MAOU Ilyinskaya másodlagos általános iskola
Tudomány Napja
"A természet által ihletett találmányok".
Készítette:
tanár Általános Iskola
Tkacheva Veronika Anatoljevna
2016. március
tanórán kívüli tevékenység 4. osztályban
„A TERMÉSZET ÁLTAL JAVASOLT TALÁLMÁNYOK”.
Cél:
Alkotó tevékenységre képes személyiség kialakítása;
Minden típusú beszédtevékenység kialakítása és fejlesztése (hallgatás, beszéd, különböző fajtákújramondás);
Kommunikációs és csapatmunka készség fejlesztése.
Feladatok:
A tanulók általános látókörének szélesítése
Feltételeket teremteni a kommunikációs készségek fejlesztéséhez különféle tevékenységekkel;
Párkapcsolati kultúra kialakulásának elősegítése párban, csoportban végzett munka során.
(1. DIA) Évezredekkel a találmányok szabadalmának első „leszámolása” előtt az emberek egyfajta plágiummal foglalkoztak. Korunkban a találmányokat és felfedezéseket 89 osztályba sorolják, amelyek a technológia és a gyártás minden területét lefedik. A természet „szabadalmi könyvtárában” pedig mindegyikre vonatkoznak „találmányok”.
(2. DIA) A bionika a természet bölcs törvényeinek tudatos utánzása.
Az ember mindent megtanult, amije van, sok eredeti és szokatlan ötletet kölcsönzött a természettől. Alkotásait maximális hatékonysággal készítette. Kifogástalan pontosság és erőforrás-takarékosság jellemzi őket.
(3-5. DIA) Tanulj a természettől
A bojtorján tövisek hatására a tépőzárat kabátokra, cipőkre és sok más termékre hozták létre.. A bojtorján és a rögzítőelem - "Tépőzáras" ugyanazon az elven működik.
A szélmalmok a rovarszárnyak elvén alapulnak.
Nézve, hogyan szövi a pók hálót, az ember megtanult hálót készíteni. A Trobriand-szigetek lakói pedig ma is horgászfelszerelésként használják az óriási erdei pókok hálóját.
Az emberek lesként alkalmazták az állatoktól a vadászat ilyen módszerét. A legtöbb híres ragadozó szárazföldi flóra - a Vénusz légycsapója javasolta a csapda ötletét.
A ragacsos hal adta az ötletet a ragasztó feltalálásához. Az első papírt a kínaiak készítették tuja fából a fali darazsak megfigyelése során. Fát rágtak, fészkük építésére alkalmas anyaggá dolgozták fel.
Sok állat rendelkezik természettel elképesztő képességekés lehetőségeket. Tanulmányozni őket egyedi tulajdonságok században lehetővé tette a tudományos és technológiai fejlődésnek, hogy éles ugrást tegyen előre. Ezen állatok szervezetei nagy pontosságú műszerek, eszközök és technológiák modelljeként szolgáltak. A természet találmányainak, elképzeléseinek az ember általi kölcsönvételét és felhasználását bionikának nevezik.
Régi hagyomány folytatása
(6-10. DIA) Ezeknek a rendszereknek a termeszhalmokban való működési elvét veszik alapul a sokemeletes épületek szellőztetésénél. Modellként szolgáltak bevásárló központ Eastgate Zimbabwéban. Negyven fokos melegben is hűvös.
Jacques-Yves Cousteau-t az ihlette a búvárfelszerelés megalkotásához, amikor megfigyelt egy hibát, amely légbuborékot húzott a vízbe.
A pecsét fülének eszköze a hidrofon feltalálásának ötletét sugallta. A gyorsan mozgó halak tanulmányozása lendületet adott a tengeri és folyami hajók mozgása során fellépő vízturbulencia elleni küzdelemnek, és növelte sebességüket.
A lótuszleveleken végzett kutatásoknak köszönhetően öntisztító bevonatokat hoztak létre. A természet késztetésére ejtőernyők és sárkányrepülők készültek. Szitakötők adták a helikopter ötletét.
Jelenlegi csörgőkígyó …
(12-13. DIA) A kígyót egy csodálatos szervvel látják el, melynek segítségével látja a termikus (infravörös) sugarakat. A fején lévő két gödör elképesztő éberséget biztosít éjszaka. A kígyó 200 méteres távolságból képes meglátni a nercből kimászó mezei egeret és elkapni. Egy melegvérű állat különös portréját nézve ezredfok eltérést észlel! A kígyónak ezt a képességét az emberek orvosi eszközök és éjjellátó eszközök készítésekor használták fel. A "szerpentin módszer" pontosságának tízezrelékre növelésével a tudósok elképesztő hőképes diagnosztikát hoztak létre. Az ultraérzékeny berendezések számítógéppel feldolgozott képei mindent megmutatnak, ami több kilométeren keresztül a föld belsejében van. Diagnosztizálhat épületeket és építményeket. Házak, hidak, utak, csővezetékek alatt jól láthatóak a földkéreg, a karsztüregek és a talajvíz áramlási hibái. Tudva róluk korábban, az építők megkerülték volna ezeket a holt helyeket építmények miatt, és nem lettek volna „titokzatos” épületomlások.
érdekes hal- periofthalmus - Ázsia, Afrika és Polinézia partjain él. Szeme periszkópként működik: a víz alá vagy a sárba bújva kiemeli őket a vízből, és a zsákmány után kutat.
A feltalálók kudarcot vallanak...
Az ember által alkotott legtökéletesebb mechanizmusok gyakran nem hasonlíthatók össze az élőlények biológiai csodaeszközeivel. Sok sikerük még mindig távoli álma az embernek. A tudósok csak a természetes nanostruktúrákat próbálják "lemásolni" és optikai hullámvezetőként és fényleválasztóként használni.
A web a Kevlar - golyóálló "bőr" prototípusaként szolgált. A tudomány és a mérnöki tudományok soha nem voltak képesek lemásolni és lépést tartani az időjárás és kataklizmák előrejelzésére képes „élő műszerek” szuperérzékenységének ajándékával.
Mint tudják, senki sem tudja megjósolni az egyik legnagyobb katasztrófa - a földrengések - idejét. Néhány babahal azonban érzékeny a szeizmikus folyamatokra. 5-7 órával a földrengés előtt elkezdenek vadul rohanni az akvárium körül. A Föld szeizmikus területein életek ezreit mentették meg. Sok állat rendelkezik a jóslás ajándékával hosszú távú előrejelzés időjárás, hetek és hónapok előtt. Ők „tudják”, mi lesz az árvíz, és hol esnek az árvízi zónába, száraz lesz-e vagy csapadékos a nyár, milyen fagyokra lehet számítani télen.
Megtekintésük lehetővé teszi számos baj és szerencsétlenség elkerülését. A közönséges aranyhalak pontosabbak, mint a legjobb vegyi eszközök a vízben lévő szennyeződések kimutatásában. Észreveszik a jelenlétet mérgező anyagok akár 10-szer hígított, tisztított szennyvízben is. Tanulmány morfológiai jellemzők Az élő szervezetek új ötleteket adnak a tudósoknak a műszaki tervezéshez. Valóban, a természet titkai kimeríthetetlenek.
Technológia
Az elmúlt évszázadok során az embereknek sikerült sok hasznos dolgot kitalálniuk, de nem mindegyiknek köszönhető az emberi elme.
Vannak találmányok, amelyeket az emberek a természetből másoltak le, és beillesztettek abba, amit ma modern világnak nevezünk.
Érdemes megjegyezni, hogy a különböző technológiák természettől való kölcsönzését és azok felhasználását valami új létrehozására az új „biomimikri” szónak nevezték.
Íme néhány ilyen találmány.
© igreen_images / Getty Images
A jelenlegi fúrógépek a giliszták felnagyított mechanikus másolatai. Csakúgy, mint ők, a fúrógépek is "megeszik" a földet (és hátulról engedik el), folyamatosan haladnak előre, és egy nagy alagutat hagynak maguk mögött.
Annak ellenére, hogy a cápa bőre úgy néz ki, mint egy teljes anyag, valójában rengeteg pikkely borítja, úgynevezett bőrfogak.
© WhitcombeRD/Getty Images Pro
A fogak által alkotott bevonat megakadályozza, hogy úszás közben örvények képződjenek, ami viszont lehetővé teszi a cápa gyorsabb úszását. Néhány úszóruhák másolja ezt a természeti technológiát, hogy növelje az úszó sebességét.
© OSTILL / Getty Images Pro
Ezek a bogarak képesek összegyűjteni a nedvességet a ködből, amelyet általában reggelente a tenger felől fújó szél visz be a sivatagba. Nedvesség gyűjtésére felmásznak a magas dűnék hegyére, a szél felé emelik a hasukat, majd lehajtják a fejüket.
Ez a helyzet lehetővé teszi a köd lecsapódását az elitrális kiemelkedéseken. Továbbá lefolyik az elytra varrata mentén, és belép a bogár szájszerveibe. A nedvesség, amelyet a bogár képességének köszönhetően kapott, testtömegének körülbelül 40%-a.
Ennek a bogárnak a képessége inspirálta az embereket egy egyedülálló vízgyűjtési technika létrehozására. A rendszer megalkotója Pak Kitae, a Szöuli Műszaki Egyetemről. Találmánya megismétli a bogárhéj formáját és funkcióját, amivé a reggeli harmatot alakítja vizet inni azoknak, akik olyan helyeken élnek, ahol korlátozott a vízhez való hozzáférés.
Az autótervezés világában, ahol az aerodinamika, a biztonság, a tágasság és a környezetbarátság egymást kölcsönösen kizáró tulajdonságok, egyesek azt a módot keresik, hogy mindezeket a tulajdonságokat egyetlen autóban egyesítsék.
A Mercedes-Benz mérnökei felfigyeltek a dobozhalra. Annak ellenére, hogy a hal első ránézésre meglehetősen esetlennek tűnik, formái úgy alakultak, hogy nagy hatékonysággal mozog a vízben.
A kísérlet eredményeként megjelent egy Bionic Car, amelyet könnyű kialakítása és elképesztő aerodinamikai képességei különböztetnek meg.
© Uwe-Bergwitz/Getty Images Pro
A púpos bálna elérheti a 45 tonnás súlyt, és ennek ellenére hihetetlen könnyedén mozog a vízben. Ez részben a fogazott úszón lévő gumóknak köszönhető.
Azáltal, hogy a helikopterek és a szélmalmok lapátjait több sorban helyezték el, a mérnökök képesek voltak növelni a teljesítményt, miközben csökkentették a légellenállást és a zajszintet.
© jamcgraw / Getty Images Pro
A gekkó kis gyíkok családja. Lábukat milliónyi mikroszkopikus szőr borítja, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy a mennyezeten vagy például az üvegen mozogjanak. A szőrszálak enyhe eltolódása lehetővé teszi a gyíkok számára, hogy lecsatolják a lábukat a felszínről.
© George Doyle / Photo Images
Miután megismerték a gekkók titkát, létrejött a Geckskin nevű szuperragasztó. Annyira hatékony, hogy egy kis mennyiség is elegendő egy 315 kg-os súly megtartásához egy sík felületen. Ezenkívül a ragasztó könnyen eltávolítható, ezáltal eltávolítható a ragasztott tárgy. Ráadásul nem hagy foltokat.
Kis méretük ellenére a szentjánosbogarak erős fényt bocsátanak ki. Titkuk anatómiájukban rejlik: világító szerveik vannak az utolsó hasi szegmenseken. Általában ezek a szervek egy átlátszó kutikula alatt vannak.
© soupstock
Nagy fotogén sejtek alkotják őket, amelyek viszont nagyvonalúan összefonódnak légcsövekkel és idegekkel. A fotogén cellák alatt fényvisszaverők találhatók - ezekben a sejtekben a húgysavkristályok találhatók.
© Zurijeta
A tudósoknak sikerült újraalkotniuk a szentjánosbogarak izzó szervei által kibocsátott fényt. A LED-jük 55 százalékkal erősebb fényt bocsát ki, mint az eredeti.
Első golyós vonatok volt egy közös mínusz - amint elhagyták az alagutat, egy robbanáshoz hasonló hangos hang hallatszott. Természetesen ezek után az utasok az utazás végéig nem lazíthattak.
©Prince/Getty Images Pro
A mérnök és részmunkaidős madárbarát Eiji Nakatsu rájött, hogy a vonat orrának nagyobb hatékonysággal kell áthatolnia a levegőt. Segítségért a jégmadárokhoz fordult.
© Christian Negroni
A madár késszerű csőre lehetővé teszi, hogy nagy magasságból merüljön a vízbe, ugyanakkor a víz hullámait szinte észre sem vették. Manapság szinte minden golyós vonatnak hosszú, hegyes orra van, amely lehetővé teszi, hogy hangtalanul kiléphessen az alagútból.
Mivel a homárok olyan mélységben élnek, ahol a láthatóság szinte nulla, kifejlesztették azt a képességüket, hogy átlátnak a dolgokon. A homárszem képességének másolásával a tudósok több találmányt is létrehozhattak. Például létrehoztak egy kézi "fegyvert", amely lehetővé teszi, hogy átlásson egy körülbelül 7 cm vastag falon.
Emellett a homár szeme alapján készül a Lobster All-Sky X-Ray Monitor (LASXM) fluoroszkópos teleszkóp, amely Nigel Bannistrea, a Leicesteri Egyetem munkatársa szerint lehetővé teszi a teljes égbolt elemzését, köszönhetően korlátlan látómező.
Nagyon költséges lenne minden sávon az útvilágítás biztosítása. Ennek ellenére a sofőröknek látniuk kell az útjelző táblákat sötétben.
© Thinkstock Images / Photo Images
Miután Percy Shaw látta, hogyan tükröződnek az autók fényszórói egy macska szemében, elhatározta, hogy megalkotja az első útvisszaverőket.
© Leung Cho Pan
A harkály a csőrét kalapácsnak és fúrónak használja, ugyanakkor a fa kérgének aprítása közben az agya ép marad.
© UrosPoteko
A madár csőrében a tudósok számos elnyelő mechanizmust fedeztek fel: egy izomszerkezetet, amely megtámasztja a nyelvet, amely a koponya mögé nyúlik és hyoid; szivacsos csontzóna a koponyában; valamint a koponya és az agy-gerincvelői folyadék kölcsönhatása, amely elnyomja a vibrációt.
E mechanizmusok lemásolásával a mérnökök olyan eszközöket hoztak létre, amelyek baleset esetén megvédik a repülőgépek fekete dobozait a megsemmisüléstől.
Érdemes megjegyezni, hogy 2014-ben a Science China Technological Sciences folyóiratban tudósok publikáltak egy cikket, amely elmagyarázza a harkályok agyának védelmének mechanizmusát. Egy kínai tudósok által végzett tanulmány szerint a sokkterhelésből származó energia 99,7%-a egyenletesen oszlik el a madár testében, és ennek az energiának csak 0,3%-a van az agyban.
© Carol Hamilton/Getty Images
Miután a tudósok mikroszkóp alatt megvizsgálták a tüskéket különféle növények, George de Mestral svájci mérnök észrevette, hogy több száz kis kampót tartalmaznak, amelyek úgy vannak elhelyezve, hogy a haj vagy a ruha tapadjon rájuk. A horgok hatását egy kétoldalas anyaggal, amit tépőzárnak (vagy tépőzárnak) hívunk, újraalkotta.
© stocksnapper / Getty Images Pro
Ha a csiga belefárad a járásba, belebújik a héjába. Még a sivatagban is a héj segít a csigának hűvös maradni.
© dariolopresti
Az Iszfahani Művészeti Egyetem hallgatóinak egy csoportja ezt megtudva olyan házat tervezett, amely formájának köszönhetően hűti a levegőt benne. Egy ilyen ház ideális menedék lesz azok számára, akik forró éghajlaton élnek.
Az elefánt bármilyen irányba képes kinyújtani a törzsét, és bármit megragad vele, még az apró diókat is. Bármilyen irányba mozgatható robotkar kifejlesztése során a Festo mérnökei mindent megtettek, hogy utánozzák az elefánt törzsét.
© Kamcsatka
Műanyag csöveket használtak, amelyek gerincként működtek, és sűrített levegő nyomásával változtatták méretüket. Ezen kívül négy "ujjat" adtak hozzá, amelyek nagyobb ügyességet adtak a robotkéznek.
Anélkül, hogy szemet pislogna, a tintahal képes megváltoztatni bőre színét, hogy elrejtőzzön a ragadozók elől, vagy éppen ellenkezőleg, a vadászat során. A tudósok azt találták, hogy ez a képesség a membránok közötti távolságot megváltoztató különféle vegyi anyagok termelése miatt jelenik meg.
© Heather Burditt / Getty Images
Az MIT tudósai egy tintahalat használva egy olcsó, de technológiailag fejlett képernyőt fejlesztenek ki, amely a színek széles skáláját képes megjeleníteni.
Évezredekkel a találmányok szabadalmának első „leszámolása” előtt az emberek egyfajta plágiummal foglalkoztak. Korunkban a találmányokat és felfedezéseket 89 osztályba sorolják, amelyek a technológia és a gyártás minden területét lefedik. A természet „szabadalmi könyvtárában” pedig mindegyikre vonatkoznak „találmányok”.
Az ember mindent megtanult, amije van, sok eredeti és szokatlan ötletet kölcsönzött a természettől. Alkotásait maximális hatékonysággal készítette. Kifogástalan pontosság és erőforrás-takarékosság jellemzi őket. A szélmalmok a rovarszárnyak elvén alapulnak. Nézve, hogyan szövi a pók hálót, az ember megtanult hálót készíteni. A Trobriand-szigetek lakói pedig ma is horgászfelszerelésként használják az óriási erdei pókok hálóját.
Az emberek lesként alkalmazták az állatoktól a vadászat ilyen módszerét. A szárazföldi flóra leghíresebb ragadozója - a Vénusz légycsapda javasolta a csapda ötletét. A görög amforákat tojás alakúra készítették, és az első ütő kosok pontosan reprodukálták a juhok homlokát. A ragacsos hal adta az ötletet a ragasztó feltalálásához. Az első papírt a kínaiak készítették tuja fából a fali darazsak megfigyelése során. Fát rágtak, fészkük építésére alkalmas anyaggá dolgozták fel.
Sok állatot a természet csodálatos képességekkel és képességekkel ruház fel. Egyedülálló tulajdonságaik tanulmányozása lehetővé tette, hogy a huszadik században a tudományos és technológiai fejlődés éles ugrást tegyen előre. Ezen állatok szervezetei nagy pontosságú műszerek, eszközök és technológiák modelljeként szolgáltak. A természet találmányainak, elképzeléseinek az ember általi kölcsönvételét és felhasználását bionikának nevezik.
A bionika a természet bölcs törvényeinek tudatos utánzása. Ezeknek a rendszereknek a termeszhalmokban való működési elvét veszik alapul a sokemeletes épületek szellőztetésénél. Modellként szolgáltak a zimbabwei Eastgate bevásárlóközponthoz. Negyven fokos melegben is hűvös. Nyálmirigy a poloska lett a belső égésű motorok tervezésének alapja. Csak kitin részeit sokszorosára megnagyobbították és fémre cserélték.
A bojtorján és a tépőzáras ugyanazon az elven működik
Jacques-Yves Cousteau-t az ihlette a búvárfelszerelés megalkotásához, amikor megfigyelt egy hibát, amely légbuborékot húzott a vízbe. A bojtorján tövisek hatására a tépőzárat kabátokra, cipőkre és sok más termékre hozták létre. A csimpánzokon végzett megfigyelések számos dolgot feltártak orvosi növényekés alkalmazza azokat az emberek kezelésében. Bifokális szemüvegünk egy négyszemű hal szemének működését utánozza. Végül is ez a hal a szem messzelátó felső részét használja a levegőben való megfigyeléshez, az alsó, rövidlátó részt pedig a vízben.
A pecsét fülének eszköze a hidrofon feltalálásának ötletét sugallta. A gyorsan mozgó halak tanulmányozása lendületet adott a tengeri és folyami hajók mozgása során fellépő vízturbulencia elleni küzdelemnek, és növelte sebességüket. A tintahalak sugármozgásának módszere nem maradt észrevétlen - a hajókon megjelentek az ezt a jelenséget lemásoló mechanikus vízágyúk. A tengerészeket gyakran megmentő automatikus időjárás-előrejelző a medúza „infrafülére” épül. Kiderült, hogy az echolocators denevérek legyen holografikus képed, háromdimenziós képed!
A lótuszleveleken végzett kutatásoknak köszönhetően öntisztító bevonatokat hoztak létre. A holoturiánusok héjainak elrendezésének elve alapján ( tengeri uborka) orvosbiológiai készítményeket készített. Az orvosi fecskendők egy méh vagy darázs csípését másolják. A bombázóbogár egy bináris fegyver ötletével állt elő: két ártalmatlan kémiai vegyület külön-külön reagálva kémiai harci szert állít elő. Az állati fogak tanulmányozása önélező eszközök létrehozásához vezetett. A természet késztetésére ejtőernyők és sárkányrepülők készültek. Szitakötők adták a helikopter ötletét.
gekkó balekok és leveli békák lehetővé teszi, hogy függőleges felületeken futhassanak. Idővel lebomlik, szigetelő és csomagolóanyag elve alapján jött létre természetes feldolgozás laskagomba használatával hulladék. A víztisztító szűrők a sejtmembránokban található aquaparin fehérjét fogják használni. Még az amerikai rover is lemásolja a hátrafelé mozgásra képes rákok hatásmechanizmusát.
A kígyót egy csodálatos szervvel látják el, melynek segítségével látja a termikus (infravörös) sugarakat. A fején lévő két gödör elképesztő éberséget biztosít éjszaka. A kígyó 200 méteres távolságból képes meglátni a nercből kimászó mezei egeret és elkapni. Egy melegvérű állat különös portréját nézve ezredfok eltérést észlel! A kígyónak ezt a képességét az emberek orvosi eszközök és éjjellátó eszközök készítésekor használták fel. A "szerpentin módszer" pontosságának tízezrelékre növelésével a tudósok elképesztő hőképes diagnosztikát hoztak létre. Az ultraérzékeny berendezések számítógéppel feldolgozott képei mindent megmutatnak, ami több kilométeren keresztül a föld belsejében van. Diagnosztizálhat épületeket és építményeket. Házak, hidak, utak, csővezetékek alatt jól láthatóak a földkéreg törései, a karsztüregek és a talajvízfolyások. Tudva róluk korábban, az építők megkerülték volna ezeket a holt helyeket építmények miatt, és nem lettek volna „titokzatos” épületomlások.
A közönséges béka mesterien fogja a nyelvével szúnyogokat és szúnyogokat. Tanulmányok kimutatták, hogy van egy speciális "riasztórendszere", amely lehetővé teszi, hogy külön információkat kapjon a rovar alakjáról, a távolságról és a kép tisztaságáról. A béka gyorsan és pontosan meghatározza a repülő törpe helyzetét az űrben. A nyelv villámgyorsan kirepül – és a zsákmány a gyomorban köt ki. A kép külön látásmódjának béka elvét az 1970-es években alkalmazták a kézírásos szövegek olvasására szolgáló elektronikus gépekben. A gép "agyának" egyik csomópontja követte a jelek alakját, a második - kontrasztjuk miatt. Ugyanez az elv a modern szkennerek működésének alapja.
Tavi béka (L.) zsákmányt fog
Tehát az általunk gyűlölt légy két követendő ötletet adott a tudomány plagizálóinak. Szervei - kötőfékek - működési elve alapján, amelynek rendeltetését a kutatók évtizedekig nem tudták megérteni, a mérnökök elkészítették a legfontosabb eszközt - egy rezgő giroszkópot. Rendkívül érzékeny, és azonnal rögzíti a szuperszonikus repülőgépek helyzetének változásait az űrben, és nélkülözhetetlenné vált a repülésben.
Egy másik ötlet a légy csiszolt szemeiből fakadt, amelyek egy speciális hálóból állnak. Szerkezetük lehetővé teszi, hogy a rovar ne egy, hanem sok képet lásson egy tárgyról. Mozgás közben a megfigyelt tárgy átmegy egyik képről a másikra, ami nagy pontossággal teszi lehetővé mozgásának sebességének meghatározását. A biológusok tanulmányozták a légyszem elvét, a mérnökök pedig új eszközt készítettek. "A légy szeme"-nek hívták. Segítségével a navigációs szolgáltatások és a repülőterek határozzák meg a modern repülőgépek repülési sebességét.
Nőstény lólégy Tabanus lineola
Az ember által alkotott legtökéletesebb mechanizmusok gyakran nem hasonlíthatók össze az élőlények biológiai csodaeszközeivel. Sok sikerük még mindig távoli álma az embernek. A tudósok csak a természetes nanostruktúrákat próbálják "lemásolni" és optikai hullámvezetőként és fényleválasztóként használni. A web a Kevlar - golyóálló "bőr" prototípusaként szolgált. A tudomány és a mérnöki tudományok soha nem voltak képesek lemásolni és lépést tartani az időjárás és kataklizmák előrejelzésére képes „élő műszerek” szuperérzékenységének ajándékával.
Mint tudják, senki sem tudja megjósolni az egyik legnagyobb katasztrófa - a földrengések - idejét. Néhány babahal azonban érzékeny a szeizmikus folyamatokra. 5-7 órával a földrengés előtt elkezdenek vadul rohanni az akvárium körül. A Föld szeizmikus területein életek ezreit mentették meg. Sok állatnak megvan az az ajándéka, hogy hosszú távú időjárás-előrejelzést jósol, hetekre és hónapokra előre. Ők „tudják”, mi lesz az árvíz, és hol esnek az árvízi zónába, száraz lesz-e vagy csapadékos a nyár, milyen fagyokra lehet számítani télen. Megtekintésük lehetővé teszi számos baj és szerencsétlenség elkerülését. A közönséges aranyhalak pontosabbak, mint a legjobb vegyi eszközök a vízben lévő szennyeződések kimutatásában. 10-szer hígított, tisztított szennyvízben is észlelik a mérgező anyagok jelenlétét. Az élő szervezetek morfológiai jellemzőinek tanulmányozása új ötleteket ad a tudósoknak a műszaki tervezéshez. Valóban, a természet titkai kimeríthetetlenek.
1. Az alapvető tervezési elvek, amelyek alapján a híres Eiffel-torony épült, Hermann von Meyer orvos munkáján alapulnak, aki a combcsontfej szerkezetét tanulmányozta azon a helyen, ahol az elhajlik, egy ízületben szögben behatol, de nem nem törik el a test súlya alatt.
Kiderült, hogy a csontot miniatűr csontok hálózata borítja, aminek köszönhetően a terhelés újraeloszlik. Később ezt a tudást Eiffel használta fel a toronyban lévő terhelés újraelosztására ...
Szinte minden, amit az ember feltalált, már létezett a természetben. A szitakötő a helikopter előtt volt, a halak a tengeralattjárók előtt, a pókhálók minden anyag előtt, a szárak és a fák pedig a felhőkarcolók előtt. Ma elmondjuk, hogyan és mit tanult az ember a természettől.
Ússz, mint a hal
Malcolm McIver felfedező és robotja
A tengeri állatok számos találmányra inspirálták az embereket. Áramvonalas formájuk prototípusként szolgált hajók, tengeralattjárók és atombombák létrehozásához.
A kis pikkelyekkel borított cápabőr lett az alapja a repülőgépek, hajók és szélerőmű-lapátok energiatakarékos bevonatainak kifejlesztésének. A német fejlesztő tudósok számításai szerint, ha letakarja a repülőgépet és tengeri hajók Ezzel az anyaggal, egy speciális festékkel, amely csökkenti az áramlási ellenállást, akár 4,5 millió tonna üzemanyagot takaríthat meg a repülések során, és körülbelül 2000 tonnát évente tengeri utakon.
A Harvard Egyetem tudósai most a makócápa bőrét próbálják 3D-s nyomtatással újrateremteni, végső céljuk egy csúcstechnológiás búvárruha elkészítése, amely csökkenti a vízállóságot.
Egy másik modern know-how: egy fekete késhalra emlékeztető felderítő robot, amely az Amazonas fenekén él. Az amerikai mérnökök által kifejlesztett robot a kés markolatából kölcsönözte azt az egyedülálló képességet, hogy teljes sötétségben navigáljon. Malcolm McIver kutató érzékszervi és meghajtó rendszerek ezek a halak sok éven át. Megállapította, hogy a tájékozódáshoz a késkészítő egy speciális szerv által létrehozott gyenge elektromos impulzust küld, a mozgáshoz pedig egy hosszú alsó úszóval hullámzó mozdulatokat végez. Mindkét tulajdonságot "ajándékba" adták új robotbúvároknak, amelyek nehezen hozzáférhető és gyengén megvilágított helyeken, például elsüllyedt hajókon is képesek lesznek felderíteni.
A szokatlan formájú, trópusi, sárga foltos bokszhal ihlette a Mercedes-Benzt a Bionic Car megalkotására, amely egy hal alakját utánozza, és amelynek köszönhetően nagy hatékonysággal mozog.
Repülj, mint a madár
A madarak, lepkék, szitakötők és más rovarok régóta inspirálják az embereket, hogy különféle repülőgép. A repülés egyik úttörője - Leonardo da Vinci vázolta a madarak repülését különböző fajtákés a denevéreket, és megpróbálták újraalkotni a mozgásmódjukat. 1487-ben kifejlesztette az ornitopert, a madárrepülésen alapuló repülő gépet. A da Vinci másik ötlete a behúzható lépcsők, amelyek prototípusa egy swift lábai. És bár a da Vinci által feltalált gépek soha nem repültek, a természettől kölcsönzött ötleteket végül más repülőgép-feltalálók is megtestesítették.
Például a szitakötő lett a helikopter prototípusa. Mint egy rovar, az autó előzetes felfutás nélkül felszáll egy helyről, „lelóg” a levegőben, és futás nélkül landol. Csodálatos repülési képességei különösen Igor Sikorsky feltalálót inspirálták. Az egyik helikoptere majdnem pontos másolata szitakötők: a tudós rendelkezésére állt 2000, számítógép által generált szitakötő manőver a levegőben.
Jelenleg a francia mérnökök igyekeznek a repülőgép szárnyának kialakítását a lehető legközelebb hozni a nagytestű ragadozómadarak szárnyaihoz. "Ez kis sebességnél növeli a repülőgép emelőképességét, csökkenti a légellenállást, a repülési energiaköltségeket, és esetleg még a zajszintet is, ami befolyásolja az áramlások turbulenciájának szintjét" - magyarázza Braza Marianna fejlesztő, aki bemutatta az új szárnyat. év. Az egyik know-how a vékony lemezek voltak, amelyek vibrálnak és csökkentik a turbulenciát - a madarakban ezt a feladatot a szárnyak hátsó szélén található kis tollak látják el.
nézd meg, hogy a macska
A jobb oldali képen: Percy Shaw és kollégája
Az ember macskáktól és baglyoktól tanult meg látni a sötétben. Látásuk alapelveit az éjjellátó készülékek fejlesztése során használták fel.
A macskaszemek egy másik találmány – egy reflektor – alapját képezték. Az angol Percy Shaw találta ki, amikor egy sötét úton meglátta autója fényszóróinak visszaverődését egy macska szemében. találmány" macskaszem” 1934-ben szabadalmaztatták, és hamarosan megjelent Nagy-Britannia útjain, növelve azok biztonságát.
Elkapja az ultrahangot, mint egy denevér
A denevérek segítettek a tudósoknak felfedezni az echolokációt – egy módot, amellyel a visszavert hullám visszatérésének késleltetése alapján meghatározzák egy tárgy helyzetét a térben. A felfedező Lazzaro Spallanzani olasz természettudós és fizikus volt: a 18. század végén egy sötét szobában figyelte a denevérek mozgását, és észrevette, hogy ezek az állatok tökéletesen tájékozódnak. A kísérlet során több egyedet megvakított, és megállapította, hogy azok repülnek, mint a látók. Kolléga tapasztalata után, aki a denevérek fülét viasszal takarta be, és kijelentette, hogy minden tárgyba belebotlik, nyilvánvalóvá vált, hogy ezeket az állatokat a hallás vezérli. Ez a tudás csak a 20. században jött jól, amikor az ultrahangról ismertté vált. A tudósok számos műszert készítettek, köztük a víz alatti objektumok és a tengerfenék szonárját. Nem csak echolokációra képesek a denevérek, de bálnák és delfinek, kisebb részben egyes madarak (guajaros, salangan), cickányok és a madagaszkári tenrec sündisznó is.
Nemrég a Southamptoni Egyetem brit mérnökei bemutattak egy új típusú radart, amely segít a síelők kiszabadításában a lavinákból és a bányászok föld alatti törmelékéből. A projekt szerzője, Timothy Leaton találta ki ezt az eszközt, meglepve a delfinek szuperképességével: az általuk kibocsátott impulzusoknak köszönhetően a sáros vízben is navigálnak, és összetéveszthetetlenül táplálékot keresnek.
Változtasd meg a színt, mint egy kaméleon
Sok állat képes megváltoztatni a színét és összeolvadni környezet. Ezt a képességet az álcázás alkotói kölcsönözték. Ezen a területen a fejlesztések folyamatban vannak. Például 2014 januárjában a Harvard Egyetem amerikai tudósai arról számoltak be, hogy tanulmányozzák a tintahal színváltoztató képességét, ami reményeik szerint segít majd a katonák védőruházatának fejlesztésében.
Később a houstoni és illinoisi egyetem tudósaiból álló csapat olyan anyagot mutatott be, amely elemzi a környezetet, és automatikusan megváltoztatja saját színét, igazodva a háttér színéhez. A fejlesztés forrása az volt fejlábúak: polip, tintahal és tintahal.
Ragaszkodj, mint egy gekkó
A gekkó "ragadós" mancsai képezték a Stanford Egyetem tudósai által szerzett know-how alapját. Speciális tapadókorongos kesztyűt találtak ki, amiben bárki fel tud mászni egy függőleges falra. A szilikon tapadókorongokat, akár a gekkó mancsát, több ezer szőr borítja, és az intermolekuláris vonzásnak (van der Waals erők) köszönhetően az anyag úgy tűnik, a felülethez tapad. A tesztek idén zajlottak, és egy Pókember-film forgatásához hasonlítottak.
Ragaszkodj, mint a bojtorján
A kis horgokkal ellátott bojtorján a tépőzáras textilrögzítő prototípusa lett. Georges de Mistral svájci természettudós és mérnök találta fel, amikor 1948-ban egy hegyi séta után kutyáját tisztította meg a bojtorjántól, és azon töprengett, miért olyan nehéz ezeket a növényi gyümölcsöket leválasztani a gyapjúról.
Ragaszkodj, mint a kagyló
Szőj hálót, mint egy pók
A pókszál szokatlanul erős: ötször akkora, mint az acél. A tudósok számításai szerint akár egy utasszállítót is meg tudna állítani, ha ceruzavastagságú lenne. Nem meglepő, hogy az emberek régóta próbálják újra létrehozni a pókszálat. És végül sikerült ugyanolyan erős anyagokat előállítaniuk, mint például a poliakrilnitril. A tudósok azonban ennél is tovább mentek: a Utah-i Egyetemen pókgéneket adtak egy kecske DNS-éhez, ennek eredményeként a hálót ki lehet szűrni a tejből. 2011-ben a holland tudósok még ennél is tovább próbáltak menni: mesterséges bőrt kombináltak génmódosított kecsketejből nyert szövedékkel, és létrehoztak egy golyóálló anyagot: a tesztek során 5,56-os kaliberű golyókat taszított. Terveik szerint az emberi bőrbe ültetik be a hálót, de egyelőre semmit sem tudni a Pókember megjelenéséről.
Legyen könnyű, mint a szentjánosbogarak
A közelmúltban koreai mérnökök tanulmányozták a szentjánosbogarak hasának nanoszerkezetét, és ennek alapján ultrafényes és hatékonyabb LED-eket készítettek a LED felületének mikroszerkezetének megváltoztatásával, átlátszóságának növelésével. Arról, hogy a szentjánosbogarak és más világító állatok tulajdonságait továbbra is használják,.
