Các nhà khoa học đang tìm đến thiên nhiên để giải quyết vấn đề công nghệ
Theo thời gian, thiết kế sản phẩm đã trở nên tinh tế hơn; thiết kế từ quá khứ thường có vẻ thô tục và ít hữu ích hơn so với những thiết kế hiện nay. Khi kiến thức thiết kế của chúng tôi trở nên tinh vi hơn, các nhà khoa học và nhà thiết kế đã tìm đến thiên nhiên và vô số các thích ứng tinh vi, trang nhã để hướng dẫn tinh chỉnh kiến thức của chúng tôi. Việc sử dụng thiên nhiên này làm nguồn cảm hứng cho công nghệ của con người được gọi là Biomimetics, hay Biomimicry. Dưới đây là 5 ví dụ về công nghệ mà chúng tôi sử dụng ngày nay đã được lấy cảm hứng từ thiên nhiên.
khóa dán
Một trong những ví dụ cũ của một nhà thiết kế sử dụng thiên nhiên cho cảm hứng sản phẩm là Velcro. Năm 1941, kỹ sư người Thụy Sĩ George de Mestral quan sát cấu trúc của gờ, sau khi tìm thấy một số vỏ hạt giống gắn liền với con chó của mình sau khi đi bộ. Ông nhận thấy những cấu trúc giống như móc nhỏ trên bề mặt của burr cho phép nó gắn nó với người qua đường. Sau nhiều thử nghiệm và sai sót, de Mestral cuối cùng đã cấp bằng sáng chế thiết kế đã trở thành một loại giày và quần áo cực kỳ phổ biến, dựa trên cấu trúc móc và vòng lặp. Velcro là một ví dụ về biomimicry trước khi biomimicry thậm chí đã có một cái tên; sử dụng thiên nhiên cho cảm hứng thiết kế là một xu hướng lâu đời.
Mạng thần kinh
Các mạng thần kinh thường đề cập đến các mô hình điện toán thu hút cảm hứng từ các kết nối thần kinh trong não. Các nhà khoa học máy tính đã xây dựng các mạng thần kinh bằng cách tạo ra các đơn vị xử lý riêng lẻ, thực hiện các hoạt động cơ bản, bắt chước hành động của các tế bào thần kinh. Mạng được xây dựng bằng các kết nối giữa các đơn vị xử lý này, giống như các nơron kết nối trong não. Sử dụng mô hình tính toán này, các nhà khoa học đã có thể tạo ra các chương trình linh hoạt và thích ứng cao, kết nối theo nhiều cách khác nhau để thực hiện các chức năng khác nhau. Hầu hết các ứng dụng của mạng nơron đã được thử nghiệm cho đến nay, nhưng kết quả đầy hứa hẹn đã đạt được cho các nhiệm vụ đòi hỏi các chương trình học và thích ứng, chẳng hạn như trong việc nhận biết và chẩn đoán các dạng ung thư.
Động cơ đẩy
Có một số ví dụ về các kỹ sư sử dụng thiên nhiên để được hướng dẫn về các phương pháp thúc đẩy hiệu quả. Nhiều ví dụ ban đầu về con người cố gắng bắt chước chuyến bay của chim gặp sự thành công hạn chế. Tuy nhiên, những đổi mới gần đây đã mang lại những thiết kế giống như bộ đồ sóc bay, cho phép người nhảy dù và bộ nhảy cơ bản lướt ngang với hiệu suất đáng kinh ngạc. Các thí nghiệm gần đây cũng đã phát hiện ra hiệu quả nhiên liệu trong việc di chuyển bằng không khí bằng cách sắp xếp các mặt phẳng theo hình dạng V bắt chước di cư của chim.
Du lịch hàng không không phải là người thụ hưởng duy nhất của biomimicry, kỹ sư cũng đã sử dụng động cơ đẩy nước trong tự nhiên như hướng dẫn thiết kế. Một công ty có tên là BioPower Systems đã phát triển một hệ thống để khai thác sức mạnh thủy triều bằng cách sử dụng vây dao động lấy cảm hứng từ động cơ đẩy mạnh mẽ của cá lớn như cá mập và cá ngừ.
Bề mặt
Chọn lọc tự nhiên thường định hình bề mặt của các sinh vật theo những cách thú vị để thích nghi chúng với môi trường nơi chúng cư trú. Các nhà thiết kế đã chọn những điều chỉnh này và đang tìm cách sử dụng mới cho chúng. Cây sen đã được tìm thấy là rất thích nghi với môi trường thủy sinh. Lá của chúng có lớp phủ sáp chống lại nước, và những bông hoa có cấu trúc vảy nhỏ để ngăn ngừa bụi bẩn bám dính. Một số nhà thiết kế đang sử dụng các đặc tính "tự làm sạch" hoa sen để tạo ra các sản phẩm bền. Một công ty đã sử dụng những đặc tính này để tạo ra một loại sơn có bề mặt được kết cấu bằng kính hiển vi giúp đẩy lùi bụi bẩn từ bên ngoài của các tòa nhà.
Công nghệ nano
Công nghệ nano đề cập đến việc thiết kế và tạo ra các vật thể trên một quy mô nguyên tử hoặc phân tử. Vì con người không hoạt động trong những quy mô này, chúng ta thường tìm đến thiên nhiên để được hướng dẫn cách xây dựng mọi thứ trong thế giới nhỏ bé này. Vi rút khảm thuốc lá (TMV) là một hạt giống như ống nhỏ xíu đã được sử dụng như một khối xây dựng để tạo ra các ống nano và vật liệu loại sợi lớn hơn. Vi-rút có cấu trúc đàn hồi và thường có thể chịu được phạm vi pH và nhiệt độ rộng. Nanowires và ống nano được chế tạo dựa trên thiết kế vi rút có khả năng có thể phục vụ như hệ thống phân phối thuốc có thể chịu được môi trường khắc nghiệt.