science >> Wetenschap > >> Biologie

Hoe biomimicry werkt

Menselijke pogingen om effectieve vliegmachines te maken, omvatten vaak het bestuderen van hoe vogels vliegen. Fabrice Coffrini/AFP/Getty Images

Onderzeeërs van de toekomst razen door het water met behulp van wiebelende visvinnen. Vliegtuigen stijgen door de wolken met fladderende vleugels. In de woestijn, een klimmer nadert gestaag de top van een klif, open handpalmen die moeiteloos aan rotsen blijven kleven met behulp van op gekko's geïnspireerde nanotechnologie. Je bent dergelijke door de natuur geïnspireerde toekomstige technologieën waarschijnlijk alleen tegengekomen in de ingebeelde werelden van sciencefiction en stripboeken, maar de ontwerpbenadering bestaat al. Al sinds de prehistorie zoeken uitvinders en ingenieurs naar de natuur voor inspiratie.

Vroege mensen leerden jagen, onderdak en overlevingstechnieken door dieren te observeren terwijl ze met hun omgeving omgingen. Terwijl mensen de felle klauwen en het superieure jachtinstinct van beren misten, mensen konden hun technieken nabootsen. En toen mensen steeds ingewikkelder constructies begonnen te ontwerpen, ze bleven kijken naar het voorbeeld van de natuur. Van Leonardo da Vinci's 15e-eeuwse schetsen van vliegmachines tot het eerste succesvolle prototype van de gebroeders Wright vier eeuwen later, dromen van menselijke vlucht gericht op het observeren van vogels.

De wereld zit vol met verbazingwekkende biologische innovaties, elk het product van miljoenen jaren evolutie. Bij het ontwerpen van technologieën, het heeft alleen zin om de manieren te bestuderen waarop de natuur de betrokken uitdagingen al het hoofd heeft geboden. Vandaag, we kennen dit als biomimetica of biomimicry -- de praktijk van het imiteren van modellen in de natuur om betere vormen te creëren, processen, systemen en strategieën.

Je komt dagelijks voorbeelden van biomimicry tegen, misschien zelfs zonder het te beseffen. Velcro-technologie, bijvoorbeeld, werd geïnspireerd door de manier waarop zakjes met braamzaad zich vastklampen aan dierenbont. Moderne injectienaalden nemen een paar aanwijzingen van ratelslangtanden. Nike heeft zelfs de eigenschappen van geitenhoeftractie toegepast op hun hardloopschoenontwerpen.

In dit artikel, we zullen de manieren onderzoeken waarop biomimicry een brug slaat tussen de disciplines biologie en techniek, de innovaties van de natuurlijke wereld gebruiken om technologie en design te verbeteren.

Biomimicry van haaien

Wie had gedacht dat haaien ons zoveel te leren hadden? Deze zeedieren hebben verschillende biomimetische innovaties geïnspireerd. Haaienhuid bestaat uit kleine, tandachtige schubben die voorkomen dat kleine draaikolken en draaikolken worden gevormd (waardoor ze worden vertraagd). Speedo heeft dit effect gerepliceerd met zijn Fastskin ® bodysuits, waarmee competitieve zwemmers cruciale seconden van hun racetijden kunnen scheren. Anderen hebben deze technologie gebruikt om snelvarende scheepsrompen te maken die de aanhechting van onderwaterorganismen op natuurlijke wijze afschrikken. Het Australische BioPower Systems werkt aan een andere door haaien geïnspireerde innovatie. Het bedrijf hoopt mechanische vinnen - gebaseerd op haaienfysiologie - te verankeren in het midden van zeestromingen om hydro-elektrische energie op te wekken.