Mini-serijal: Izumi koje su inspirisale (ili poboljšale) životinje – treći dio

Mini-serijal Izumi koje su inspirisale (ili poboljsale) zivotinje - treci dio

Budimo iskreni, ljudska bića imaju mnogo nedostataka. Nismo pretjerano brzi, nismo ni izrazito jaki i, iako smo jedina vrsta na planeti koja je uspjela i da pronađe način za sekvenciranje genoma i da napiše Mjesečevu sonatu, često zatrokiramo pred izazovima koje život pruža. Srećom, vremenom smo naučili kako da neke od njih prevaziđemo. Naravno, uz pomoć prirode i, prije svega, životinja.

Naučnici širom planete konstantno posmatraju ova bića i gledaju da nauče što više od njih, a onda to i prenesu na naše izume. Takvi su izumi svuda oko tebe. Recimo, male stope na tvom laptopu. Znaš već, ono što služi da uređaj ne klizi sa stola i bude (koliko toliko) fiksiran? E pa, napravljeni su po uzoru na jastučiće koji se nalaze na mačijoj šapi! Ajde, brzo zaviri ispod laptopa! Ima smisla, zar ne?

Ukoliko redovno pratiš naš blog onda znaš da smo već pisali o sjajnim životinjama izumiteljima i pomenuli ribu koja je inspiracija za mikrorobota za dijagnostifikovanje bolesti, objasnili kako to jedan djetlić čuva glave sportistima, ili zašto je jedan svitac bio ključan igrač u tome da LED rasvjeta proizvodi što više svjetlosti. I, da smo u drugom dijelu ovog mini-serijala pisali o prirodnom čudotvornom vlaknu i antifrizu u krvi riba, ali i objasnili kako su najbolji sistemi za rashlađivanje inspiraciju našli baš u gnijezdima termita!

Sada smo došli do poslednjeg dijela ovog mini-serijala.

Pa, da krenemo. ​

 

Kamile od pomoći i na Zemlji i na Mjesecu

Da vidimo, šta znaš o najizdržljivijim životinjama na svijetu? Jeste, riječ je o kamilama. Sigurna sam da znaš da postoje jednogrba i dvogrba, da žive u pustinjama i da mogu dugo provesti bez vode. Isto sam tako sigurna i da se, barem iz crtanih filmova, moglo zaključiti da mogu preći mnogo (čak 150 kilometara!) noseći jahača. Ali, koliko znaš o njihovoj prilagođenosti pustinji i izumima koje su inspirisale?

Desalinizacija kamiljim nozdrvama

Naučnike je dugo kopkalo kako to kamile žive u najsušnijim klimatskim uslovima na zemlji, a ipak nekako funkcionišu sa ograničenim resursima vode. Dugo ih posmatrajući i analizirajući zaključili su da kamile štede vodu hladeći vazduh koji izdahnu tokom noći. Obično, vazduh koji se izdahne iz pluća odnosi vlagu iz tijela koja se gubi. Međutim, nozdrva kamile je obložena higroskopnim tkivima (što znači da upijaju vlagu iz vazduha) pa tako vraćaju vodu tijelu. Naučnici su iskoristili ovo saznanje i osmislili sličnu tehniku za uklanjanje soli iz slane vode i navodnjavanje biljaka u pustinji. Koriste hladnu podzemnu vodu za isparavanje tople morske vode koja se zatim kondenzuje u obliku bez soli.

Lunarno vozilo s kamiljim kopitima

Regolit (sloj rastresitog tla koji pokriva površinu Mjeseca) se sastoji od nekonsolidovanih krhotina (prašine, tla, fragmenata stijena) i posledica toga je neujednačena tekstura i pritom jako težak posao za ljude koji dizajniraju lunarna vozila ili opremu. Srećom, pa imamo kamile – životinje koje vrlo kvalitetno žive u uslovima u kojima mnogi od nas ne bi preživjeli, i pritom prolaze kilometre i kilometre na terenu koji nije mnogo zahvalniji od onog na Mjesecu. Ovo su imali na umu i Japanci kada su za novo lunarno vozilo počeli da razvijaju specijalnu vrstu guma koje oponašaju kamilja kopita. Guma se sastoji od dva režnja od pletenog čelika i dizajnirana je tako da može lako da se kreće preko brda sitnozrnaste, abrazivne mjesečeve prašine. Stvar je jasna, ova bića su toliko sjajna da su od pomoći ne samo na Zemlji već i na Mjesecu!

 

Slonova surla kao najbolji asistent

Slonova-surla-kao-najbolji-asistent
Slonova surla kao najbolji asistent.

Robotika je oduvijek bila vezana ograničenjima kompjutera svog vremena. Ali, kako kompjuterska tehnologija nastavlja da se razvija, tako i složeniji proračuni za širi opseg pokreta postaju mogući. Dalje,  sposobnost fleksibilnog, savitljivog pokreta ustupila je mjesto naprednijem dizajnom poput ovog: novoj biomehatroničkoj ruci za čije je kreiranje najzaslužnija slonova surla.

Naime, Bionic Handling Assistant je produkt njemačke inženjerske firme. Kako se slonova surla sastoji od preko 40,000 mišića i okretna je poput ljudskih ruku i sposobna da ubere jabuku sa grane ili čak iščupa cijelo drvo iz zemlje – njen dizajn inspirisao je i ovu robotsku ruku. Njena svrha je da pomogne čovjeku i doprinese radu i saradnji čovjeka i mašina. Ima četiri metalne kandže pomoću kojih robot uči baš kao što bi i ljudska beba – putem pokušaja i grešaka. Neprekidnim posezanjem za predmetima i hvatanjem za njih, on određuje koje mišiće treba pomjeriti. Robot je u stanju da zapamti promjene u svom položaju kroz podešavanja pritiska unutar cijevi koje hrane njegove vještačke mišiće. Napravljen od poliamida, ovaj strukturni materijal je dovoljno jak da podigne teške težine, ali dovoljno okretan za obavljanje delikatnih procedura, kao što je podizanje jajeta.

Sasvim logično, ovaj sjajan izum se koristi za fabrike, ali isto tako i za laboratorije i bolnice gdje pomaže ljudima u najraznovrsnijim poslovima.

 

Pačija peraja za kretanje pod vodom 

Pacija-peraja-za-kretanje-pod-vodom
Pacija peraja za kretanje pod vodom

U nepreglednom moru izuma koje su inspirisale životinje ne možemo da ne pomenemo i peraja za ronjenje. I sam/a znaš da svaki dio ronilačke opreme ima svoju svrhu i da je stoga jako bitan, ali jasno je da su peraja ta koja daju kontrolu nad pokretima i pravcem kojim se ronilac kreće. Pored toga, pomažu osobi koja roni i da se mnogo brže i lakše kreće kroz vodu.

Ono na što možda nisi imao/la prilike da naiđeš jeste da je moderan dizajn peraja izmislio poručnik francuske mornarice Louis de Corlieu! Louis je bio inspirisan načinom na koji specifične noge, odnosno stopala, patkama (ali i žabama) pomažu da se lakše pokreću kroz vodu i zato je dizajnirao peraje za plivanje koji rade na sličan način.

Svoj je prvi prototip pokazao i demonstrirao u javnosti čak 1914. godine, da bi brzo potom i napustio mornaricu, usavršio dizajn i patentirao ga (u čemu je uspio 1933. godine). Do 1939. godine, propulseurs de natation et de sauvetage (pogon za plivanje i spasavanje, kako ga je nazvao) ušao je u masovnu proizvodnju! Ostatak već znate, dizajn ovih skromnih peraja za plivanje od tada je promijenio hiljade stilova i dizajna, a prilagođavan je i za različite sportove.

 

Lignje kao čuvari životne sredine

Lignje kao cuvari zivotne sredine
Lignje kao cuvari zivotne sredine

Više od osam miliona tona plastike svake godine završi u našim okeanima, ubijajući morski život i oštećujući ekosistem. Međutim, u istim tim okeanima možda se nalazi i ključ za smanjenje zagađenja plastikom. Naime, lignja hvata svoj plijen uz pomoć vakuumskih čašica na svojim pipcima i kracima. Čašice su opremljene oštrim prstenastim zubima koji čvrsto drže hranu, a izgrađeni su od bjelančevina sličnih svili koje su poslednjih nekoliko godina jako zanimljive naučnicima.

Tim naučnika koji je proizveo prototipove vlakana, premaza i 3D predmeta od ovih bjelančevina zaključio je da kako su ovi prirodni materijali biorazgradivi mogu poslužiti kao odlična alternativa plastici. Pritom je jako bitno pomenuti da za proizvodnju nije uopšte potrebno da se koriste lignje jer se postupak izvodi uz pomoć genetski modifikovanih bakterija i temelji na fermentaciji, korištenju šećera, vode i kiseonika, a zbog izvanrednih karakteristika bjelančevina materijali izgrađeni od njih su elastični, fleksibilni i čvrsti. Imaju i sposobnost samoobnavljanja, kao i termičke i električne provodljivosti, što im daje potencijal za neke nove primjene.

 

Sonar kljunastog delfina

Sonar kljunastog delfina
Sonar kljunastog delfina

Zbog tragične sudbine Titanika, broda koji je potonuo 15. aprila 1912. godine i odnio živote skoro 1.500 putnika, istraživači su, sasvim logično, u godinama koje su uslijedile posvetili vrijeme razvijanju tehnologija za otkrivanje objekata u vodi. Tako je, 1915. godine izumljen sistem koji koristi zvučne talase i njihov odjek za lociranje objekata pod vodom.

Sad, iako je ova tehnologija prilično nova za ljude, znamo da slijepi miševi i delfini oduvijek koristile eholokaciju za navigaciju i lov. Delfini se oglašavaju zvucima koji podsjećaju na škljocanje i zviždanje, a zatim se na osnovu eha orijentišu i istražuju okolinu. Inspirisani prirodnim sonarom kljunastog delfina, naučnici i danas razvijaju (sve bolje) hidroakustične sisteme kako bi riješili probleme koji su van domašaja postojeće tehnologije. Tako je konstruisan i sonar sa složenom elektronikom koji je postavljen na robota u obliku torpeda i ispituje morsko dno, pronalazi zakopane kablove i cijevi i analizira ih bez direktnog kontakta.

Ono što je najfascinantnije jeste što se od njega očekuju velike stvari – recimo, primjena u naftnoj industriji. Ovakav uređaj omogućiće inženjerima da odrede najbolju lokaciju za podvodne instalacije, da na njima uoče eventualna oštećenja (kao što su sitne pukotine na potpornim stubovima naftnih platformi), pa čak i da otkriju začepljenje cijevi.

 

Tamne bube u pustinji Namib

Tamne bube u pustinji Namib
Tamne bube u pustinji Namib

Iako su kamile bile ključne za istraživanje o desalinizaciji vode u pustinji, kada je tražen način za samo prikupljanje vode, naučnici su posmatrali malu pustinjsku bubu veličine novčića od 10 centi. Stvar je zapravo još zanimljivija jer su inženjeri sa Tehnološkog instituta u Masačusetsu došli na ovu ideju nakon što su u pet godina starom časopisu pročitali kratak članak o njihovoj taktici hvatanja vode.

Naime, kada se kapljice vode iz magle (koja je dosta česta u pustinji Namib) skupljaju na oklopu bube, vodootporni grebeni usmjeravaju kapi ka njenoj glavi. Školjka ove bube je prošarana malim, hidrofilnim izbočinama i onda, kako se vlaga akumulira, kapljice postaju sve veće dok ne skliznu prema ustima bube, efikasno gaseći njenu žeđ.

Inženjeri su pozajmili ovu vještinu kako bi stvorili materijal koji može sakupljati vodu iz vazduha. Napravljena od stakla i plastike i prošarana istim sitnim izbočinama, supstanca nalik na sunđer je jeftina i može se napraviti jednostavnim štampanjem hidrofilnih tačaka na listovima hidrofobnih materijala. Najbolje od svega je što ovo može pomoći za niz drugih stvari. Kada je, recimo, u pitanju šator za kampovanje, ukoliko bi imitirao ovu površinu, mogao bi svakog jutra da sakuplja vodu u vrijednosti od jednog dana! Zvuči impresivno, zar ne?

Ovim zaključujemo mini-serijal o sjajnim životinjama izumiteljima i pozivamo te da i dalje pratiš naš blog jer slijedi još mnogo novih, zanimljivih članaka na najrazličitije moguće teme! 🙂

Podijeli sa prijateljima:

Povezani članici:

Budi u toku!

Prijavi se na newsletter i ne propusti novosti, obavještenja i zanimljivosti iz STEM svijeta. :)

Budi u toku!

Prijavi se na newsletter i ne propusti novosti, obavještenja i zanimljivosti iz STEM svijeta. :)

Obavještenje

Pokrenuli smo novi, redizajnirani sajt! Moderan i ljepši izgled, lakše snalaženje i brža pretraga je samo dio našeg napora da najvažnije vijesti iz oblasti STEM edukacije budu što bolje plasirane.