Odszyfrowywanie natury…: Odcinek 1

My, obecna młodzież, doskonale znamy współczesną technologię. Uprzemysłowienie i globalizacja obdarzyły nas tym nowoczesnym światem. Nic nie wydaje się przekraczać granic możliwości, dzięki szerokiemu spektrum rozwiązań w nowoczesnej technologii. Zaczęliśmy zdawać sobie sprawę z potencjału naszego dotyku jednym palcem, który może pobrać informacje z dowolnego zakątka świata, sprawić, że robot będzie dla nas działał, a co nie. Według danych banku światowego w dziedzinie medycyny odnotowano także proporcjonalny wzrost, przy średniej długości życia rosnącej z 55,35 lat w 1980 r. Do 68,56 lat w 2016 r. Postrzeganie i wpływ różnych chorób stopniowo zmieniało się z biegiem lat.

Jest coś ciemniejszego dla wszystkiego i wszystkiego, o czym często zapominamy. My, ludzie, którzy jesteśmy głównym powodem wszystkich tych postępów technologicznych, zwykle ignorujemy fakt, że ten nasz piękny dom jest nie tylko na dziś, ale także na jutro. Ciągle się rozwijamy i ulepszamy, nie odpowiadając na pytanie o dużym znaczeniu; czy chcemy być pasożytami, które zainfekowały naturę? Musimy nawiązać symbiotyczne relacje z naszym domem w celu zapewnienia zrównoważonego rozwoju.

„Spójrz głęboko w naturę, a wtedy wszystko zrozumiesz lepiej”, powiedział wielki naukowiec Albert Einstein. Na ratunek przychodzi natura, która ewoluowała przez miliony lat dzięki doborowi naturalnemu. Ewolucja stała się zrównoważonym społeczeństwem. Czerpanie inspiracji z natury może pomóc nam w projektowaniu wydajnych i niezawodnych systemów. Biomimetyka opiera się na pomyśle, że żaden model nie może być lepszy od natury. Biomimetyka wykorzystuje naturę jako ostateczny model, standard i doradcę. Ta realizacja doprowadziła do wielu badań w tej dziedzinie.

Czy znaliśmy wcześniej biomimetyki? Czy mieliśmy realizację? Tak, mieliśmy. Często używaliśmy go bez naszej wiedzy w życiu codziennym. Począwszy od kształtu ostrzy i toporów inspirowanych ostrymi zębami niektórych zwierząt, po „latającego ptaka” Leonarda Da Vinci zainspirowanego ptakami i okrętu wojennego generała Yi Sun-sin, okrętu wojennego zaprojektowanego według żółwia, zostaliśmy wystawieni na smak biomimetyki.

Niektóre spektakularne wynalazki z przeszłości przekształciły nawykowe artefakty z czasem. Jednym z takich wynalazków jest samolot wymyślony przez braci Wright zainspirowany skrzydłami latających ptaków. Rzep, który zajął swoje miejsce wszędzie i dziś, również zrodził się z mężczyzny, który zastanawia się nad nasionami łopianu na płaszczu i psie po spacerze po lesie. Czy po raz pierwszy widzimy biomimetyki?

W dzisiejszej erze obserwuje się wiele badań nad biomimetyką, ale gdzie znajdujemy zastosowanie biomimetyki. Jednym z głównych tematów badawczych w biomimetyce jest czerpanie inspiracji z tego, jak zwierzęta kontrolują swoje ciała i układy sensoryczne. Doprowadziło to do wzrostu liczby innowacji wprowadzanych poprzez zastosowanie biomimetyki w robotyce i sterowaniu. Jak myślisz, co jeszcze zainteresowało badaczy? Wizja w organizmach naturalnych, specyficzne cechy kolagenu - białka występującego w skórze i innych tkankach łącznych, cechy mięśni i co nie. Czerpiąc inspirację z wielu rzeczy wokół nas, my, ludzie, wprowadzaliśmy innowacje w dziedzinie materiałów, polimerów itp.

Węgorz-Bot

Jednym z ostatnich badań biomimetycznych jest Eel-Bot, bot zainspirowany węgorzem. Opracowuje go Caleb Christianson, absolwent Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. Jest opracowywany w celu wspomagania badania organizmów podwodnych bez naruszania ekosystemu. Opracowany przy użyciu sztucznych mięśni bot jest przezroczysty, co pozwala mu wtopić się w otoczenie. Pasywnie kamufluje, co uniemożliwia organizmom zdenerwowanie.

Niedawny wynalazek zainspirowany ćmą komety Madagaskaru (Dzika jedwabna ćma) ma ogromny potencjał, by wywrzeć doniosły wpływ na biomedycynę. Badając właściwości optyczne jedwabiu ćmy, stwierdzono, że ma on wyjątkowe możliwości odbijania światła słonecznego oraz przesyłania optycznych obrazów i sygnałów. Naukowcy z Columbia Engineering opracowali metodę przędzenia sztucznego włókna, która naśladuje właściwości jedwabiu. To otworzyło nową drogę w badaniach biokompatybilnych materiałów do transmisji sygnałów optycznych i obrazu w zastosowaniach biomedycznych.

Skanowanie mikrografów elektronowych sztucznych włókien emulujących właściwości optyczne włókien kokonu ćmy komety. Górny rząd: przekrój poprzeczny i podłużny odpowiednio zsyntetyzowanego włókna wykonanego z regenerowanego jedwabiu zawierającego dużą gęstość włókienkowych pustek powietrznych. Dolny rząd: Odpowiadające obrazy włókna PVDF (difluorek poliwinylidenu) zawierające dużą gęstość pustek nitkowych.

W jednym z laboratoriów biomimetycznych, laboratorium biomiometrii UC Berkeley, trwają prace nad projektem dotyczącym ornitoptera. W tym robocie, aby uzyskać solidną inteligencję do zadań takich jak wyszukiwanie i nawigacja w pomieszczeniach, zwrotność ornitoptera jest połączona z podejściem do uczenia się, które minimalizuje założenia dotyczące natury zakłóceń i przeszkód. Lot klapujący zapewnia wysoką zwrotność niezbędną do pracy w częściowo ustrukturyzowanym środowisku wewnętrznym.

Skoordynowane uruchomienie ornitoptera z robotem sześciokątnym

My, ludzie, sami będąc organizmem naturalnym, wpadliśmy na bardzo interesujący pomysł. Dlaczego się nie naśladować? Pomysł czerpania inspiracji od ludzi zrodził wiele trudnych dziedzin badawczych. Robotyka humanoidalna jest jedną z takich dziedzin, która wzbudziła znaczną uwagę w ostatnich latach i nadal będzie odgrywać kluczową rolę w badaniach robotyki oraz w wielu zastosowaniach XXI wieku. Oczekuje się, że roboty te będą pomagać ludziom i pomagać ludziom podczas katastrof. Nauka i technologia doprowadziły do ​​opracowania zaawansowanych humanoidalnych systemów mechatronicznych, wyposażonych w złożone zdolności motoryczne, co znacznie przyczyniło się do rozwoju robotyki humanoidalnej. Jednym z największych wyzwań, przed którymi stoi ta dziedzina, jest zrozumienie przetwarzania informacji i mechanizmów leżących u podstaw ludzkiego mózgu w radzeniu sobie w rzeczywistych sytuacjach.

Zdolność ludzkiego układu nerwowego do samodzielnego uczenia się i reagowania, efektywne wykorzystanie zasobów, koordynacja, refleks itd. To niektóre cechy, które mogą rozwinąć się w dowolnym systemie. Doprowadziło to do dużej liczby badań biomimetycznych prowadzonych przez neuronaukę.

Dzięki zapierającym dech w piersiach badaniom wiele zawdzięczamy naszemu wspaniałemu naszemu charakterowi. Ta natura, która nigdy nie przestaje nas inspirować, ma jeszcze odkryć wiele swoich tajemnic i zaskoczyć nas. Będąc miłośnikiem przyrody, chętnie otwieram drzwi do cudownego świata organizmów naturalnych i ich tajemnic, prawda? Sprawdziłem następny odcinek, by zagłębić się w świat neuronów. Do tego czasu ciesz się przyrodą, kwestionuj nieznane i rozumiem tajemnice!

BIBLIOGRAFIA

https://www.google.com/publicdata/explore?ds=d5bncppjof8f9_&met_y=sp_dyn_le00_in&hl=pl&dl=en

https://engineering.columbia.edu/press-releases/comet-moth-fabric

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180426102906.htm

https://people.eecs.berkeley.edu/~ronf/Ornithopter/index.html

- Napisane przez Aradhanę Mohan Parvathy, członka Spider R&D