آنجا که فناوری از طبیعت الهام می گیرد (بخش دوم)

عصرایران؛ محمد مهدی حیدرپور - الهام گرفتن از طبیعت برای حل مشکلات انسان ایده ای محسوب می شود که به شکل گیری "علم تقلید حیاتی" (Biomimetics) منجر شده است. با گذشت زمان، روند تکامل به پیشرفت هایی باورنکردنی منجر شده که از فتوسنتز در گیاهان تا چشم انسان را در بر می گیرد. در همین راستا، دانشمندان فناوری هایی را توسعه داده اند که با الهام و تقلید از برخی نوآوری های منحصر به فرد در طبیعت شکل گرفته اند. در ادامه این مطلب برخی از آنها را معرفی می کنیم.

کرم خاکی = ماشین آلات حفر تونل (TBM)

ماشین آلات حفر تونل (TBM) یک کپی مکانیکی از کرم های خاکی محسوب می شوند. همانند کرم خاکی، ماشین آلات حفر تونل برای خوردن خاک و خروج آن از سمت دیگر دستگاه طراحی شده است. چه کرم خاکی و چه ماشین حفر تونل به طور مداوم در زیر خاک رو به جلو حرکت کرده و تونلی پشت سر خود به جا می گذارند.

ماهی جعبه ای = خودرو بیونیک

در دنیای طراحی خودرو، آیرودینامیک، ایمنی، میزان فضای داخلی و دوستدار محیط زیست بودن از جمله موارد کلیدی به شمار می روند. در جستجوی روشی برای تولید خودرو که تمامی این موارد را شامل شود، مهندسان مرسدس بنز ماهی جعبه ای را مد نظر قرار دادند. تکامل ماهی جعبه ای از نظر شکل و رفتار، آن را به جانداری کارآمد در آب مبدل کرده است. خودرو بیونیک که حاصل چنین تجربه ای است به واسطه ساختار سبک وزن و آیرودینامیک فوق العاده خود مورد تحسین قرار گرفت.

نهنگ گوژپشت = تیغه توربین پیشرفته

وزن نهنگ گوژپشت می تواند به 45 تن نیز بالغ شود اما با چنین وزنی می تواند به خوبی در آب شنا کند. بخشی از این شنای کارآمد مدیون برآمدگی های روی باله های کناری این حیوان است. با الهام از این برآمدگی ها، مهندسان اقدام به طراحی تیغه های توربین بادی و بالگرد کرده و دریافتند از این طریق می توانند تولید نیرو را افزایش داده و به طور همزمان کشش و سر و صدا را کاهش دهند.

حباب صابون = استادیوم واتر کیوب پکن

طراحی منحصر به فرد استادیوم شنا واتر کیوب (Watercube) در شهر پکن، چین با الهام از حباب های صابون معمولی صورت گرفته است. این طراحی و شکل استادیوم برای پخش نور بسیار کارآمد، پایدار و عالی عمل می کند.

کرم شب تاب = LED قدرتمند

کرم های شب تاب جانداران بسیار کوچکی هستند اما نور قدرتمندی از خود منتشر می کنند. راز این نور قدرتمند در آناتومی بدن آنها نهفته است. فلس های دندانه دار روی شکم کرم شب تاب به تقویت نور کمک می کنند. دانشمندان از این ویژگی در ساخت چراغ LED استفاده کرده و به افزایش 55 درصدی روشنایی دست یافته اند.

مرغ ماهیخوار = قطار بولت

طراحی قطارهای بولت اولیه دارای یک اثر جانبی دردسرساز بود: هر زمان که قطار از یک تونل خارج می شد صدایی بسیار بلند ایجاد شده و مسافران اغلب فشار قابل توجهی را احساس می کردند. "ایجی ناکاتسو"، مهندس و دوستدار پرندگان، متوجه شد طراحی دماغه قطار نیازمند اصلاح بوده تا هوا را هر چه بهتر بشکافد. نوک چاقومانند مرغ ماهیخوار که به وی اجازه شیرجه در آب از ارتفاع بدون ایجاد موج قابل توجه را می دهد مورد توجه ناکاتسو قرار گرفت. در حال حاضر، قطارهای بولت دارای دماغه هایی بلند و منقار مانند هستند که اجازه خروج کم سر و صداتر از تونل ها را می دهند.

چشم لابستر = تفنگ پرتو اکس

لابسترها در کف اقیانوس زندگی می کنند و برای سهولت حرکت در آب های کدر به یک نوع کره چشم پرتو اکس مجهز شده اند. با کپی برداری از این ویژگی منحصر به فرد، دانشمندان یک دستگاه تصویربرداری پرتو اکس دستی ساخته اند که می تواند آن سوی دیواری فولادی به ضخامت سه اینچ را نمایان کند.

پنجه گربه = پونز محافظ دار

گربه ها دارای پنجه هایی مخفی شونده هستند. "توشی فوکویا"، طراح ژاپنی، با الهام از این توانایی پونزهای محافظ دار را تولید کرده است. این پونزها از یک پوشش سیلیکونی شفاف سود می برند.

صدف حلزون = خانه خود خنک شونده

حلزون ها خانه خود را روی پشتشان حمل می کنند . حتی در بیابان، صدف حلزون می تواند این حیوان را مرطوب و خنک نگه دارد. "الناز امیری"، "حسام عندلیب"، "رزا عطارد" و "محمد امین محمدی" دانشجویان دانشگاه هنر اصفهان با الهام از صدف حلزون خانه ای خود خنک شونده طراحی کرده اند که می تواند از ساکنان خود در مناطق گرم بدون صرف مقدار زیاد انرژی محافظت کند.

خرطوم فیل = بازوی رباتیک

فیل می تواند خرطوم خود را در هر جهتی حرکت داده تا به آن چه می خواهد حتی یک بادام زمینی کوچک دسترسی داشته باشد. مهندسان مرکز فستو با الهام از خرطوم فیل بازویی رباتیک طراحی کرده اند که قابلیت تغییر اندازه با فشار هوا را داشته و در نوک آن چهار انگشت به کار گرفته شده اند که زبردستی شگفت انگیزی به این بازو می بخشند.

 طبیعت؛ آموزگاری برای مهندسی هوشمند

تداوم اکتشافات در دنیای بیومیمتیک نشان می دهد که ما هنوز در ابتدای راه درک پیچیدگی های حیات هستیم. الهام گرفتن از ساختار چشم حشرات برای دوربین ها یا تقلید از استقامت منقار پرندگان در طراحی قطارهای سریع السیر، ثابت می کند که تکامل در طول میلیون ها سال، بهینه ترین پاسخ ها را برای چالش های فیزیکی و مکانیکی یافته است. این پیوند میان زیست شناسی و تکنولوژی، نه تنها به تولید ابزارهای دقیق تر منجر می شود، بلکه ما را به سمتی هدایت می کند که فناوری های انسانی با اکوسیستم های طبیعی سازگارتر شوند. در واقع، هرچه بیشتر به جزئیات حیات در زمین دقت می کنیم، راه حل های پایدارتری برای آینده صنعت و مهندسی بشر می یابیم.

حراج سکه‌های ۱۴۰۴ چهارشنبه این هفته انجام می‌شود

بیشتر بخوانید:

آنجا که فناوری از طبیعت الهام می گیرد

رفاه یا محیط زیست؛ کدام یک را فدای دیگری کنیم/ آیا فناوری بی‌آزار هم ممکن است؟

تماشاخانه

فیلم عجیبی از هتل 3 میلیارد دلاری امارات که خیلی ها باورش کردند!

یلدا و قصه‌ی یکی شدن ما..! (فیلم)

فیلم های دیگر