Оригинальные изобретения, вдохновленные природой

оригинальные изобретения

Инженеры и изобретатели состязаются в изобретении конструкций на основе биологически существующих аналогов или процессов во всех видах технической мысли.

Как это возможно, что некоторые рыбы исчезают из поля зрения хищника в открытом море? Проблема была окутана тайной до ноября 2015 года, когда группа американских исследователей нашли ответ: их чешуя отражает поляризованный свет, то есть это именно то, что, как правило, имеет место у многих морских организмов. Эксперты уже знали, что более 60% видов этих животных способны обнаружить изменения этого вида излучения, новизна состоит в том, что некоторые используют это явления, чтобы скрыться.

По словам Молли Каммингс, профессора биологии Техасского университета в Остине и соавтора находки: «если бы мы смогли определить, как они это делают, то мы могли бы улучшить нашу технологию камуфляжа». Это не удивительно, что ВМС Соединенных Штатов Америки финансирует исследование: на протяжении нескольких лет, их руководители стремились найти форму, которая бы позволила бы разведывательным спутникам противника не обнаруживать их корабли.

В предыдущей работе, опубликованной в 2013 году, эти эксперты уже нашли горбатую рыбу, селену (лат. Selene vomer), известную за ее способность маскироваться, она может манипулировать поляризацией света в своих собственных интересах. Сегодня они проанализировали способность и другого вида, который живет в открытом океане, большеглазой ставриды (лат. Selar crumenophthalmus), после изучения более чем 1500 случаев, они выяснили, что они пользуются свойствами света лучше, чем даже зеркало. Если инженеры преуспеют в подражании им, мы столкнемся с биомиметическим примером, то есть, технологией, вдохновленной природой, а не тем что люди делали на протяжении многих веков.

Растение, послужившее созданию технологии липучки
Первый биомиметический успех произошел в 1941 году, когда швейцарский инженер Жорж де Местраль ответил на вопрос, который заинтриговал его: почему семена растения лопуха (лат. Arctium minus) цепляется за одежду?

С помощью своего микроскопа он обнаружил, что это явление происходит из-за крючков, которые охватывают поверхность. Местраль решил разработать систему, скопировав этот механизм и таким образом появилась липучка, чье имя происходит от французского термина велюр, бархат и вязальный крючок.

Представители животного и растительного царства, не использующие металлы
Мы продолжает углубляться в биомиметику и на это раз мы сосредоточим наше внимание на технологии, которая исторически очень отличается от того, что мы можем найти в природе. «Достаточно посмотреть вокруг нас. Мы везде имеем прямые углы. Но если мы посмотрим на поле, парк или лес, где они? Их нет? Да, но они редки», пишет биолог Стивен Вогель в своей книге. Да, наши конструкции являются сухими и жестким структурами, хотя природа предпочитает влажные и гибкие. Мы сильно полагаемся на металлы, но природа никогда не нуждается в них, чтобы перемещаться, мы используем колесо, но природа никогда не использовала его...

Моллюск – ключ для системы продвинутой защиты
Одной из более интересных исследовательских областей в биомиметике является защита. Например, существуют хитоны, моллюски, которые могут сделать переворот в системе защиты от атак, как например, от артиллерийских систем. Верхняя часть тела этих животных покрыта восемью известняковыми сочлененными пластинами, расположенными как черепица на крыше. Когда они чувствуют для себя угрозу, они скручиваются и образуют своего рода природную броню.

Однако, что наиболее привлекло внимание ученых, является то, что хитоны способны видеть даже когда они принимают такое оборонительное положение. Они способны на это, потому что их крошечные глаза внедряются в собственную защитную оболочку. В отличие от того, что происходит с другими животными, их зрительные органы не состоят из белков, а из арагонита, минерала, который используется в их броне.

Инженеры из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета, который изучали эту своеобразную оптическую систему, убеждены, что скоро могут быть разработаны биовдохновленные материалы, которые будут обеспечивать физической защитой и не препятствовать видеть сквозь защиту, что очень полезно для военного персонала, работающего в опасных условиях.

Хоботки и черепа более прочны, чем любая часть человеческого организма
Эта хитрость имеет важное применение. Уже созданы на этой основе улавливатель тумана и система задержки воды и они реально используются в более чем 21 африканской стране, особенно в засушливых районах. Тем не менее, им очень трудно конкурировать с технологическим совершенством и утонченностью самой природы, как например, с надоедливыми комарами: не существует подкожной иглы, которой обладают эти двукрылые особи, эта игла объединила в одном инструменте всасывающий насос, элементы прорезания кожи, сверления, способность вводить анестезию и антикоагулянты.

Команда исследователей из Калифорнийского университета в Беркли, проанализировала, как дятел, золотолобый меланерпес (лат. Melanerpes aurifrons), поглощает непрерывный стук своим черепом. Благодаря его детальному исследованию, этим ученым удалось задумать систему демпфирования для микроустройства, которая способна выдерживать до 60000 g. Его разработчики полагают, что это изобретение позволит усовершенствовать черные ящики у самолетов, в частности, лучше противостоять механическим воздействиям при возникновении аварии. Но дело в том, что на данный момент эти птицы уже служили примером для разработки различных систем защиты. Это нашло свое отражение в некоторых шлемах для велосипедистов, игроков американского футбола и альпинистов.

Ультраэффективные ветровые турбины из акульей кожи
Ивонн Вильке, Фолькмар Стензель и Манфред Пешка из Института производственных технологий и исследования прикладных материалов Фраунгофера в Бремене (Германия), разработали поверхность на основе текстуры кожных зубчиков (они заменяют функцию чешуи) покрывающих тела акул.

Это получили лопасти ветровых турбин, которые стали более эффективными, поскольку создают меньшее сопротивление ветру. Исследователи полагают, что это соединение также может применяться для самолетов для экономии топлива. Аналогичным образом представители американской компании SkinzWraps, сообщают, что они разработали покрытие для легковых автомобилей, которое позволяет сэкономить бензин до 20%. Они также отмечали, что их изобретение основано на коже акулы.

Новая стратегия борьбы с резистентными бактериями
Первые испытания показали, что поверхности по образу и подобию акульей кожи на 85% меньше накапливают водорослей, чем гладкая кожа. Позже Бреннан провели другие тесты в больнице Калифорнии: за три недели некоторые потенциально вредные микроорганизмы, такие как бактерии Escherichia coli и Staphylococcus aureus, не смогли сформировать достаточно большие колонии для того чтобы они могли бы стать опасными для людей в местах, которые лечили. Возможно, мы сталкиваемся с новым способом борьбы с инфекциями?

Бионические структуры с более уважительным отношением к окружающей среде
Архитекторы также искали вдохновения у живых существ для создания своих проектов относящихся к людям. В этом смысле отлично подходит торговый центр Истгейт в Хараре, Зимбабве, разработанный Миком Пирсом. Это был открыт в 1996 году. В нем задуманы хитроумные системы охлаждения, которые основываются на форме, по которой термиты строят гнезда. И небоскреб в Лондоне Мэри-Экс, известный из-за своей огуречной формы также имеет механизм вентиляции, имитирующий анатомию морской губки и анемон.

Третьим примером является дом водорослей в Гамбурге — это первое здание в мире с биореактивными фасадами. Эти структуры, которые почти полностью покрывают здание, состоят из набора панелей из стекла, в котором выращиваются микроскопические водоросли, поставляющие тепло внутрь здания и изолирующие жителей от внешних шумов.

Поза крыльев бабочки придает мощность солнечным панелям
На другой стороне Атлантики, группы ученых, на этот раз из Эксетерского университета изучило позицию похожую на V, которую принимает бабочка, белянка репная (лат. Pieris rapae), чтобы предварительно согреть мышцы, задействованные во время полета. Также, эта модель позволила построить солнечные панели почти на 50% мощнее. Десятки других команд экспертов со всего мира ищут аналогичные решения на примерах анатомических конфигураций насекомых, что дает важный толчок для развития биомиметики. В самом деле, по оценкам специалистов, к 2025 году этот тип технологии только в США будет оцениваться в 300 000 миллионов долларов.

А также рекомендуем:
совершенствование человека
Знаете ли вы, что можно прожить без некоторых органов вашего тела или их части? Человеческое тело - удивительная машина. Несмотря на свою кажущуюся хрупкость, она сильна и к счастью либо по ...
Подробнее
большое колесо для катания
Многие люди боятся таких вещей как молния, которая может их убить и поджарить до хрустящей корочки, оказаться пассажиром на самолете, когда он идет вниз, быть съеденным акулой во время плавания, ...
Подробнее
развитость человеческого организма
Является ли наше тело эффективным? Действительно ли дизайн нашего тела идеально подходит нашему миру? Каковы основные дефекты, обнаруженные в человеческом теле? Вот примерный перечень вопросов, на который мы постараемся ответить. Давайте ...
Подробнее
ремонт самолета в небе
Коммерческий самолет терпит проблемы в полете: проблемы в фюзеляже или с крыльями. Самолет автоматически начинает запускать систему самовосстановления в воздухе. Судя по всему в настоящее время такое просто невозможно выполнить, ...
Подробнее
осьминоги реагируют на свет
Это не в первый раз, когда мы находим, что у осьминогов имеются уникальные возможности: от изменения цвета их кожи, ее формы или даже текстуры, не только для того, чтобы замаскировать ...
Подробнее
Части человеческого тела без которых можно жить
10 вещей, которые гораздо опаснее, чем вы возможно
Основные недостатки человеческого организма
Изобретен материал, который позволяет самолетам самостоятельно восстановиться в
У осьминогов имеются глаза на коже

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

Один комментарий к записи “Оригинальные изобретения, вдохновленные природой”

  1. Непройдет:

    Лучшего конструктора, чем сама природа не существует. Но было очень интересно узнать новые разработки в области бионики, спасибо за хорошую подборку.

Оставить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :schu: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :njam: :mrgreen: :lol: :laila: :idea: :grin: :gaf: :foto: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: