MAOU 일린스카야 평균 종합 학교
과학의 날
“자연이 제안한 발명품.”
의해서 준비되었다:
선생님 기본 수업
트카체바 베로니카 아나톨리예브나
2016년 3월
교과 외 활동 4학년 때
“자연이 제안하는 발명품.”
표적:
창의적 활동이 가능한 인격형성
모든 유형의 말하기 활동(듣기, 말하기, 다른 종류다시 말함);
팀 내에서 의사소통하고 일할 수 있는 기술을 개발합니다.
작업:
학생들의 일반적인 지평을 넓히십시오
다양한 활동을 통해 의사소통 능력 개발을 위한 조건을 조성합니다.
짝을 지어 일하거나 그룹으로 일할 때 관계 문화의 발전을 촉진하십시오.
(슬라이드 1) 발명품 특허에 대한 최초의 "대결"이 시작되기 수천년 전에 사람들은 일종의 표절에 가담했습니다. 오늘날 발명과 발견은 기술과 생산의 모든 영역을 포괄하는 89개 등급으로 분류됩니다. 그리고 자연의 "특허 도서관"에는 그 모든 것과 관련된 "발명품"이 있습니다.
(슬라이드 2) 바이오닉스는 자연의 현명한 법칙을 의식적으로 모방한 것입니다.
인간은 자연으로부터 많은 독창적이고 특이한 아이디어를 빌려 자신이 가진 모든 것을 배웠습니다. 그녀는 최대한의 효율성으로 자신의 작품을 만들었습니다. 완벽한 정확성과 자원 절약으로 구별됩니다.
(슬라이드 3 - 5) 자연으로부터 배우다
재킷, 신발 등 다양한 제품의 벨크로는 우엉 가시의 작용을 바탕으로 만들어졌습니다.. 우엉과 벨크로 패스너는 동일한 원리로 작동합니다.
풍차는 곤충 날개의 작동 원리를 바탕으로 만들어졌습니다.
인간은 거미가 거미줄을 엮는 것을 보고 거미줄 만드는 법을 배웠습니다. 그리고 트로브리안드 제도의 주민들은 여전히 거대한 숲 거미줄을 낚시 도구로 사용합니다.
사람들은 동물의 매복 사냥 기술을 채택했습니다. 최대 유명한 포식자지구 식물 - 금성 파리통은 함정에 대한 아이디어를 제안했습니다.
끈끈한 물고기는 접착제의 발명에 대한 아이디어를 제공했습니다. 첫 번째 종이는 중국인이 벽 말벌을 관찰한 결과 투야(thuja) 나무로 만들었습니다. 그들은 나무를 씹어 재료로 가공하여 둥지를 짓습니다.
많은 동물들이 자연에 의해 부여되었습니다 놀라운 능력그리고 기회. 그것들을 연구하다 독특한 속성 20세기 과학기술의 진보는 비약적인 도약을 가능하게 했습니다. 이 동물의 유기체는 고정밀 도구, 장치 및 기술의 모델로 사용되었습니다. 인간이 자신의 목적을 위해 자연의 발명품과 아이디어를 빌려서 사용하는 것을 생체공학이라고 합니다.
오랜 전통의 지속
(슬라이드 6 - 10) 고층 건물의 환기에 대한 기본은 흰개미 더미에서 이러한 시스템의 작동 원리입니다. 그들은 다음의 모델이 되었다. 쇼핑 센터짐바브웨의 이스트게이트. 40도 더위에도 시원합니다.
Jacques-Yves Cousteau는 공기 방울을 물속으로 끌어들이는 벌레를 관찰하여 스쿠버 탱크를 만드는 데 영감을 받았습니다.
물개 귀의 구조는 수중청음기 발명의 아이디어를 제시했습니다. 빠르게 움직이는 물고기에 대한 연구는 바다와 강 선박의 이동 중 물의 난류에 맞서 싸우고 속도를 높이는 원동력이 되었습니다.
연잎에 대한 연구 덕분에 자정 코팅이 탄생했습니다. 자연의 요청에 따라 낙하산과 행글라이더가 만들어졌습니다. 잠자리는 헬리콥터에 대한 아이디어를 주었습니다.
현재의 방울뱀 …
(슬라이드 12-13) 뱀은 열(적외선) 광선을 볼 수 있는 놀라운 기관을 가지고 있습니다. 머리에 있는 두 개의 구덩이는 밤에 놀라운 시력을 제공합니다. 뱀은 200m 떨어진 구멍에서 기어 나오는 들쥐를 보고 잡을 수 있습니다. 온혈동물의 기이한 초상화를 보면 천분의 일도의 차이가 느껴진다! 뱀의 이러한 능력은 사람들이 의료 기기와 야간 투시 장치를 만드는 데 사용되었습니다. 과학자들은 "스네이크 방법"의 정확도를 1만분의 1도까지 높임으로써 놀라운 열화상 진단 방법을 개발했습니다. 초고감도 장비에서 컴퓨터로 처리된 이미지는 지구 내부 수 킬로미터 깊이의 모든 것을 보여줍니다. 건물과 구조물을 진단할 수 있습니다. 주택, 교량, 도로, 파이프라인, 지각의 단층, 카르스트 공극 및 지하수 흐름 아래에서 명확하게 볼 수 있습니다. 이에 대해 더 일찍 알았더라면 건축업자들은 구조물에 치명적인 이러한 장소를 피했을 것이고, "신비한" 건물 붕괴도 없었을 것입니다.
흥미로운 물고기- 안구 주위증 - 아시아, 아프리카 및 폴리네시아 해안에 거주합니다. 그녀의 눈은 잠망경처럼 작동합니다. 물속이나 진흙 속에 숨어서 물 밖으로 꺼내 먹이를 추적합니다.
발명가의 실패...
인간이 만든 가장 진보된 메커니즘은 생명체의 생물학적 기적 장치와 비교할 수 없는 경우가 많습니다. 그들의 성취 중 많은 부분은 여전히 인간에게 먼 꿈으로 남아 있습니다. 과학자들은 천연 나노구조를 "복사"하여 이를 광학 도파관 및 광 분리기로 사용하려고 노력하고 있습니다.
웹은 방탄 '스킨'인 케블라(Kevlar)의 프로토타입 역할을 했다. 과학과 공학은 날씨와 재난을 예측할 수 있는 '살아있는 도구'의 초감각 능력을 결코 모방하거나 따라잡을 수 없었습니다.
아시다시피, 가장 큰 재난 중 하나인 지진이 언제 일어날지 예측할 수 있는 사람은 아무도 없습니다. 그러나 일부 작은 물고기는 지진 과정에 민감합니다. 지진이 발생하기 5-7시간 전에 그들은 수족관 주위로 격렬하게 돌진하기 시작합니다. 지진이 발생하기 쉬운 지구의 지역에서 그들은 수천 명의 생명을 구했습니다. 많은 동물들이 예측의 재능을 가지고 있습니다. 장기 예측앞으로 몇 주, 몇 달 동안의 날씨. 그들은 홍수가 어떻게 될지, 홍수 지역에 들어갈 장소가 어디인지, 여름이 건조할지 비가 올지, 겨울에 어떤 서리가 올지 “알고” 있습니다.
이를 관찰하면 많은 문제와 불행을 피할 수 있습니다. 일반 금붕어는 물 속의 오염 물질을 탐지하는 데 있어 최고의 화학 도구보다 더 정확합니다. 그들은 존재를 알아차린다. 독성 물질 10배 희석한 정제수에서도 마찬가지다. 공부하다 형태학적 특징살아있는 유기체는 과학자들에게 기술 설계에 대한 새로운 아이디어를 제공합니다. 실제로 자연의 비밀은 끝이 없습니다.
기술
지난 몇 세기 동안 사람들은 많은 유용한 것들을 발명해 왔지만 그 모든 것이 전적으로 인간의 마음에 의한 것은 아닙니다.
사람들이 자연에서 복사하여 현재 우리가 현대 세계라고 부르는 세상에 붙여넣은 발명품이 있습니다.
자연에서 다양한 기술을 빌려와 이를 활용해 새로운 것을 만들어내는 것을 '생체모방'이라는 신조어로 부른 점은 주목할 만하다.
여기에 그러한 발명품의 작은 부분이 있습니다.
© igreen_images / 게티 이미지
오늘날의 드릴링 머신은 지렁이를 기계적으로 확대한 것입니다. 그들과 마찬가지로 드릴링 머신은 땅을 "먹고"(그리고 뒤쪽을 통해 땅을 방출하며) 지속적으로 앞으로 움직이며 뒤에 큰 터널을 남깁니다.
상어 피부는 하나의 완전한 물질처럼 보이지만 실제로는 피부 치아라고 불리는 수많은 비늘로 덮여 있습니다.
© WhitcombeRD/게티 이미지 프로
이러한 치아 모양의 코팅은 수영할 때 소용돌이가 형성되는 것을 방지하여 상어가 더 빨리 수영할 수 있게 해줍니다. 일부 수영복수영하는 사람의 속도를 높이기 위해 이 자연 기술을 복사합니다.
© OSTILL / 게티 이미지 프로
이 딱정벌레는 일반적으로 아침에 바다에서 부는 바람에 의해 사막으로 유입되는 안개로부터 수분을 모을 수 있습니다. 습기를 모으기 위해 그들은 높은 언덕 꼭대기에 올라가서 바람을 향해 복부를 들어 올린 다음 머리를 아래로 내립니다.
이 위치에서는 안개가 딱지날개 능선에 응축될 수 있습니다. 그런 다음 딱지날개 솔기를 따라 흘러 딱정벌레의 입으로 들어갑니다. 그 능력으로 인해 딱정벌레가 받는 수분은 체중의 약 40%에 이릅니다.
이 딱정벌레의 능력은 사람들이 물을 모으는 독특한 기술을 만들도록 영감을 주었습니다. 이 시스템의 창시자는 서울공업대학교 박기태 씨이다. 그의 발명품은 딱정벌레 껍질의 모양과 기능을 모방하여 아침 이슬을 변화시킵니다. 식수물에 대한 접근이 제한적인 곳에 사는 사람들을 위한 것입니다.
공기 역학, 안전, 공간 및 환경 친화성이 상호 배타적인 속성인 자동차 디자인의 세계에서 일부 사람들은 이러한 모든 특성을 하나의 자동차에 결합하는 방법을 찾고 있습니다.
Mercedes-Benz의 엔지니어들은 상자 물고기에 주목했습니다. 언뜻보기에는 물고기가 다소 어색해 보이지만 그 모양은 물 속에서 매우 효율적으로 움직일 수 있도록 발전했습니다.
실험 결과, 경량 디자인과 놀라운 공기역학적 성능이 특징인 바이오닉 자동차가 등장했습니다.
© Uwe-Bergwitz/Getty 이미지 프로
혹등고래의 무게는 최대 45톤에 달하며, 그럼에도 불구하고 놀라울 정도로 쉽게 물 속에서 움직입니다. 이는 부분적으로 톱니 모양의 지느러미에 있는 결절 때문입니다.
헬리콥터와 풍차의 터빈 블레이드에 여러 줄의 범프를 추가함으로써 엔지니어들은 항력과 소음을 줄이면서 출력을 높일 수 있었습니다.
© jamcgraw/게티 이미지 프로
게코(Geckos)는 작은 도마뱀의 가족입니다. 그들의 발은 천장이나 유리 등을 따라 움직일 수 있는 수백만 개의 미세한 털로 덮여 있습니다. 털의 작은 변화만으로도 도마뱀이 발을 표면에서 분리할 수 있습니다.
© 조지 도일/사진 이미지
도마뱀붙이의 비밀을 발견한 후, Geckskin이라는 초강력 접착제가 만들어졌습니다. 평평한 표면에서 315kg의 무게를 소량만으로도 지탱할 수 있을 정도로 매우 효과적입니다. 또한, 접착제를 쉽게 제거할 수 있어 접착된 물체를 제거할 수 있다. 게다가 얼룩도 남지 않습니다.
반딧불이는 작은 크기에도 불구하고 밝은 빛을 발산합니다. 그들의 비밀은 해부학에 있습니다. 복부 마지막 부분에 발광 기관이 있습니다. 일반적으로 이러한 기관은 투명한 표피 아래에 위치합니다.
© 수프스톡
그들은 큰 광세포에 의해 형성되며 차례로 기관 및 신경과 넉넉하게 얽혀 있습니다. 광 반사체 아래에서 광 반사체를 찾을 수 있습니다. 이는 요산 결정이 위치한 세포입니다.
© 주리제타
과학자들은 반딧불이의 발광 기관에서 방출되는 빛을 재현하는 데 성공했습니다. LED는 원본보다 55% 더 밝은 빛을 방출합니다.
첫 번째 신칸센하나의 공통점이 있습니다. 터널을 떠나 자마자 폭발음처럼 큰 소리가 들렸습니다. 당연히 그 이후 승객들은 남은 여행 동안 긴장을 풀 수 없었다.
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엔지니어이자 시간제 조류 애호가인 나카츠 에이지(Eiji Nakatsu)는 열차의 앞부분이 공기를 더 효율적으로 통과해야 한다는 것을 깨달았습니다. 그는 물총새들에게 도움을 청했습니다.
© 크리스티안 네그로니
새의 칼 같은 부리 덕분에 물 위에 눈에 띄는 파도가 거의 없이 매우 높은 곳에서 물속으로 뛰어들 수 있습니다. 이제 거의 모든 초고속 열차에는 길고 뾰족한 코가 있어 조용히 터널을 빠져나갈 수 있습니다.
바닷가재는 가시성이 거의 없는 심해에 살기 때문에 사물을 꿰뚫어 볼 수 있는 능력을 발달시켰습니다. 과학자들은 바닷가재의 눈 능력을 모방하여 여러 가지 발명품을 만들 수 있었습니다. 예를 들어, 그들은 약 7cm 두께의 벽을 투시할 수 있는 휴대용 '총'을 만들었습니다.
또한 랍스터의 눈을 기반으로 LASXM(Lobster All-Sky X-Ray Monitor) X선 망원경이 만들어지고 있는데, 레스터 대학의 Nigel Bannisrea에 따르면 이 장치를 사용하면 하늘 전체를 분석할 수 있다고 합니다. 무제한의 시야.
모든 차선에 도로 조명을 제공하는 것은 매우 비쌉니다. 하지만 운전자는 어둠 속에서도 도로 표지판을 볼 수 있어야 합니다.
©료 이미지/사진 이미지
Percy Shaw는 자동차 헤드라이트가 고양이 눈에 어떻게 반사되는지 본 후 최초의 도로 반사경을 만들기로 결정했습니다.
© 렁 조 판
딱따구리는 부리를 망치와 드릴로 사용하는 동시에 나무 껍질을 부수는 동안 뇌는 그대로 유지됩니다.
© 우로스포테코
새의 부리 내부에서 과학자들은 몇 가지 흡수 메커니즘을 발견했습니다. 혀를 지탱하는 근육 구조는 두개골 뒤쪽으로 뻗어 있으며 설골; 두개골의 해면골 영역; 그리고 진동을 약화시키는 두개골-뇌척수액 상호작용이 있습니다.
엔지니어들은 이러한 메커니즘을 복사하여 사고 발생 시 비행기의 블랙박스가 파손되지 않도록 보호하는 장치를 만들었습니다.
2014년 Science China Technological Sciences 저널에 과학자들이 딱따구리의 뇌 보호 메커니즘을 설명하는 기사를 발표했다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 중국 과학자들이 실시한 연구에 따르면 충격 부하로 인한 전체 에너지의 99.7%가 새의 몸 전체에 고르게 분포되어 있으며, 이 에너지 중 0.3%만이 뇌로 전달됩니다.
© 캐롤 해밀턴/게티 이미지
과학자들이 현미경으로 가시를 조사한 후 다양한 식물, 스위스 엔지니어 George de Mestral은 머리카락이나 옷이 걸리도록 배치된 수백 개의 작은 고리가 포함되어 있음을 발견했습니다. 그는 우리가 벨크로(또는 벨크로)라고 부르는 양면 소재를 사용하여 후크 효과를 재현했습니다.
© stocksnapper/Getty Images Pro
달팽이는 걷다 지치면 껍질 속에 숨어요. 사막에서도 껍질은 달팽이가 시원함을 유지하도록 도와줍니다.
© 다리올로프레스티
이 사실을 알게 된 이스파한 예술 대학의 학생들은 그 모양 덕분에 내부 공기를 식힐 수 있는 집을 디자인했습니다. 그러한 집은 더운 기후에 사는 사람들에게 이상적인 피난처가 될 것입니다.
코끼리는 코를 어느 방향으로든 뻗을 수 있고 무엇이든, 심지어 작은 견과류까지 잡을 수 있습니다. Festo 엔지니어들은 어떤 방향으로든 움직일 수 있는 로봇 팔을 개발하면서 코끼리 코를 모방하기 위해 많은 노력을 기울였습니다.
© 캄차카
그들은 척추 역할을 하는 플라스틱 튜브를 사용하고 압축 공기 압력을 사용하여 크기를 변경했습니다. 그들은 또한 로봇 팔에 더 많은 민첩성을 부여하는 4개의 "손가락"을 추가했습니다.
눈을 깜박일 시간도 없이 오징어는 포식자로부터 숨기 위해 또는 반대로 사냥 중에 피부색을 바꿀 수 있습니다. 과학자들은 이러한 능력이 막 사이의 거리를 변화시키는 다양한 화학물질의 생성으로 인해 나타난다는 것을 발견했습니다.
© 헤더 Burditt/게티 이미지
MIT의 과학자들은 오징어를 모델로 삼아 저렴하면서도 기술적으로 진보된 스크린을 개발하고 있으며 다양한 색상을 표시할 수 있습니다.
발명품 특허에 대한 최초의 "대결"이 시작되기 수천년 전에 사람들은 일종의 표절에 가담했습니다. 오늘날 발명과 발견은 기술과 생산의 모든 영역을 포괄하는 89개 등급으로 분류됩니다. 그리고 자연의 "특허 도서관"에는 그 모든 것과 관련된 "발명품"이 있습니다.
인간은 자연으로부터 많은 독창적이고 특이한 아이디어를 빌려 자신이 가진 모든 것을 배웠습니다. 그녀는 최대한의 효율성으로 자신의 작품을 만들었습니다. 완벽한 정확성과 자원 절약으로 구별됩니다. 풍차는 곤충 날개의 작동 원리를 바탕으로 만들어졌습니다. 인간은 거미가 거미줄을 엮는 것을 보고 거미줄 만드는 법을 배웠습니다. 그리고 트로브리안드 제도의 주민들은 여전히 거대한 숲 거미줄을 낚시 도구로 사용합니다.
사람들은 동물의 매복 사냥 기술을 채택했습니다. 지구 식물의 가장 유명한 포식자인 금성 파리통이 함정에 대한 아이디어를 제안했습니다. 그리스의 암포라는 달걀 모양으로 만들어졌는데, 최초의 숫양은 숫양의 이마를 정확하게 재현했습니다. 끈끈한 물고기는 접착제의 발명에 대한 아이디어를 제공했습니다. 첫 번째 종이는 중국인이 벽 말벌을 관찰한 결과 투야(thuja) 나무로 만들었습니다. 그들은 나무를 씹어 재료로 가공하여 둥지를 짓습니다.
많은 동물들은 자연적으로 놀라운 능력과 능력을 부여 받았습니다. 그들의 독특한 특성에 대한 연구는 20세기에 과학기술적 진보가 급격한 도약을 이룰 수 있게 해주었습니다. 이 동물의 유기체는 고정밀 도구, 장치 및 기술의 모델로 사용되었습니다. 인간이 자신의 목적을 위해 자연의 발명품과 아이디어를 빌려서 사용하는 것을 생체공학이라고 합니다.
바이오닉스는 자연의 현명한 법칙을 의식적으로 모방한 것입니다. 고층 건물의 환기에 대한 기본은 흰개미 더미에서 이러한 시스템의 작동 원리입니다. 그들은 짐바브웨의 Eastgate 쇼핑센터의 모델이 되었습니다. 40도 더위에도 시원합니다. 침샘이 버그는 내연기관 설계의 기초가 되었습니다. 키틴 부분만 여러 번 확대되고 금속 부분으로 대체되었습니다.
우엉과 벨크로는 동일한 원리로 작동합니다.
Jacques-Yves Cousteau는 공기 방울을 물속으로 끌어들이는 벌레를 관찰하여 스쿠버 탱크를 만드는 데 영감을 받았습니다. 우엉 가시의 작용을 바탕으로 벨크로는 재킷, 신발 및 기타 다양한 제품에 만들어졌습니다. 침팬지를 관찰한 결과 다음과 같은 사실이 밝혀졌습니다. 약용 식물그리고 그것을 사용하여 사람들을 치료합니다. 우리의 이중초점 안경은 네눈박이 물고기의 눈 원리를 모방합니다. 결국, 이 물고기는 공중에서 관찰할 때 눈의 위쪽 원시 부분을 사용하고 물 속에서 관찰할 때 눈의 아래쪽 근시 부분을 사용합니다.
물개 귀의 구조는 수중청음기 발명의 아이디어를 제시했습니다. 빠르게 움직이는 물고기에 대한 연구는 바다와 강 선박의 이동 중 물의 난류에 맞서 싸우고 속도를 높이는 원동력이 되었습니다. 오징어의 제트 추진 방법은 눈에 띄지 않았습니다. 이 현상을 모방 한 기계식 물대포가 선박에 나타났습니다. 선원의 목숨을 구하는 자동 일기예보 장치는 해파리의 '인프라이어(infra-ear)'를 기반으로 한다. 반향탐지기가 밝혀졌습니다. 박쥐홀로그램 이미지, 입체적인 이미지를 가지고 있어요!
연잎에 대한 연구 덕분에 자정 코팅이 탄생했습니다. 홀로투리안 껍질의 구조 원리를 바탕으로 ( 해삼) 생물의학 제품이 탄생했습니다. 의료용 주사기는 벌이나 말벌의 침을 모방합니다. 봄바디어 딱정벌레(Bombardier Beetle)는 이진 무기라는 아이디어를 내놓았습니다. 개별적으로 무해한 두 가지 화합물이 반응하여 화학전 물질을 생성하는 것입니다. 동물의 치아에 대한 연구는 자가 연마 도구의 탄생으로 이어졌습니다. 자연의 요청에 따라 낙하산과 행글라이더가 만들어졌습니다. 잠자리는 헬리콥터에 대한 아이디어를 주었습니다.
도마뱀붙이의 빨판과 청개구리수직 표면에서 실행할 수 있습니다. 분해성 단열재 및 포장재원칙으로 만들어졌습니다 자연 가공느타리버섯을 이용한 폐기물. 정수 필터에는 세포막에 함유된 아쿠아파린 단백질이 사용됩니다. 미국의 화성 탐사선조차도 뒤로 이동할 수 있는 가재의 작용 메커니즘을 복사합니다.
뱀은 열(적외선) 광선을 볼 수 있는 놀라운 기관을 가지고 있습니다. 머리에 있는 두 개의 구덩이는 밤에 놀라운 시력을 제공합니다. 뱀은 200m 떨어진 구멍에서 기어 나오는 들쥐를 보고 잡을 수 있습니다. 온혈동물의 기이한 초상화를 보면 천분의 일도의 차이가 느껴진다! 뱀의 이러한 능력은 사람들이 의료 기기와 야간 투시 장치를 만드는 데 사용되었습니다. 과학자들은 "스네이크 방법"의 정확도를 1만분의 1도까지 높임으로써 놀라운 열화상 진단 방법을 개발했습니다. 초고감도 장비에서 컴퓨터로 처리된 이미지는 지구 내부 수 킬로미터 깊이의 모든 것을 보여줍니다. 건물과 구조물을 진단할 수 있습니다. 주택, 교량, 도로, 파이프라인, 지각의 단층, 카르스트 공극 및 지하수 흐름 아래에서 명확하게 볼 수 있습니다. 이에 대해 더 일찍 알았더라면 건축업자들은 구조물에 치명적인 이러한 장소를 피했을 것이고, "신비한" 건물 붕괴도 없었을 것입니다.
일반 개구리는 혀로 모기와 갯지렁이를 능숙하게 잡습니다. 연구에 따르면 곤충의 모양, 거리 및 이미지 선명도에 대한 별도의 정보를 수신할 수 있는 특별한 "경고 시스템"이 있는 것으로 나타났습니다. 개구리는 우주에서 날아다니는 작은 곤충의 위치를 빠르고 정확하게 결정합니다. 혀는 번개처럼 빠르게 날아가고 먹이는 위장에 들어갑니다. 개별 이미지 비전의 개구리 원리는 1970년대 손으로 쓴 텍스트를 읽는 전자 기계에 사용되었습니다. 기계 "뇌"의 한 노드는 문자의 모양을 모니터링하고 두 번째 노드는 대비를 모니터링했습니다. 동일한 원리가 최신 스캐너의 작동에도 적용됩니다.
호수개구리(L.)가 먹이를 잡는다
그래서 우리가 좋아하지 않는 파리는 과학 표절자들에게 따라야 할 두 가지 아이디어를 제공했습니다. 연구원들이 수십 년 동안 그 목적을 이해할 수 없었던 기관의 작동 원리(고삐)를 기반으로 엔지니어들은 가장 중요한 장치인 진동 자이로스코프를 제조했습니다. 우주에서 초음속 항공기의 위치 변화를 매우 민감하고 즉각적으로 기록하며 항공 분야에서는 없어서는 안될 필수 요소가 되었습니다.
또 다른 아이디어는 특수 메쉬 스크린으로 구성된 파리의 겹눈에서 제안되었습니다. 그들의 구조를 통해 곤충은 물체의 하나가 아닌 많은 이미지를 볼 수 있습니다. 움직일 때 관찰된 물체는 한 이미지에서 다른 이미지로 이동하므로 이동 속도를 매우 정확하게 결정할 수 있습니다. 생물학자들은 파리눈의 원리를 연구했고 엔지니어들은 새로운 장치를 만들었습니다. 그래서 그들은 그것을 “파리의 눈(Eye of the Fly)”이라고 불렀습니다. 그것의 도움으로 내비게이션 서비스와 공항은 현대 여객기의 비행 속도를 결정합니다.
암컷 말파리 Tabanus lineola
인간이 만든 가장 진보된 메커니즘은 생명체의 생물학적 기적 장치와 비교할 수 없는 경우가 많습니다. 그들의 성취 중 많은 부분은 여전히 인간에게 먼 꿈으로 남아 있습니다. 과학자들은 천연 나노구조를 "복사"하여 이를 광학 도파관 및 광 분리기로 사용하려고 노력하고 있습니다. 웹은 방탄 '스킨'인 케블라(Kevlar)의 프로토타입 역할을 했다. 과학과 공학은 날씨와 재난을 예측할 수 있는 '살아있는 도구'의 초감각 능력을 결코 모방하거나 따라잡을 수 없었습니다.
아시다시피, 가장 큰 재난 중 하나인 지진이 언제 일어날지 예측할 수 있는 사람은 아무도 없습니다. 그러나 일부 작은 물고기는 지진 과정에 민감합니다. 지진이 발생하기 5-7시간 전에 그들은 수족관 주위로 격렬하게 돌진하기 시작합니다. 지진이 발생하기 쉬운 지구의 지역에서 그들은 수천 명의 생명을 구했습니다. 많은 동물들은 장기 일기예보를 몇 주, 몇 달 전에 미리 예측하는 능력을 가지고 있습니다. 그들은 홍수가 어떻게 될지, 홍수 지역에 들어갈 장소가 어디인지, 여름이 건조할지 비가 올지, 겨울에 어떤 서리가 올지 “알고” 있습니다. 이를 관찰하면 많은 문제와 불행을 피할 수 있습니다. 일반 금붕어는 물 속의 오염 물질을 탐지하는 데 있어 최고의 화학 도구보다 더 정확합니다. 10배 희석한 정제수에서도 독성물질이 검출됐다. 살아있는 유기체의 형태학적 특징에 대한 연구는 과학자들에게 기술 설계에 대한 점점 더 많은 새로운 아이디어를 제공합니다. 실제로 자연의 비밀은 끝이 없습니다.
1. 유명한 에펠탑이 건설된 기본 설계 원리는 대퇴골두가 구부러지는 부위의 구조를 연구한 헤르만 폰 마이어(Hermann von Meyer) 의사의 연구에 기초하여 비스듬히 관절에 들어가는 것입니다. , 그러나 몸의 무게로 인해 부서지지 않습니다.
뼈는 하중이 재분배되는 소형 뼈 네트워크로 덮여 있음이 밝혀졌습니다. 나중에 에펠은 이 지식을 사용하여 탑의 하중을 재분배했습니다.
인간이 발명한 거의 모든 것은 이미 자연에 존재했습니다. 헬리콥터 이전에는 잠자리가 있었고, 잠수함 이전에는 물고기가 있었으며, 모든 물질 이전에는 거미줄이 있었고, 고층 빌딩 이전에는 줄기와 나무가 있었습니다. 오늘 우리는 인간이 자연으로부터 배운 방법과 내용을 알려 드리겠습니다.
물고기처럼 헤엄치다
탐험가 Malcolm McIver와 그의 로봇
바다 동물은 많은 발명품에 영감을 주었습니다. 유선형 모양은 선박, 잠수함, 원자폭탄 제작의 원형이 되었습니다.
작은 비늘로 덮인 상어 피부는 여객기, 선박, 풍력 터빈 블레이드용 에너지 절약형 코팅 개발의 기초가 되었습니다. 독일 개발 과학자들의 계산에 따르면 비행기와 바다 선박흐름 저항을 줄이는 특수 도료인 이 소재는 비행 시 연간 최대 450만톤, 해상 항해 시 연간 약 2,000톤의 연료를 절약할 수 있다.
이제 하버드 대학의 과학자들은 3D 프린팅을 사용하여 마코상어의 피부를 재현하려고 노력하고 있으며, 그들의 궁극적인 목표는 방수 기능을 줄이는 하이테크 다이빙 슈트를 생산하는 것입니다.
또 다른 현대적 노하우: 아마존 해저에 서식하는 검은 칼새를 닮은 정찰 로봇입니다. 미국 엔지니어들이 개발한 이 로봇은 칼벌레로부터 완전한 어둠 속에서도 탐색할 수 있는 독특한 능력을 빌려왔습니다. 연구원 Malcolm McIver는 감각과 추진 시스템이 물고기는 수년 동안. 그는 칼새가 방향을 잡기 위해 특수 기관에서 생성된 약한 전기 충격을 보내고, 움직임을 위해 긴 아래쪽 지느러미를 사용하여 파도 같은 움직임을 한다는 것을 알아냈습니다. 이 두 가지 자산은 침몰한 선박과 같이 도달하기 어렵고 조명이 어두운 장소에서 정찰을 수행할 수 있는 새로운 로봇 다이버에게 "기부"되었습니다.
특이한 모양의 열대 노란색 점박이 물고기는 메르세데스-벤츠가 물고기의 모양을 따라가며 매우 효율적으로 움직이는 바이오닉 자동차를 만드는 데 영감을 주었습니다.
새처럼 날다
새, 나비, 잠자리 및 기타 곤충은 오랫동안 사람들에게 다양한 영감을 주어 왔습니다. 항공기. 항공의 선구자 중 한 명인 레오나르도 다빈치는 새의 비행을 스케치했습니다. 다른 품종그리고 박쥐의 움직임을 재현하려고 노력했습니다. 1487년에 그는 새의 비행을 기반으로 한 비행 기계인 오니호퍼를 개발했습니다. 다빈치의 또 다른 아이디어는 개폐식 계단으로, 그 프로토타입은 신속한 다리입니다. 다빈치가 발명한 기계는 결코 날지 못했지만 자연에서 빌린 아이디어는 결국 다른 항공기 발명가에 의해 구현되었습니다.
예를 들어, 잠자리는 헬리콥터의 원형이 되었습니다. 자동차는 곤충처럼 미리 달리지 않은 곳에서 이륙해 공중에 '매달려' 달리지 않고 착륙한다. 그 놀라운 비행 능력은 특히 발명가 Igor Sikorsky에게 영감을 주었습니다. 그의 헬리콥터 중 하나가 거의 정확한 사본잠자리: 그 과학자는 컴퓨터로 재현한 공중 잠자리 동작 2,000개를 마음대로 사용할 수 있었습니다.
현재 프랑스 엔지니어들은 항공기 날개 디자인을 큰 맹금류의 날개에 최대한 가깝게 만들려고 노력하고 있습니다. 올해 새로운 날개를 선보인 개발자 Marianne Braza는 "이것은 저속에서 항공기의 양력을 증가시키고, 공기 저항, 비행 에너지 비용, 심지어 소음 수준까지 감소시켜 흐름의 난류 수준에 영향을 미칠 것입니다"라고 설명합니다. 노하우 중 하나는 진동하고 난류를 줄이는 얇은 판입니다. 새의 경우 이 작업은 날개의 뒤쪽 가장자리에 있는 작은 깃털에 의해 수행됩니다.
고양이처럼 보이세요
오른쪽 사진: Percy Shaw와 그의 동료
인간은 고양이와 올빼미에게서 어둠 속에서 보는 법을 배웠습니다. 그들의 시력 원리는 야간 투시 장치 개발에 사용되었습니다.
고양이의 눈은 또 다른 발명품인 반사경의 기초를 형성했습니다. 영국인 퍼시 쇼(Percy Shaw)가 어두운 고속도로에서 고양이의 눈에 비친 자동차의 헤드라이트를 보고 발명한 것입니다. 발명 " 고양이 눈"는 1934년에 특허를 받았고 곧 영국 도로에 등장하여 안전성을 높였습니다.
박쥐처럼 초음파를 잡아라
박쥐는 과학자들이 반사파의 복귀 지연 시간을 통해 우주에서 물체의 위치를 결정하는 방법인 반향정위를 발견하는 데 도움을 주었습니다. 발견자는 이탈리아의 박물학자이자 물리학자인 Lazzaro Spallanzani였습니다. 18세기 말에 그는 어두운 방에서 박쥐의 움직임을 관찰하고 이 동물들이 완벽하게 방향을 잡고 있음을 발견했습니다. 실험 중에 그는 여러 사람의 눈을 멀게 했고 그들이 눈이 있는 사람만큼 날 수 있다는 것을 발견했습니다. 박쥐의 귀를 밀랍으로 덮고 박쥐가 모든 물체에 부딪친다고 말한 그의 동료의 경험 이후, 이 동물들은 청각으로 탐색한다는 것이 분명해졌습니다. 이 지식은 초음파가 알려졌던 20세기에만 유용했습니다. 과학자들은 수중 물체와 해저를 위한 소나를 포함하여 다양한 도구를 만들었습니다. 반향정위 능력이 있을 뿐만 아니라 박쥐, 뿐만 아니라 고래와 돌고래, 그 정도는 덜하지만 일부 새(과하로, 스위프렛), 뒤쥐 및 마다가스카르 텐렉 고슴도치도 있습니다.
최근 사우샘프턴 대학교(University of Southampton)의 영국 엔지니어들은 눈사태로부터 스키어를 구출하고 지하 잔해로부터 광부들을 구조할 수 있는 새로운 유형의 레이더를 도입했습니다. 프로젝트 작성자인 Timothy Liton은 돌고래의 초능력에 놀란 후 이 장치를 고안했습니다. 돌고래는 방출되는 충동 덕분에 진흙탕에서도 탐색하고 정확하게 먹이를 찾습니다.
카멜레온처럼 색깔이 변해요
많은 동물들이 색깔을 바꾸고 서로 섞일 수 있습니다 환경. 이 능력은 위장 제작자가 빌린 것입니다. 이 분야의 개발은 계속됩니다. 예를 들어, 2014년 1월 하버드 대학의 미국 과학자들은 오징어의 색을 바꾸는 능력을 연구하고 있다고 보고했습니다. 그들은 이 연구가 군인들을 위한 보호복을 개선하는 데 도움이 되기를 희망합니다.
나중에 휴스턴 대학과 일리노이 대학의 과학자 팀은 환경을 분석하고 배경색에 맞춰 자체 색상을 자동으로 변경하는 재료를 제시했습니다. 개발의 소스는 다음과 같습니다. 두족류: 문어, 오징어, 오징어.
도마뱀붙이처럼 붙어라
도마뱀붙이의 "끈적한" 발은 스탠포드 대학교 과학자들의 노하우의 기초가 되었습니다. 그들은 누구나 수직 벽을 오를 때 사용할 수 있는 흡입 컵이 달린 특수 장갑을 생각해 냈습니다. 도마뱀붙이의 발처럼 실리콘 흡착판은 수천 개의 털로 덮여 있는데, 분자간 인력(반데르발스 힘) 덕분에 물질이 표면에 달라붙는 것처럼 보입니다. 테스트는 올해 진행되었으며 스파이더맨 영화 촬영과 유사했습니다.
우엉처럼 달라붙어
작은 고리와 고리가 있는 우엉은 직물 패스너인 벨크로의 원형이 되었습니다. 이것은 스위스의 자연주의자이자 엔지니어인 Georges de Mistral이 1948년에 산에서 산책을 한 후 우엉에서 개를 청소하던 중 모피에서 이 식물 열매를 껍질을 벗기는 것이 왜 그렇게 어려운지 궁금해했을 때 발명되었습니다.
조개처럼 달라붙어
거미처럼 거미줄을 짜다
거미줄은 놀라울 정도로 강합니다. 강철보다 5배 더 강합니다. 과학자들의 계산에 따르면, 연필 굵기라면 비행기도 멈출 수 있다고 합니다. 사람들이 오랫동안 거미줄을 재현하려고 노력해 왔다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 그리고 결국 그들은 폴리아크릴로니트릴과 같은 내구성이 동일한 재료를 생산할 수 있었습니다. 그러나 과학자들은 더 나아갔습니다. 유타 대학에서는 거미 유전자가 염소의 DNA에 추가되었으며 그 결과 거미줄이 우유에서 걸러질 수 있었습니다. 2011년 네덜란드 과학자들은 더 나아가 유전자 변형 염소 젖에서 얻은 가죽 끈과 인조 가죽을 결합하여 테스트에서 5.56구경 총알을 밀어내는 방탄 직물을 만들었습니다. 그들의 계획은 인간의 피부에 거미줄을 이식하는 것이었지만 지금까지 스파이더맨의 출현에 대해서는 알려진 바가 없습니다.
반딧불처럼 빛을 받아
최근 한국 엔지니어들은 반딧불 복부의 나노 구조를 연구하고 이를 기반으로 매우 밝고 효율적인 LED를 만들었습니다. 이를 위해 LED 표면의 미세 구조를 변경하여 투명도를 높였습니다. 반딧불이와 다른 빛나는 동물의 특성이 어떻게 다른 방식으로 사용되는지에 대해.
