Со временем дизайн продукта стал более изысканным; проекты из прошлого часто кажутся более грубыми и менее полезными, чем современные. По мере того как наши знания в области дизайна становятся все более изощренными, ученые и дизайнеры стали обращать внимание на природу и ее множество изящных, изощренных приспособлений, которые помогут нам в дальнейшем совершенствовании наших знаний. Такое использование природы в качестве источника вдохновения для человеческих технологий называется биомиметикой или биомимикрией. Вот 5 примеров технологий, которые мы используем сегодня, которые были вдохновлены природой.
липучка
Один из старых примеров дизайнеров, использующих природу для вдохновения продукта, — липучка. В 1941 году швейцарский инженер Джордж де Местрал наблюдал структуру заусенцев, обнаружив несколько стручков с семенами, прикрепленных к его собаке после прогулки. Он заметил небольшие крюкоподобные структуры на поверхности заусенца, которые позволяли ему прикрепляться к прохожим. После долгих проб и ошибок де Местраль наконец запатентовал конструкцию, ставшую невероятно популярной застежкой для обуви и одежды, основанной на структуре крючка и петли. Липучка является примером биомимикрии еще до того, как у биомимикрии появилось имя; использование природы для вдохновения дизайна — давняя тенденция.
Нейронные сети
Нейронные сети обычно относятся к моделям вычислений, которые черпают вдохновение из нейронных связей в мозге. Компьютерные ученые создали нейронные сети, создав индивидуальные процессоры, выполняя фундаментальные операции, имитируя действие нейронов. Сеть создается соединениями между этими процессорами, почти так же, как нейроны соединяются в мозге. Используя эту модель вычислений, ученые смогли создать легко адаптируемые и гибкие программы, которые по-разному подключаются для выполнения различных функций. До настоящего времени большинство применений нейронных сетей были экспериментальными, но многообещающие результаты были достигнуты для задач, которые требуют программ для обучения и адаптации, таких как распознавание и диагностика форм рака.
силовая установка
Есть несколько примеров инженеров, использующих природу для руководства эффективными методами движения. Многие ранние примеры людей, пытающихся имитировать полет птиц, имели ограниченный успех. Однако последние инновации привели к созданию таких конструкций, как костюм летящей белки, который позволяет парашютистам и базовым парашютистам скользить по горизонтали с невероятной эффективностью. Недавние эксперименты также обнаружили эффективность использования топлива при воздушном путешествии путем размещения самолетов в V-образной формации, которая имитирует миграцию птиц.
Воздушные путешествия — не единственная выгода для биомимикрии, инженеры также использовали водные двигатели в природе в качестве руководства для проектирования. Компания под названием BioPower Systems разработала систему, позволяющую использовать приливную силу с помощью колеблющихся плавников, вдохновленных эффективным движением крупных рыб, таких как акулы и тунец.
Поверхности
Естественный отбор часто формирует поверхности организмов интересными способами, чтобы адаптировать их к среде, в которой они проживают. Дизайнеры подобрали эти приспособления и находят для них новое применение. Установлено, что растения лотоса высоко адаптированы к водной среде. Их листья имеют восковое покрытие, которое отталкивает воду, а цветы имеют микроскопические чешуйчатые структуры, которые препятствуют прилипанию грязи и пыли. Ряд дизайнеров используют «самоочищающиеся» свойства лотоса для создания долговечных продуктов. Одна компания использовала эти свойства для создания краски с микроскопически текстурированной поверхностью, которая поможет отталкивать грязь снаружи зданий.
Нанотехнологии
Нанотехнология относится к проектированию и созданию объектов в атомном или молекулярном масштабе. Поскольку люди не работают в таких масштабах, мы часто обращались к природе за советом о том, как строить вещи в этом крошечном мире. Вирус табачной мозаики (TMV) представляет собой крошечную трубчатую частицу, которая используется в качестве строительного блока для создания более крупных нанотрубок и материалов типа волокон. Вирусы имеют упругие структуры и часто могут противостоять широкому диапазону pH и температуры. Нанопроволоки и нанотрубки, созданные на основе вирусов, потенциально могут служить в качестве систем доставки лекарств, способных противостоять экстремальным средам.