حیواناتی که الهام‌بخش اختراعات مهم شدند – یورنا

به گزارش یورنا به نقل از اسنا، سال هاست که انسان ها از حیوانات الهام گرفته اند و از این گونه در همه چیز از مد گرفته تا معماری استفاده کرده اند. در دنیای مهندسی به این موضوع «بیومیمیکری» می گویند. ممکن است تعجب کنید که چگونه بسیاری از اختراعات واقعاً از طراحی و رفتار حیوانات نشأت گرفته اند. در اینجا تعدادی از جالب ترین نمونه ها آورده شده است.

پشه ها، سوزن های جراحی
دانشمندان از توانایی پشه برای نیش زدن برای تسکین درد سوزن در انسان استفاده می کنند. محققان و مهندسان دانشگاه کانسای در ژاپن از دهان سوزنی مانند پشه (به نام پروبوسیس) برای طراحی یک سوزن سه شاخه با حداقل تهاجم استفاده کردند. سوزن نیز در حدود 15 هرتز لرزش کمی دارد، شبیه به نیش واقعی، که تماس سوزن با پوست را کاهش می دهد و شدت درد را کاهش می دهد. آزمایشات ثابت کرده است که این سوزن بی عیب و نقص عمل می کند.
چراغ های LED روشن
کرم شب تاب به کارآمدتر شدن LED ها کمک می کند. این فانوس های حشرات دارای ساختارهای میکروسکوپی نامتقارن یا برآمدگی هایی هستند که نور ساطع می کنند. محققان در Penn State دریافتند که افزودن ریزساختارها به سطح LED ها، که معمولاً دارای برجستگی های متقارن هستند، باعث می شود نور بیشتری فرار کند. این فرآیند آن را کارآمدتر می کند و استخراج نور را تا 90٪ بهبود می بخشد.
جمجمه دارکوب جعبه سیاه
آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چگونه یک دارکوب می تواند تمام روز به تنه درختان نوک بزند؟ این به این دلیل است که جمجمه آنها حاوی ضربه گیرهای داخلی است که دانشمندان از طراحی طبیعی آنها برای جعبه سیاه هواپیما دزدیده اند! محققان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، از ویدئو و سی تی اسکن دارکوب ها استفاده کردند تا متوجه شوند که جمجمه آنها با چهار ساختار طراحی شده است. این سازه‌ها شوک مکانیکی را جذب می‌کنند و منقار آن‌ها ناحیه‌ای پر از مایع اسفنجی و مغزی نخاعی دارد که ارتعاش را کاهش می‌دهد. دانشمندان از این ویژگی برای ایجاد رکوردهای پروازی مقاوم در برابر ضربه استفاده کرده اند که به جعبه سیاه نیز معروف است.
چشم گکو، لنزهای تماسی و لنز دوربین
این مارمولک ها ممکن است کلید بهبود بینایی انسان را داشته باشند. آنها یکی از معدود حیواناتی هستند که می توانند رنگ ها را در شب ببینند و بینایی آنها 350 برابر حساس تر از انسان است. دانشمندان دانشگاه لوند دریافتند که ژکوها دارای تراکم مخروطی بالاتری در شبکیه چشم خود هستند، به این معنی که آنها می توانند طول موج های خاص تری از نور را تشخیص دهند. محققان امیدوارند که این منجر به بهبود لنزهای دوربین و همچنین توسعه لنزهای تماسی چند کانونی در آینده شود.
بال پروانه برای فناوری ضد جعل
پول های تقلبی به لطف پروانه ها ناپدید می شوند! در پروژه ای به نام NOtES، محققان دانشگاه سیمون فریزر بال های رنگین کمانی پروانه مورفو کاستاریکا را مورد مطالعه قرار دادند. آنها با استفاده از ساختارهای تداخل نور در مقیاس نانو برای ایجاد مهر و موم ضد جعل فناوری توسعه داده اند. هک کردن آنها از هولوگرام دشوارتر است و نه تنها بر روی اسکناس، بلکه بر روی طیف گسترده ای از اشیاء دیگر نیز قابل چاپ هستند.
باله نهنگ اسپرم توسط باد تغذیه می شود
نهنگ‌های گوژپشت برخی از بزرگ‌ترین حیوانات روی زمین هستند، اما به لطف باله‌هایی که به خوبی طراحی شده‌اند، به سرعت حرکت می‌کنند. باله‌های نهنگ گوژپشت به دلیل وجود غده‌هایشان (برجستگی‌هایی که روی باله‌های آنها یافت می‌شود) برای توربین‌های بادی مورد مطالعه و طراحی قرار گرفته‌اند که به بهبود آیرودینامیک کمک می‌کند. شرکتی به نام WhalePower دریافت که قوزها باعث بهبود 8 درصدی در بلند کردن و کاهش 32 درصدی کشش می‌شوند و امکان افزایش 40 درصدی زاویه حمله بر روی باله‌های صاف را فراهم می‌کنند. آنها از این ویژگی برای طراحی توربین های بادی با کارایی فزاینده استفاده می کنند، که همچنین پتانسیل بهبود ایمنی و عملکرد هواپیما، ملخ ها و غیره را دارند.
زرافه ها فشار خون را تثبیت می کنند
زرافه ها یکی از بلندترین حیوانات روی زمین هستند، به این معنی که خون آنها فضای زیادی برای گردش دارد. دانشمندان از بدن این حیوانات برای کمک به انسان برای درمان زخم های وریدی پا با استفاده از فشار استفاده کرده اند. اندازه قلب و پاهای زرافه دو برابر قلب انسان است، با این حال ماهیچه های ساق پا کوچکتر، بدون انگشتان متحرک و حداقل حرکت مفصل مچ پا نیز دارد. از سوی دیگر، آنها دارای پوست فیبری بسیار سخت و غیر کشسانی هستند که یک پوسته سخت برای بهبود بازگشت وریدی ایجاد می کند. دانشمندان از این خاصیت برای ایجاد یک سیستم فشرده سازی برای افراد مبتلا به زخم های وریدی پا استفاده کرده اند.
تکنولوژی مرغ مگس خوار
مرغ مگس خوار این توانایی را دارد که به سمت عقب پرواز کند و در جای خود شناور شود و مانند یک هلیکوپتر به نظر برسد. پس از ردیابی گشتاور بال 12 گونه مختلف مرغ مگس خوار، محققان دانشگاه استنفورد و دانشگاه واگنینگن مطالعه ای را منتشر کردند و دریافتند که نسبت طول بال به عرض این پرندگان توانایی آنها را برای حفظ شناوری افزایش می دهد. به طور خاص، مرغ مگس خوار با نسبت ابعاد بزرگتر نسبت به سایرین انرژی کمتری مصرف می کنند. مهندسان امیدوارند از این اطلاعات در طراحی هلیکوپتر استفاده کنند.
کد ضد یخ در بانک خون
دانشمندان کشف کرده اند که ماهی ماهی قطب شمال مکانیسمی تکاملی برای جلوگیری از یخ زدن در آب های یخی که در آن زندگی می کنند دارد. ماهی کاد از یخ زدگی جلوگیری می کند زیرا دارای پروتئین های ضد یخ (که به معنای واقعی کلمه گلیکوپروتئین ضد یخ نامیده می شود) در خون آنها گردش می کند تا آنها را مایع نگه دارد و نه یخ زده. این امر محققان دانشگاه وارویک را بر آن داشت تا پلیمر جدیدی به نام پلی وینیل الکل برای حفظ خون بسازند که به عنوان ضدیخ عمل می کند و از یخ زدگی که می تواند سلول ها را از بین ببرد جلوگیری می کند.
کت و شلوار سمور دریایی
در مطالعه ای که در مجله Physical Review Fluids منتشر شد، دانشمندان MIT از خز سمور برای نوآوری تقلید کردند. آنها پوسته های لاستیکی و خز مانندی ساخته اند که از همان مکانیسمی استفاده می کنند که سمورها برای گرم نگه داشتن استفاده می کنند. این حیوانات وقتی در آب هستند هوا را بین موهای خود به دام می اندازند.
پوست کوسه کشتی های نیروی دریایی آمریکا
به لطف پوست نرم و ابریشمی خود، کوسه ها در اقیانوس ها می چرخند. این موضوعی است که نیروی دریایی ایالات متحده را بر آن داشت تا به این پوست ها به عنوان راهی برای جلوگیری از چسبیدن میکروارگانیسم ها به سطوح کشتی های خود نگاه کند. پوست کوسه با پوسته های کوچک V شکل به نام دنتیکل های پوستی پوشیده شده است که به کوسه ها کمک می کند تا از چسبیدن میکروارگانیسم ها به آنها جلوگیری کنند. نیروی دریایی از آن زمان ماده ای به نام Sharklet بر اساس این الگوی پوستی برای جلوگیری از رشد موجودات دریایی بر روی بدنه کشتی ها ساخته است. این فناوری عملکرد کشتی را بهبود می بخشد و هزینه سوخت را کاهش می دهد.
موریانه ها و سیستم های تهویه
آفریقا یکی از گرم ترین مکان های روی زمین است. با این حال، تپه های عظیم موریانه که در آب و هوای خشک آنها وجود دارد، خنک باقی می مانند. دانشمندان ایده های طراحی را از این موجودات کوچک می دزدند تا به تهویه ساختمان ها کمک کنند. آنها دریافتند که این پشته حاوی یک دودکش مرکزی بزرگ و عایق است که توسط پایه هایی احاطه شده است که در طول روز گرم می شود و هوای گرم را به سمت بالا و خارج از دودکش حرکت می دهد و هوای سرد را در داخل نگه می دارد. مهندسان امیدوارند از این ایده در ساختمان ها و سیستم های تهویه استفاده کنند. یک شرکت مهندسی به نام آروپ با استفاده از این فناوری یک مرکز خرید در زیمبابوه ساخت و نسبت به کولرهای سنتی 10 درصد انرژی کمتری مصرف می کند.