Skip to main content

5 Przykłady technologii biomimetycznej

Nina Tandon: Caring for engineered tissue (Czerwiec 2026)

Nina Tandon: Caring for engineered tissue (Czerwiec 2026)
Anonim

Z biegiem czasu, projekt produktu stał się bardziej wyrafinowany; projekty z przeszłości często wydają się bardziej surowe i mniej użyteczne niż dzisiejsze. W miarę, jak nasza wiedza o projektach staje się coraz bardziej wyrafinowana, naukowcy i projektanci zwrócili uwagę na naturę i mnogość eleganckich, wyrafinowanych adaptacji, aby uzyskać wskazówki dotyczące dalszego doskonalenia naszej wiedzy. To wykorzystanie natury jako inspiracji dla ludzkiej technologii nosi nazwę Biomimetics, czyli Biomimicry. Oto 5 przykładów technologii, z których dziś korzystamy, inspirowanych naturą.

Rzep

Jednym ze starszych przykładów projektanta używającego natury do inspiracji produktami jest rzep. W 1941 r. Szwajcarski inżynier George de Mestral zaobserwował strukturę zadziorów, po znalezieniu szeregu kapsułek nasiennych przyczepionych do psa po spacerze. Zauważył małe haczykowate struktury na powierzchni zadziorów, które pozwoliły przyczepić się do przechodniów. Po wielu próbach i błędach, de Mestral ostatecznie opatentował projekt, który stał się szalenie popularnym zapięciem na buty i odzież, opartym na konstrukcji haka i pętli. Rzep jest przykładem biomimikry zanim biomimikra ma nawet nazwę; wykorzystanie natury do inspiracji projektowych to od dawna trend.

Sieci neuronowe

Sieci neuronowe ogólnie odnoszą się do modeli komputerowych, które czerpią inspirację z połączeń neuronalnych w mózgu. Informatycy zbudowali sieci neuronowe, tworząc indywidualne jednostki przetwarzania, wykonując podstawowe operacje, naśladując działanie neuronów. Sieć budowana jest przez połączenia między tymi jednostkami przetwarzania, w bardzo podobny sposób, w jaki neurony łączą się w mózgu. Korzystając z tego modelu przetwarzania, naukowcy byli w stanie stworzyć wysoce elastyczne i elastyczne programy, które łączą się w różny sposób w celu wykonywania różnych funkcji. Większość zastosowań sieci neuronowych była do tej pory eksperymentalna, ale osiągnięto obiecujące wyniki w zakresie zadań, które wymagają programów do nauki i adaptacji, takich jak rozpoznawanie i diagnozowanie postaci raka.

Napęd

Istnieje wiele przykładów inżynierów używających natury do wskazówek na temat wydajnych metod napędu. Wiele wczesnych przykładów ludzi próbujących naśladować lot ptaków spotkało się z ograniczonym sukcesem. Jednak najnowsze innowacje przyniosły projekty takie jak latający kombinezon wiewiórki, który pozwala skoczkom i podstawowym skoczkom ślizgać się poziomo z niesamowitą wydajnością. Niedawne eksperymenty odkryły także skuteczność paliw w podróżach lotniczych poprzez rozmieszczenie samolotów w formacji V, która naśladuje migrację ptaków.

Podróże lotnicze nie są jedynym beneficjentem biomimetyki, inżynierowie wykorzystali także napęd wodny w charakterze wytycznych projektowych. Firma o nazwie BioPower Systems opracowała system wykorzystywania energii pływowej za pomocą oscylujących płetw inspirowanych wydajnym napędem dużych ryb, takich jak rekiny i tuńczyk.

Powierzchnie

Dobór naturalny często kształtuje powierzchnie organizmów w ciekawy sposób, dostosowując je do środowiska, w którym przebywają. Projektanci zauważyli te adaptacje i znajdują dla nich nowe zastosowania. Stwierdzono, że rośliny lotosu są wysoce przystosowane do środowiska wodnego. Ich liście mają woskową powłokę, która odpycha wodę, a kwiaty mają mikroskopijne łuszczące się struktury, które zapobiegają przyklejaniu się brudu i kurzu. Wielu projektantów wykorzystuje "samoczyszczące" właściwości lotosu, aby tworzyć trwałe produkty. Jedna firma wykorzystała te właściwości do stworzenia farby o mikroskopijnej teksturowanej powierzchni, która pomoże odpychać brud z zewnątrz budynków.

Nanotechnologia

Nanotechnologia odnosi się do projektowania i tworzenia obiektów na skalę atomową lub molekularną. Ponieważ ludzie nie działają w tych skalach, często szukaliśmy w naturze wskazówek, jak budować rzeczy w tym małym świecie. Wirus mozaiki tytoniu (TMV) to maleńka cząsteczka przypominająca rurkę, która została wykorzystana jako element konstrukcyjny do tworzenia większych nanorurek i materiałów typu włókna. Wirusy mają sprężyste struktury i często mogą wytrzymać szerokie zakresy pH i temperatury. Nanodruty i nanorurki zbudowane na projektach wirusów mogą potencjalnie służyć jako systemy dostarczania leków, które mogą wytrzymać ekstremalne środowiska.