural al evoluției.

Jeff Kowalski, Chief Technology Officer la Autodesk, descrie procesul de proiectare generativa, “Algoritmii de învățare a mașinilor în computere pot detecta acum modele inerente în milioane de modele 3D și generează taxonomii fără orientare sau intervenție de către oameni.” Biomimicria este “o abordare a inovării care urmărește soluții durabile pentru provocările umane de emiterea modelelor și strategiilor naturale testate în timp.”

Mai jos vom examina 10 exemple epice de tehnologie inspirată de natură care utilizează aceste concepte de biomimicrie și / sau de proiectare generativă.

1. Droguri și vaccinuri - Sea Urchin

Cercetatorii australieni au replicat modul in care urchinii de mare construiesc o coaja exterioara tare in jurul lor pentru a proteja pentru a proteja proteine ​​de droguri si de vaccin de la schimbari in temperaturile din jur.

Acest procedeu chimic de creare a unui strat protector este deosebit de util pentru aplicații cum ar fi medicamente care sunt distribuite în țări cu sisteme de transport sau refrigerare nesatisfăcătoare.

2. Centrul Național Aquatic, Beijing - structura cu bule

Centrul iconic de înot și de scufundări din Jocurile Olimpice de vară din China din 2008 dispune de un exterior unic, alcătuit din sute de bule extrudate într-un model aparent aleator.

Cu toate acestea, acest tipar de bule nu este deloc aleator, ci este bazat pe geometria exacta gasita in sistemele naturale precum celulele, structurile moleculare si cristalele. Replicarea modelelor existente ale naturii duce la cea mai eficientă subdiviziune a spațiilor tridimensionale.

3. Teatrele Singapore Esplanade - The Durian

Situat aproape pe ecuator într-un climat foarte cald, Esplanade Theatre din Singapore are un design cu adevărat unic, acoperit cu sticlă, care a fost inspirat de fructele locale Durian.

Un sistem de sute de panouri din aluminiu în formă de triunghi sunt înclinate în funcție de direcția soarelui, protejând complexul de căldură și lumina directă a soarelui, în timp ce inundă interiorul cu lumină naturală.

4. Mixere de apă - Calla Lillies

Spiralele centripetale ale crinului au servit drept sursă de inspirație pentru tehnologia industrială de amestecare a apei dezvoltată de Pax Scientific. Designul natural al crinului este ideal pentru capacitatea sa de a ajuta fluxul de apă.

Tehnologia mixerului corespunzătoare are capacitatea de a “să circule 10 milioane de galoane cu aceeași amprentă de energie ca și cele trei becuri de 100 wați.”

5. Turbine - Fină de balene

Aripile balenelor Humpback prezintă margini neregulate, neregulate, cunoscute sub numele de tuberculi. Tuberculii s-au dovedit a permite o dinamică a fluidului mult mai mare decât aripioarele cu tăișuri netede.

Desen inspirație din aripile în formă neregulată ale acestor balene uriașe, companii precum WhalePower și altele au dezvoltat “tubercul” lamele utilizate în ventilatoare și turbine funcționează cu o eficiență mult mai mare decât lamele tradiționale.

6. Costume de baie - Piele de rechin

Pielea unui rechin este compusă din mii și mii de scale care se suprapun, cunoscute sub numele de “denticele dermice”. Aceste denticule perturba formarea unor turbulente de apă și permit rechinului să se deplaseze mai rapid și mai eficient prin apă.

În Jocurile Olimpice din 2008, Michael Phelps și ceilalți înotători purtau costume cu o țesătură concepută pentru a imita piei de rechin și ulterior a eclipsat multe înregistrări mondiale existente. Deși astfel de costume sunt acum interzise în competițiile de înot, ideea de a imita denticulele unui rechin este utilizată astăzi pe cocaine pentru a îmbunătăți eficiența.

7. Bio-baterii - corpul uman

Corpul uman creează energie prin reacția chimică cunoscută sub numele de metabolism. Atunci când o persoană consumă carbohidrați sau zaharuri, enzimele din organism scot glucoza și eliberează energie. Oamenii de știință lucrează acum pentru a crea baterii care rulează pe compuși organici cum ar fi zahărul pentru a genera energie: o baterie bio.

Cercetătorii de la mai multe universități, precum și de la corporații precum Sony, lucrează în cea mai mare parte a ultimului deceniu pentru a crea o bio-baterie viabilă comercial. În 2007, Sony a dezvoltat cu succes un prototip bio-baterie care a utilizat enzimele pentru a crea o cantitate suficientă de energie (50mW) pentru a alimenta un Walkman.

8. Materialul sintetic - Mătasea de păianjen GM

Mătasea creată de păianjeni să-și țese țesuturile este un supermaterial natural. Deoarece păianjenii sunt de natură teritorială și canibalistică, “recoltat” mătasea de păianjen nu a fost niciodată viabilă din punct de vedere comercial și, chiar odată obținută, firele individuale de mătase de păianjen sunt atât de fine încât ar trebui create întregi noi sisteme de filare pentru a lega firele împreună.

Cu toate acestea, o pornire în Emeryville, California, numită Bolt Threads, a rezolvat provocarea prin utilizarea microorganismelor modificate genetic. Dacă tehnologia se dovedește a fi viabilă, eventualele cazuri de utilizare ar putea fi incluse “veste antiglonț, sticle biodegradabile de apă și cabluri de suspensie flexibile.”

9. Materiale impermeabile - aripi de fluture

În 2013, o echipă de ingineri MIT a dezvoltat ceea ce a fost descris ca fiind cel mai rezistent la apă material realizat vreodată. Designul lor are un material cu crestături mici de siliciu care imită modelele găsite pe aripile fluturelui Morpho.

Materialul este atât de eficient încât, la temperaturi super-scăzute, apa s-a răsucit de pe suprafață mai repede decât poate îngheța, sugerând aplicații potențiale pentru tehnologia aripilor aeronavelor și turbinelor, în plus față de îmbrăcămintea rezistentă la apă.

10. Bandă adezivă - Gecko degetele de la picioare

Picioarele unui gecko sunt deosebit de lipicioase din cauza lor “grupuri de structuri în formă de spatula lungi, subțiri numite mustatile care cresc suprafața și amplifică atracțiile electrice slabe între degete și o suprafață.”

Un grup de cercetători de la Universitatea Stanford recent a dezvoltat un material adeziv artificial bazat pe aceste concepte care au permis unui student de grad să mărească un zid de sticlă folosind două tampoane de mână realizate din material. În afară de pereții de alpinism precum Spiderman, tehnologia are aplicații potențiale în industria prelucrătoare înlocuiți sistemele existente care utilizează puterea de aspirație sau adezivii chimici.

Nota editorului: Acest post este scris pentru Hongkiat.com de către Andrew Armstrong. Andrew este un entuziast de tehnologie și consilier în marketing digital, cu sediul în San Francisco Bay Area. Locuiește în San Mateo, California, împreună cu soția și fiul său mic. Puteți să-l contactați pe Twitter.

Acum citiți: 15 Exemple de moduri în care tehnologia inovează moda