Bionika - Biomimetyka - Wynalazki inspirowane przyrodą

Naśladowanie fauny i flory przynosi inżynierom najlepsze efekty

Konwoje ciężarówek częściowo na własną rękę pokonujące tysiące kilometrów, superszybkie pociągi i wytrzymałe taśmy. Inżynierowie coraz częściej czerpią inspirację z natury.

Wizja przyszłości transportu nie obejmuje kierowców

W European Truck Platooning Challenge – bo tak nazywa się konkurs holenderskiego ministerstwa infrastruktury i środowiska – wzięły udział ciężarówki DAF, Daimler, MAN, Scanii oraz Volvo. „Platooning” to jazda przy synchronizowanej kolumnie pojazdów.

Ciężarówki łączą się przez Wi-Fi, a pierwszy wóz nadaje tempo jazdy i wybiera trasę. Pozwala to pojazdom zachować między sobą mniejszy odstęp, bo zespolenie Wi-Fi odpowiada automatycznie zbyt hamowanie i zapobiega nagłym szarpnięciom. Wszystko to prowadzi służące do zmniejszenia zużycia paliwa, na czym zyskuje również otoczenie. Ciężarówki firmy Scania przejechały aż 2 tys. kilometrów, by dotrzeć do holenderskiego portu Maasvlakte 2 przy Rotterdamie. W kolumnie jechały jedynie po autostradzie, i gdy były ku nim odpowiednie warunki.

Foto: Volvo Jazda ciężarówek po zautomatyzowanym konwoju

Pojazdy poruszające się w taki sposób zachowują się podobnie do migrujących grup ptaków, które pragną zachować jak najbardziej liczną aerodynamiczność. Grupy delfinów również komunikują się ze sobą, by unikać kolizji jak i również zagrożeń pod wodą, często w ciemnościach.

Foto: European Truck Platooning Trasy, jakie musiały pokonać ciężarówki w European Truck Platooning Challenge

To nie wyjątkowy przypadek inspiracji naturą.

Naśladowanie natury w inżynierii ma swoją nazwę – to biomimikra lub również biomimetyka (z greckiego „bios” – życie i „mimesis” – naśladować). Obserwacja otoczenia zwierząt i roślin od momentu lat przynosi ludzkości doskonałe efekty. Można zdziwić się na wieść o tym, jak dużo powszechnych rozwiązań zawdzięczamy temu naśladownictwu.

Jak rzep do psiego ogona

Jednym z nich są… rzepy. Nie zapinalibyśmy butów i kurtek na rzepy, gdyby nie wycieczka pewnego szwajcarskiego inżyniera i jego psa w latach 40. przeszłego wieku. Gdy George de Mestral wrócił ze spacerowania po Alpach zauważył, że do jego ubrań jak i również do sierści psa bardzo mocno przyczepiło się kilkanaście rzepów.

Foto: Flickr Rzepy to owoce łopianu. Dzięki haczykom przyczepiają się do ubrań i sierści

Postanowił przyjrzeć się wraz z bliska ich budowie jak i również odkrył, że rzepy posiadają w sobie pełno mikroskopijnych haczyków. W ten sposób nasiona mają większą okazję na rozprzestrzenienie się.

Zafascynowany budową rośliny, Mestral postanowił odtworzyć ten system. Stworzył dwie strony surowca: na jednej znajdowały się malutkie haczyki, a na drugiej małe pętelki. Początkowo nie zgadzał się aczkolwiek ich rozmiar i zatrzask nie chciał się zamykać. Projekt dopracowano dopiero w 1955 roku. Rzepy w kombinezonach astronautów wykorzystywała metrów. in. NASA.

Foto: Hadley Paul Garland / Flickr Minęły lata przedtem dopracowano rzepy wykorzystywane np. w odzieniach

Ludzkie termity

Konstrukcję Eastgate Centre w Harare w Zimbabwe zainspirował wraz z kolei kopiec termitów. Ten kompleks biurowo-sklepowy zaprojektował Mick Pearce i inżynierowie wraz z firmy Arup. Nie znajdziesz w nim standardowego układu ogrzewania i wentylacji.

Termity w swoich kopcach utrzymują stałą temperaturę, otwierając i zamykając na przemian „wywietrzniki”. Powietrze zasysane wydaje się do kanałów na dole kopca, gdzie się ogrzewa, a następnie wędruje po górę, ocieplając konstrukcję.

Foto: Jeff Attaway, David Brazier / Flickr, Wikimedia Commons Kopiec termitów zainspirował inżynierów pracujących nad środek biurowo-handlowym w Zimbabwe

Podobnie funkcjonuje budynek w Zimbabwe. Po wciągnięciu powietrza w celu systemu wentylacyjnego ogrzewa się ono lub chłodzi, przy zależności od tego co jest w danej czasie cieplejsze – powietrze w zewnątrz czy ściany domu. Powietrze następnie wędruje po stronę dachu. Kompleks zużywa 10 proc. mniej energii niż inne budynki podobnej wielkości.

Pociąg w celu ptactwa

Japoński Shinkansen Bullet Train (ang. pociąg-pocisk) słynie wraz z ogromnych prędkości.

Pociąg rozpędzał się nawet do odwiedzenia 300 kilometrów na godzinę, ale problemem była tu głośność. Za hałas pasowało między innymi ciśnienie, które tworzyło się przed pociągiem. Gdy Shinkansen wyjeżdżał spośród tunelu miał się rozlegać głośny huk.

Problem postanowił rozwiązać jeden wraz z inżynierów firmy JR West, Eiji Nakatsu, którego pasją jest obserwowanie ptaków. Z pomocą przyszły mu zimorodki.

Foto: Gilberto Pereira / Flickr Kształt dzioba zimorodków pozwala im dzięki gładkie nurkowanie

Zimorodki nurkują niemal bez problemów, zaś przecież opór powietrza i wody znacząco się od czasu siebie różnią. Wszystko zbyt sprawą ich dzioba: jest opływowy, a jego średnica stopniowo zwiększa się od momentu czubka w stronę główki. Znacząco zmniejsza to natarcie podczas nurkowania. Dziób nie zaakceptować „popycha” wody, bo poniższa raczej go opływa.

Inżynierowie postanowili odwzorować rozwlekły dziób zimorodka w struktury pociągów. Pociąg, jak nurkujący zimorodek, gładko przechodzi od momentu niskiego oporu powietrza dzięki wolnej przestrzeni do większego oporu w tunelu.

Foto: Eiichi Kimura / Flickr Pociągi Shinkansen przewożą pasażerów z prędkością nawet 300 km/h

Chwytny jak na przykład jaszczurka

Zastanawialiście się kiedyś, jak to możliwe, że jaszczurki wspinają się na pionowe, równe ściany, a nawet chodzą po suficie?

Tę umiejętność zawdzięczają milionom miniaturowych włosków na palcach. Naukowcy twierdzą, że pojedyncza jaszczurka mogłaby podnieść ponad stu kilogramów. Sztuczka polega na tym, że jaszczurki potrafią błyskawicznie zmienić kierunek ludzi włosków i rozluźnić chwyt. Robią to bezszelestnie jak i również bezboleśnie. Wszystko dzięki niezwykle sprawnym ścięgnom.

Foto: GeckSkin Jaszczurze łapy zainspirowały naukowców do stworzenia bardzo wytrzymałej taśmy

Naukowcy wraz z Uniwersytetu w Amherst w stanie Massachusetts uznali, hdy umiejętność gadów może przyczynić się ludziom. Stworzyli zatem taśmę, która naśladuje skład łap jaszczurek. Stworzony przez nich GeckSkin ma podwyższać ponad 300 kilogramów.

Tagi: transport technologia Komentując korzystasz z narzędzia Facebooka. Publikowane komentarze są prywatnymi opiniami Użytkowników. Aby zgłosić naruszenie – kliknij w link „Zgłoś Facebookowi” obok wybranym poście. Regulamin i zasady obowiązujące na Facebooku znajdują się pod linkiem https://www.facebook.com/policies

Polecamy

  • Piotr Kuczyński: "Jestem gniewny. Zmieniłem zdanie o likwidacji OFE. Na jeszcze gorsze"

  • Jeśli ktokolwiek spóźnił się ze złożeniem PIT, może uniknąć sankcje. Wystarczy czynny żal

REKLAMY Koniec bloku reklamowego

Afera GetBack

  • Trigon TFI przekształca nazwę po aferze GetBacku

  • Afera GetBacku. Gerda Broker próbuje zwiać spod topora

  • Afera GetBack. Twórca Altus TFI usłyszał nowe zarzuty

  • Zatrzymano byłego prezesa Idea Banku i kilkunastu pracowników. Chodzi na temat aferę GetBack

Notowanie