Del:
10 Utrolige opfindelser inspireret af planter og dyr
Helt siden begyndelsen er vi blevet forundret over naturens nyskabelser. For tusinder af år siden kopierede vores forfædre den måde, som rovdyr tænkte, stalkede og jagede. Selv nu, med al vores teknologi, har naturen ikke mistet sin appel. Talrige opfindelser er blevet inspireret af teknikker, der observeres i plante- og dyreherrikerne.
Udvalgte billedkredit: festo.com10 materiale til høstning af vand
Namib Desert Beetle
Regn har ikke velsignet sanden af den afrikanske Namib ørken. Landet er brændende, men et barmhjertigt dække af lys tåge ruller over klitterne hver morgen. Det er det perfekte hjem for Namib ørkenbaglen.
Når vanddråber fra tågen samler på bjælkens shell, kanaliserer vandafvisende højder dråberne mod hovedet. Skallen er prikket med små, hydrofile nubs. Efterhånden som fugt ophobes, bliver dråberne større, indtil de glider hen imod billeens mund og effektivt slukker tørsten.
Ingeniører fra Massachusetts Institute of Technology har lånt denne færdighed for at skabe et materiale, der kan høste vand fra tynd luft. Lavet af glas og plast og riddled med de samme små kamme, er det svampeformede stof billigt og kan bygges simpelthen ved at udskrive hydrofile prikker på plader af hydrofobe materialer.
Hvis et campingtelt mimede denne overflade, ville det være muligt at høste en dags vandværdi hver morgen. Desuden antyder insektens høje varmtolerance infrarøde reflektorer på dens skal, hvilket kan hjælpe på områder, der har brug for varmebestandigt udstyr, såsom raketdesign.
9 Living Microrobots
Lamprenen
Ting ville helt sikkert være meget lettere, hvis lægerne kunne komme ind i din krop og finde frem til den nøjagtige årsag til smerte eller sygdom. Billedteknologi er ofte kornet med lav opløsning, mens MR-maskiner er omfangsrige og dyre.
Med den kommende opfindelse af robotter, der er små nok til at svømme inde i blodbanen, bliver medicin meget lettere. Cyberplasm er en robot, der er "levende" på en måde.
Belastet med sensorer taget fra egentlige pattedyrsceller, reagerer den på kemikalier og lys på samme måde som en levende organisme ville. Komplet med øjne og næse sensorer, miniature robot indeholder et kunstigt, glukose-drevet nervesystem, der registrerer stimuli, som omdannes til elektriske signaler på samme måde som en faktisk hjerne fungerer.
Cyberplasm er modelleret efter lamprey, en slags parasitisk fisk med en lang, tubelike form. Dette dyr har et simpelt nervesystem, der er let at efterligne og bygge ind i en robotkrop. Med tiden kan lamprey roboten krydse i din krop for at søge efter tumorer, blodpropper eller kemikalier.
8 robotarm
Elefant
Bestående af over 40.000 muskler, elefantstammer er lige så kloge som menneskelige hænder, der kan plukke æbler fra en gren eller rive et helt træ ud af jorden. Deres alsidige design har også inspireret en robotarm. Det tyske firma Festo har udviklet den Bionic Handling Assistant, et bilag, der kan bruges til at ændre håndteringsteknologi til samarbejde mellem mennesker og maskiner.
Ved hjælp af fire metalliske kløer lærer robotten ligesom en menneskelig baby gennemgående forsøg og fejl. Ved løbende at nå frem til og greb genstande, virker det ud, hvilke muskler der skal bevæge sig. Roboten er i stand til at huske forandringer i sin position gennem justeringer i tryk inden for rørene, som føder sine kunstige muskler.
Laget af polyamid, er dette strukturelle materiale stærkt nok til at løfte tunge vægte, men alligevel behørigt nok til at udføre delikate procedurer, såsom opsamling af et æg. Bagagerummet viser sig at være en fordel for fabrikker, laboratorier og hospitaler, hvor den giver yderligere håndtering til menneskelige projekter.
7 kuletog
Kingfisher And Owl
Når de forlader en tunnel, skaber Japans ekstremt hurtige kugletog en døvende "tunnelboom" på grund af formen på togets næse. Ved at skubbe luften ved høje hastigheder producerer den en vindmølle, der skaber en racket og spilder brændstof ved at bremse toget.
Løsningen? Tag nogle råd fra fuglene.
Kingfishers prale med en strømlinet næb, der gør fiskeri mere praktisk. Takket være den nakkede form af næsen er fuglen i stand til at dykke i vandløb uden et stænk. Bæget reducerer virkningen ved at tillade vandet at strømme forbi næbet i stedet for at blive skubbet foran den.
Eiji Nakatsu, en ingeniør og fuglebeskytter, ændrede kuletågets afrundede næse for at efterligne udformningen af en kingfishers regning. Nu kan toget køre 300 km i timen (185 mph) med reduceret energiforbrug og luftmotstand.
Desuden blev den tordenlignende støj takket være den uhyggelige ugle også dæmpet. Næsen blev ændret, så den passer til uglens fjer, som er stille nok til at undgå den mest vild af mus.
6 Squishy Robots
Blæksprutte
Hvem sagde at robotter skal være hårde og metalliske? Et hold af forskere fra Italien opdagede fordelene ved en blæksprutte 'skælvende krop. Med evnen til at svømme, holde objekter og krybe bruger blæksprutte robot meget mindre computerkraft til at fungere.
I stedet for at flytte på matematisk forudsigelige måder som hårdttrukne maskiner, krymper blæksprutter roboter, bølger og krøller. De mangler stive lemmer og faste led, hvilket er en fordel.
Andre robotter modelleret efter solide skeletter kræver omhyggelig programmering og andet arbejde for at forhindre dem i at smække ind i objekter. De har også en tendens til at blive uregelmæssig, endog farlig, omkring mennesker og nyt terræn.
Bløde robotter er meget sikrere.De kan vride sig ind i nye former og tilpasse sig godt til deres omgivelser. Med sådanne former er det muligt for dem at redde fangede mennesker, interagere med os og fungere uden forudgående programmering.
5 Cyborg Flowers
Rose
Vidste du, at roser kan lede elektricitet?
Magnus Berggren og hans team af forskere i Sverige var i stand til at skabe denne magt ved at trille minutledninger gennem plantens systemer. Efter blødning af roserne i en organisk polymeropløsning blev rosenbarken skrællet tilbage for at afsløre de små polymer "ledninger", der snakkede gennem stilkene. De viste sig senere at være elektronisk ledende.
Denne metode gjorde det muligt for forskerne at kontrollere rosernes fysiologi, som f.eks. Ikke at tillade blomsterne at blomstre før en modkommende frost eller medvirke til at forhindre tørke. Disse modifikationer går ikke ind i frugterne eller frøene.
Selv om permanente ændringer kan påvirke et økosystem negativt, kan denne opfindelse let tændes eller slukkes.
4 Germ-Repellent Kateters
hajer
Med sin slankhed og holdbarhed er sharkskin nyttigt for alle mulige ting - fra badetøj til sko. Hvad vi ikke havde forventet, var imidlertid katetre.
Germs er en bekymring på hvert hospital. Med så mange mennesker, der går ind og ud, er det ingen hemmelighed, at overflader let kan blive belagt med bakterier og spredes sygdom fra en patient til den næste.
Ingeniør Tony Brennan opdagede, at intet er renere end sharkskin. Overfladen er riddled med små tæpper af tandlignende skalaer, der forhindrer slim, alger og havkugle fra at låse på hajerne. Heldigvis vil sharkskin også stoppe sygdomsfremkaldende bakterier som f.eks E coli.
Sharklet er et firma, der udnytter dette koncept. Indtil videre arbejder det. Deres næste skridt er at opfinde katetre lavet af sharkskin, hvilket kunne bidrage til at forhindre en fælles infektionskilde.
3 Vaccine, DNA, og stamcellebeskyttelse
Opstandelsesplanter, Tardigrader og mere
Ved hjælp af ekstreme dvale, opstandelsesplanter, en slags ørkenmose, der tørrer ud i intense temperaturer, "dør" og ser ud til at være død i årevis, selv årtier. Men når regnen vender tilbage, bliver planterne let frodige og grønne igen.
Tardigrader, mikroskopiske vandbjørne, er også et af de hårdeste dyr på Jorden. De er blevet slået ind i det ydre rum, udsat for ekstreme temperaturer som absolut nul og 150 grader Celsius, og tvunget til at udholde stråling og gå år uden vand.
Som svar hælder vandet op. Så vækker de, rehydreres, når deres omgivelser igen er gunstige. Brine rejer, nematoder og bagergær er blot nogle få andre, der bruger lignende dvaleteknikker.
Under disse forsøg erstatter organismerne blot alt vandet i deres kroppe med sukker. Som sukkeret hærder i glas, indgår organismerne i en tilstand af suspenderet animation. Mens denne metode sikkert kan dræbe mennesker, er det stadig gode nyheder for os: Vacciner, DNA og stamceller kan nu bevares i længere tid.
Hvert år dør to millioner børn af sygdomme, der let kan forebygges. Vacciner omgår hurtigt i varme klimaer, men dette sukkerbeskyttelsesmiddel hærder i mikroskopiske perler inden for vaccinerne og forlænger deres holdbarhed i mange år.
2 Robot, der springer på vandet
Vandstrider
Pond-skimmer insekter er i stand til at gå på vand takket være "huden", der dækker alle væsker. Kendt som overfladespænding, holder molekylerne sammen i en kraft kendt som samhørighed.
En letvægtsrobot er blevet konstrueret, der springer frem for vandreture på vand. Denne robot er blødt og vejer kun 68 milligram. Selvom ingeniører allerede har designet robotter, der kan gå på vand, er denne enestående, fordi den kan hoppe på vandets overflade uden at synke ind.
Forskere var i stand til at gøre dette ved at observere vandstrider. Disse insekter accelererer deres ben gradvist, ikke slippe af vandet, før det er tid til at hoppe. De udøver den rigtige mængde kraft, idet overfladespændingen holdes ubrudt og hel.
Ved at låne denne taktik anvender roboten gradvis nok moment til at starte, men går ikke over grænsen for vandets "hud". Denne handling efterligner bevægelsen af en lopperens ben og kan springe til en imponerende 14 centimeter. Denne miniature bot kan vise sig nyttig i overvågnings- og redningsoperationer.
1 Bedre røntgenvision
Hummer
Røntgenstråler er vanskelige at arbejde med, og derfor er røntgenapparaterne i lufthavne så store. Forskere kopierer nu nu en teknik, der anvendes af hummer øjne for at få bedre røntgen vision.
I stedet for brydning, eller bøjning af lys ved en linse, ser hummer ved brug af refleksion. Deres øjne er dækket af kvadrater, svarende til flade spejle, som afspejler lys i nøjagtige vinkler for at danne billeder fra enhver retning.
Dette design viser sig nyttigt for astronomer, der længes efter teleskoper, der kan fokusere røntgenbilleder fra bestemte områder i rummet. Mens et almindeligt spejl kun ville tillade røntgenstråler at passere, bruges hummerens øjne til at skabe opstillinger af små, firkantede, hule rør af blyglas. Bøjet ind i øjenkugler, afspejler materialet røntgenbilleder og pakkes ind i teleskoper.
Disse krebsdyr har også inspireret andre opfindelser, såsom mikrochips og Lobster Eye X-ray Imaging Device, en "lommelygte", der kan se gennem stålvægge 8 cm tykt.
Når enheden sender en række strømforsyningsrøntgenstråler gennem en væg, springer nogle få tilbage fra objekterne på den anden side. Disse signaler tragtes gennem rørene og skaber billeder ligesom hummerens øjne gør. Denne opfindelse kan vise sig vigtig ved lokalisering af stjålne eller ulovlige varer.