5 דוגמאות לטכנולוגיה ביומימטית

מדענים מחפשים הטבע כדי לפתור בעיות טכניות

עם הזמן, עיצוב המוצר הפך מעודן יותר; עיצובים מן העבר לעתים קרובות נראה גס פחות שימושי מאשר אלה של היום. ככל שהידע העיצובי שלנו נעשה מתוחכם יותר, מדענים ומעצבים חיפשו את הטבע ואת ריבוי ההתאמות האלגנטיות והמתוחכמות שלו להדרכה בשיפור הידע שלנו. שימוש זה בטבע כהשראה לטכנולוגיה האנושית נקרא Biomimetics, או Biomimryry. להלן 5 דוגמאות לטכנולוגיות שאנו משתמשים בהן כיום בהשראת הטבע.

הוולקרו

אחת הדוגמאות הישנות של מעצב באמצעות הטבע להשראת המוצר הוא Velcro. בשנת 1941, המהנדס השוויצרי ג'ורג 'דה מסטרל הבחין במבנה של קוצים, לאחר שמצא כמה תרמילי זרעים המצורפים לכלבו לאחר הליכה. הוא הבחין במבנים קטנים דמויי וו, על פני הבאר, שאיפשרו לו לצרף את עצמו לעוברים ושבים. לאחר הרבה ניסוי וטעייה, דה Mestral סוף סוף פטנט על העיצוב שהפך לנעליים פופולרי ופושט בגדים, על בסיס וו ו לולאה המבנה. הוולקרו הוא דוגמה לביו-ביומטריזציה לפני הביומימיה אפילו שם; באמצעות הטבע עבור השראה עיצוב היא מגמה ארוכת שנים.

רשתות עצביות

רשתות עצביות מתייחסות בדרך כלל למודלים של מחשוב, אשר שואבים השראה מהקשרים העצביים במוח. מדעני מחשבים בנו רשתות עצביות על ידי יצירת יחידות עיבוד בודדות, ביצוע פעולות בסיסיות, חיקוי הפעולה של נוירונים. הרשת בנויה על ידי חיבורים בין יחידות עיבוד אלה, בדומה לאופן שבו נוירונים מתחברים למוח. באמצעות מודל זה של מחשוב, מדענים הצליחו ליצור גמישות גבוהה תוכניות גמישות, אשר מתחברים בדרכים שונות לבצע פונקציות שונות. רוב היישומים של רשתות עצביות היו ניסיוניים עד כה, אבל תוצאות מבטיחות הושגו עבור משימות הדורשות תוכניות ללמוד ולהתאים, כגון בזיהוי ואבחון של סוגי סרטן.

הֲנָעָה

ישנן מספר דוגמאות של מהנדסים באמצעות הטבע להדרכה על שיטות יעילות של הנעה. דוגמאות מוקדמות רבות של בני אדם שניסו לחקות את ציפור הטיסה נפגשו בהצלחה מוגבלת. עם זאת החידושים האחרונים הניבו עיצובים כמו חליפת סנאי מעופפים, המאפשר skydivers בסיס מגשרים לדאות אופקית עם יעילות מדהימה. ניסויים שנערכו לאחרונה חשפו גם את יעילות הדלק בטיסות לאוויר על ידי הסדרת מטוסים במבנה V שמחקה את ציפור הציפורים.

נסיעה אווירית היא לא רק המוטב של biomimryry, מהנדסים השתמשו גם הנעה מים בטבע כמו הדרכה עיצוב. חברה בשם BioPower Systems פיתחה מערכת לרתום את כוח הגאות באמצעות סנפיר נדנוד בהשראת הנעה יעילה של דגים גדולים כמו כרישים וטונה.

משטחים

הברירה הטבעית מעצבת לעתים קרובות את פני השטח של האורגניזמים בדרכים מעניינות כדי להתאים אותם לסביבה שבה הם מתגוררים. מעצבים יש הרים על הסתגלות אלה והם מוצאים שימושים חדשים עבורם. צמחים לוטוס נמצאו להיות מותאמים מאוד לסביבה ימית. עלים שלהם יש ציפוי שעווה דוחה מים, ועל פרחים יש מבנים קשקשים מיקרוסקופיים המונעים לכלוך ואבק מן היצמדות. מספר מעצבים משתמשים "ניקוי עצמי" המאפיינים של לוטוס ליצור מוצרים בני קיימא. חברה אחת השתמשה נכסים אלה כדי ליצור צבע עם משטח מרקם microscopically שיסייע להדוף עפר מבחוץ של מבנים.

ננוטכנולוגיה

הננוטכנולוגיה מתייחסת לתכנון וליצירה של אובייקטים בקנה מידה אטומי או מולקולרי. כמו בני אדם לא פועלים בקשקשים אלה, יש לנו לעתים קרובות הסתכל הטבע הדרכה על איך לבנות דברים בעולם הזה זעירים. וירוס הפסיפס טבק (TMV) הוא חלקיק צינור דמוי צינור קטן אשר שימש אבן הבניין כדי ליצור צינורות גדולים יותר וחומרים מסוג סיבים. וירוסים יש מבנים גמישים והוא יכול לעתים קרובות לעמוד טווחים רחב של pH וטמפרטורה. ננו-צינורות וננו-צינורות הנבנים על עיצובים של וירוסים יכולים לשמש מערכות להעברת תרופות שיכולות לעמוד בסביבות קיצוניות.