پیشرفت علمی با حیوانات
برجسته ترین تقلیدهای دنیای علم و فناوری از طبیعت در سال 2025
به گزارش کارا پیام، از روبات های آب گریز گرفته تا مواد خنک کننده الهام گرفته از پوست فیل، مهندسان و دانشمندان همواره به دنبال الهام گرفتن از طبیعت برای پیشبرد فناوری برای انسان هستند.
به گزارش کارا پیام به نقل از ایسنا، در حالی که زیست تقلید(Biomimetics) قرن هاست که مخترعان را هدایت می کند، هرچه بیشتر در مورد حرکت، رفتار و فرگشت(تکامل) حیوانات بدانیم، ماشین ها و مواد ما بهتر و بهتر می شوند.
اواخر دهه ۱۴۰۰ میلادی که «لئوناردو داوینچی» برای طراحی ماشین های پرنده خود، فیزیولوژی پرندگان را مطالعه کرد تاکنون، ذهن های خلاق و پیشرو همواره به دنبال الهام گرفتن از طبیعت و حیوانات برای توسعه و بهبود دنیای فناوری بوده اند.
زیست تقلید یا زیست الهام یا زیست همانندسازی، تقلید از الگوها، سامانه ها و عناصر طبیعت با هدف حل مشکلات پیچیده انسان است. در حقیقت، اساس این علم مدلهای طبیعی بیولوژیکی است که با مطالعه فیزیولوژی آنها می توان سامانه های نوین فناورانه را طراحی کرد و ساخت.
ساختارها و مواد با سازگاری مناسب در موجودات زنده با گذشت زمان بوسیله انتخاب طبیعی تکامل یافته اند. علم زیست تقلید منجر به ایجاد تکنولوژیهای جدید با الهام از راهکارهای زیستی در اندازه های کلان و نانو شده است. انسان ها برای پاسخ به مشکلات خود به طبیعت نگاه می کنند و از آن الهام می گیرند. طبیعت مشکلات مهندسی مانند توانایی های ترمیمی، تحمل و مقاومت در محیط زیست های مختلف، آبگریزی و بهره برداری از انرژی خورشیدی را حل کرده است.
امروزه همه اختراعات بشر را می توان به صورتی بهره گرفته از مدلهای زنده دانست. کامپیوتر ها و روبات های دستیار که رفته رفته جای انسان را گرفته اند باتوجه به مطالعه بر روی چارچوب های زیستی تولید شده اند. طراحی هواپیما برمبنای ساختار بدن پرندگان، ساخت زیردریایی از روی ساختار دلفین ها یا ساخت رادارها باتوجه به سیستم راداری خفاش ها مثال هایی از علم زیست تقلید می باشند.
زیست تقلید حالا با ورود به عصر جدید رباتیک و پرواز و همینطور تقاضا برای بهره وری انرژی در فناوری های مصنوعی، اهمیت درحال افزایشی پیدا کرده است. حالا در این گزارش، تنها تعداد انگشت شماری از پیشرفت هایی که سال جاری از مهندسان نوآور با نگاه دقیق به دنیای طبیعت حاصل شده، آورده شده است.
ریزربات پرنده با الهام از پاهای دُرنا مگس
حتی اگر یکی از بهترین ریزوسایل نقلیه هوایی الهام گرفته از حشرات جهان را ساخته باشید، اگر نتواند روی آب فرود بیاید، چندان مفید نخواهد بود. به این علت است که دانشمندان دانشگاه هاروارد به ریزربات جدید خود موسوم به روبوبی(RoboBee)، مجموعه ای از پاهای بلند و مفصل دار مانند پاهای درنا مگس را اضافه کرده اند تا به سادگی روی آب بنشیند و غرق نشود.
لاک پشت دریایی رباتیک
اگر قصد دارید یک روبات زیرآبی سریع، مانورپذیر و همه کاره بسازید، چرا از آن چه در طبیعت کار می کند، تقلید نکنید؟ این دقیقاً همان کاری است که شرکت بیت بات(Beatbot) با روبات دوزیست الهام گرفته از طبیعت خود موسوم به روبوترتل(RoboTurtle) انجام داده است.
عروس دریایی رباتیک برای مشاهده بی صدای دنیای زیر آب
دانشمندان چینی با محو کردن مرز بین زیست شناسی و رباتیک، زیست تقلید را به اعماق جدیدی بردند و یک عروس دریایی بیونیک کوچک و کم انرژی را به وجود آوردند که از نظر شکل و حرکت، بسیار حقیقی و شبیه به عروس دریایی است و حدودا از یک عروس دریایی حقیقی قابل تشخیص نیست.
پنجره های خودسایه دار با الهام از میوه درخت کاج
نحوه طراحی مخروط های کاج برای موجوداتی که مغز ندارند، بسیار هوشمندانه است، به اندازه ای که دانشمندان از آنها برای ایجاد یک سیستم سایه اندازی منحصر به فرد برای پنجره ها تقلیدکرده اند. این سیستم در تابستان، نور خورشید را می بندد و در زمستان بدون استفاده از نیروی برق، به آن اجازه عبور می دهد.
پهپاد الهام گرفته از سنجاب پرنده
حتی چابک ترین کوادکوپترها هم هنگام حرکت سریع برای متوقف کردن حرکت خود مشکل دارند؛ مشکلی که مانورپذیری آنها را محدود می کند. حالا یک پهپاد آزمایشی با الهام از سنجاب های پرنده، با باز کردن بال های غشایی شبیه به سنجاب پرنده خود در صورت نیاز، از این مشکل فرار می کند.
تبدیل انسان به کوسه با پک کوله پشتی مخصوص زیر آب
برعکس سایر جِت پک های زیرآبی، جت پک «کیک فین شارک»(Kikfin Shark) دارای مجموعه ای کامل از باله ها برای تقلید زیستی از موجودات دریایی سریع و چابک برای حرکت و شنای سریعتر و چابکتر است. این فناوری تا جایی که وضعیت فعلی دنیای فناوری اجازه می دهد، به یک انسان کوسه نمای حقیقی نزدیک است.
ربات سوار بر آب
باآنکه در طول سالیان اخیر، روبات های سوار بر آب زیادی را دیده ایم، اما دانشمندان هنوز درحال یافتن جنبه های جدیدی از حشرات برای تقلید هستند. بعنوان مثال، محققان اخیرا یک روبات سوار بر آب ساخته اند که بوسیله سازه هایی شبیه به بادبزن که روی پاهایش قرار دارد، روی سطح آب حرکت می کند.
دستگاه دارورسان الهام گرفته از چَسبک ماهی
ماهی رمورا(Remora) از تیره چسبک ماهیان، یک قرص بیضی شکل روی سر خود دارد که مانند یک مکنده برای چسبیدن به کوسه ها از آن استفاده می نماید. حالا دانشمندان از همین ماهی برای توسعه روبات های دارورسان که به روده می چسبند، الهام گرفته اند.
این دستگاه از یک پلت فرم به اندازه یک کپسول تولید شده است که می تواند هنگام غوطه ور شدن در مایعات، به سطوح مختلفی همچون دستگاه گوارش انسان بچسبد.
اسفنج های دریایی الهام بخش مواد فوق العاده قوی برای ساختمان های بادوام تر
اسفنج های اعماق دریا یک راز در خود دارند؛ چارچوب های شبکه ای سبک آنها به طرز شگفت آوری سفت و محکم است. حالا محققان با الهام از این موجودات، ساختار جدیدی را برای ساخت مواد بسیار قوی تر برای ساخت ساختمان های بادوام تر به وجود آورده اند.
پهپاد ضد سقوط با الهام از سر دارکوب
با وجود این که دارکوب ها روزانه سر خودرا بارها و بارها به درختان می کوبند، اما گرفتار صدمه مغزی نمی شوند. دانشمندان با الهام از این پرندگان سرسخت، یک پهپاد بال ثابت ساخته اند که می تواند از برخوردهای رو در رو جان سالم به در ببرد.
توسعه هواپیماهای سبک تر و قوی تر با بررسی استخوان های دایناسورهای پرنده
ممکنست فکر کنید که اگر گونه ای از حیوانات، میلیونها سال پیش منقرض شده باشد، طراحی آن جهت استفاده در فناوری ما بسیار قدیمی خواهد بود. با این وجود، تحلیل و بررسی جدیدی از استخوان های گونه ای از دایناسورهای پرنده به نام پتروسور(pterosaur) نشان داده است که آنها می توانند الهام بخش مواد سبک تر و قوی تر برای هواپیماها باشند.
خنک کردن ساختمان ها با کاشی های الهام گرفته از پوست فیل
انتظار می رود ترکیب قارچ های صدفی و تکه های بامبو را در منوی یک رستوران چینی ببینیم، اما دانشمندان از این ترکیب برای ساخت کاشی های زیبا با برآمدگی ها و بافت هایی بهره برده اند که دقیقاً مانند پوست فیل به تنظیم دما کمک می کنند.
چسبی که عفونت ها را دفع می کند
کار کردن چسب در زیر آب دشوار است، مگر این که پای صدف در بین باشد. دانشمندان موفق به توسعه چسب جراحی جدیدی شده اند که چسبندگی طبیعی صدف را با ماهیت لزج و دفع کننده میکروب مخاط ترکیب می کند و بدین ترتیب قادر می باشد عفونت ها را دفع کند.
ربات تارزان تک پا با الهام از سنجاب
یک روبات الهام گرفته از طبیعت، کارهای چالش برانگیزی انجام می دهد. محققان نشان داده اند که روبات تک پای سالتو(Salto) از نحوه پرش آسان سنجاب ها بین شاخه های نامطمئن تقلید می کند و در نخستین تلاش با موفقیت فرود می آید.
حرف آخر اینکه عروس دریایی رباتیک برای مشاهده بی صدای دنیای زیر آب دانشمندان چینی با محو کردن مرز بین زیست شناسی و رباتیک، زیست تقلید را به اعماق جدیدی بردند و یک عروس دریایی بیونیک کوچک و کم انرژی را به وجود آوردند که از نظر شکل و حرکت، بسیار واقعی و شبیه به عروس دریایی است و حدوداً از یک عروس دریایی واقعی قابل تشخیص نیست. پهپاد ضد سقوط با ایده گرفتن از سر دارکوب علیرغم این که دارکوب ها روزانه سر خودرا بارها و بارها به درختان می کوبند، اما گرفتار آسیب مغزی نمی شوند. دانشمندان با ایده گرفتن از این پرندگان سرسخت، یک پهپاد بال ثابت ساخته اند که می تواند از برخوردهای رو در رو جان سالم به در ببرد.
این مطلب کاراپیام را پسندیدین؟
(1)
(0)
مطالب مرتبط جدید کاراپیام
نظرات بینندگان کاراپیام در مورد این مطلب