აქ მოცემულია ბიომიმიკისა და ბუნებით შთაგონებული დიზაინის 7 საუკეთესო მაგალითი

ზოგჯერ პრობლემის საუკეთესო გადაწყვეტა ყოველთვის არ არის ყველაზე რთული და, ანალოგიურად, საუკეთესო პასუხი ყოველთვის არ არის ახალი. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ, ადამიანები, შეიძლება უბრალოდ ვივსვით ფეხებს (შედარებით რომ ვთქვათ) გამომგონებლობით, ცხოველთა სამეფოს აქვს ათასწლეულების ევოლუციური ცდა-შეცდომის სწავლა.

Biomimicry, როგორც მას უწოდებენ, არის მეთოდი, რათა შეიქმნას გადაწყვეტილებები ადამიანის გამოწვევებზე ბუნებაში ნაპოვნი დიზაინისა და იდეების ემულაციის გზით. ის ყველგან გამოიყენება: შენობებში, სატრანსპორტო საშუალებებში და მასალებშიც კი - ასე რომ, ჩვენ ვფიქრობდით, რომ სახალისო იქნებოდა რამდენიმე ყველაზე საყურადღებო მაგალითის შემოკრება. აქ არის რვა ყველაზე განსაცვიფრებელი ტექნოლოგიური აპლიკაცია, რომელიც შთაგონებულია ბუნებით.

ტყვიის მატარებლები შთაგონებული მეფისნარევი ფრინველებით

როდესაც იაპონელმა ინჟინრებმა შეასრულეს თავიანთი ჩქაროსნული ტყვიის მატარებლების განახლების რთული ამოცანა, მათმა დიზაინმა ერთი სამწუხარო პრობლემა შეასრულა. პრობლემა იყო არა მატარებლების სასურველ სიჩქარემდე მიყვანა, არამედ ხმაურის დიდი რაოდენობა, რომელიც წარმოიქმნება მატარებლების წინ ჰაერის გადაადგილებით. როდესაც მატარებლები შედიოდნენ გვირაბებში, მანქანები ხშირად ქმნიდნენ ხმამაღალ დარტყმის ტალღას, რომელიც ცნობილია როგორც "გვირაბის ბუმი". დარტყმის ტალღების ძალამ კი გამოიწვია სტრუქტურული დაზიანება რამდენიმე გვირაბამდე.

დიზაინერმა ჯგუფმა დაადგინა, რომ დამნაშავე იყო მატარებლის საკმაოდ ბლაგვი წინა ცხვირის ქუდი. გვირაბის ბუმის შესამცირებლად და საერთო აეროდინამიკის გასაზრდელად მათ უფრო გამარტივებული ცხვირი დასჭირდებათ. ინჟინერებმა საბოლოოდ შექმნეს შემდეგი მოდელი Kingfisher ფრინველის წვერის მიხედვით.

მეფისნარევ ფრინველებს აქვთ სპეციალიზებული წვერი, რომელიც საშუალებას აძლევს მათ წყალში ჩაყვინთონ სანადიროდ და მინიმალურ შხეფს. ამ ახალი ცხვირის გამოყენებით, შემდეგი თაობის 500 სერიის მატარებლები 10 პროცენტით უფრო სწრაფი იყო, მოხმარებული 15 პროცენტით ნაკლები ელექტროენერგიადა, რაც მთავარია, აღარ არის "ბუმი".

ქარის ტურბინები, რომლებიც შექმნილია კუზის ვეშაპების მიხედვით

ბევრი ჩვენი თანამედროვე აეროდინამიკური დიზაინი ეყრდნობა საკმაოდ ძირითად პრინციპებს. ოპტიმალური აწევისა და მინიმალური წევის მისაღებად მთავარია გლუვი კიდეები და სუფთა ხაზები. თუმცა, მთელ ცხოველთა სამეფოში, მრავალი სახეობაა, რომელსაც შეუძლია განსაკუთრებული აწევა. მაგალითად, კუზისებრი ვეშაპი იყენებს მუწუკიან, ტუბერკულოზულ ფარფლებს მამოძრავებლად - რაც საკმაოდ არაინტუიციურად გამოიყურება.

ა ჰარვარდი კვლევითმა ჯგუფმა დაადგინა, რომ ეს კვანძები ვეშაპებს საშუალებას აძლევს აირჩიონ უფრო ციცაბო.შეტევის კუთხე.” შეტევის კუთხე არის კუთხე წყლის ნაკადსა და ფლიპერის სახეს შორის. კეხის ვეშაპებთან შეტევის ეს კუთხე შეიძლება იყოს 40 პროცენტით უფრო ციცაბო, ვიდრე გლუვი ფლიპერი. ამ მცირე ქედების გამო, სექციური სადგომები წარმოიქმნება ფარფლის გასწვრივ სხვადასხვა წერტილში. ეს აადვილებს დგომის თავიდან აცილებას.

ტესტები ჩაატარა აშშ-ს საზღვაო აკადემიამ, მოდელის ფლიპერების გამოყენებით, დაადგინა, რომ ეს ბიომიმეტური ფარფლები შემცირდა წევის თითქმის მესამედით და გააუმჯობესა აწევა მთლიანობაში რვა პროცენტით. Whale Power, კომპანია, რომელიც დაფუძნებულია ტორონტოში, კანადა, უკვე გამოიყენა ტუბერკულოზის ამ უახლესი ტექნოლოგია. Მიხედვით MITWhale Power-ის ბიომიმეტური პირები გეხმარებათ გამოიმუშავებენ „იგივე სიმძლავრეს 10 მილი საათში, რასაც ჩვეულებრივი ტურბინები გამოიმუშავებენ 17 მილის საათში“.

ანტიმიკრობული ფილმი, რომელიც ასახავს ზვიგენის კანს

ზვიგენები ზღვების ერთ-ერთი მტაცებელი მტაცებელია. მათი ნადირობის უნარი დაზუსტდა ევოლუციის ათასწლეულების განმავლობაში. მიუხედავად იმისა, რომ ზვიგენები კარგად არიან ცნობილი მათი მწვავე ყნოსვითა და კბილების აღმდგენით, ახალმა კვლევამ შეიძლება რეალურად მიუთითოს სახეობის კანი, როგორც მისი ყველაზე ევოლუციური ნიშა.

ზვიგენის კანი დაფარულია ე.წ. იფიქრეთ მათზე, როგორც არსებითად მოქნილ ფენებზე პატარა კბილები. მოძრაობისას, ეს დერმალური კბილვები რეალურად ქმნიან დაბალი წნევის ზონას. ეს წინა კიდეების მორევი არსებითად „მიზიდავს“ ზვიგენს წინ და ასევე ხელს უწყობს წევის შემცირებას. ზედმეტია იმის თქმა, რომ ასეთი დიზაინისთვის უამრავი აპლიკაციაა.

Speedo-მ 2008 წლის ოლიმპიადისთვის საცურაო კოსტუმების ხაზში შეიტანა ბიომიმეტური ზვიგენის კანი. მიხედვით სმიტსონიანი, 2008 წლის ოლიმპიურ თამაშებზე მედლების 98 პროცენტი მოიპოვეს მოცურავეებმა, რომლებიც ამ ზვიგენის ტყავის საცურაო კოსტიუმებს ეცვათ. მას შემდეგ ეს ტექნოლოგია აკრძალულია ოლიმპიურ შეჯიბრებებზე.

ანალოგიურად, მიუხედავად იმისა, რომ ბევრი წყლის სახეობა ცნობილია, რომ მასპინძლობს სხვა საზღვაო სახეობებს სხეულზე (როგორიცაა ბარნაკლები), ზვიგენები, ასე ვთქვათ, შედარებით „სუფთა“ რჩებიან. ეს მიკროსკოპული დერმალური დენტალი ასევე ეხმარება ზვიგენებს მიკროორგანიზმების წინააღმდეგ ბრძოლაში. მას შემდეგ აშშ-ს საზღვაო ძალებმა შეიმუშავეს მასალა, რომელიც ცნობილია როგორც ზვიგენი, დაფუძნებული კანის ამ ნიმუშზე, რომელიც ხელს უწყობს გემებზე საზღვაო ზრდის შეფერხებას. იმავე იდეიდან გამომდინარე, ბევრი საავადმყოფო ასევე იყენებს ბიომიმეტურ ზვიგენის კანს ფილმი ჯვარედინი დაბინძურების წინააღმდეგ საბრძოლველად.

ზვიგენის ტყავი, ასე ცხელა ახლა.

სტენოკარას ხოჭოს მსგავსი წყლის მოსავლის აღება

ამ ეტაპზე საიდუმლო არ არის: წყალზე წვდომა გადამწყვეტია ნებისმიერი მდგრადი ცივილიზაციისთვის და ზოგადად ამ პლანეტაზე სიცოცხლისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ მსოფლიოს ზოგიერთ ადგილს აქვს უხვად წყლის რესურსები, როგორიცაა ტბები და მდინარეები, უფრო მშრალი კლიმატი უნდა დაკმაყოფილდეს ნალექებით. დედამიწაზე ერთ-ერთ უმძიმეს გარემოში აყვავებული ხოჭოსგან მიღებული ტექნოლოგია, შესაძლოა, დაეხმაროს ახალი თაობის სუფთა წყლის მოსავლის დაწყებას.

სტენოკარას ხოჭო ცხოვრობს არიდულ აფრიკულ ნამიბის დესერტში, მაგრამ წვრილფეხა ცხოველს აქვს ევოლუციური გატეხვა, რომელიც ეხმარება მას სიტყვასიტყვით გამოიყვანოს წყალი პირდაპირი ჰაერიდან. ხოჭოს ზურგის გასწვრივ კვანძების ნიმუში საშუალებას აძლევს არსებას შეაგროვოს ტენიანობა დილის ნისლიდან. წვეთები მაშინ სლაიდი ამოიღეთ მუწუკები პატარა არხებში ხოჭოს პირისკენ. აკადემიკოსები ამჟამად იყენებენ ამ კვლევას ბიომიმეტური ნიმუშების შესამუშავებლად, რომლებსაც შეუძლიათ ჰაერიდან წყლის ამოღება.

შთანთქავს შოკს, როგორც კოდალა

კოდალა ცნობილია თავისი განსაკუთრებული გათხრების უნარით. არსებები იყენებენ თავიანთ წვერას მწერების მოსაძებნად და ასევე საკუთარი თავისთვის კუთხეების შესაქმნელად. როდესაც კოდალა ხვრელებს ატარებდა, ისინი განიცდიან 1200 გრავიტაციული მიზიდულობის (Gs) შენელებას წამში თითქმის 22-ჯერ. ამის პერსპექტივაში რომ ვთქვათ, მძიმე ავტოავარია ტოლფასი იქნებოდა 120 გს მგზავრზე. როგორ უძლებს კოდალა ამ მუდმივ რხევებს?

პასუხი: ბუნებრივი ამორტიზატორები. ბერკლის კალიფორნიის უნივერსიტეტში გამოკვლეული ვიდეო და კომპიუტერული ტომოგრაფიის გამოყენებით აღმოაჩინეს, რომ კოდალას ოთხი სტრუქტურა აქვს. შექმნილია მექანიკური დარტყმის ათვისება. ფრინველის ნახევრად ელასტიური წვერი, ფართობი "სპონგური ძვალითავის ქალას უკან არსებული მასალა და ცერებროსპინალური სითხე ყველა ერთად მუშაობს, რათა გაახანგრძლივოს დრო, რომელზედაც ხდება ეს ტვინის შერყევა და, შესაბამისად, აფერხებს ვიბრაციას. ამ მრავალმხრივი დიზაინის საფუძველზე, გუნდი მუშაობს მასივის აპლიკაციების შექმნაზე, დაწყებული უფრო შოკგამძლე ფრენის ჩამწერებიდან (შავი ყუთებიდან) მიკრომეტეორიტებისადმი მდგრადი კოსმოსური ხომალდებით.

კეფალოპოდის შენიღბვა

კალმარებს, ისევე როგორც ყველა ცეფალოპოდს, შეუძლიათ ბზინვარება (ბიოლუმინესცენცია), ასევე კანის ფერის შეცვლა. შენიღბვის ეს უნარი მათ საშუალებას აძლევს დაიმალონ მტაცებლებისგან, ხოლო ბიოლუმინესცენცია საშუალებას აძლევს მათ დაუკავშირდნენ და/ან მოიზიდონ მეწყვილე. ეს რთული ქცევა წარმოიქმნება სპეციალიზირებული კანის უჯრედებისა და კუნთების ქსელის მიერ.

ჰიუსტონის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა შეიმუშავეს მსგავსი მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია აღმოაჩინოს მისი შემოგარენი და შეესაბამებოდეს ამ გარემოს წამებში. ეს ადრეული პროტოტიპი იყენებს მოქნილ, პიქსელებულ ბადეს, რომელიც იყენებს აქტივატორებს, სინათლის სენსორებს და რეფლექტორებს. როგორც სინათლის სენსორები აღმოაჩინოს გარემოს ცვლილება, სიგნალი იგზავნება შესაბამის დიოდზე. ეს ქმნის სითბოს მიდამოში და თერმოქრომატული ბადე შემდეგ იცვლის ფერს. ამ ხელოვნურ „კანს“ შეიძლება ჰქონდეს როგორც სამხედრო, ასევე კომერციული გამოყენება.

ტერმიტებით შთაგონებული ვენტილაციის სისტემები

ხშირად, ბიომიმიკა არ არის უბრალოდ სახეობის ანატომიური ან ევოლუციური ნიშის მიბაძვა. ზოგჯერ, ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ მინიშნებებიც კი იმ სტრუქტურებიდან, რომლებიც ამ ცხოველებს აშენებენ, რათა შევქმნათ ჩვენი ცხოვრების უკეთესი სისტემები.

ტერმიტები ხშირად იღებენ ცუდ რეპს მათი დესტრუქციული თვისებების გამო. თუმცა, ტერმიტები ცნობილია პლანეტაზე გაგრილებისთვის ყველაზე დახვეწილი სავენტილაციო სისტემების შესაქმნელად. ზოგიერთ ყველაზე ცხელ ადგილებშიც კი, ეს ტერმიტების ბორცვები, ძალიან მაგარია შიგნით.

განზრახ საჰაერო ჯიბეების რთული ქსელის გამოყენებით, ბორცვები ქმნიან ა ბუნებრივი ვენტილაციის სისტემა კონვექციის გამოყენებით. საინჟინრო ფირმა არუფ აშენდა მთელი სავაჭრო ცენტრი ზიმბაბვეში ამ ბუნებრივი კონვექციის სისტემის საფუძველზე. ამჟამად სისტემა იყენებს 10-ს პროცენტი ნაკლები ენერგია, ვიდრე ტრადიციული კონდიცირებადი ობიექტი.

რედაქტორების რეკომენდაციები

• შეინახეთ საიდუმლო, შეინახეთ უსაფრთხოდ: 8 სახლი ფარული ოთახებითა და გადასასვლელებით
• აქ არის საუკეთესო ტექნიკური საჩუქრები, რომლებიც შეგიძლიათ მიიღოთ $100 ან ნაკლები