10 exemple despre modul în care natura a influențat tehnologia modernă

Tehnologia și natura au fost în mod tradițional privite ca forțe opuse — tehnologia a fost adesea un mijloc de a crea obiecte sau energii care nu apar în mod natural în mediul nostru. Cu toate acestea, noile abordări ale dezvoltării produselor și tehnologiei, cum ar fi biomimetismul și designul generativ, au dovedit contrariul.

Designul generativ este o abordare a proiectării și proiectării unui produs digital sau fizic (site web, imagine, melodie, model arhitectural, detaliu, animație etc.), în care o persoană delegă o parte din procese tehnologiilor și platformelor informatice. Simulând mii de variații folosind un calcul puternic, procesul imită procesul natural de evoluție.

Jeff Kowalski, director de tehnologie la Autodesk, descrie procesul de proiectare generativă:

„Algoritmii de învățare automată de pe computere pot descoperi acum modele inerente milioane de modele 3D și pot crea taxonomii fără direcție sau intervenție umană.” Biomimetismul este o „abordare a inovației” care se străduiește pentru soluții durabile la problemele umane, emulând modelele și strategiile dovedite ale naturii în timp. ."

Mai jos ne uităm la 10 exemple epice de tehnologie inspirată din natură care utilizează aceste concepte de biomimetism și/sau design generativ.

1. Medicamente și vaccinuri - arici de mare

Cercetătorii australieni au replicat modul în care aricii de mare își construiesc un înveliș exterior dur în jurul lor pentru a proteja proteinele și vaccinurile de schimbările de temperatură ambientală.

Acest proces chimic de creare a unui strat protector este util în special pentru dezvoltări precum medicamentele care sunt distribuite în țări cu sisteme de transport sau de refrigerare slabe.

2. Centrul Național Acvatic, Beijing - structură cu bule

Celebrul centru de înot și scufundări de la Jocurile Olimpice de vară din 2008 din China are un aspect unic format din sute de bule extrudate care par haotice.

Cu toate acestea, acest model de bule nu este deloc aleatoriu, ci se bazează pe geometrii precise găsite în sistemele naturale, cum ar fi celulele, structurile moleculare și cristalele. Reproducerea modelelor existente din natură are ca rezultat cea mai eficientă redare a spațiului 3D.

3. Singapore Esplanade Theatres - zibetă Durian

Situate la ecuator într-o climă foarte caldă, teatrele Esplanade din Singapore au un design cu adevărat unic, cu un acoperiș de sticlă, care a fost împrumutat de la fructele locale de zibetă Durian.

Un sistem de sute de panouri din aluminiu de formă triunghiulară se înclină într-un unghi spre soare, protejând complexul de căldură și lumina directă a soarelui, oferind totuși spațiilor interioare lumină naturală.

4. Mixere - Calla

Spiralele centripete ale crinilor au fost inspirația pentru tehnologia industrială de amestecare a apei dezvoltată de Pax Scientific. Designul natural al crinului este perfect pentru capacitatea sa de a susține curgerea apei.

Tehnologia asociată mixerului se mândrește cu capacitatea de a „distribui 10 milioane de galoane în același spațiu de energie ca trei becuri de 100 de wați”.

5. Turbine - înotătoare de balenă

Înotatoarele balenelor cu cocoașă au margini denivelate, zimțate, cunoscute sub numele de cuspizi. S-a demonstrat că tuberculii oferă o dinamică a fluidelor mult mai mare decât aripioarele cu margini netede.

Bazându-se pe aripioarele zimțate ale acestor balene gigantice, companii precum WhalePower și altele au dezvoltat lame „tuberculoase” pentru a fi utilizate în ventilatoare și turbine cu o eficiență mult mai mare decât lamele tradiționale.

6. Costume de baie – piele de rechin

Pielea de rechin este formată din mii de solzi suprapusi, cunoscute sub numele de „denticuli dermici”. Acești dinți perturbă formarea turbulenților în apă și permit rechinului să se deplaseze prin apă mai eficient și mai rapid.

La Jocurile Olimpice din 2008, Michael Phelps și alți înotători au purtat cu succes costume cu țesături concepute pentru a imita pielea de rechin și, ulterior, au eclipsat multe recorduri mondiale existente. Deși astfel de costume sunt acum interzise în competițiile de înot. Ideea de a imita dinții de rechin este folosită astăzi pe corpurile bărcilor pentru a îmbunătăți eficiența.

7. Bio-baterii - corpul uman

Corpul uman creează energie printr-o reacție chimică cunoscută sub numele de metabolism. Când o persoană consumă carbohidrați sau zaharuri, enzimele din organism descompun glucoza și eliberează energie. Oamenii de știință lucrează acum pentru a crea baterii care funcționează cu compuși organici, cum ar fi zahărul, pentru a produce energie: bio-baterii.

Cercetătorii de la mai multe universități, precum și corporații precum Sony, au lucrat în mare parte din ultimul deceniu pentru a crea o bio-baterie viabilă din punct de vedere comercial. În 2007, Sony a dezvoltat cu succes un prototip de baterie bioactivă care folosea enzime pentru a crea suficientă energie (50 mW) pentru a alimenta un Walkman.

8. Material sintetic - mătase de păianjen

Creată de păianjeni pentru a-și țese pânzele, mătasea este un supermaterial natural. Deoarece păianjenii sunt de natură teritorială și canibală, „recoltarea” păianjenului de mătase nu a fost niciodată viabilă din punct de vedere comercial. Și chiar și odată obținute, firele individuale de mătase de păianjen sunt atât de unice și de ciudate încât ar trebui create sisteme tehnologice noi pentru a țese firele împreună.

Cu toate acestea, un startup din Emeryville, California, numit Bolt Threads, se presupune că a rezolvat problema folosind microorganisme modificate genetic.

Dacă tehnologia se dovedește viabilă, potențialele utilizări ar putea include „veste antiglonț, sticle de apă biodegradabile și frânghii flexibile de agățat”.

9. Materiale impermeabile – aripi de fluture

În 2013, o echipă de ingineri MIT a dezvoltat ceea ce a fost descris drept cel mai impermeabil material din istoria omenirii. Designul lor prezintă un material cu creste minuscule de siliciu care imită modelele găsite pe aripile fluturelui Morpho.

Materialul este atât de eficient încât la temperaturi de subrăcire, apa sare pe o suprafață mai repede decât poate îngheța, indicând potențiale aplicații ale tehnologiei pe aripile și turbinele avionului, pe lângă îmbrăcămintea rezistentă la apă.

10. Bandă adezivă - Gekko fingers

Picioarele gecko sunt excepțional de lipicioase datorită „grupurilor lor de structuri lungi și subțiri asemănătoare lamei numite setae, care măresc suprafața și amplifică proprietățile electrice slabe dintre degetele de la picioare și suprafață”.

O echipă de cercetători de la Universitatea Stanford a dezvoltat recent un material adeziv artificial bazat pe aceste concepte, care a permis unui student să cucerească un perete de sticlă folosind două tampoane de mână realizate din material. Dincolo de proprietățile sale de alpinism asemănătoare cu Spider-Man, tehnologia are potențiale aplicații în industria de producție. Va înlocui sistemele existente care folosesc putere de aspirație sau adezivi chimici.