Привет! Сегодня мне бы хотелось рассказать о такой относительно новой отрасли, как биомимикрия. Появился этот термин сравнительно недавно, в 1997 году и сразу начал активно использоваться в инженерии. Несмотря на то, что большого распространения эта инженерная отрасль пока что не получила, в мире уже имеется несколько невероятных примеров технологий и дизайна, основанных именно на биомимикрии.
Биомимимимикрия - это подход к инновациям, направленный на поиск устойчивых решений человеческих проблем путем имитации проверенных временем моделей и стратегий природы. Цель заключается в создании продуктов, процессов и политики - новых способов жизни, которые хорошо адаптированы к жизни на Земле в долгосрочной перспективе. Термин биомимикрия и биомиметика происходит от греческих слов bios, означающих жизнь, и mimesis, означающих подражать. Другими часто используемыми терминами являются бионика, биоинспирация и биогноз. Основная идея этой отрасли заключается в том, что природа уже дала нам совершенные условия для выживания, наша задача состоит лишь в том, чтобы их модернизировать. А теперь давайте к примерам.
1. Синкансэн и птица зимородок
Когда японские инженеры взяли на себя трудную задачу по модернизации высокоскоростных пулевых поездов, их конструкция столкнулась с одной досадной проблемой. Проблема заключалась не в том, чтобы довести поезда до желаемой скорости, а в том, что из-за смещения воздуха перед поездами создавалось огромное количество шума. По мере того, как поезда въезжали в туннели, транспортные средства часто создавали громкую ударную волну, известную как "туннельный бум". Мощность ударных волн даже нанесла структурный ущерб нескольким тоннелям.
Когда японские инженеры взяли на себя трудную задачу по модернизации высокоскоростных пулевых поездов, их конструкция столкнулась с одной досадной проблемой. Проблема заключалась не в том, чтобы довести поезда до желаемой скорости, а в том, что из-за смещения воздуха перед поездами создавалось огромное количество шума.
По мере того, как поезда въезжали в туннели, транспортные средства часто создавали громкую ударную волну, известную как "туннельный бум". Мощность ударных волн даже нанесла структурный ущерб нескольким тоннелям.
Команда разработчиков определила, что виновником были поезда с довольно тупой передней крышкой. Для минимизации стрелы тоннеля и повышения общей аэродинамики им понадобится более обтекаемая носовая часть. В конце концов, инженеры смоделировали следующую модель по клюву птицы Kingfisher.
Рыболовецкие птицы имеют специальные клювы, позволяющие нырять в воду для охоты, при этом брызги воды минимальны. Используя этот новый нос, поезда нового поколения серии 500 были на 10% быстрее и потребляли на 15% меньше электроэнергии.
2. Кальмары и камуфляж
Кальмары, как и все головоногие, способны не только светиться (биолюминесценция), но и менять цвет кожи. Эта способность маскировки позволяет им прятаться от хищников, в то время, как биолюминесценция позволяет им общаться со своим спутником и/или привлекать его. Такое сложное поведение вырабатывается сетью специализированных клеток кожи и мышц.
Исследователи из Хьюстонского университета разработали аналогичное устройство, способное за считанные секунды исследовать окружающую среду и адаптироваться к ней. В этом раннем прототипе используется гибкая пиксельная сетка с использованием исполнительных механизмов, датчиков света и отражателей. Как только датчики освещенности обнаруживают изменения в окружающей среде, на соответствующий диод посылается сигнал.
Эта технология производит выброс тепла в области и термохроматическая сетка изменяет цвет. Эта искусственная "кожа" может иметь как военное, так и коммерческое применение в будущем.
3. Системы вентиляции на основе термитов
Зачастую биомимикрия - это не просто имитация анатомической или эволюционной ниши вида. Иногда мы даже можем взять за образец структуры, которую эти животные строят, чтобы создать лучшие системы жизнеобеспечения для себя.
Люди относятся к термитам негативно из-за их разрушительных свойств. Однако термиты известны нам еще и тем, что создают одни из самых сложных систем вентиляции для охлаждения на планете. Даже в самых жарких местах эти термитные холмы остаются прохладными внутри.
Используя сложную сеть специально отведенных для этого воздушных карманов, курганы создают естественную систему вентиляции с помощью конвекции. Инжиниринговая фирма Arup построила целый торговый центр в Зимбабве на базе этой системы естественной конвекции. В настоящее время система потребляет на 10 процентов меньше энергии, чем привычные нам кондиционеры.
Все фото взяты из интернета!
Первобытные люди научились методам охоты, укрытия и выживания, наблюдая за животными, взаимодействующими с окружающей средой. В то время, как людям не хватало свирепых когтей и превосходного охотничьего инстинкта медведей, люди могли просто подражать их технике. И по мере того, как человечество стало проектировать все более сложные изобретения, они продолжали искать пример в естественной природе.
От набросков летательных аппаратов 15 века Леонардо да Винчи до первого успешного прототипа братьев Райт четыре века спустя, мечты о полёте человека сосредоточены на наблюдении за птицами.
Мир полон удивительных биологических инноваций, каждый из которых является продуктом миллионов лет эволюции. При проектировании технологий имеет смысл изучать только то, каким образом природа уже справилась со стоящими перед ней задачами. Сегодня мы знаем это как биомиметику или биомимимикрию - практику имитации моделей в природе для создания более совершенных форм, процессов, систем и стратегий.
Я считаю, что расширение и повсеместное использование биомимикрических технологий на основе природы поможет человечеству катализировать новую эру технологий, однако, более безопасных и функциональных чем то, что мы имеем на сегодняшний день. Надеюсь, что уже в ближайшем будущем ученые и инжиниринговые компании начнут использовать биомимикрию для совершенствования дальнейших технологий, которые облегчат жизнь как для человека, так и для природы. Спасибо за прочтение статьи.