Ево 7 најбољих примера биомимикрије и дизајна инспирисаног природом

Понекад најбоље решење проблема није увек најсложеније, а сходно томе, најбољи одговор није увек нови. Док ми људи можда само квасимо ноге (релативно говорећи) од домишљатости, животињско царство има миленијуме еволуционих покушаја и грешака из којих може да учи.

Биомимикрија, како се зове, је метод за креирање решења за људске изазове опонашањем дизајна и идеја које се налазе у природи. Користи се свуда: у зградама, возилима, па чак и материјалима - па смо мислили да би било забавно сабрати неколико најистакнутијих примера. Ево осам најневероватнијих технолошких апликација инспирисаних природом.

Возови са мецима инспирисани птицама Кингфисхер

Када су јапански инжењери преузели застрашујући задатак надоградње својих брзих возова метака, њихов дизајн је наишао на једну несрећну препреку. Проблем није био у довођењу ових возова до жељене брзине, већ у огромној количини буке коју ствара померање ваздуха испред возова. Како су возови улазили у тунеле, возила би често стварала гласан ударни талас познат као „бум тунела“. Снага ударних таласа чак је изазвала структурне

оштећења до неколико тунела.

Дизајнерски тим је утврдио да је кривац прилично тупа предња капица за нос. Да би се минимизирала грана тунела и повећала укупна аеродинамика, требао би им аеродинамичнији нос. Инжењери су на крају моделирали следећи модел по кљуну птице Кингфисхер.

Птице водењака имају специјализоване кљунове који им омогућавају да зароне у воду у лов док праве минимално прскање. Користећи овај нови нос, следећа генерација возова серије 500 била је 10 одсто бржа, потрошена 15 одсто мање струје, и, што је најважније, нема више „бума“.

Ветротурбине по узору на грбаве китове

Многи наши модерни аеродинамички дизајни ослањају се на прилично основне принципе. За постизање оптималног подизања и минималног отпора, кључне су углађене ивице и чисте линије. Међутим, широм животињског царства, многе врсте, способне за изузетан подизање. Грбави кит, на пример, користи квргава пераја у облику грудњака за погон - што изгледа прилично контраинтуитивно.

А Харвард вођени истраживачки тим утврдио је да ови нодули омогућавају китовима да изаберу стрмију “нападни угао.” Нападни угао је угао између протока воде и лица пераја. Код грбавих китова, овај угао напада може бити и до 40 процената стрмији од глатког пераја. Због ових малих гребена, на различитим местима дуж пераја долази до застоја у пресеку. Ово чини пуно лакше избећи застој.

Тестови спроведено Америчка морнаричка академија, користећи моделне пераје, утврдила је да су ова биомиметичка пераја смањила отпор за скоро трећину и побољшала подизање за осам процената укупно. Вхале Повер, компанија са седиштем у Торонту, Канада, већ је искористила ову најновију технологију за туберкулозу. Према МИТ, биомиметичке лопатице Вхале Повер-а помажу у стварању „исте количине енергије при 10 миља на сат коју конвенционалне турбине генеришу при 17 миља на сат“.

Антимикробни филм који опонаша кожу ајкуле

Ајкуле су један од врхунских предатора мора. Њихова ловачка снага је фино подешена током миленијума еволуције. Иако су ајкуле добро познате по свом акутном чулу мириса и регенерацији зуба, нова истраживања могу заправо указати на кожу врсте као њену најеволутивнију нишу.

Кожа ајкуле је прекривена такозваним „дермалним зубима“. Замислите их као суштински флексибилне слојеве мале зубе. Када су у покрету, ови дермални зубићи заправо стварају зону ниског притиска. Овај вртлог на предњој ивици у суштини „вуче“ ајкулу напред и такође помаже да се смањи отпор. Непотребно је рећи да постоји много апликација за такав дизајн.

Спеедо је ноторно уградио биомиметичку кожу ајкуле у линију купаћих костима за Олимпијске игре 2008. Према Смитхсониан, 98 одсто медаља на Олимпијским играма 2008. освојили су пливачи који су носили овај купаћи костим од ајкуле. Од тада је технологија забрањена на олимпијским такмичењима.

Слично томе, иако је познато да многе водене врсте угошћују друге морске врсте на својим телима (као што су шкољке), ајкуле остају релативно „чисте“ да тако кажем. Ови микроскопски дермални зубићи такође помажу ајкулама да се одбију од микроорганизама. Америчка морнарица је од тада развила материјал, познат као Схарклет, заснован на овом узорку коже који помаже у спречавању раста мора на бродовима. На основу исте идеје, многе болнице такође користе биомиметичку кожу ајкуле филм за борбу против унакрсне контаминације.

Кожа од ајкуле, тако вруће сада.

Скупљање воде као буба Стеноцара

Заиста није тајна у овом тренутку: приступ води је кључан за било коју одрживу цивилизацију и живот на овој планети уопште. Док неке локације на свету имају богате водене ресурсе као што су језера и реке, сушније климе морају се задовољити ограниченим падавинама. Технологија добијена од бубе која успева у једном од најсуровијих окружења на Земљи може врло добро да помогне у започињању следеће генерације сакупљања чисте воде.

Буба Стеноцара живи у сушном афричком десерту Намиб, али створење величине 10 центи има еволуциони алат који му помаже да буквално извуче воду из ваздуха. Узорак чворова дуж леђа бубе омогућава створењу да сакупља влагу из јутарње магле. Капљице онда Тобоган од избочина у мале канале према устима бубе. Академици тренутно користе ово истраживање да развију биомиметичке обрасце који могу да сакупљају воду из ваздуха.

Упија шок као детлић

Детлићи су познати по изузетном капацитету ископавања. Створења користе своје кљунове да траже инсекте, а такође и да себи створе кутке. Док детлићи буше ове рупе, доживљавају успоравање од 1200 гравитационих повлачења (Гс) скоро 22 пута у секунди. Да то ставимо у перспективу, тешка саобраћајна несрећа донела би еквивалент 120 Гс на путнику. Како само детлић издржава ове вечите трзаје?

Одговор: природни амортизери. Користећи видео и ЦТ скенирање, истражени на Универзитету Калифорније у Берклију, открили су да детлићи имају четири структуре дизајниран да апсорбује механички удар. Птичији полуеластични кљун, површина „сунђераста кост” материјал иза лобање и цереброспинална течност раде унисоно како би продужили време током којег долази до овог потреса и стога инхибирају вибрације. На основу овог вишеструког дизајна, тим ради на стварању низа апликација које се крећу од рекордера лета отпорнијих на ударце (црне кутије) до свемирских летелица отпорних на микрометеорите.

Камуфлажа главоножаца

Лигње, као и сви главоношци, способне су да сијају (биолуминисценцију) као и да мењају боју коже. Овај камуфлажни капацитет им омогућава да се сакрију од предатора, док им биолуминисценција омогућава да комуницирају са и/или привлаче партнера. Ово сложено понашање производи мрежа специјализованих ћелија коже и мишића.

Истраживачи са Универзитета у Хјустону развили су сличан уређај способан да детектује околину и да се уклопи у ово окружење за само неколико секунди. Овај рани прототип користи флексибилну, пикселизовану мрежу која користи актуаторе, светлосне сензоре и рефлекторе. Као сензори светлости открити а промена околине, сигнал се шаље на одговарајућу диоду. Ово ствара топлоту у области и термохроматска мрежа затим мења боју. Ова вештачка „кожа“ би могла да има и војну и комерцијалну примену.

Вентилациони системи инспирисани термитима

Често, биомимикрија није само опонашање анатомске или еволуционе нише врсте. Понекад можемо чак узети назнаке из структура које ове животиње граде да бисмо себи створили боље системе за одржавање живота.

Термити често добијају лошу репутацију због својих деструктивних својстава. Међутим, термити су злогласни по стварању неких од најсложенијих вентилационих система за хлађење на планети. Чак и на неким од најтоплијих места, ови термитски хумци остају изузетно хладни унутра.

Користећи замршену мрежу намерно ваздушних џепова, хумке стварају а природним вентилациони систем помоћу конвекције. Инжењерска фирма Аруп изградио цео тржни центар у Зимбабвеу на основу овог система природне конвекције. Тренутно систем користи 10 проценат мање енергије од традиционалног климатизованог објекта.

Препоруке уредника

• Чувајте то у тајности, чувајте га: 8 домова са скривеним собама и пролазима
• Ево најбољих технолошких поклона које можете добити за 100 долара или мање