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Biomimetics, tecnología que mímico la naturaleza
Por Rhett Butler, mongabay.com
11 de julio de 2005
Los ingenieros, los científicos, y la gente del negocio están dando vuelta cada vez más hacia la naturaleza para la inspiración del diseño. El campo del biomimetics, el uso de métodos y los sistemas, encontrados en naturaleza, a la ingeniería y a la tecnología, ha frezado a un número de superior lejano de las innovaciones a lo que habría podido idear la mente humana solamente. La razón es simple. La naturaleza, con mil millones de años del ensayo y del error, ha producido soluciones eficaces a los problemas del mundo real complejos innumerables. La competición rigurosa de los medios naturales basura y eficacia de la selección no se tolera en sistemas naturales, desemejante de muchas de las tecnologías ideadas por los seres humanos. Por ejemplo, los coches de gas son solamente cerca de 20 por ciento de eficiente, es decir, solamente 20 por ciento del contenido de la termal-energía de la gasolina se convierten en trabajo mecánico.
Biomimetics, también conocido como biónica (un término acuñado por un oficial americano de la fuerza aérea en 1958), Biognosis, y Biomimicry, se ha aplicado a un número de campos de ciencia política al diseño del coche a la informática (la cibernética, la inteligencia del enjambre, las neuronas artificiales y las redes de los nervios artificiales toda se derivan de principios biomimetic). Generalmente hay tres áreas en biología después de lo cual las soluciones tecnológicas pueden ser modeladas:
- Replegando métodos de fabricación naturales como en la producción de los compuestos del producto químico por las plantas y los animales
- Mímico mecanismos encontró en naturaleza tal como cinta del Velcro y "del Gecko"
- Imitando principios de organización del comportamiento social de organismos tener gusto de las hormigas, de las abejas, y de los microorganismos
Para capitalizar en la abundancia de diseños y de procesos encontró en naturaleza, el Dr. Julian Vincent, el director del centro para Biomimetic y tecnologías naturales en la universidad del baño en Inglaterra, y sus colegas han ideado una base de datos de las "patentes biológicas" que permitirá a ingenieros golpear ligeramente directamente en la naturaleza la ingeniosidad que puentea la necesidad de consultar con los biólogos a que han venido confiar sobre para la penetración en los funcionamientos de la naturaleza. Según la aplicación del 9 de junio de 2005 el economista, "la idea es que esta base de datos dejará cualquier persona buscar a través de una amplia gama de mecanismos biológicos y de características para encontrar soluciones naturales a los problemas tecnológicos." Actualmente, el Dr. Vincent estima que "actualmente hay solamente un traslapo del 10% entre la biología y la tecnología en términos de mecanismos usados" tan allí es potencial mucho en esta área.
La base de datos biológica de las patentes lleva un diverso acercamiento el abastecimiento de ejemplos de las tecnologías biológicas naturales que satisfacen los requisitos de un problema particular de la ingeniería. Según lo explicado en el economista, en vez de buscar por un nombre de la planta o del animal, un ingeniero preguntaría la base de datos con una palabra clave como la "propulsión" para conseguir "una gama de los mecanismos de la propulsión usados por las medusas, las ranas y los crustáceos." Hay otras maneras de utilizar la base de datos también, incluyendo caracterizar "un problema de la ingeniería bajo la forma de lista de las características deseables que la solución ought tener, y otra lista de las características indeseables que ought evitar…. Por ejemplo, buscar para los medios de desafiar gravedad pudo producir así pues, un número de soluciones posibles tomadas de diversas criaturas del vuelo pero descritas en términos de la ingeniería. "Si deseas vuelo, no copias un pájaro, sino que copias el uso de alas y los perfiles aerodinámicos," dicen dr Vincent. "
Mientras que el sistema contiene solamente cerca de 2.500 "patenta" actualmente, las punterías del dr Vincent para ampliar perceptiblemente la colección para ayudar a ingenieros a identificar los sistemas y los comportamientos naturales que pudieron ser útiles en sus desafíos de la ingeniería. Hay gran esperanza que el biomimetics ayudará a la humanidad a desarrollar las tecnologías que reducir nuestro impacto en el ambiente alrededor de nosotros y mejorar nuestra calidad de la vida.
Algunos ejemplos del biomimetics en la acción:
- El Velcro dio lugar a 1948 de un ingeniero suizo, George de Mestral, notando cómo los ganchos de las rebabas de la planta pegadas en la piel de su perro.
- El Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), una investigación y una organización del desarrollo para el departamento de los E.E.U.U. de la defensa (DoD), y una NASA están estudiando los sistemas navegacionales y las estrategias locomotores de insectos para diseñar la generación siguiente de robustezas y de vehículos autónomos.
- Usando un túnel de viento, los investigadores han encontrado que la aleta de la ballena del humpback es un diseño más eficiente del ala que el modelo actual usado por la industria de la aeronáutica en los aeroplanos. Los ingenieros están trabajando para aplicar los resultados aerodinámicos al aeroplano futuro y al diseño automotor. Semejantemente, los ingenieros en Airbus, una firma europea del aeroplano-manfacturing, han utilizado la piel áspera del tiburón como inspiración en desarrollar una hoja estriada que cubría para las alas del avión, un diseño que ha dado lugar seis por ciento menos fricción y eficacia de combustible mejorada.
- Un equipo de investigación en los laboratorios de Bell ha encontrado esa cesta de flor de alta mar tropical de la esponja, de Euplectella o de Venus, estructuras notable fuertes de las estructuras de los materiales extremadamente frágiles, según un lanzamiento de prensa de Lucent Technologies. Este descubrimiento condujo a las penetraciones únicas en la producción de los filamentos ópticos de la fibra comercial. El mismo equipo también miraba a los sistemas visuales de brittlestars -- las criaturas del mar se relacionaron con las estrellas de mar y los pilluelos de mar -- para la inspiración para mejorar diseño de la lente.
- La "cinta del Gecko" está un producto en el desarrollo que ha sido inspirado por la capacidad del lagarto de subir encima de las paredes y de caminata a lo largo de techos. La cinta explota las "fuerzas de van der Waals" -- fuerzas atractivas intermoleculares débiles -- mimicing el minúsculo pelo-como las estructuras, llamadas setae, que cubren los pies de los geckos.
- Los científicos en la universidad de Leeds en Gran Bretaña están estudiando el mecanismo de defensa jet-basado del escarabajo de bombardero para ver si el insecto puede ayudaros a aprender cómo re-encender un motor de avión de la turbina de gas en mediados de-vuelo. El escarabajo de bombardero es capaz de rociar depredadores supuestos con una corriente de alta presión de hervir el líquido.
- DaimlerChrysler está desarrollando un vehículo alto nuevo del concepto de la eficacia de combustible basado en la forma del cuerpo de un boxfish, un pescado cubo-formado común encontrado en habitat marinas tropicales. El coche bionic ofrecerá 20 por ciento más bajo de consumición de combustible y las emisiones del óxido del nitrógeno de hasta 80 por ciento más bajo según un lanzamiento de DaimlerChrysler.
Boxfish, cortesía de la foto de DaimlerChrysler
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Coche de Bionic, cortesía de la foto de DaimlerChrysler
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Algunas áreas potenciales para la exploración:
- Las arañas hacen girar la seda que es más fuerte que las sustancias sintéticas desarrolladas por el hombre pero requieren solamente insectos como entradas.
- Las diatomeas, phytoplankton microscópico responsable de un cuarto de toda la fotosíntesis en la tierra, hacen el cristal usando el silicio disuelto en agua de mar.
- El olmo, un tipo de crustáceos, produce una cáscara grieta-resistente dos veces más resistente que de cerámica del calcio encontró en agua de mar usando un proceso conocido como bio-mineralización.
- Los árboles "dan vuelta a luz del sol, al agua, y al aire en la celulosa, un suger más tieso y más fuerte que nilón, y lo atan en la madera, un compuesto natural con una resistencia de flexión más alta y tiesura que concreta o de acero," según lo observado por Paul Hawken, Amory y el cazador Lovins del L. en capitalismo natural.
- Las plantas incontables generan los compuestos que luchan de la infección de hongos, de insectos, y de otros parásitos.
En un futuro próximo, los consumidores deben esperar ver el uso creciente del biomimetics de mejorar la eficacia de productos y de sistemas diseñados humanos con el uso de las soluciones naturales pragmáticas desarrolladas por la evolución.
Este artículo utilizó la información de Wikipedia, de DaimlerChrysler, del economista, del centro para Biomimetic y las tecnologías naturales en la universidad del baño, del capitalismo natural, del nuevo científico, y de otras fuentes enumeradas en el texto del pedazo.
Para aprender más sobre asuntos biomimicry y relacionados, hechar una ojeada la red de Biomimetics para Sustainability industrial y Biomimicry.net.
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