الهام گرفتن فناوری از محیط زیستی: طبیعت پیچیده است، اما بشر می تواند از آن درس بگیرد

پژوهشگران دانشگاه صنعتی Delft هلند به دنبال ساخت دستگاه‌های جدید با الهام از طبیعت هستند. به عقیده آنان طبیعت می‌تواند الهام بخش باشد. اما تقلید کامل از طبیعت غیر ممکن است. محیط زیست یک چرخه بسته بدون تولید زباله است. پزوهشگران Delft نیز به دنبال ساخت سامانه‌هایی هستند که هیچ آلاینده‌ای تولید نکند. برای آشنایی با فعالیت‌های آنان با مجله فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.

محیط زیست و فناوری

الهام از هشت پا برای ساخت یک ربات جراح شکمی با مانورهای پیچیده

کرم‌های خاکی تنها منبع الهام برای علم و نوآوری نیستند. زیرا هر کس مستند My Octopus Teacher را دیده باشد، می‌داند که هشت پاها نیز موجودات بسیار جذابی هستند. آنها نه تنها می‌توانند رنگ، ساختار و شکل خود را برای در امان ماندن از خطر شکارچیان تغییر دهند، بلکه حتی در صورت از دست دادن بازوهایشان، به سادگی دوباره رشد می‌کنند.

دست یافتن به یک فناوری که منجر به رشد دوباره ی عضوهای قطع شده بشود، برای پزشکان امکان پذیر نیست. با این وجود ابزارهای پزشکی با الهام از طبیعت در حال توسعه هستند. ابزارهایی مانند angioplasty که عملکردشان بر اساس عملکرد زبان یک آفتاب پرست است و یا روش تخم گذاری یک زنبور انگلی که به سوزن پزشکی ترجمه شده است. در این زمینه، Paul Breedveld کسی است که رهبری گروه پژوهشی Bio-Inspired Technology (BITE) در دانشگاه صنعتی Delft هلند را برعهده دارد. حوزه پژوهشی آنها توسعه فناوری بر اساس الهام از طبیعت است.

برای توسعه یکی از این ابزارها که در زمینه جراحی شکم مورد استفاده قرار می‌گیرد، از بازوهای هشت پا الهام گرفته شده است. Paul Breedveld آن را یک موفقیت واقعی می‌داند. به گفته وی: “جراحان در گذشته برای جراحی شکم، آزادی عمل محدودی برای حرکت دادن ابزارهای جراحی داشتند. ما با بررسی این که هشت پا چگونه بازوهای خود را حرکت می‌دهد، مکانیزمی را طراحی کردیم که این محدودیت‌ها را به حداقل می‌رساند.”

Paul Breedveld از Delft می گوید: پیچیدگی طبیعت بی همتا است

به اعتقاد Paul Breedveld می‌توان چیزهای زیادی از طبیعت یاد گرفت، اما تقلید از آن غیرممکن است. “هشت پا با ایجاد انقباض و انبساط در بازوهایش، آنها را حرکت می‌دهد و این گونه می‌تواند نیرو وارد کند. از این پیچیدگی عضلات هشت پا می‌توان ایده گرفت اما ساخت آن تقریبا غیر ممکن است.”

این شبیه سازی را می‌توان با قرار دادن یک کابل میان دو فنر انجام داد. “زیبایی این سامانه در روش ساخت آسان و ارزان آن است. قطعات مورد نیاز را به راحتی میتوان فراهم کرد و در مقایسه با ربات‌های جراحی گران قیمت و پیچیده، ساخت این سامانه بسیار ساده تر است.”

گورخر و فایده راه راه بودن آن

 تنها در زمینه پزشکی نیست که طبیعت مورد توجه قرار می‌گیرد. Saskia van den Muijsenberg مدیرDutch BiomimicryNL می‌گوید: “به عنوان مثال، معماران برای تنظیم درجه حرارت ساختمانها از اصول طبیعت کمک می‌گیرند. نمونه طبیعی این مورد گورخرها هستند. گورخرها با راه راه های سیاه پوستشان نور خورشید را جذب و با قسمت سفید پوست، آن را دفع می‌کنند. حال با ایده گرفتن از این نمونه طبیعی می‌توان با ترکیب مواد ساختمانی، تهویه مطلوبی برای اتاق‌ها ایجاد کرد.”

Van den Muijsenberg می‌گوید این نمونه ها در طبیعت بسیار زیاد است. “میلیونها سال است که طبیعت برای انواع مسائل، راه حل‌های هوشمندانه ای ارائه داده است. ما به عنوان انسان نیاز به اختراع دوباره چرخ نداریم. دانش فراوانی در طبیعت نهفته است که می‌توان برای حل مسائل از آن استفاده کرد.”

BiomimicryNL قصد دارد این دانش کسب شده از طبیعت را در دسترس مهندسان، طراحان و سایر دانشمندان قرار دهد. به همین دلیل در پروژه‌ها همکاری می‌کند. Van den Muijsenberg توضیح می‌دهد: “ما را به عنوان یک واسطه دانش ببینید که به نوعی میزبان مهمانی‌ها است. ما همچنین برای دانشگاه‌ها و شرکت‌ها برنامه‌های آموزشی تدارک می‌دهیم.”

ساختن بدون آسیب به محیط زیست

به گفته Muijsenberg، برای طراحی چیزی با ایده گرفتن از طبیعت، به طرز تفکر متفاوتی نیاز است. “ما به عنوان یک انسان، خود را خارج از محیط زیست قرار می‌دهیم. مشاهده کنید که چگونه از مواد استفاده می‌کنیم و به طبیعت آسیب می‌رسانیم و سپس در مورد بازیافت صحبت می‌کنیم. اما طبیعت هیچ زباله ای تولید نمی‌کند و یک چرخه بسته دارد. اگر مسائل را با این نگرش ببینیم، راه حلهای دیگری نیز دریافت می‌کنیم.”

یکی از پرژه‌های شرکت BiomimicryNL، بستن این چرخه است. Van den Muijsenberg می‌گوید: “در حال حاضر شرکت‌های زیادی در تلاشند تا co2 را خنثی کنند که اتفاق خوبی است. اما یک شرکت تولید کننده کف ساختمان، این مرحله را یک قدم جلوتر برده و تاثیرات زیستی وارد بر محیط زندگی را از مرحله تولید و داخل کارخانه اندازه گیری کرده است.”

هدف این شرکت خنثی کردن انتشار co2 و سایر تاثیرات منفی ناشی از فعالیت‌های تولیدی تا سال ۲۰۴۰ است. “درست مانند جنگل که هوا را تصویه و مواد غذایی خود را از خاک تامین می‌کند، شرکت‌های تولیدی نیز علاقه مند به تقلید این روند هستند.”

تفکر گسترده تر پژوهشگران Delft

به عقیده Paul Breedveld می‌توان از تجهیزات پزشکی تولید شده در Delft ، برای اهداف دیگر نیز استفاده کرد. “ما اکنون در حال ساخت چسبی هستیم که عملکردی بر اساس مکش پاهای قورباغه دارد. قورباغه ها می‌توانند خود را به سطوح شیب دار بچسبانند و بالافاصله از آن جدا شوند. این روش نه‌تنها در ORها مفید است، بلکه می‌توان از آن به عنوان چسب طبیعی در کاربردهای صنعتی بهره برد.”

“همچنین یک شرکت نفتی برای مقیاس دادن به سازوکار فرمان انعطاف پذیر خود به ما مراجعه کرده است،. اگرچه هنوز به درستی کار نمی‌کند.” اما Van den Muijsenberg در این مورد کاملا اطمینان خاطر دارد: ” پژوهش‌های بیولوژیکی زیادی بی‌استفاده می‌ماند. ما از طریق برنامه های آموزشی یا همکاری با سایر دانشمندان می‌توانیم کارهای بیشتری را با این نوع از دانش انجام دهیم.”


بیشتر بخوانیم:
۲۱ نمونه از سازه های دوستدار طبیعت در جهان(بخش دوم)
بازیافت پشم به صورت یک پارچه شکل پذیر می تواند ساخت پوشیدنی ها را متحول سازد
ساخت پروتزهای ارزان با بازیافت زباله های پلاستیکی و چاپگر سه بعدی


منبع: innovationorigins
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *