MAOU Ilyinskaya secundária 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 de fala (ouvir, falar, tipos diferentes recontar);
Desenvolver habilidades de comunicação e trabalho em equipe.
Tarefas:
Ampliar os horizontes gerais dos alunos
Criar condições para o desenvolvimento das competências de comunicação através de atividades diversificadas;
Promover o desenvolvimento de uma cultura de relacionamento ao trabalhar em duplas, grupos.
(SLIDE 1) Por milhares de anos antes do início do primeiro "confronto" para uma patente de invenções, as pessoas estavam envolvidas em uma espécie de plágio. Em nosso tempo, as 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) A biônica é a imitação consciente das sábias leis da natureza.
O homem aprendeu tudo o que aprendeu, tendo emprestado muitas idéias originais e incomuns da natureza. 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
Com base na ação dos espinhos da bardana, o velcro foi criado em jaquetas, sapatos e muitos outros produtos.. Bardana e fecho - "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 de animais tal método de caça como uma emboscada. A maioria predador famoso flora terrestre - a armadilha 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 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 eles propriedades únicas permitiu que o progresso científico e tecnológico do século XX desse um grande 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 propósitos das invenções da natureza, suas idéias é chamado 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 no calor de quarenta graus.
Jacques-Yves Cousteau se inspirou para criar equipamento de mergulho ao observar um inseto que puxava uma bolha de ar para dentro da água.
O dispositivo da orelha do selo 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 asas-delta. As libélulas deram a ideia de um helicóptero.
Presente cascavel …
(SLIDE 12-13) A cobra é dotada de um órgão incrível, com o qual vê raios térmicos (infravermelhos). Duas covas em sua cabeça proporcionam 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 da serpentina" para um décimo de milésimo de grau, os cientistas criaram incríveis diagnósticos de imagens térmicas. Imagens processadas por computador de equipamentos ultrassensíveis mostram tudo o que há 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 antes, os construtores teriam contornado esses lugares mortos em busca de 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 d'água e rastreia as presas.
Os inventores falham...
Os mecanismos mais perfeitos feitos pelo homem muitas vezes não podem ser comparados com os dispositivos biológicos milagrosos dos seres vivos. Muitas de suas conquistas ainda são um sonho distante para o homem. Os cientistas estão apenas tentando "copiar" nanoestruturas naturais e usá-las como guias de ondas ópticas e separadores de luz.
A web serviu de protótipo para Kevlar - "pele" à prova de balas. A ciência e a engenharia nunca conseguiram 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 a hora de um dos maiores desastres - terremotos. No entanto, alguns peixes bebês são sensíveis a processos sísmicos. 5-7 horas antes do terremoto, eles começam a correr descontroladamente pelo aquário. Em áreas sísmicas da Terra, eles salvaram milhares de vidas. Muitos animais têm o dom da adivinhação previsão de longo prazo tempo, semanas e meses à frente. Eles “sabem” qual será a inundação e os locais que cairão na zona de inundação, se será seco ou chuvoso no verão, que geadas esperar no inverno.
Observá-los permite evitar muitos problemas e infortúnios. Peixes dourados comuns são mais precisos do que os melhores instrumentos químicos na detecção de contaminantes na água. Eles notam a presença Substâncias toxicas mesmo em águas residuais tratadas e diluídas 10 vezes. Estudar características morfológicas organismos vivos dá aos cientistas novas ideias para projetos técnicos. De fato, os segredos da natureza são inesgotáveis.
Tecnologia
Nos últimos séculos, as pessoas conseguiram inventar muitas coisas úteis, mas nem todas se devem inteiramente à mente humana.
Existem invenções que as pessoas copiaram da natureza e inseriram no que hoje chamamos de mundo moderno.
Vale a pena notar que emprestar várias tecnologias da natureza e usá-las para criar algo novo tem sido chamado de nova palavra "biomimética".
Aqui estão apenas algumas dessas invenções.
© igreen_images / Getty Images
As furadeiras atuais são uma cópia mecânica ampliada das minhocas. Assim como eles, as furadeiras "comem" a terra (e a soltam pelas costas), avançando continuamente, deixando um grande túnel atrás de si.
Apesar de a pele de tubarão parecer um material completo, na verdade ela é coberta por um grande número de escamas chamadas dentes de pele.
© WhitcombeRD/Getty Images Pro
O revestimento que esses dentes formam evita a formação de redemoinhos ao nadar, o que por sua vez permite que o tubarão nade mais rápido. Algum roupas de banho copie esta tecnologia da natureza para aumentar a velocidade do nadador.
© OSTIL / Getty Images Pro
Esses besouros podem coletar umidade da névoa, que geralmente é trazida para o deserto pela manhã pelo vento que sopra do mar. Para coletar a umidade, eles sobem nas cristas das dunas altas, levantam o abdômen na direção do vento e abaixam a cabeça.
Esta posição permite que a névoa se condense nas projeções elitrais. Além disso, desce ao longo da costura do élitro e entra nos órgãos bucais do besouro. A umidade que o besouro recebeu graças à sua habilidade é de cerca de 40% do seu peso corporal.
A habilidade desse besouro inspirou as pessoas a criar uma técnica única para coletar água. O criador deste sistema é Pak Kitae da Seoul Technical University. Sua invenção reproduz a forma e a função da casca de um besouro para transformar o orvalho da manhã em água potável para aqueles que vivem em locais com acesso limitado à água.
No mundo do design automotivo, onde aerodinâmica, segurança, espaço e respeito ao meio ambiente são atributos mutuamente exclusivos, alguns estão procurando uma maneira de combinar todas essas características em um carro.
Os engenheiros da Mercedes-Benz notaram o peixe-caixa. Apesar de à primeira vista o peixe parecer um tanto desajeitado, suas formas se desenvolveram de tal forma que ele se move com grande eficiência na água.
Como resultado do experimento, surgiu o Bionic Car, que se distingue por seu design leve e incríveis habilidades aerodinâmicas.
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A baleia jubarte pode chegar a pesar 45 toneladas e, apesar disso, move-se na água com uma facilidade incrível. Isso se deve em parte aos tubérculos na barbatana serrilhada.
Ao adicionar várias fileiras dessas saliências às pás de helicópteros e moinhos de vento, os engenheiros conseguiram aumentar a potência e reduzir os níveis de arrasto e ruído.
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As lagartixas são uma família de pequenos lagartos. Suas pernas são cobertas por milhões de pelos microscópicos que permitem que eles se movam ao longo do teto ou, por exemplo, do vidro. Apenas um leve deslocamento dos pelos permite que os lagartos desenganchem o pé da superfície.
© George Doyle / Imagens fotográficas
Depois que aprenderam o segredo das lagartixas, foi criada uma supercola chamada Geckskin. É tão eficaz que uma pequena quantidade é suficiente para suportar um peso de 315 kg em uma superfície plana. Além disso, o adesivo pode ser facilmente removido, removendo assim o objeto colado. Além disso, não deixa manchas.
Apesar de seu pequeno tamanho, os vaga-lumes emitem luz brilhante. Seu segredo está em sua anatomia: possuem órgãos luminosos localizados nos últimos segmentos abdominais. Normalmente, esses órgãos estão sob uma cutícula transparente.
© sopa
Eles são formados por grandes células fotogênicas e, por sua vez, são generosamente entrelaçados com traquéias e nervos. Sob as células fotogênicas, você pode encontrar refletores de luz - essas são as células nas quais os cristais de ácido úrico estão localizados.
© Zurijeta
Os cientistas conseguiram recriar a luz emitida pelos órgãos luminosos dos vaga-lumes. Seu LED emite luz 55% mais brilhante que o original.
Primeiro trens-bala tinha um ponto negativo em comum - assim que saíram do túnel, um som alto foi ouvido, semelhante a uma explosão. Naturalmente, depois disso, os passageiros não puderam relaxar até o final da viagem.
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O engenheiro e amante de pássaros em meio período, Eiji Nakatsu, percebeu que o nariz do trem deveria perfurar o ar com maior eficiência. Para obter ajuda, ele se voltou para os martins-pescadores.
© Christian Negroni
O bico em forma de faca do pássaro permite que ele mergulhe na água de grandes alturas e, ao mesmo tempo, as ondas na água quase não foram notadas. Agora, quase todos os trens-bala têm um nariz longo e pontiagudo que permite que eles saiam silenciosamente do túnel.
Como as lagostas vivem em profundidades onde a visibilidade é quase zero, elas desenvolveram a capacidade de ver através das coisas. Ao copiar a habilidade do olho da lagosta, os cientistas conseguiram criar várias invenções. Por exemplo, eles criaram uma "arma" de mão que permite ver através de uma parede com cerca de 7 cm de espessura.
Além disso, está sendo criado o telescópio fluoroscópico Lobster All-Sky X-Ray Monitor (LASXM) baseado no olho da lagosta, que, segundo Nigel Bannistrea, da Universidade de Leicester, permitirá analisar todo o céu, graças a um campo de visão ilimitado.
Fornecer iluminação rodoviária para cada faixa seria muito caro. Ainda assim, os motoristas precisam ver os sinais de trânsito no escuro.
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Depois que Percy Shaw viu como os faróis dos carros refletiam nos olhos de um gato, ele decidiu criar os primeiros refletores de estrada.
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O pica-pau usa seu bico como martelo e furadeira e, ao mesmo tempo, ao esmagar a casca de uma árvore, seu cérebro permanece intacto.
© UrosPoteko
Dentro do bico da ave, os cientistas descobriram vários mecanismos de absorção: uma estrutura muscular que sustenta a língua, que se estende por trás do crânio e chama hióide; zona de osso esponjoso no crânio; e a interação do crânio com o líquido cefalorraquidiano, que suprime a vibração.
Ao copiar esses mecanismos, os engenheiros criaram dispositivos que protegem as caixas pretas das aeronaves da destruição em caso de acidente.
Vale ressaltar que em 2014, na revista Science China Technological Sciences, cientistas publicaram um artigo que explica o mecanismo de proteção do cérebro dos pica-paus. De acordo com um estudo realizado por cientistas chineses, 99,7% de toda a energia das cargas de choque é distribuída uniformemente pelo corpo da ave e apenas 0,3% dessa energia está no cérebro.
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Depois que os cientistas examinaram espinhos sob um microscópio várias plantas, o engenheiro suíço George de Mestral notou que eles contêm centenas de pequenos ganchos posicionados de forma que o cabelo ou as roupas se prendam a eles. Ele recriou o efeito dos ganchos usando um material dupla face que chamamos de velcro (ou velcro).
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Quando um caracol se cansa de andar, ele se esconde em sua concha. Mesmo no deserto, a concha ajuda o caracol a se refrescar.
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Ao saber disso, um grupo de alunos da Isfahan University of the Arts projetou uma casa que, graças ao seu formato, esfria o ar interno. Essa casa será um refúgio ideal para quem vive em um clima quente.
O elefante é capaz de esticar a tromba em qualquer direção e agarrar qualquer coisa com ela, até mesmo nozes pequenas. Ao desenvolver um braço robótico que pode se mover em qualquer direção, os engenheiros da Festo fizeram um grande esforço para imitar a tromba de um elefante.
© Kamchatka
Eles usaram tubos de plástico que agiam como uma coluna e mudavam de tamanho com a pressão do ar comprimido. Além disso, eles adicionaram quatro "dedos" que deram mais destreza à mão robótica.
Sem ter tempo de piscar, o choco consegue mudar a cor da pele para se esconder dos predadores ou, pelo contrário, durante a caça. Os cientistas descobriram que essa capacidade aparece devido à produção de vários produtos químicos que alteram a distância entre as membranas.
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Usando um choco como referência, cientistas do MIT estão desenvolvendo uma tela barata, mas tecnologicamente avançada, capaz de exibir uma vasta gama de cores.
Por milhares de anos antes do início do primeiro "confronto" para uma patente de invenções, as pessoas estavam envolvidas em uma espécie de plágio. Em nosso tempo, as 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.
O homem aprendeu tudo o que aprendeu, tendo emprestado muitas idéias originais e incomuns da natureza. 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 de animais tal método de caça como uma emboscada. O predador mais famoso da flora terrestre - a armadilha 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 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 de habilidades e capacidades incríveis. O estudo de suas propriedades únicas permitiu que o progresso científico e tecnológico do século XX desse um grande salto. Os organismos desses animais serviram de modelo para instrumentos, dispositivos e tecnologias de alta precisão. O empréstimo e uso pelo homem para seus próprios propósitos das invenções da natureza, suas idéias é chamado de biônica.
A 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 no calor de quarenta graus. Glândula salivar o percevejo tornou-se a base para o projeto de motores de combustão interna. Apenas suas partes de quitina foram ampliadas várias vezes e substituídas por outras de metal.
Bardana e velcro funcionam com o mesmo princípio
Jacques-Yves Cousteau se inspirou para criar equipamento de mergulho ao observar um inseto que puxava uma bolha de ar para dentro da água. Com base na 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, esse peixe usa a parte superior do olho míope para observar no ar, e a parte inferior e míope - na água.
O dispositivo da orelha do selo 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 das lulas não passou despercebido - canhões de água mecânicos que copiavam esse fenômeno apareceram nos navios. A previsão do tempo automática que muitas vezes salva os marinheiros é baseada no “infra-auricular” da água-viva. Descobriu-se que os ecolocalizadores morcegos tenha uma imagem holográfica, uma imagem tridimensional!
Graças à pesquisa sobre folhas de lótus, foram criados revestimentos autolimpantes. Com base no princípio de arranjo de conchas de holotúrias ( pepinos do mar) criou preparações biomédicas. 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 de animais levou à criação de ferramentas autoafiáveis. A pedido da natureza, foram feitos pára-quedas e asas-delta. As libélulas deram a ideia de um helicóptero.
sugadores de lagartixa e pererecas permitindo que eles corram em superfícies verticais. Degradável ao longo do tempo, isolante e material de embalagem criado com base no princípio processamento natural resíduos usando 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 dos lagostins capazes de se mover para trás.
A cobra é dotada de um órgão incrível, com o qual vê raios térmicos (infravermelhos). Duas covas em sua cabeça proporcionam 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 da serpentina" para um décimo de milésimo de grau, os cientistas criaram incríveis diagnósticos de imagens térmicas. Imagens processadas por computador de equipamentos ultrassensíveis mostram tudo o que há 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 antes, os construtores teriam contornado esses lugares mortos em busca de 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 até ele e a clareza da imagem. O sapo determina com rapidez e precisão a posição do mosquito voador no espaço. A língua voa 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 seguia a forma dos sinais, o segundo - pelo contraste. O mesmo princípio fundamenta a operação de scanners modernos.
Sapo do lago (L.) pega presa
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 conseguiram entender por várias décadas, os engenheiros fabricaram o dispositivo mais importante - um giroscópio vibratório. É altamente sensível e capta instantaneamente quaisquer mudanças na posição de aeronaves supersônicas no espaço e tornou-se indispensável na aviação.
Outra ideia veio dos olhos facetados da mosca, que consistem em uma tela de malha especial. Sua estrutura permite que o inseto veja não uma, mas várias imagens de um objeto. Ao se mover, o objeto observado passa de uma imagem para outra, o que permite 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 chamavam de "O Olho da Mosca". Com sua ajuda, os serviços de navegação e os aeroportos determinam a velocidade de voo dos aviões modernos.
Mutuca fêmea Tabanus lineola
Os mecanismos mais perfeitos feitos pelo homem muitas vezes não podem ser comparados com os dispositivos biológicos milagrosos dos seres vivos. Muitas de suas conquistas ainda são um sonho distante para o homem. Os cientistas estão apenas tentando "copiar" nanoestruturas naturais e usá-las como guias de ondas ópticas e separadores de luz. A web serviu de protótipo para Kevlar - "pele" à prova de balas. A ciência e a engenharia nunca conseguiram 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 a hora de um dos maiores desastres - terremotos. No entanto, alguns peixes bebês são sensíveis a processos sísmicos. 5-7 horas antes do terremoto, eles começam a correr descontroladamente pelo 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 locais que cairão na zona de inundação, se será seco ou chuvoso no verão, que geadas esperar no inverno. Observá-los permite evitar muitos problemas e infortúnios. Peixes dourados comuns são mais precisos do que os melhores instrumentos químicos na detecção de contaminantes na água. Eles notam a presença de substâncias tóxicas mesmo em águas residuais tratadas e diluídas 10 vezes. O estudo das características morfológicas dos organismos vivos dá aos cientistas novas ideias para projetos técnicos. De fato, os segredos da natureza são inesgotáveis.
1. Os princípios básicos de design sob os quais a famosa Torre Eiffel foi construída são baseados no trabalho do médico Hermann von Meyer, que estudou a estrutura da cabeça femoral no local onde ela se dobra, entra em ângulo em uma articulação, mas não não quebrar sob o peso do corpo.
Descobriu-se que o osso é coberto por uma rede de ossos em miniatura, graças aos quais a carga é redistribuída. Mais tarde, esse conhecimento foi utilizado por Eiffel para redistribuir a carga na torre...
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 troncos 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 economizadores de energia para aviões, navios e pás de parques eólicos. De acordo com os cálculos dos cientistas de desenvolvimento alemães, se você cobrir a aeronave e embarcações marítimas Esse material, uma tinta especial que reduz a resistência ao escoamento, pode economizar até 4,5 milhões de toneladas de combustível em voos e cerca de 2 mil 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 semelhante a um peixe-faca preto que vive nas águas profundas da Amazônia. O robô, desenvolvido por engenheiros americanos, emprestou do cabo da faca a capacidade única de navegar na escuridão total. O pesquisador Malcolm McIver estudou o sensorial e sistemas de propulsão estes peixes por muitos anos. Ele descobriu que, para orientação, o fabricante de facas envia um fraco impulso elétrico criado por um órgão especial e, para 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 naufragados.
O boxfish tropical manchado de amarelo 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 sua forma de movimento. Em 1487, ele desenvolveu o ornitópero, uma máquina voadora baseada no vôo dos pássaros. Outra ideia de da Vinci são as 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 local sem uma corrida preliminar, “paira” no ar e pousa 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 trazer o design 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 know-how eram placas finas que vibram e reduzem a turbulência - nas aves, essa tarefa é realizada por pequenas penas localizadas no bordo 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 no retorno da onda refletida. O descobridor foi o naturalista e físico italiano Lazzaro Spallanzani: no final do século 18, ele observou os movimentos dos morcegos em uma sala escura e notou que esses animais são 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 eles tropeçam em todos os objetos, ficou claro 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 uma série de 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, salangans), 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 procuram comida de forma inconfundível.
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 dos soldados.
Mais tarde, uma equipe de cientistas das universidades de Houston e Illinois apresentou um material que analisa o ambiente e muda automaticamente de cor, ajustando-se à cor do fundo. A fonte para o desenvolvimento foi cefalópodes: polvo, lula e choco.
Fique como uma lagartixa
As patas "pegajosas" da lagartixa formaram a base do know-how de cientistas da Universidade de Stanford. Eles criaram luvas especiais com ventosas, com as quais qualquer pessoa pode escalar uma parede vertical. As ventosas de silicone, como as patas de uma lagartixa, são cobertas por milhares de pelos 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.
Ficar como uma bardana
A bardana com seus pequenos ganchos tornou-se o protótipo do velcro têxtil. Foi inventado pelo naturalista e engenheiro suíço Georges de Mistral, quando limpava a bardana de seu cachorro após uma caminhada nas montanhas em 1948 e se perguntava por que era tão difícil desgrudar da lã esses frutos vegetais.
Ficar como amêijoas
Tecer teias como uma aranha
O fio da aranha é extraordinariamente forte: é cinco vezes mais resistente do que o 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 recriar o fio da aranha há muito tempo. E, no final, conseguiram produzir materiais igualmente fortes, como a 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 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 a aparência do Homem-Aranha.
Obtenha luz como vaga-lumes
Recentemente, engenheiros coreanos estudaram a nanoestrutura do abdômen de vaga-lumes e criaram LEDs ultrabrilhantes 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.
