Биомимикрия

[idou]

Слабо, ПЧ мои, голосовали, слабо. Пожинаете насколько посеяли. Проигравшие темы более не поднимаются.

Биомимикрия ака биомиметика ака биогнозис ака бионика (греч. bios - жизнь и mimesis - подражать) - это молодая наука, что изучает природу, её модели, системы и элементы, подсматривает у неё идеи и перерабатывает их на нужды человека.

В действительности люди издавна черпают вдохновение и идеи у природы (архитектура и летательные аппараты, липучка), но только в нашем веке, с современными компьютерами и инструментарием, практика вышла на новый, серьёзный уровень.

Далее

Как только начинаешь читать комментарии к выступлениям биоников, тут же натыкаешься на креационистов Ах-ах, такой предусмотрительный Бог записал всякие чудеса в устройство животных и механизмы работы различных систем (как же, помним, любимый конёк - золотое сечение). Никто ничего не записывал, всё нарабатывалось и развивалось долго и нудно, с тупиками, обходными путями и избыточной комплексностью. Поэтому биомимикрия постулирует, что природу надо не слепо копировать, а только брать у неё общие концепты. В ноге насекомого пять частей, десятки мышц, она состоит из органических материалов. Сделать копию невозможно, да и ненужно. Другое дело понять, что нога насекомого это пружинящий механизм и сделать имитацию из металлических частей, соединённых эластичным материалом.
Также часто встречаются возражения "человек и сам до всего дойдёт", что "игра" с тараканами и ящерицами это несерьёзно. Знаем мы как человек до всего доходит Путём наименьшего сопротивления и наиболее деструктивного последствия. Ломать не строить.
После Второй мировой человеку надо было выжить. Первостепенными задачами были построиться поновой и накормить выживших, любыми средствами, но побыстрее. Вот и настал расцвет хищнической эксплуатации и ядовитых химикатов. Не то чтобы этого не было раньше, но новый взгляд на вещи укрепился сознательно и в большинстве умов. Стало данным, нормой.
В новом тысячелетии пора культивировать новое мировоззрение. Обратно в природу (с) А точнее природу к нам. И в плане переработки отходов и борьбы с врелителями биологическими методами, и в плане взгляда на природу как на сокровищницу знаний и на животных как на хранителей её секретов.
Я приведу только несколько довольно известных примеров идей, взятых из природы. Остальное найдёте в интернете сами.

1) Самоочищающаяся поверхность
Лотосы растут в болоте, но их цветы всегда остаются эталоном чистоты. Причина кроется в строении эпидермы (поверхностной ткани) их лепестков. Микрорельеф такой, что при скатывании по лепесткам капли воды захватывают с собой частички пыли и грязи.
Сымитировали рельеф и разработалали специальную краску. Покрытые ею дома и автомобили как новенькие после прошедшего дождика.
2) Незарастающие трубы
Со временем стенки металлических труб ржавеют и становятся толще из-за осаждающихся на них солей. Просвет трубы, а значит и её проходимость, уменьшается. Это было вечной проблемой инженеров.
Ответ на задачу нашли у морских улиток. Домик улиток строится из растворённых в воде веществ, он постоянно нарастает с передней кромки. Но на готовую раковину уже ничего не осаждается, толщина сохраняется изначальной. Причина в тонком слое какого-то органического вещества. Попробовали обработать трубы схожим образом - помогло.
3) Передвижение роботов по сложному рельефу.
Сложная моторика требует сложных вычислений. Недаром у травоядных динозавров был "второй мозг" в крестцовом отделе для обработки информации и контроля за конечностями. Сохранение равновесия - искусство. И ребёнок не сразу научается ходить, и на велосипеде с первого раза не поедешь. Создать такого робота, что удержится на любой поверхности - сложнейшая задача.
Стали изучать насекомых, крабов, сороконожек с целью выяснить как же они умудряются перемещаться по бугристому рельефу или подвешенной, натянутой сетке с болшими ячеями не замедляя скорости. Выяснили, что ноги у всех работают как пружины. Несколько ног работают за одну. Когда таракан бежит, он не задумыается куда поставить лапку и как сохранить равновесие. Само строение его ног и их работа нивелирует все силы, стремящиеся опрокинуть насекомое. Применив концепцию пружинящих ног к роботам, сразу "научили" их преодолевать неровности рельефа, ходить по песку и прыгать по камням. При этом у испытательных роботов не было ни сенсоров, ни какой-либо сложной начинки. Равновесие удерживалось исключительно благодаря строению
4) Лазание по стенам
Гекконы известны своей способностью лахать по потолкам и взбираться даже на совершенно гладкие поверхности. Всё причина в микростроении кожи на пальцах. Ящерица удерживается за счёт межмолекулярных взаимодействий! Не присоски, не клей, не крючочки, а притяжение молекул. Поэтому геккон может бегать и по стеклу, и под водой.
На примере геккона разрабатывают стенолазающих роботов.
5) Система кондиционирования
Австралия знаменита своими гигансткими термитниками. Они выше человека. Не смотря на испепеляющую жару снаружи, внутри термитника всегда поддерживается постоянная температура, влажность и существует вентиляция (термиты к этому очень чувствительны).
Архитектуру термитника прогнали через компьютер и математические уравнения, результаты собираются применять при конструировании экологических зданий. Не понадобятся ни кондиционеры, ни избыточное обогревание. 40% энергии человек тратит на уход за домами. Здание-термитник тратит до 90% меньше энергии на кондиционирование, чем обычное здание тех же размеров.
6) Улучшение КПД винтов
У горбатых китов очень длинные плавники с характерными бугорками по краю. Выяснили, что такие дополнительные наросты повышают эффективность работы ласта при рассекании воды, снижения её сопротивления и увеличения угла атаки. На основе данных разрабатывают новое поколение лопастей для винтов ветряных мельниц (получение электроэнергии), а в будущем турбин самолётов и винтов кораблей.
7) Улучшение КПД пропеллеров
В природе царствует логарифмическая спираль, её можно найти везде: от витков раковины до формы спиралевидной галактики. Решили попробовать разработать новый тип пропеллера на данной геометрии. В зависимости от типа винта, энергозатраты снижаются на 10-85%, а шум уменьшается вплоть до 75% Ах, дайте мне такой винт в компьютер! Меня убивает его жужжание!!!
8) Скоростные поезда
В Японии, Китае, Германии вовсю внедряются скоростные поезда, разгоняющиеся до 400-т или сколько там км. Я на таком ездила, но медленно из-за пробы путей =) Поезда быстрые, но шумные при прохождении туннелей. Японский инженер-конструктор поездов и любитель птиц задумался над проблемой и решил поискать в природе ответ. Его поиск привёл к зимородку - птице, с минимальным сопротивлением пересекающей границу между двумя средами (воздухом и водой).
Новые скоростные поезда с "зимородочьим" носом не только не шумят, но и помогают сэкономить 15% электроэнергии и увеличить скорость на 10 процентов.





Можно применять не только отдельные находки, но и перенимать целые системы. Например метод культивирования земель, что смогут быстро восстанавливаться и самоподерживаться, на примере прерий.