Biomimetismo Cómo la naturaleza inspiró la tecnología de hoy
La tecnología y la naturaleza se han visto tradicionalmente como fuerzas divergentes: la tecnología a menudo ha sido un medio para crear objetos o energías que no ocurren naturalmente en nuestro entorno circundante. Sin embargo, nuevos enfoques para el desarrollo de productos y tecnologías, tales como biomimetismo y diseño generativo Han empezado a revertir esa tendencia..
El diseño generativo es el proceso de tomar el marco de una idea y traducirla en un conjunto de reglas, que luego son interpretadas por una computadora de gran potencia. Al simular miles de variaciones usando computación de alta potencia, este proceso Imita el proceso natural de evolución..
Jeff Kowalski, Director de Tecnología en Autodesk, Describe el proceso de diseño generativo., “Los algoritmos de aprendizaje automático en las computadoras ahora pueden detectar patrones inherentes a millones de modelos 3D y generar taxonomías sin la dirección ni la intervención humana..” La biomimetica es “Un acercamiento a la innovación que busca. Soluciones sostenibles a los desafíos humanos. por Emulando los patrones y estrategias probados por el tiempo de la naturaleza..”
A continuación, examinamos 10 ejemplos épicos de tecnología inspirada en la naturaleza que utilizan estos conceptos de biomimetismo y / o diseño generativo..
1. Medicamentos y vacunas - Erizo de mar
Investigadores australianos han replicado la forma en que los erizos de mar construyen una capa exterior dura alrededor de sí mismos para protegerse y proteger las proteínas de las vacunas y los medicamentos de los cambios en las temperaturas circundantes..
Este proceso químico de crear una capa protectora es particularmente útil para aplicaciones tales como medicamentos que se distribuyen a países con sistemas deficientes de transporte o refrigeración..
2. Centro Acuático Nacional, Beijing - Estructura de la burbuja
El icónico centro de natación y buceo de los Juegos Olímpicos de Verano de China 2008 presenta un exterior único formado por cientos de burbujas extruidas en un patrón aparentemente aleatorio..
Sin embargo, este patrón de burbujas no es en absoluto aleatorio, sino que se basa en la geometría precisa que se encuentra en los sistemas naturales como las células, las estructuras moleculares y los cristales. Replicar los patrones existentes de la naturaleza conduce a la subdivisión más efectiva del espaciado tridimensional.
3. Singapore Esplanade Theatres - The Durian
Ubicados casi en el ecuador en un clima muy caluroso, los Esplanade Theatres en Singapur cuentan con un diseño de techo de piel de cristal verdaderamente único, inspirado en la fruta local Durian.
Un sistema de cientos de paneles de aluminio de forma triangular están inclinados según la dirección del sol, protegiendo el complejo del calor y la luz solar directa mientras aún inunda el interior con luz natural.
4. Mezcladores de agua - Calla Lillies
Las espirales centrípetas de la calla lily sirvieron de inspiración para la tecnología industrial de mezcla de agua desarrollada por Pax Scientific. El diseño natural del lirio es ideal por su capacidad para ayudar al flujo de agua.
La tecnología de mezclador correspondiente cuenta con la capacidad de “para circular 10 millones de galones con la misma huella de energía que tres bombillas de 100 vatios.”
5. Turbinas - Aleta De Ballena
Las aletas de las ballenas jorobadas presentan bordes irregulares de aspecto irregular, conocidos como tubérculos. Se ha comprobado que los tubérculos permiten una dinámica de fluidos mucho mayor que las aletas de bordes suaves.
Inspirándose en las aletas de forma irregular de estas ballenas gigantes, compañías como WhalePower y otras han desarrollado “tubérculo” Las cuchillas para uso en ventiladores y turbinas funcionan con mucha mayor eficiencia que las cuchillas tradicionales..
6. Trajes de baño - Piel de tiburón
La piel de un tiburón se compone de miles y miles de escamas superpuestas conocidas como “dentículos dérmicos”. Estos denticles interrumpen la formación de turbulentos remolinos de agua y permiten que el tiburón se mueva de manera más eficiente y rápida a través del agua.
En los Juegos Olímpicos de 2008, Michael Phelps y otros nadadores vistieron famosos trajes con una tela diseñada para imitar las pieles de un tiburón y posteriormente eclipsaron muchos récords mundiales existentes. Aunque tales trajes ahora están prohibidos en las competiciones de natación, la idea de imitar los dentículos de un tiburón se usa hoy en los cascos de los barcos para mejorar la eficiencia..
7. Bio-baterías - el cuerpo humano
El cuerpo humano crea energía a través de la reacción química conocida como metabolismo. Cuando una persona consume carbohidratos o azúcares, las enzimas del cuerpo descomponen la glucosa y liberan energía. Los científicos ahora están trabajando para crear baterías que funcionen con compuestos orgánicos como el azúcar para generar energía: una bio-batería.
Investigadores en varias universidades, así como en corporaciones como Sony, han estado trabajando durante la mayor parte de la última década para crear una bio-batería comercialmente viable. En 2007, Sony desarrolló con éxito un prototipo de bio-batería que utilizaba enzimas para crear una salida de energía suficiente (50 mW) para alimentar un Walkman..
8. Material sintético - GM Spider Silk
La seda creada por las arañas para tejer sus telas es un supermaterial natural. Porque las arañas son territoriales y caníbales por naturaleza., “cosecha” la seda de araña nunca ha sido comercialmente viable, e incluso una vez obtenidos, los hilos individuales de la seda de araña son tan finos que deberían crearse nuevos sistemas de hilado completos para tejer los hilos juntos..
Sin embargo, una nueva empresa con sede en Emeryville, California, llamada Bolt Threads supuestamente resolvió el desafío mediante el uso de microorganismos de ingeniería genética. Si la tecnología resulta ser viable, los posibles casos de uso podrían incluir “Chalecos antibalas, botellas de agua biodegradables y cuerdas de suspensión de puentes flexibles..”
9. Materiales impermeables - Alas de mariposa
En 2013, un equipo de ingenieros de MIT desarrolló lo que se ha descrito como el material más repelente al agua que se haya fabricado. Su diseño presenta un material con diminutas crestas de silicona que imitan los patrones encontrados en las alas de la mariposa Morpho.
El material es tan efectivo que a temperaturas muy bajas, el agua rebotó de la superficie más rápido de lo que podría congelarse, lo que sugiere posibles aplicaciones para la tecnología en las alas y turbinas de los aviones además de la ropa resistente al agua..
10. Cinta adhesiva - dedos Gecko
Los pies de un gecko son excepcionalmente pegajosos debido a su “Grupos de estructuras largas y delgadas en forma de espátula llamadas setas que aumentan el área de la superficie y amplifican las atracciones eléctricas débiles entre los dedos de los pies y una superficie.”
Un grupo de investigadores de la Universidad de Stanford recientemente. Desarrolló un material adhesivo artificial. basado en estos conceptos que permitieron a un estudiante graduado escalar una pared de vidrio usando dos almohadillas del tamaño de una mano Hecho del material. Aparte de escalar muros como Spiderman, la tecnología tiene aplicaciones potenciales en la industria manufacturera que podrían Reemplace los sistemas existentes que usan potencia de succión o adhesivos químicos..
Nota del editor: Esta publicación está escrita para Hongkiat.com por Andrew Armstrong. Andrew es un entusiasta de la tecnología y asesor de marketing digital con base en el Área de la Bahía de San Francisco. Vive en San Mateo, California con su esposa y su hijo pequeño. Puedes contactarlo en Twitter.
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