6 miesięcy temu

6 przykładów technologii naśladujących naturę

DaVinci swoje projekty maszyn latających tworzył obserwując ptaki. I chociaż biomimikra nie przyniosła mu sukcesu w lotnictwie, natura pomogła wielu inżynierom oraz projektantom w tworzeniu wielu wynalazków i technologii. Poniżej 6 przykładów, jak obserwacja natury pozwala na tworzenie udoskonaleń, które mogą rozwiązać wiele współczesnych problemów.

Turbiny wiatrowe zazwyczaj przybierają kształt wiatraka, ale przełomowa konstrukcja firmy Tyer Winda sprytnie naśladuje zdolności latania kolibrów do stworzenia innowacyjnego rozwiązania. Choć może się wydawać, że te małe, pierzaste ptaki machają skrzydłami w sposób linearny, faktycznie wykorzystują ruch ósemkowy do utrzymania się w powietrzu. Konstrukcja tej nowej turbiny wykorzystuje właśnie przypominające skrzydła kolibra elementy, zamiast tradycyjnych obrotowych łopatek, aby przekształcić wiatr w zieloną energię elektryczną.

Obserwując zdolności kaktusa do zbierania i przechowywania cząsteczek wody z mgły, studenci Art Institute of Chicago stworzyli Dewpoint, projekt urządzenia do pozyskiwania wody, nawet w najbardziej suchych miejscach na ziemi. Dzięki odtworzeniu kolczastych kolców kaktusa i przymocowania ich do panelu, który może pochłaniać, gromadzić i skutecznie oszczędzać wodę, zespół stworzył nowe możliwości do zabezpieczenia zasobów wody w miejscach, które coraz częściej borykają się z zanikiem źródeł, suszami i pustynnieniem.

Każdy z nas obserwował z pewnością jak zachowuje się liść targany wiatrem, na którego spadają krople wody, który mimo to w dalszym ciągu zachowuje spójność i jednolity kształt. Tego rodzaju zdolności możemy często obserwować w “projektach” matki natury. Wanda Lewis od 25 lat obserwuje niezwykłe zdolności wrażliwych elementów przyrody do znoszenia ekstremalnych sił i napięć oraz utrzymywania stałej konstrukcji, badając w jaki sposób przełożyć te zdolności do budowli tworzonych przez człowieka. Na podstawie swoich obserwacji stworzyła model matematyczny do projektowania mostów, który uwzględnia wszelkie współczesne czynniki niszczące, jak ruch samochodowy i ekstremalne warunki pogodowe. Dzięki jej rozwiązaniom możliwe jest tworzenie bardziej wytrzymałych i bezpiecznych mostów, wykorzystując wcześniej niedostrzegane przez architektów optymalne dla mostów wygięcia.

To, co wygląda jak niewielki kawałek falistego tworzywa sztucznego (lub miniaturowy boczek), jest w rzeczywistości robotem, który może przenosić ładunki nawet 10 razy większe od siebie. Inspirując się budowa gąsienicy, polski fizyki stworzył to 15-milimetrowe urządzenie, wytwarzane z lekkich, wrażliwych, krystalicznych elastomerów. Naśladując ruchy falistej ruchomej gąsienicy, ten miękki robot może też wspinać się pod górę lub wycisnąć się w małą przestrzeń.

Sztuczna fotosynteza znana jest od 100 lat. Laboratoria Caltech opracowały jednak metody, aby naśladując naturalne procesy wytwarzać i gromadzić w bezpieczny, efektywny i tani sposób energię słoneczną za pomocą sztucznych liści. Liście składają się z dwóch elektrod (jednej generującej gazowy wodór, drugiej tlen) oraz plastikowej membrany, która oddziela od siebie gazy. Naukowcy pracują obecnie nad zwiększeniem skali projektu. Odkrycie niesie ze sobą obietnice stworzenia systemu, który wykorzystując światło słoneczne, wodę i dwutlenek węgla pozwoli na produkcję paliw wodorowych, możliwych do wykorzystania w razie rosnących potrzeb ludzkości.

Oto pociąg inspirowany cechami fizycznymi sowy oraz zimorodka. Dyrektor generalny działu rozwoju technologii japońskich pociągów pociskowych oraz ornitolog Eiji Nakatsu chciał zaprojektować pociągi, które będą szybsze i cichsze od dotychczasowych. W tym celu w swoim projekcie wykorzystał obserwacje na temat zdolności sowy do tłumienia hałasu za pomocą piór, by zmniejszyć hałas powstający w pociągu w czasie przejazdu przez tunele i tereny miejskie. Zauważył również, że udoskonalając kształt pojazdu, inspirując się morfologią zimorodka, można jeszcze bardziej zmniejszyć hałas i zużycie paliwa, skracając jednocześnie czas podróży. Wszystko to zastosowane w nowych japońskich pociągach.