Biomimikrija Kako je priroda inspirirala današnju tehnologiju

Tehnologija i priroda tradicionalno se promatraju kao divergentne sile - tehnologija je često sredstvo stvaranja objekata ili energija koje se prirodno ne pojavljuju u našem okruženju. Međutim, novi pristupi razvoju proizvoda i tehnologije kao što su biomimicry i generativni dizajn počeli su preokretati taj trend.

Generativni dizajn je proces prihvaćanja okvira ideje i njegovog prevođenja u skup pravila, koja se zatim interpretiraju pomoću snažnog računala. Simulirajući tisuće varijacija korištenjem visokoučinkovitog računalstva, ovaj proces oponaša prirodni proces evolucije.

Jeff Kowalski, Glavni tehnološki direktor u Autodesk, opisuje generativni proces projektiranja, “Alati za strojno učenje u računalima sada mogu otkriti obrasce koji su svojstveni milijunima 3D modela i generirati taksonomije bez smjernica ili intervencije ljudi.” Biomimikrija je “pristup inovacijama koji teži održiva rješenja za ljudske izazove po oponašanje vremenski provjerenih obrazaca i strategija prirode.”

U nastavku ćemo ispitati 10 epskih primjera tehnologije koja je nadahnuta prirodom i koja koristi ove koncepte biomimikrije i / ili generativnog dizajna.

1. Lijekovi i cjepiva - Morski ježinac

Australski istraživači replicirali su način na koji morski ježinci grade tvrdu vanjsku ljusku oko sebe kako bi zaštitili proteine ​​lijekova i cjepiva od promjena u okolnim temperaturama.

Ovaj kemijski proces stvaranja zaštitnog sloja posebno je koristan za primjene kao što su lijekovi koji se distribuiraju u zemlje s lošim sustavima transporta ili hlađenja..

2. Nacionalni vodeni centar, Peking - struktura mjehurića

Ikonski centar za kupanje i ronjenje s Kineskih ljetnih olimpijskih igara 2008. ima jedinstvenu vanjštinu sastavljenu od stotina ekstrudiranih mjehurića naizgled slučajnog uzorka.

Međutim, ovaj uzorak mjehurića uopće nije slučajan, već se temelji na preciznoj geometriji koja se nalazi u prirodnim sustavima poput stanica, molekularnih struktura i kristala. Repliciranje postojećih obrazaca prirode vodi do najučinkovitije podjele trodimenzionalnog razmaka.

3. Singapurska kazališta Esplanade - Durian

Smješten gotovo na ekvatoru u vrlo vrućoj klimi, kazališta Esplanade u Singapuru imaju uistinu jedinstven, krovni dizajn od stakla, koji je inspiriran lokalnim voćem Duriana..

Sustav od stotina aluminijskih ploča u obliku trokuta pod kutom se temelji na smjeru sunca, štiteći kompleks od vrućine i izravnog sunčevog svjetla, a pritom unutrašnjost poplavljuje prirodnim svjetlom.

4. Mješalice za vodu - Calla Lillies

Centripetalne spirale kale lilije služile su kao inspiracija za tehnologiju industrijskog miješanja vode koju je razvio Pax Scientific. Prirodni dizajn ljiljana idealan je za njegovu sposobnost da pomaže protok vode.

Odgovarajuća tehnologija miksera ima sposobnost da “da cirkulira 10 milijuna galona s istim energetskim otiskom kao tri žarulje od 100 vata.”

5. Turbine - Whale Fin

Peraje grbavih kitova imaju neravne, nepravilne rubove poznate kao tuberkule. Dokazano je da kuglice omogućuju mnogo veću dinamiku fluida od glatkih peraja.

Koristeći inspiraciju iz nepravilno oblikovanih peraja ovih divovskih kitova, tvrtke kao što su WhalePower i drugi razvile su “kvrga” Noževi za upotrebu u ventilatorima i turbinama rade s mnogo većom učinkovitošću od tradicionalnih noževa.

6. Kupaći kostimi - Skin Shark

Koža morskog psa sastoji se od tisuća i tisuća preklapajućih skala poznatih kao “dermalne dentlike”. Ove zubne letvice ometaju stvaranje turbulentnih vrtloga vode i omogućuju da se morski pas učinkovitije i brže kreće kroz vodu.

Na Olimpijskim igrama 2008. godine Michael Phelps i drugi plivači poznato su nosili odijela s tkaninom osmišljenom kako bi oponašali kožu morskog psa, a potom potisnuli mnoge postojeće svjetske rekorde. Iako su takva odijela sada zabranjena na natjecanjima u plivanju, ideja o oponašanju zubala morskog psa danas se koristi na trupovima brodova kako bi se poboljšala učinkovitost.

7. Bio-baterije - ljudsko tijelo

Ljudsko tijelo stvara energiju kroz kemijsku reakciju poznatu kao metabolizam. Kada osoba konzumira ugljikohidrate ili šećere, enzimi u tijelu razgrađuju glukozu i oslobađaju energiju. Znanstvenici sada rade na stvaranju baterija koje djeluju na organske spojeve poput šećera kako bi se proizvela energija: bio-baterija.

Istraživači s nekoliko sveučilišta, kao i kod korporacija kao što je Sony, rade u većem dijelu posljednjeg desetljeća kako bi stvorili komercijalno održivu bio-bateriju. Sony je 2007. godine uspješno razvio prototip bio-baterija koji je koristio enzime za stvaranje dovoljne energije (50mW) za napajanje uređaja Walkman.

8. Sintetički materijal - GM Spider Silk

Svila koju su stvorili pauci kako bi tkali svoje mreže je prirodni supermaterijal. Zato što su pauci po prirodi teritorijalni i kanibalistički, “žetva” pauk svila nikada nije bila komercijalno isplativa, pa čak i kada je dobivena, pojedinačne niti paukove svile su tako fine da bi se morali stvoriti novi sustavi predenja kako bi se tkanja zajedno tkala.

Međutim, startup pod nazivom Bolt Threads u Emeryvilleu, u Kaliforniji, navodno je riješio izazov pomoću genetski modificiranih mikroorganizama. Ako se pokaže da je tehnologija održiva, potencijalni slučajevi uporabe mogu uključivati “neprobojni prsluci, biorazgradive boce za vodu i fleksibilne užad za ovješenje mosta.”

9. Vodootporni materijali - Leptir krila

Godine 2013. tim inženjera MIT-a razvio je ono što je opisano kao najkrupniji materijal koji je ikada napravljen. Njihov dizajn ima materijal s sitnim silikonskim grebenima koji oponašaju uzorke pronađene na krilima leptira Morpho.

Materijal je toliko učinkovit da na temperaturama superkuluma voda odbija površinu brže nego što bi se mogla smrznuti, što ukazuje na potencijalne primjene tehnologije na krilima zrakoplova i turbina uz vodootpornu odjeću.

10. Ljepljiva traka - Gecko Prsti

Noge gecka su iznimno ljepljive zbog svojih “skupine dugih, tankih struktura lopatastog oblika setae koji povećavaju površinu i pojačavaju slabe električne atrakcije između prstiju i površine.”

Skupina istraživača na Sveučilištu Stanford nedavno razvio umjetni materijal za lijepljenje na temelju tih koncepata koji su uspješno dopustili studentu da procijeni stakleni zid pomoću dvije ručne veličine jastučića od materijala. Osim penjanja po zidovima kao što je Spiderman, tehnologija ima potencijalne primjene u prerađivačkoj industriji zamijeniti postojeće sustave koji koriste usisnu snagu ili kemijska ljepila.

Napomena urednika: Ovaj je post napisan za Hongkiat.com od strane Andrew Armstrong. Andrew je tehnološki entuzijast i savjetnik za digitalni marketing sa sjedištem u području zaljeva San Francisco. Živi u San Mateu u Kaliforniji sa suprugom i mladim sinom. Možete ga kontaktirati na Twitteru.

Sada pročitajte: 15 primjera kako tehnologija inovira modu