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Biomimetics, tecnologia que imita a natureza
Por Rhett Mordomo, mongabay.com
Julho 11, 2005
Os coordenadores, os cientistas, e os povos do negócio estão girando cada vez mais para a natureza para a inspiração do projeto. O campo do biomimetics, a aplicação dos métodos e os sistemas, encontrados na natureza, à engenharia e à tecnologia, spawned um número de superior distante das inovaâes a o que a mente humana sozinho poderia ter planejado. A razão é simples. A natureza, com os billions dos anos da experimentação e do erro, produziu soluâes eficazes aos problemas real-world complexos innumerable. A competição rigorous de meios naturais desperdício e eficiéncia da seleção não é tolerada em sistemas naturais, ao contrário de muitas das tecnologias planejadas por seres humanos. Por exemplo, os carros gas-powered tém somente aproximadamente 20 por cento eficientes, isto é, somente 20 por cento do índice da térmico-energia da gasolina são convertidos no trabalho mecnico.
Biomimetics, sabido também como a binica (um termo inventado por um oficial americano da forâa aérea em 1958), Biognosis, e Biomimicry, foram aplicados a um número de campos da ciéncia política ao projeto do carro à informática (as cibernética, a inteligéncia do swarm, os neurnios artificiais e as redes neural artificiais todos são derivados dos princípios biomimetic). Geralmente há trés áreas na biologia depois do qual as soluâes tecnologicos podem ser modeladas:
- Replicating métodos de manufacturing naturais como na produção de compostos do produto químico por plantas e por animais
- Imitando mecanismos encontrou na natureza tal como a fita adesiva de Velcro e de "Gecko"
- Imitating princípios organizational do comportamento social dos organismos gostar de formigas, de abelhas, e de microorganisms
Para capitalize na riqueza dos projetos e dos processos encontrou na natureza, no Dr. Julian Vincent, no diretor do centro para Biomimetic e em tecnologias naturais na universidade do banho em Inglaterra, e seus colegas planejaram "uma base de dados das patentes biológicas" que permitisse coordenadores de bater diretamente na natureza o ingenuity que contorneia a necessidade consultar com os biólogos que vieram confiar upon para a introspecção em funcionamentos da natureza. De acordo com a introdução junho de 9o, 2005 do economista, "a idéia são que esta base de dados deixará qualquer um procurarar através de uma escala larga de mecanismos biológicos e das propriedades para encontrar soluâes naturais aos problemas tecnologicos." Atualmente, o Dr. Vincent estima que "no presente há somente uma sobreposição de 10% entre a biologia e a tecnologia nos termos dos mecanismos usados" assim lá é potencial muito nesta área.
A base de dados biológica das patentes faz exame de uma aproximação diferente a fornecer exemplos das tecnologias biológicas naturais que cumprem as exigéncias de um problema particular da engenharia. Como explicado no economista, em vez de procurarar por um nome da planta ou do animal, um coordenador perguntaria a base de dados com um keyword como a "propulsão" para comeâar "uma escala dos mecanismos da propulsão usados por medusas, por rs e por crustáceos." Há outras maneiras usar também a base de dados, including caracterizar "um problema da engenharia no formulário de uma lista das características desejáveis que a solução ought ter, e de uma outra lista das características indesejáveis que ought evitar. Assim, por exemplo, procurarar pelo meios de defying a gravidade pde produzir um número de soluâes possíveis feitas exame das criaturas diferentes do vo mas descritas em termos da engenharia. "Se vocé quer o vo, vocé não copía um pássaro, mas vocé copía o uso das asas e os aerofoils," dizem o Dr. Vincent. "
Quando o sistema contiver somente aproximadamente 2.500 "patenteia" no presente, alvos do Dr. Vincent para expandir significativamente a coleção para ajudar a coordenadores identificar os sistemas e os comportamentos naturais que puderam ser úteis em seus desafios da engenharia. Há uma esperanâa grande que o biomimetics ajudará à humanidade desenvolver as tecnologias que reduzir nosso impacto no ambiente em torno de nós e melhorar nossa qualidade de vida.
Alguns exemplos do biomimetics na ação:
- O Velcro resultou em 1948 de um coordenador suíâo, George de Mestral, observando como os ganchos das rebarbas da planta furadas na pele de seu cão.
- O Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), uma pesquisa e uma organização do desenvolvimento para o departamento de ESTADOS UNIDOS de defesa (DoD), e uma NASA estão estudando os sistemas navegacionais e as estratégias locomotive dos insetos para projetar a geração seguinte de robs e de veículos autnomos.
- Usando um túnel de vento, os investigadores encontraram que a aleta da baleia do humpback é um projeto mais eficiente da asa do que o modelo atual usado pela indústria da aeronáutica em avies. Os coordenadores estão trabalhando para aplicar os findings aerodinmicos ao avião futuro e ao projeto automotriz. Similarmente, os coordenadores em Airbus, uma empresa européia do avião-manfacturing, usaram a pele áspera do tubarão como a inspiração em desenvolver uma folha striated que reveste para as asas do avião, um projeto que resultasse em seis por cento menos fricção e eficiéncia de combustível melhorada.
- Uma equipe de pesquisa em laboratórios de Bell encontrou essa cesta de flor deep-sea tropical da esponja, do Euplectella ou de Venus, estruturas notàvelmente fortes das configuraâes dos materiais extremamente frágeis, de acordo com uma liberação de imprensa de Lucent Technologies. Esta descoberta conduziu às introspecâes originais na produção de costas óticas da fibra comercial. A mesma equipe olhou também aos sistemas visuais dos brittlestars -- as criaturas do mar relacionaram-se aos starfish e aos urchins de mar -- para a inspiração para melhorar o projeto da lente.
- Do "a fita adesiva Gecko" é um produto sob o desenvolvimento que foi inspirado pela abilidade do lagarto de escalar acima das paredes e da caminhada ao longo dos tetos. A fita adesiva explora de "forâas camionete der Waals" -- forâas atrativas intermolecular fracas -- mimicing o minúsculo cabelo-como as estruturas, chamadas setae, que cobrem os pés dos geckos.
- Os cientistas na universidade de Leeds em Gr Bretanha estão estudando o mecanismo de defesa jato-baseado do besouro de bombardier para ver se o inseto puder lhes ajudar aprender como re-inflamar um motor de avião do gas-turbine no mid-vo. O besouro de bombardier é capaz de pulverizar predadores would-be com um córrego de alta pressão de ferver o líquido.
- DaimlerChrysler está desenvolvendo um veículo elevado novo do conceito da eficiéncia de combustível baseado na forma do corpo de um boxfish, um peixe cubo-dado forma comum encontrado em habitats marinhos tropicais. O carro bionic oferecerá 20 mais baixo por cento de consumo de combustível e emisses do óxido do nitrogénio de até 80 por cento mais baixo de acordo com uma liberação de DaimlerChrysler.
Boxfish, cortesia da foto de DaimlerChrysler
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Carro de Bionic, cortesia da foto de DaimlerChrysler
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Algumas áreas potenciais para a exploração:
- As aranhas giram a seda que é mais forte do que as substâncias sintéticas desenvolvidas pelo homem mas requerem somente insetos como entradas.
- Os Diatoms, phytoplankton microscópico responsável para um quarto de toda a fotossíntese na terra, fazem o vidro usando o silicone dissolvido no seawater.
- O molusco da califórnia, um tipo de marisco, produz um escudo rachadura-resistente duas vezes mais resistente que cermico do cálcio encontrou no seawater usando um processo sabido como o bio-mineralization.
- As árvores "giram a luz solar, a água, e o ar na celulose, um suger mais duro e mais forte do que o nylon, e ligam-no na madeira, em um composto natural com uma forâa de dobra mais elevada e na rigidez do que concreta ou de aâo," como notável por Paul Hawken, por Amory e por caâador Lovins do L. no capitalismo natural.
- As plantas incontáveis geram os compostos que lutam fora da infecção dos fungos, dos insetos, e dos outros pests.
No futuro próximo, os consumidores devem esperar ver o uso aumentado do biomimetics melhorar a eficiéncia de produtos e de sistemas projetados humanos com a aplicação das soluâes naturais pragmatic desenvolvidas pela evolução.
Este artigo usou a informação de Wikipedia, de DaimlerChrysler, do economista, do centro para Biomimetic e tecnologias naturais na universidade do banho, do capitalismo natural, do cientista novo, e de outras fontes alistadas no texto da parte.
Para aprender mais sobre tópicos biomimicry e relacionados, fazer exame de um olhar na rede de Biomimetics para Sustainability industrial e Biomimicry.net.
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