生物模倣自然が今日の技術をいかに刺激したか

テクノロジーと自然は伝統的には分岐力と見なされてきました - テクノロジーはしばしば私たちの周囲の環境では自然に発生しない物やエネルギーを生み出す手段でした。しかし、次のような製品や技術開発への新しいアプローチ 生物模倣 そして ジェネレーティブデザイン その傾向を覆し始めた.

生成的設計とは、アイデアの枠組みを取り、それを一連の規則に変換して、それを強力なコンピューターによって解釈するプロセスです。強力なコンピューティングを使用して何千ものバリエーションをシミュレートすることによって、このプロセス 進化の自然な過程を模倣する.

ジェフコワルスキ, 最高技術責任者 オートデスク, 生成的設計プロセスについて説明します, “コンピュータの機械学習アルゴリズムは、何百万もの3Dモデルに固有のパターンを検出し、人間の指示や介入なしに分類法を生成することができます。.” バイオ模倣は “求めるイノベーションへのアプローチ 人間の課題に対する持続可能な解決策 によって 定評のある自然のパターンと戦略をエミュレートする.”

以下では、これらの生物模倣および/または生成的デザインの概念を利用した自然霊感技術の10の壮大な例を検証します.

1.薬とワクチン - ウニ

オーストラリアの研究者たちは、ウニが周囲の気温の変化から薬物やワクチンタンパク質を保護するために、その周囲に硬い外殻を作る方法を再現しました.

保護層を作成するこの化学プロセスは、輸送システムや冷蔵システムが不十分な国々に配布されている医薬品などの用途に特に有用です。.

2.北京国立水生生物センター - 気泡構造

2008年の中国夏季オリンピックの象徴的な水泳とダイビングの中心地は、一見ランダムな模様の何百もの押し出された泡で構成されたユニークな外観を備えています。.

ただし、この気泡のパターンはまったくランダムではなく、セル、分子構造、結晶などの自然系に見られる正確な幾何学的形状に基づいています。自然の既存のパターンを複製することは、3次元間隔の最も効果的な細分化につながります.

3.シンガポールのエスプラネードシアター - ドリアン

シンガポールのエスプラネードシアターは、非常に暑い気候の赤道近くに位置しています。地元のドリアンの果実にインスパイアされた、本当にユニークなガラス張りの屋根のデザインが特徴です。.

何百もの三角形のアルミニウムパネルのシステムは太陽の方向に基づいて角度を付けられていて、それでも自然の光で内部をあふれさせる一方で熱と直射日光から複合体を保護します.

4.ウォーターミキサー - Calla Lillies

オランダカイウユリの求心性らせんは、Pax Scientificによって開発された工業用水混合技術のためのインスピレーションとして役立ちました。ユリの自然なデザインは、水流を助ける能力に理想的です。.

対応するミキサー技術は、 “3つの100ワット電球と同じエネルギーフットプリントで1000万ガロンを循環させる.”

5.タービン - クジラのひれ

ザトウクジラのひれは、ツベルクとして知られているでこぼこの、不規則に見える縁を特徴とします。結核は滑らかな縁のひれよりもはるかに大きい流体力学を可能にすることが証明されています.

これらの巨大なクジラの不規則な形のひれからインスピレーションを得て、WhalePowerのような会社は他のものを開発しました “結核” ファンやタービンに使用するブレードは、従来のブレードよりもはるかに高い効率で動作します。.

6.水着 - サメの皮

サメの皮は、として知られている何千、何千もの重なり合う鱗で構成されています “真皮の歯”. これらの象牙質は水の乱流渦の形成を混乱させ、サメがより効率的かつ迅速に水の中を移動できるようにします.

2008年のオリンピックでは、マイケルフェルプスと他の水泳選手は有名にサメの皮を模倣するように設計されていてその後多くの既存の世界記録を隠したようにデザインされた生地を特徴とするスーツを着ました。そのようなスーツは水泳競技では現在禁止されているが、サメの歯を模倣するという考えは今日効率を改善するために船体で使用されている。.

バイオ電池 - 人体

人体は、代謝として知られている化学反応を通してエネルギーを生み出します。人が炭水化物や糖を摂取すると、体内の酵素がブドウ糖を分解してエネルギーを放出します。科学者たちは現在、砂糖のような有機化合物を使ってエネルギーを発生させる電池の開発に取り組んでいます。バイオ電池.

ソニーのような企業と同様にいくつかの大学の研究者は、商業的に実行可能なバイオ電池を作成するために過去10年間の大部分のために働いています。 2007年に、ソニーはウォークマンを動かすのに十分なエネルギー出力（50mW）を作り出すために酵素を利用するバイオ電池プロトタイプを首尾よく開発しました.

8.合成素材 - GMスパイダーシルク

彼らの網を織るためにクモによって作成されたシルクは、天然に存在する超材料です。クモは、その性質上、領土および人食いのため, “収穫” スパイダーシルクは商業的に実行可能ではありませんでした、そして一度入手されたとしても、スパイダーシルクの個々の糸はとても細いので糸を一緒に織るために全体の新しい紡績システムを作らなければならないでしょう.

しかし、カリフォルニア州エメリービルを拠点とするBolt Threadsというスタートアップは、遺伝子組み換え微生物を使ってこの課題を解決したとされている。技術が実行可能であることが証明された場合、潜在的なユースケースには次のようなものがあります。 “防弾チョッキ、生分解性ウォーターボトル、およびフレキシブルブリッジ吊りロープ.”

9.防水素材 - 蝶の羽

2013年、MITのエンジニアチームが、これまでで最も撥水性の高い材料として説明されてきたものを開発しました。彼らのデザインは、モルフォ蝶の羽に見られるパターンを模した小さなシリコンリッジを持つ素材を特徴としています。.

この材料は非常に効果的であるため、過冷却温度では凍結するよりも早く水が表面から跳ね返り、耐水性の衣類に加えて航空機の翼やタービンの技術への応用の可能性が示唆されました。.

10.粘着テープ - ヤモリのつま先

ヤモリの足は彼らのために非常に粘着性です。 “と呼ばれる長く細いへら形の構造のグループ セタエ それは表面積を増加させ、つま先と表面の間の弱い電気的引力を増幅する.”

スタンフォード大学の最近の研究グループ 人工接着材料を開発 これらの概念に基づいて、大学院生はガラス壁を拡大することができました。 手サイズのパッドを2つ使用する 材料から作られた。スパイダーマンのような壁を登ることを除いて、この技術は製造業において潜在的な用途を持っています。 吸引力または化学接着剤を使用する既存のシステムを交換する.

編集者注： この記事はによってHongkiat.comのために書かれています アンドリュー・アームストロング. Andrewは、サンフランシスコベイエリアを拠点とする技術愛好家兼デジタルマーケティングアドバイザーです。彼はカリフォルニア州サンマテオに妻と幼い息子と共に住んでいます。あなたはTwitterで彼に連絡することができます.

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