Desde o início da humanidade, as pessoas nunca deixam de se surpreender com as inovações da natureza. Milhares de anos atrás, os ancestrais humanos copiaram a forma como os predadores perseguiam e caçavam. E mesmo agora, com todos tecnologias modernas a natureza não perdeu seu encanto. Inúmeras invenções foram inspiradas em técnicas encontradas no reino vegetal e animal.
A chuva é muito rara no deserto africano do Namibe, mas todas as manhãs o nevoeiro desce sobre as dunas de areia. Estas são as condições ideais para o besouro do deserto da Namíbia. Quando as gotas de água da neblina se acumulam na concha do besouro, elas correm pelas cristas repelentes à água em direção à cabeça. À medida que a umidade se acumula, as gotículas ficam maiores e deslizam em direção à boca do besouro, permitindo que ele sacie sua sede. Engenheiros de Massachusetts Instituto de Tecnologia emprestei invenção natural para criar um material que pode coletar água do ar. Ela é feita de vidro e plástico e é repleta de pequenas saliências, ou seja, é muito parecida com uma esponja. No entanto, o material é muito barato e pode ser criado pela impressão de pontos hidrofílicos em folhas de materiais hidrofóbicos.
O trabalho dos médicos certamente seria muito mais fácil se os médicos pudessem entrar no corpo do paciente e determinar a causa exata de sua dor ou doença. A tecnologia de imagem geralmente resulta em imagens excessivamente granuladas e de baixa resolução, e as máquinas de ressonância magnética são volumosas e caras. Graças à invenção de robôs pequenos o suficiente para nadar no sangue, a medicina pode se tornar muito mais fácil. Cyberplasm é um robô que está "vivo" em certo sentido. O robô está equipado com sensores feitos de células de mamíferos vivos e alimentados com glicose.
A tromba de um elefante é composta por mais de 40.000 músculos e é tão ágil quanto mão humana. Seu design versátil inspirou a criação de um braço robótico. A empresa alemã Festo desenvolveu o Bionic Handling Assistant, um membro que combina capacidades humanas e avanços tecnológicos. O robô, que tem quatro garras de metal, aprende tudo como uma criança humana – por tentativa e erro. Constantemente tentando capturar diversos objetos, ele aos poucos vai “entendendo” quais músculos do “tronco” de poliamida ele precisa movimentar.
Quando trens japoneses extremamente rápidos saem do túnel em alta velocidade, eles criam um estrondo ensurdecedor devido ao formato do nariz do trem. Afinal, nessa velocidade, o trem no túnel cria uma parede de ar comprimido à sua frente, o que desacelera o trem e aumenta o consumo de combustível. Birds sugeriu uma saída para esse problema. O martim-pescador possui um bico aerodinâmico que facilita a captura de peixes. Devido à forma pontiaguda de seu bico, o pássaro é capaz de mergulhar na água sem respingar. O engenheiro e ornitólogo Eiji Nakatsu criou um nariz de formato semelhante em um trem que permite reduzir a resistência do ar. Além disso, ele também aproveitou o design de penas de coruja para reduzir o ruído do trem em movimento.
Quem disse que os robôs precisam ser sólidos e feitos de metal. Uma equipe de pesquisadores da Itália descobriu as vantagens do corpo mole do polvo para a robótica: tal robô é capaz de nadar, segurar objetos e rastejar, e também o "polvo mecânico" usa muito menos poder de computação para funcionar. Em vez de se mover de maneiras matematicamente previsíveis como máquinas sólidas, o polvo robótico é capaz de encolher, ondular e torcer. Não possui membros rígidos e articulações fixas, o que é uma vantagem, pois tal robô é capaz de se adaptar ao ambiente.
Poucas pessoas sabem que as rosas podem conduzir eletricidade. Magnus Berggren e sua equipe de pesquisadores na Suécia conseguiram isso incorporando fios microscópicos em plantas. Esse método deu aos cientistas a capacidade de controlar a fisiologia das rosas, como impedir que flores desabrochem antes de uma geada ou ajudá-las a não murchar. Essas modificações não afetam os frutos ou sementes das plantas. Embora mudança constante pode afetar negativamente o ecossistema, esta invenção pode ser facilmente aplicada e descartada.
Devido à sua suavidade e durabilidade, a pele de tubarão pode ser usada para quase tudo, desde roupas de banho até sapatos. No entanto, poucas pessoas esperavam que os cateteres pudessem ser feitos a partir dele. Micróbios - eternos dor de cabeça para qualquer hospital. O engenheiro Tony Brennan descobriu que não há nada mais limpo do que a pele de tubarão, cuja superfície é cravejada de pequenos dentes que impedem a aderência de lodo, algas e mariscos. E também a pele de tubarão impede bactérias patogênicas como a E. coli.
Usando hibernação extrema, alguns musgos do deserto são capazes de ressuscitar décadas depois de murcharem e “morrerem” sob exposição. temperaturas altas. Mas assim que começa a chover, as plantas voltam a ficar exuberantes e verdes. Os tardígrados, invertebrados microscópicos, também estão entre os animais mais complexos da Terra. Eles foram jogados em espaço, expostos a temperaturas extremas (zero absoluto e 150 graus Celsius), expostos à radiação e mantidos por anos sem água. Em resposta a isso, os tardígrados "murcharam" e encolheram, mas reviveram novamente quando as condições circundantes se tornaram novamente favoráveis. Ao estudar esses organismos, os cientistas conseguiram preservar vacinas, DNA e células-tronco por muito mais tempo.
Os caminhantes aquáticos podem andar sobre a água devido ao efeito da tensão superficial. Tendo espiado esse princípio nesses insetos, os cientistas construíram um robô ultraleve que pode pular na água. Este robô tem corpo mole e pesa apenas 68 miligramas. Embora os engenheiros já tenham desenvolvido robôs que podem andar sobre a água, esta invenção é única porque o robô pode pular na superfície da água sem mergulhar nela. Ele imita os movimentos das pernas de uma pulga e pode saltar até 14 centímetros. Supõe-se que um bot em miniatura pode ser útil em operações de observação e resgate.
Os raios X são difíceis de trabalhar, e é por isso que as máquinas de raios X dos aeroportos são tão volumosas. No entanto, os cientistas já conseguiram copiar o princípio que é usado nos olhos das lagostas. Em vez de refratar a luz como uma lente, as lagostas a percebem através de um efeito de reflexão. Seus olhos são cobertos por quadrados como espelhos planos que refletem a luz em ângulos precisos para formar imagens de qualquer ângulo. Esse projeto se mostrou útil para astrônomos que precisavam de telescópios capazes de focalizar raios-X de regiões específicas do espaço.
Muito interessante e. Pode-se apenas imaginar quão perspicazes foram os autores dessas previsões.
Estamos acostumados a usar os "milagres" da ciência e da tecnologia e muitas vezes perdemos de vista o fato de que a natureza começou a usar alguns deles muito antes do surgimento da primeira locomotiva a vapor ou computador. Novas invenções muitas vezes nos surpreendem e nos inspiram, mas… quão novas elas são realmente? Os animais vão considerá-los obsoletos. Aqui estão dez invenções, cuja criação você provavelmente atribuiu às pessoas. Mas os animais os pegaram primeiro.
Lembra quando você olha pela janela de um avião pouco antes de pousar, pequenas bandeiras aparecem nas asas? Eles evitam que o avião pare enquanto diminui a velocidade.
Os pássaros têm sua própria versão dessa tecnologia inteligente na forma de penas especialmente adaptadas. As penas das aves são amplamente divididas em penas primárias e secundárias, com algumas delas auxiliando o vôo, enquanto outras servem como mera decoração.
Mas a asa do pássaro tem uma parte chamada asa, ou asa acessória (onde poderia estar " dedão"). A ave controla essas penas, abrindo uma pequena fenda que ajuda a estabilizar a ave e evitar cair ao decolar ou pousar lentamente. A beleza!
Navios, submarinos e dispositivos marítimos são frequentemente equipados com sonar para navegação, prevenção de obstáculos e rastreamento de alvos subaquáticos. O sonar baseia-se na emissão de som com uma determinada frequência e na propagação de ondas sonoras no ambiente.
As ondas sonoras refletem em objetos sólidos e retornam ao sonar que as emite. O dispositivo de sonar então coleta informações sobre a forma, tamanho e distância dos objetos. Isso é especialmente útil para os militares, mas as baleias e os golfinhos foram os primeiros a inventar o sonar. Mais precisamente, a natureza e a evolução fizeram isso por eles.
Esses animais incríveis podem distinguir até mesmo os menores objetos a uma distância de 15 metros usando suas habilidades de sonar. Eles não precisam aparelho eletrônico para transmitir suas freqüências sobre o oceano. Eles evoluíram para usar suas próprias vozes e receptores corporais e encontrar seu caminho através do mar.
Acreditava-se que os animais criavam uma "paisagem sonora" em suas mentes com base em uma constante retorno, o que os ajuda a construir um mapa do ambiente. Eles também usam seu sonar para encontrar comida e amigos.
O sonar militar é tão semelhante ao sonar de baleia que até opera nas mesmas frequências: de 100 a 500 Hz. Algumas pessoas especulam que esse pode ser o motivo das travessias em massa de golfinhos e baleias, porque eles tomam como seu o sinal dos militares.
As marinhas sintonizam seu sonar em 235 dB, e as baleias normalmente emitem sinais de sonar na faixa de 170 dB. Talvez os sinais altos perturbaram o senso de direção criaturas do mar e os derrubou fora do curso. Ainda assim, é incrível como as baleias usam algo tão eficaz que os humanos ainda não encontraram um substituto para isso.
Falando de criaturas do mar, nossos amigos subaquáticos usaram quase tudo para melhorar sua própria capacidade de sobrevivência. Muito antes de as pessoas inventarem velas, adesivos que brilham no escuro e luzes noturnas, os peixes no fundo do oceano brilham há séculos.
Vagalumes e até alguns tipos de fungos também usam a bioluminescência a seu favor. Todos esses organismos evoluíram para brilhar no escuro por motivos tão variados quanto atrair parceiros, atrair presas, alertar predadores e se comunicar com outros membros da espécie.
Muitas pesquisas que foram feitas - e serão feitas - são dedicadas à implementação da bioluminescência na biotecnologia com muitos aplicações práticas dentro mundo moderno. A substância química ativa - luciferina - tem uma vida útil curta no estado ativo do fluxo de luz. Muitas empresas estão tentando contornar esse problema, então, no futuro, as luzes da rua e os procedimentos médicos podem ser baseados em bioluminescência.
A bioluminescência é criada por simples reação química, que inclui a luciferina, uma enzima e vários outros cofatores específicos para criaturas e plantas individuais. As pessoas ainda estão cheirando a poeira - mas nunca é tarde demais para aprender!
Recentemente, um grupo de cientistas estudou salamandras manchadas e descobriu que os embriões desses pangolins contêm algas que vivem dentro das salamandras bebês até a eclosão. As algas sobrevivem consumindo os resíduos produzidos por embriões de salamandras bebês. Em troca, as algas fornecem energia e nutrição para os lagartos em desenvolvimento.
Esses lagartos crescem essencialmente na fotossíntese, o mesmo processo que as folhas das árvores usam para converter a luz solar em energia. Também é semelhante a como as células fotovoltaicas (painéis solares) giram luz solar em eletricidade.
É claro que muitos répteis também usam o calor do sol, sendo de sangue frio, para manter sua própria temperatura corporal e níveis de energia. Parece que essas criaturas escamosas podem nos ensinar algo sobre energia renovável.
Os seres humanos estão constantemente expostos à luz UV, mas não têm a capacidade natural de vê-la. É por isso que conseguimos tão facilmente queimadura de sol. Hoje você pode comprar detectores de luz que "transformam" as ondas ultravioletas em uma forma que você já pode ver.
Normalmente, não podemos ver a luz ultravioleta devido à quantidade de proteína em nossos olhos. E quanto aos animais?
A estrutura do olho do animal é parcialmente composta por proteínas opsinas. Alguns animais encontram um ou dois tipos de opsinas em seus olhos, então eles veem menos cores e tipos de ondas de luz do que os humanos. Temos três tipos de opsinas que nos permitem ver uma ampla gama de cores.
No entanto, alguns animais, como o camaleão, possuem mais de três tipos de opsinas nos olhos. Portanto, os camaleões podem ver raios de luz ultravioleta, além das cores que os humanos podem ver. O camaleão certamente conseguirá distinguir mais detalhes sobre plantas, objetos e outros animais do que nós.
Ao mesmo tempo, os camaleões fazem isso a olho nu, sem recorrer ao uso de dispositivos. Há também muitos outros répteis, insetos, pássaros e aves aquáticas que também podem ver a luz ultravioleta.
A agricultura, o cultivo de várias culturas, pode não parecer o processo tecnologicamente mais avançado. No entanto, pelos padrões da história humana, este ainda é um processo relativamente novo. Basta lembrar qual era o nível produção em massa e o volume de estoques de alimentos há 50 anos para mudar de ideia.
No entanto, as formigas cultivam há muito mais de 50 anos. Eles adoram se alimentar das secreções pegajosas e açucaradas que os pulgões secretam depois de comer plantas.
Portanto, as formigas fazem grandes esforços para fornecer ao formigueiro esse “apiário”, evitando que os pulgões se afastem muito da colônia. As formigas mordem as asas dos pulgões e liberam substâncias químicas que retardam o crescimento dessas asas. Vil!
E se isso não bastasse, recentemente as formigas aprenderam a cercar grupos de pulgões com chemtrails de formigas que são comumente usados para marcar o território da colônia. Essas trilhas parecem desacelerar os pulgões e impedi-los de sair de seu lugar, dando às formigas acesso confiável à sua fonte favorita de alimento doce.
Assim como os animais de fazenda que as pessoas mantêm, os pulgões também se beneficiam. Trilhas químicas detêm predadores como joaninhas- comer pulgões. Os pulgões escravizados são pelo menos protegidos desses besouros grandes, assustadores e manchados, graças às formigas.
Se você já passou algum tempo em uma sala à prova de som, provavelmente gostou do silêncio nela. A combinação de camadas isolantes, materiais absorventes e similares cria uma atmosfera na qual o som estranho é quase inaudível.
Por muitos anos, as corujas usaram essas qualidades por motivos menos pacíficos. Para mergulhar e agarrar suas presas desavisadas com precisão mortal, as corujas devem ficar completamente silenciosas porque os roedores de que se alimentam têm uma audição incrivelmente sensível.
Por exemplo, as penas da coruja-das-torres são tão macias e pequenas que permitem que ela cace em clima úmido, pois ficam encharcadas de água e frio. Isso isola perfeitamente o corpo de uma coruja, que no escuro alcança um pequeno mamífero e o agarra com garras afiadas. O único som será o guincho da vítima.
O design das penas permite que isso seja alcançado. Pequenas divisões e fibras separam o fluxo de ar das asas. Isso evita sons ásperos causados pela resistência do ar, como asas batendo.
Quando os cientistas clonaram a ovelha Dolly, ficou claro que esse novo e estranho processo permaneceria com os humanos por muito tempo. Mas é realmente tão novo? Vamos perguntar a uma estrela do mar.
A estrela do mar reproduziu-se assexuadamente sem trabalho especial, quando ninguém tinha ouvido falar de clonagem. Além disso, estrela do Mar que se clona vive mais e com mais saúde do que uma estrela do mar que se reproduz sexualmente.
Obviamente, a clonagem é uma boa opção para essas criaturas. Além disso, se uma estrela do mar arrancar seus membros ou até mesmo quebrar ao meio, a criatura simplesmente regenerará um membro e se regenerará, se necessário. Algumas espécies são até capazes de produzir um novo corpo a partir de parte de um membro decepado.
Starfish é obviamente um especialista em clonagem. Talvez devêssemos dar uma olhada neles mais de perto?
A migração de pássaros continua sendo um grande mistério para os cientistas. Existem muitas explicações possíveis para como os pássaros sabem para onde estão voando - a posição do Sol, o mapa estelar, o olfato, o campo magnético da Terra, lembrando as marcas de uma viagem anterior...
Mas nenhum deles explica completamente como as aves conseguem chegar a destinos remotos com tanto sucesso e regularidade, às vezes nas condições mais adversas e com total ignorância das rotas. Acredita-se que eles usem a tecnologia GPS - que está muito além das capacidades humanas - embutida no cérebro de um pequeno pássaro.
A teoria do campo magnético parece ser a mais provável, uma vez que as raposas também demonstraram navegar bem no campo magnético da Terra quando caçam. Se outros animais entenderem Campos magnéticos, então os pássaros, vale a pena acreditar, podem. Essa bússola embutida.
Um gato doméstico comum é impressionante em sua versatilidade. Ela pode estender ou esconder suas garras se necessário, deixá-las afiadas ou macias para não se machucar ao se lavar. As garras podem ser devolvidas às suas almofadas macias para atingir o dono ou gatinho sem machucá-lo.
Não foi isso que inspirou as pessoas a criarem canivetes?
MAOU Ilyinskaya secundário escola compreensiva
Dia da Ciência
"Invenções inspiradas na natureza".
Preparado por:
professora escola primaria
Tkacheva Veronika Anatolyevna
março de 2016
atividade extracurricular na 4ª série
"INVENÇÕES SUGERIDAS PELA NATUREZA".
Alvo:
Formação de uma personalidade capaz de atividade criativa;
Formação e aperfeiçoamento de todos os tipos de atividade da fala (ouvir, falar, tipos diferentes recontar);
Desenvolvimento de habilidades de comunicação e trabalho em equipe.
Tarefas:
Amplie os horizontes gerais dos alunos
Criar condições para o desenvolvimento das competências de comunicação através de diversas atividades;
Promover o desenvolvimento de uma cultura de relacionamento ao trabalhar em pares, grupos.
(SLIDE 1) Por milhares de anos antes do primeiro "confronto" para uma patente de invenções começar, as pessoas estavam envolvidas em uma espécie de plágio. Em nosso tempo, invenções e descobertas são divididas em 89 classes, abrangendo todas as áreas de tecnologia e produção. E na "biblioteca de patentes" da natureza existem "invenções" relacionadas a todas elas.
(SLIDE 2) Biônica é a imitação consciente das sábias leis da natureza.
O homem aprendeu tudo o que tem, tendo emprestado da natureza muitas ideias originais e inusitadas. Ela criou suas criações com a máxima eficiência. Eles se distinguem pela precisão impecável e economia de recursos.
(SLIDE 3 - 5) Aprenda com a natureza
A partir da ação dos espinhos da bardana, o velcro foi criado em jaquetas, sapatos e muitos outros produtos.. Bardana e prendedor - "Velcro" operam com o mesmo princípio.
Os moinhos de vento são baseados no princípio das asas dos insetos.
Observando como uma aranha tece uma teia, uma pessoa aprendeu a fazer teias. E os habitantes das Ilhas Trobriand ainda usam a teia de aranhas gigantes da floresta como equipamento de pesca.
As pessoas adotaram dos animais esse método de caça como uma emboscada. A maioria famoso predador flora terrestre - a dioneia de Vênus sugeriu a ideia de uma armadilha.
O peixe pegajoso deu a ideia para a invenção da cola. O primeiro papel foi feito pelos chineses a partir de madeira de thuja durante a observação de vespas de parede. Eles mastigavam madeira, transformando-a em material para construir seus ninhos.
Muitos animais são dotados de natureza habilidades incríveis e oportunidades. Estudando-os propriedades únicas permitiu ao progresso científico e tecnológico no século XX dar um salto à frente. Os organismos desses animais serviram de modelo para instrumentos, dispositivos e tecnologias de alta precisão. O empréstimo e uso pelo homem para seus próprios fins das invenções da natureza, suas ideias são chamadas de biônica.
Continuação de uma longa tradição
(SLIDE 6 - 10) O princípio de operação desses sistemas em cupinzeiros é tomado como base para a ventilação de arranha-céus. Serviram de modelo para Shopping Eastgate no Zimbábue. É legal mesmo em um calor de quarenta graus.
Jacques-Yves Cousteau se inspirou para criar equipamentos de mergulho observando um inseto que puxava uma bolha de ar para a água.
O dispositivo da orelha da foca sugeriu a ideia da invenção do hidrofone. O estudo dos peixes velozes serviu de impulso para o combate à turbulência da água durante o movimento das embarcações marítimas e fluviais e aumentou sua velocidade.
Graças à pesquisa sobre folhas de lótus, foram criados revestimentos autolimpantes. A pedido da natureza, foram feitos pára-quedas e asa delta. As libélulas deram a ideia de um helicóptero.
Presente cascavel …
(SLIDE 12-13) A cobra é dotada de um órgão incrível, com a ajuda do qual vê raios térmicos (infravermelhos). Dois buracos em sua cabeça lhe dão uma vigilância incrível à noite. A cobra é capaz de ver um rato do campo rastejando para fora de um vison a uma distância de 200 metros e pegá-lo. Olhando para um retrato peculiar de um animal de sangue quente, ela percebe uma diferença de um milésimo de grau! Essa habilidade da cobra foi usada por pessoas na criação de dispositivos médicos e dispositivos de visão noturna. Ao aumentar a precisão do "método serpentina" para um décimo de milésimo de grau, os cientistas criaram diagnósticos de imagem térmica surpreendentes. Imagens processadas por computador de equipamentos ultrassensíveis mostram tudo o que está nas entranhas da terra por vários quilômetros. Você pode diagnosticar edifícios e estruturas. Falhas na crosta terrestre, vazios cársticos e fluxos de águas subterrâneas são claramente visíveis sob casas, pontes, estradas, oleodutos. Sabendo sobre eles mais cedo, os construtores teriam contornado esses lugares mortos para estruturas, e não haveria colapsos “misteriosos” de edifícios.
peixe interessante- perioftalmo - vive nas costas da Ásia, África e Polinésia. Seus olhos funcionam como um periscópio: escondendo-se debaixo d'água ou na lama, ela os coloca fora da água e rastreia a presa.
Os inventores falham...
Os mecanismos mais perfeitos feitos pelo homem muitas vezes não podem ser comparados aos dispositivos milagrosos biológicos dos seres vivos. Muitas de suas realizações ainda são um sonho distante para o homem. Os cientistas estão apenas tentando "copiar" nanoestruturas naturais e usá-las como guias de onda ópticos e separadores de luz.
A web serviu como protótipo para Kevlar - "pele" à prova de balas. A ciência e a engenharia nunca foram capazes de copiar e acompanhar o dom da supersensibilidade dos "instrumentos vivos" capazes de prever o clima e os cataclismos.
Como você sabe, ninguém é capaz de prever o tempo de um dos maiores desastres - terremotos. No entanto, alguns peixes bebés são sensíveis a processos sísmicos. 5-7 horas antes do terremoto, eles começam a correr descontroladamente ao redor do aquário. Em áreas sísmicas da Terra, eles salvaram milhares de vidas. Muitos animais têm o dom de prever previsões meteorológicas de longo prazo, semanas e meses à frente. Eles “sabem” qual será a inundação e os lugares que cairão na zona de inundação, se será seco ou chuvoso no verão, quais geadas esperar no inverno.
Observá-los permite evitar muitos problemas e infortúnios. Peixinhos dourados comuns são mais precisos do que os melhores instrumentos químicos na detecção de contaminantes na água. Eles percebem a presença Substâncias toxicas mesmo em águas residuais 10 vezes diluídas e tratadas. Estudar características morfológicas organismos vivos dá aos cientistas novas ideias para projetos técnicos. De fato, os segredos da natureza são inesgotáveis.
Quase tudo que o homem inventou já existia na natureza. A libélula estava antes do helicóptero, os peixes antes dos submarinos, as teias de aranha antes de todos os materiais, e os caules e as árvores antes dos arranha-céus. Hoje vamos contar como e o que uma pessoa aprendeu com a natureza.
Nadar como um peixe
Explorador Malcolm McIver e seu robô
Os animais marinhos inspiraram as pessoas a muitas invenções. Sua forma aerodinâmica serviu de protótipo para a criação de navios, submarinos e bombas atômicas.
A pele de tubarão, coberta com pequenas escamas, tornou-se a base para o desenvolvimento de revestimentos de economia de energia para aviões, navios e pás de parques eólicos. De acordo com os cálculos dos cientistas alemães de desenvolvimento, se você cobrir a aeronave e embarcações marítimas Esse material, uma tinta especial que reduz a resistência ao fluxo, pode economizar até 4,5 milhões de toneladas de combustível em voos e cerca de 2.000 toneladas por ano em viagens marítimas.
Agora, cientistas da Universidade de Harvard estão tentando recriar a pele do tubarão mako usando impressão 3D, seu objetivo final é fazer um traje de mergulho de alta tecnologia que reduza a resistência à água.
Outro know-how moderno: um robô de reconhecimento parecido com um peixe-faca preto que vive nas águas do fundo do Amazonas. O robô, desenvolvido por engenheiros americanos, emprestou a capacidade única de navegar na escuridão completa do punho da faca. O pesquisador Malcolm McIver estudou sistemas de propulsão estes peixes durante muitos anos. Ele descobriu que, para orientação, o fabricante de facas envia um impulso elétrico fraco criado por um órgão especial e, para o movimento, faz movimentos ondulantes com uma longa barbatana inferior. Ambas as propriedades foram "presenteadas" para novos mergulhadores robóticos que serão capazes de realizar reconhecimento em locais de difícil acesso e mal iluminados, como navios afundados.
O boxfish tropical de manchas amarelas com sua forma incomum inspirou a Mercedes-Benz a criar o Bionic Car, que imita a forma de um peixe e graças ao qual se move com grande eficiência.
Voe como um pássaro
Pássaros, borboletas, libélulas e outros insetos há muito inspiram as pessoas a criar uma variedade de aeronave. Um dos pioneiros da aviação - Leonardo da Vinci esboçou os voos dos pássaros raças diferentes e morcegos e tentaram recriar seu modo de locomoção. Em 1487, ele desenvolveu o ornitópero, uma máquina voadora baseada no voo dos pássaros. Outra ideia deda Vinci são escadas retráteis, cujo protótipo são as pernas de um andorinhão. E embora as máquinas inventadas por da Vinci nunca tenham voado, ideias emprestadas da natureza acabaram sendo incorporadas por outros inventores de aeronaves.
Por exemplo, a libélula tornou-se o protótipo do helicóptero. Como um inseto, um carro decola de um lugar sem uma aceleração preliminar, “trava” no ar e aterrissa sem correr. Suas incríveis habilidades de vôo inspiraram, em particular, o inventor Igor Sikorsky. Um de seus helicópteros estava quase uma cópia exata libélulas: o cientista tinha à sua disposição 2.000 manobras geradas por computador de uma libélula no ar.
Atualmente, os engenheiros franceses estão tentando aproximar o projeto da asa da aeronave o mais próximo possível das asas de grandes aves de rapina. “Isso aumentará a sustentação da aeronave em baixas velocidades, reduzirá a resistência do ar, os custos de energia para o voo e possivelmente até o nível de ruído, afetando o nível de turbulência nos fluxos”, explica a desenvolvedora Marianna Braza, que apresentou a nova asa neste ano. Um dos saberes eram placas finas que vibram e reduzem a turbulência - nas aves, essa tarefa é realizada por pequenas penas localizadas na borda de fuga das asas.
veja como o gato
Na foto à direita: Percy Shaw e seu colega
O homem aprendeu a ver no escuro com gatos e corujas. Os princípios de sua visão foram usados no desenvolvimento de dispositivos de visão noturna.
Os olhos de gato formaram a base de outra invenção - um refletor. Foi inventado pelo inglês Percy Shaw, quando em uma estrada escura viu o reflexo dos faróis de seu carro nos olhos de um gato. Invenção " olho de Gato” foi patenteado em 1934 e logo apareceu nas estradas da Grã-Bretanha, aumentando sua segurança.
Pegando ultrassom como um morcego
Os morcegos ajudaram os cientistas a descobrir a ecolocalização - uma maneira de determinar a posição de um objeto no espaço pelo atraso do retorno da onda refletida. O descobridor foi o naturalista e físico italiano Lazzaro Spallanzani: no final do século XVIII, observou os movimentos dos morcegos em uma sala escura e percebeu que esses animais estão perfeitamente orientados. Durante o experimento, ele cegou vários indivíduos e descobriu que eles voam tão bem quanto os que enxergam. Após a experiência de seu colega, que cobriu as orelhas dos morcegos com cera e afirmou que tropeçam em todos os objetos, ficou evidente que esses animais são guiados pela audição. Esse conhecimento veio a calhar apenas no século 20, quando se tornou conhecido o ultrassom. Os cientistas criaram vários instrumentos, incluindo sonar para objetos subaquáticos e o fundo do mar. Não só são capazes de ecolocalização os morcegos, mas também baleias e golfinhos, em menor grau algumas aves (guajaros, salangas), musaranhos e o ouriço tenrec de Madagascar.
Recentemente, engenheiros britânicos da Universidade de Southampton revelaram um novo tipo de radar que ajudará a recuperar esquiadores de avalanches e mineiros de escombros subterrâneos. O autor do projeto, Timothy Leaton, surgiu com este dispositivo, surpreso com os superpoderes dos golfinhos: eles navegam mesmo em águas barrentas graças aos impulsos que emitem e inequivocamente procuram comida.
Mude de cor como um camaleão
Muitos animais podem mudar de cor e se fundir com meio Ambiente. Essa habilidade foi emprestada pelos criadores da camuflagem. Os desenvolvimentos nesta área estão em curso. Por exemplo, em janeiro de 2014, cientistas americanos da Universidade de Harvard relataram que estavam estudando as habilidades de mudança de cor dos chocos, que eles esperam que ajudem a melhorar as roupas de proteção para os soldados.
Mais tarde, uma equipe de cientistas das universidades de Houston e Illinois apresentou um material que analisa o ambiente e muda automaticamente sua própria cor, ajustando-se à cor do fundo. A fonte para o desenvolvimento foram os cefalópodes: polvo, lula e choco.
Fique como uma lagartixa
As patas "pegajosas" da lagartixa formaram a base do conhecimento dos cientistas da Universidade de Stanford. Eles criaram luvas especiais com ventosas, com as quais qualquer um pode escalar uma parede vertical. As ventosas de silicone, como as patas de uma lagartixa, são cobertas com milhares de pêlos e, graças à atração intermolecular (forças de van der Waals), o material parece grudar na superfície. Os testes aconteceram este ano e foram semelhantes às filmagens de um filme do Homem-Aranha.
Fique como uma bardana
A bardana com seus pequenos ganchos tornou-se o protótipo do fecho têxtil de velcro. Foi inventado pelo naturalista e engenheiro suíço Georges de Mistral, quando ele estava limpando seu cachorro da bardana depois de uma caminhada nas montanhas em 1948 e se perguntou por que era tão difícil descolar esses frutos vegetais da lã.
Fique como amêijoas
Tece teias como uma aranha
O fio de aranha é extraordinariamente forte: é cinco vezes a força do aço. De acordo com os cálculos dos cientistas, ela poderia até parar um avião se tivesse a espessura de um lápis. Não é de surpreender que as pessoas tentem há muito tempo recriar o fio da aranha. E no final, eles conseguiram produzir materiais igualmente fortes, como poliacrilonitrila. Mas os cientistas foram ainda mais longe: na Universidade de Utah, genes de aranha foram adicionados ao DNA de uma cabra, como resultado, a teia pode ser filtrada do leite. Em 2011, cientistas holandeses tentaram ir ainda mais longe: combinaram pele artificial com teias obtidas a partir do leite de cabras geneticamente modificadas e criaram um tecido à prova de balas: em testes, repeliu balas de calibre 5,56. Seus planos eram implantar a teia na pele humana, mas até agora nada se sabe sobre o aparecimento do Homem-Aranha.
Obter luz como vaga-lumes
Recentemente, engenheiros coreanos estudaram a nanoestrutura do abdômen de vaga-lumes e criaram LEDs ultra-brilhantes e mais eficientes com base nela, alterando a microestrutura da superfície do LED, aumentando sua transparência. Sobre como as propriedades dos vaga-lumes e outros animais luminosos ainda são usadas.
Por milhares de anos antes do primeiro "confronto" para uma patente de invenções começar, as pessoas estavam envolvidas em uma espécie de plágio. Em nosso tempo, invenções e descobertas são divididas em 89 classes, abrangendo todas as áreas de tecnologia e produção. E na "biblioteca de patentes" da natureza existem "invenções" relacionadas a todas elas.
Aprenda com a natureza
Bardana e velcro trabalham com o mesmo princípio
O homem aprendeu tudo o que tem, tendo emprestado da natureza muitas ideias originais e inusitadas. Ela criou suas criações com a máxima eficiência. Eles se distinguem pela precisão impecável e economia de recursos. Os moinhos de vento são baseados no princípio das asas dos insetos. Observando como uma aranha tece uma teia, uma pessoa aprendeu a fazer teias. E os habitantes das Ilhas Trobriand ainda usam a teia de aranhas gigantes da floresta como equipamento de pesca.
As pessoas adotaram dos animais esse método de caça como uma emboscada. O predador mais famoso da flora terrestre - a dioneia de Vênus sugeriu a ideia de uma armadilha. As ânforas gregas eram feitas em forma de ovo, e os primeiros aríetes reproduziam com precisão as testas das ovelhas. O peixe pegajoso deu a ideia para a invenção da cola. O primeiro papel foi feito pelos chineses a partir de madeira de thuja durante a observação de vespas de parede. Eles mastigavam madeira, transformando-a em material para construir seus ninhos.
Muitos animais são dotados pela natureza com habilidades e capacidades incríveis. O estudo de suas propriedades únicas permitiu que o progresso científico e tecnológico no século XX desse um salto à frente. Os organismos desses animais serviram de modelo para instrumentos, dispositivos e tecnologias de alta precisão. O empréstimo e uso pelo homem para seus próprios fins das invenções da natureza, suas ideias são chamadas de biônica.
Continuação de uma longa tradição
Jacques Yves Cousteau e seu equipamento de mergulho
Biônica é a imitação consciente das sábias leis da natureza. O princípio de operação desses sistemas em cupinzeiros é tomado como base para a ventilação de arranha-céus. Eles serviram de modelo para o shopping center Eastgate, no Zimbábue. É legal mesmo em um calor de quarenta graus. A glândula salivar do inseto tornou-se a base para o projeto de motores de combustão interna. Apenas suas partes de quitina foram ampliadas muitas vezes e substituídas por outras de metal.
Jacques-Yves Cousteau se inspirou para criar equipamentos de mergulho observando um inseto que puxava uma bolha de ar para a água. A partir da ação dos espinhos da bardana, o velcro foi criado em jaquetas, sapatos e muitos outros produtos. Observações em chimpanzés revelaram uma série de plantas medicinais e aplicá-los ao tratamento das pessoas. Nossos óculos bifocais imitam o funcionamento dos olhos de um peixe de quatro olhos. Afinal, este peixe usa a parte superior do olho para observar no ar e a parte inferior, míope - na água.
O dispositivo da orelha da foca sugeriu a ideia da invenção do hidrofone. O estudo dos peixes velozes serviu de impulso para o combate à turbulência da água durante o movimento das embarcações marítimas e fluviais e aumentou sua velocidade. O método de movimento a jato de lulas não passou despercebido - canhões de água mecânicos copiando esse fenômeno apareceram em navios. A previsão automática do tempo que muitas vezes salva os marinheiros é baseada no “infra-orelha” das águas-vivas. Descobriu-se que os ecolocalizadores de morcegos têm uma imagem holográfica, uma imagem tridimensional!
Graças à pesquisa sobre folhas de lótus, foram criados revestimentos autolimpantes. Preparações biomédicas foram criadas com base no princípio do arranjo de conchas de holothurians (pepinos do mar). Seringas médicas copiam a picada de uma abelha ou vespa. O besouro bombardeiro teve a ideia de uma arma binária: dois compostos químicos inofensivos reagem individualmente para produzir um agente de guerra química. O estudo dos dentes dos animais levou à criação de ferramentas auto-afiáveis. A pedido da natureza, foram feitos pára-quedas e asa delta. As libélulas deram a ideia de um helicóptero.
otários de lagartixas e sapos de árvore permitindo-lhes correr em superfícies verticais. Degradável ao longo do tempo, isolante e material de embalagem criado com base no princípio do processamento de resíduos naturais com a ajuda de cogumelos ostra. Os filtros de purificação de água vão usar a proteína aquaparina contida nas membranas celulares. Até o rover americano copia o mecanismo de ação do lagostim capaz de se mover para trás.
presentes de cascavel e sapo
A cobra é dotada de um órgão incrível, com a ajuda do qual vê raios térmicos (infravermelhos). Dois buracos em sua cabeça lhe dão uma vigilância incrível à noite. A cobra é capaz de ver um rato do campo rastejando para fora de um vison a uma distância de 200 metros e pegá-lo. Olhando para um retrato peculiar de um animal de sangue quente, ela percebe uma diferença de um milésimo de grau! Essa habilidade da cobra foi usada por pessoas na criação de dispositivos médicos e dispositivos de visão noturna. Ao aumentar a precisão do "método serpentina" para um décimo de milésimo de grau, os cientistas criaram diagnósticos de imagem térmica surpreendentes. Imagens processadas por computador de equipamentos ultrassensíveis mostram tudo o que está nas entranhas da terra por vários quilômetros. Você pode diagnosticar edifícios e estruturas. Falhas na crosta terrestre, vazios cársticos e fluxos de águas subterrâneas são claramente visíveis sob casas, pontes, estradas, oleodutos. Sabendo sobre eles mais cedo, os construtores teriam contornado esses lugares mortos para estruturas, e não haveria colapsos “misteriosos” de edifícios.
O sapo comum captura com maestria mosquitos e mosquitos com a língua. Estudos mostraram que ele possui um "sistema de alerta" especial que permite receber informações separadas sobre a forma do inseto, a distância dele e a clareza da imagem. O sapo determina com rapidez e precisão a posição do mosquito voador no espaço. A língua voa para fora na velocidade da luz - e a presa acaba no estômago. O princípio do sapo de visão separada da imagem foi aplicado na década de 1970 em máquinas eletrônicas para leitura de textos manuscritos. Um nó do "cérebro" da máquina seguiu a forma dos sinais, o segundo - por seu contraste. O mesmo princípio está subjacente à operação dos scanners modernos.
voar à frente
Assim, a mosca que odiamos deu aos plagiadores da ciência duas ideias a seguir. Com base no princípio de funcionamento de seus órgãos - halteres, cuja finalidade os pesquisadores não conseguiam entender por várias décadas, os engenheiros fizeram o dispositivo mais importante - um giroscópio vibratório. É altamente sensível e captura instantaneamente qualquer mudança na posição de aeronaves supersônicas no espaço e se tornou indispensável na aviação.
Outra ideia surgiu dos olhos facetados da mosca, que consistem em uma tela de malha especial. Sua estrutura permite que o inseto veja não uma, mas muitas imagens de um objeto. Ao se mover, o objeto observado passa de uma imagem para outra, o que possibilita determinar a velocidade de seu movimento com grande precisão. Os biólogos estudaram o princípio do olho da mosca e os engenheiros criaram um novo dispositivo. Eles o chamaram de "O Olho da Mosca". Com sua ajuda, os serviços de navegação e os aeroportos determinam a velocidade de voo dos aviões modernos.
Falhas do inventor
Os mecanismos mais perfeitos feitos pelo homem muitas vezes não podem ser comparados aos dispositivos milagrosos biológicos dos seres vivos. Muitas de suas realizações ainda são um sonho distante para o homem. Os cientistas estão apenas tentando "copiar" nanoestruturas naturais e usá-las como guias de onda ópticos e separadores de luz. A web serviu como protótipo para Kevlar - "pele" à prova de balas. A ciência e a engenharia nunca foram capazes de copiar e acompanhar o dom da supersensibilidade dos "instrumentos vivos" capazes de prever o tempo e os cataclismos.
Como você sabe, ninguém é capaz de prever o tempo de um dos maiores desastres - terremotos. No entanto, alguns peixes bebés são sensíveis a processos sísmicos. 5-7 horas antes do terremoto, eles começam a correr descontroladamente ao redor do aquário. Em áreas sísmicas da Terra, eles salvaram milhares de vidas. Muitos animais têm o dom de prever previsões meteorológicas de longo prazo, semanas e meses à frente. Eles “sabem” qual será a inundação e os lugares que cairão na zona de inundação, se será seco ou chuvoso no verão, quais geadas esperar no inverno. Observá-los permite evitar muitos problemas e infortúnios. Peixinhos dourados comuns são mais precisos do que os melhores instrumentos químicos na detecção de contaminantes na água. Eles percebem a presença de substâncias tóxicas mesmo em águas residuais 10 vezes diluídas e tratadas. O estudo das características morfológicas dos organismos vivos dá aos cientistas novas ideias para o projeto técnico. De fato, os segredos da natureza são inesgotáveis.
