Biomimicry Jak příroda inspirovala dnešní technologii

Technologie a příroda jsou tradičně vnímány jako divergentní síly - technologie je často prostředkem vytváření objektů nebo energií, které se přirozeně nevyskytují v našem okolním prostředí. Nové přístupy k vývoji produktů a technologií, jako je např biomimikry a generativní design začaly tento trend zvrátit.

Generativní design je proces převzetí rámce myšlenky a převedení do souboru pravidel, které jsou pak interpretovány počítačem s vysokým výkonem. Tímto procesem simulujeme tisíce variant s využitím vysoce výkonných počítačů napodobuje přirozený proces evoluce.

Jeff Kowalski, Chief Technology Officer ve společnosti Autodesk, popisuje generativní návrhový proces, “Algoritmy strojového učení v počítačích mohou nyní detekovat vzory vlastní milionům 3D modelů a generovat taxonomie bez směru nebo zásahu člověka.” Biomimikry je “přístup k inovacím, který usiluje řešení lidských výzev podle napodobování časově ověřených vzorů a strategií přírody.”

Níže uvádíme 10 epických příkladů přírodou inspirované technologie, která využívá těchto konceptů biomimikry a / nebo generativního designu.

1. Drogy a vakcíny - mořský ježek

Australští vědci zopakovali způsob, jakým mořští ježci staví kolem sebe tvrdou vnější skořápku, aby chránili proteiny léků a vakcín před změnami okolních teplot.

Tento chemický proces vytváření ochranné vrstvy je zvláště užitečný pro aplikace, jako jsou léky, které jsou distribuovány do zemí se špatnými systémy dopravy nebo chlazení.

2. Národní vodní centrum, Peking - Bubble Structure

Kultovní plavecké a potápěčské centrum z čínských letních olympijských her 2008 představuje jedinečný exteriér tvořený stovkami vytlačovaných bublin ve zdánlivě náhodném vzoru.

Nicméně, tento vzor bublin není náhodný vůbec, to je místo toho založené na přesné geometrii nalezené v přirozených systémech jako buňky, molekulární struktury a krystaly. Replikace existujících vzorů přírody vede k nejefektivnějšímu dělení třírozměrných mezer.

3. Singapurská divadla Esplanade - Durian

Divadla Esplanade v Singapuru se nacházejí téměř na rovníku ve velmi horkém podnebí a vyznačují se opravdu jedinečným designem střechy ze skleněných povrchů, který byl inspirován místním ovocem Durian.

Systém stovek hliníkových panelů ve tvaru trojúhelníku je nakloněn podle směru slunce, chránící komplex před teplem a přímým slunečním zářením a zároveň zaplavuje interiér přirozeným světlem..

4. Míchačky vody - Calla Lillies

Dostředivé spirály kala lily sloužily jako inspirace pro průmyslovou technologii míchání vody vyvinutou společností Pax Scientific. Přírodní design lilie je ideální pro jeho schopnost napomáhat průtoku vody.

Odpovídající technologie směšovače se může pochlubit schopností “cirkulovat 10 milionů galonů se stejnou energetickou stopou jako tři 100 wattové žárovky.”

5. Turbíny - velryba Fin

Ploutve keporkaků se vyznačují hrbolatými, nepravidelně vypadajícími hranami, známými jako tuberkuly. Ukázalo se, že tubusy umožňují mnohem větší dynamiku tekutin než hladké hrany.

Inspiraci z nepravidelně tvarovaných ploutví těchto velryb se vyvinuly společnosti jako WhalePower a další. “nádor” lopatky pro použití ve ventilátorech a turbínách pracují s mnohem větší účinností než tradiční lopatky.

6. Plavky - Shark Skin

Kůže žraloka se skládá z tisíců a tisíců překrývajících se šupin známých jako “dermální dentikuly”. Tyto dentikuly narušují tvorbu turbulentních vírů vody a umožňují žraloku efektivněji se pohybovat ve vodě..

V olympijských hrách v roce 2008, Michael Phelps a další plavci skvěle nosili obleky představovat tkaninu navrženou k napodobení kůže žraloka a následně zatmění mnoho existujících světových rekordů. Ačkoli takové obleky jsou nyní zakázány v plaveckých soutěžích, myšlenka napodobovat denticles žraloka je dnes používán na lodních trupech zlepšit účinnost.

7. Bio-baterie - lidské tělo

Lidské tělo vytváří energii prostřednictvím chemické reakce známé jako metabolismus. Když člověk konzumuje sacharidy nebo cukry, enzymy v těle rozkládají glukózu a uvolňují energii. Vědci nyní pracují na vytvoření baterií, které pracují s organickými sloučeninami, jako je cukr, na výrobu energie: bio-baterie.

Výzkumní pracovníci na několika univerzitách, stejně jako na korporacích, jako je Sony, pracují pro lepší část posledního desetiletí k vytvoření komerčně životaschopné bio-baterie. V roce 2007 společnost Sony úspěšně vyvinula prototyp bio-baterie, který využíval enzymy k vytvoření dostatečného výkonu (50 mW) pro napájení přehrávače Walkman.

8. Syntetický materiál - GM Spider Silk

Hedvábí vytvořené pavouky, aby splétaly jejich pásy, je přirozeně se vyskytující supermateriál. Protože pavouci jsou teritoriální a kanibalistický v přírodě, “sklizně” pavoučí hedvábí nebylo nikdy komerčně životaschopné, a dokonce i když byly jednou získány, jednotlivé nitě pavoučího hedvábí jsou tak jemné, že by bylo třeba vytvořit nové spřádací systémy, aby se vlákna spojila dohromady..

Nicméně, Emeryville, Kalifornie-založený start jmenoval Bolt Threads údajně vyřešil výzvu použitím geneticky upravených mikroorganismů. Pokud se ukáže, že technologie je životaschopná, případy potenciálního využití by mohly zahrnovat “neprůstřelné vesty, biologicky odbouratelné láhve na vodu a pružná visutá lana.”

9. Vodotěsné materiály - Butterfly Wings

V roce 2013 tým inženýrů MIT vyvinul to, co bylo popsáno jako nejodolnější materiál, který kdy byl vyroben. Jejich design obsahuje materiál s malými silikonovými hřebeny, které napodobují vzory na křídlech motýla Morpho.

Materiál je tak účinný, že se při teplotách supercoolů voda odrazila od povrchu rychleji, než by mohla zamrznout, což naznačuje potenciální využití technologie na křídlech a turbínách kromě vodotěsných oděvů..

10. Lepicí páska - Gecko prsty

Nohy gekonu jsou mimořádně lepkavé kvůli jejich “skupiny dlouhých, tenkých struktur špachtle setae které zvětšují plochu povrchu a zesilují slabé elektrické atrakce mezi prsty a povrchem.”

Nedávno skupina výzkumníků na Stanfordské univerzitě vyvinul umělý adhezivní materiál na základě těchto konceptů, které úspěšně umožnily studentovi gradovat skleněnou stěnu pomocí dvou polštářků velikosti ruky vyrobeny z materiálu. Kromě horolezeckých stěn jako je Spiderman, technologie má potenciální využití ve výrobním průmyslu, který by nahradit stávající systémy, které používají sací výkon nebo chemická lepidla.

Poznámka editora: Tento příspěvek je napsán pro Hongkiat.com by Andrew Armstrong. Andrew je technologický nadšenec a digitální marketingový poradce se sídlem v oblasti San Francisco Bay Area. Žije se svou ženou a mladým synem v San Mateo v Kalifornii. Můžete se k němu dostat na Twitteru.

Nyní si přečtěte: 15 Příklady, jak technologie inovuje módu