5バイオミメティック技術の例

科学者は技術問題を解決するために自然に目を向けている

時間の経過とともに、製品設計はより洗練されたものになりました。 過去のデザインは、今日のものよりもしばしばより重くて有用性が低いように見えます。 私たちの設計知識がより洗練されるにつれて、科学者やデザイナーは、自然とその知識をさらに洗練するためのエレガントで洗練された適応の数々を見てきました。 人間の技術のインスピレーションとしての自然の使用は、バイオミメティックス(Biomimics)またはバイオミメリリー(Biomimicry)と呼ばれています。 自然に触発された今日使用している5つのテクノロジーの例を以下に示します。

ベルクロ

製品インスピレーションのために自然を使用しているデザイナーの古い例の1つはベルクロです。 1941年、スイスのエンジニア、ジョージ・デ・メストラル(George de Mestral)は、散歩の後に犬に付けられたいくつかの種子ポッドを見つけた後、バリの構造を観察しました。 彼はそれが通行人にそれ自身を付けることを可能にしたバリの表面の小さなフックのような構造に気づいた。 多くの試行錯誤の末、デ・メストラルはついにフック・アンド・ループ構造に基づいて激しく人気のある靴と衣類のファスナーとなったデザインの特許を取得しました。 Velcroは、生体模倣の前に名前があったときの生体模倣の例です。 デザインインスピレーションのために自然を使用することは、長年の傾向です。

ニューラルネットワーク

ニューラルネットワークは、一般に、脳内のニューロン接続からインスピレーションを引き出すコンピューティングのモデルを指す。 コンピュータ科学者は、個々の処理装置を作り、基本的な操作を行い、ニューロンの動作を模倣してニューラルネットワークを構築している。 ネットワークは、ニューロンが脳内で接続するのと同じように、これらの処理ユニット間の接続によって構築されます。 このコンピューティングモデルを使用して、科学者はさまざまな機能を実行するさまざまな方法で接続する、高度に適応可能で柔軟なプログラムを作成することができました。 ニューラルネットワークのアプリケーションの大半はこれまでのところ実験的なものでしたが、がんの認識や診断など、学習や適応が必要なタスクに対して有望な結果が達成されています。

推進

効率的な推進方法の指針として、自然を利用した技術者の例がいくつかあります。 鳥の飛行を模倣しようとする人間の多くの初期の例は、限られた成功で満たされていた。 しかし、最近のイノベーションはスカイダイバーとベースジャンパーを驚異的な効率で水平に滑らせる飛行リススーツのようなデザインをもたらしました。 最近の実験では、鳥の移動を模したV型に飛行機を配置することによって、空の旅の燃料効率を明らかにしました。

航空航行だけが生物模倣の唯一の受益者ではなく、エンジニアは自然界で水の推進を設計指針として使用しています。 バイオパワーシステム社(BioPower Systems)という会社は、サメやマグロのような大型魚の効率的な推進によって引き起こされる振動フィンを使って潮力を利用するシステムを開発しました。

サーフェス

自然選択は、生物の表面を興味深い方法で形作って、存在する環境に適応させることがよくあります。 デザイナーはこれらの適応を取り上げ、それらの新しい用途を見いだしています。 蓮の植物は、水生環境に高度に適合することが見出されている。 彼らの葉は水をはね返すワックス状のコーティングをしており、花は汚れやほこりの付着を防ぐ微細な鱗片状の構造をしています。 多くのデザイナーが、耐久性のある製品を作るために、蓮の「自己クリーニング」特性を利用しています。 1つの会社は、これらの特性を使用して、建物の外側からの汚れをはね返すのに役立つ微視的な表面を持つ塗料を作成しています。

ナノテクノロジー

ナノテクノロジーとは、原子スケールまたは分子スケールでの物体の設計と創作を指します。 人間がこれらのスケールで動作しないので、私たちはしばしば、この小さな世界に物を造る方法についての指針を自然に見てきました。 タバコモザイクウイルス(TMV)は、より大きなナノチューブおよび繊維タイプの材料を作製するためのビルディングブロックとして使用されている、小さなチューブ状粒子である。 ウイルスは弾力のある構造を持ち、しばしば広範囲のpHおよび温度に耐えることができます。 ウイルス設計に基づいて構築されたナノワイヤおよびナノチューブは、極端な環境に耐えることができるドラッグデリバリーシステムとして潜在的に役立つ可能性があります。