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10 Invenzioni Incredibili Ispirate Da Piante E Animali
Sin dal nostro inizio, ci siamo meravigliati delle innovazioni della natura. Migliaia di anni fa, i nostri antenati copiarono il modo in cui i predatori pensavano, inseguivano e cacciavano. Anche ora, con tutta la nostra tecnologia, la natura non ha perso il suo fascino. Numerose invenzioni sono state ispirate da tecniche osservate nei regni vegetale e animale.
Credito immagine in vetrina: festo.com10 materiale per raccogliere l'acqua
Beetle del deserto del Namib
La pioggia non ha benedetto le sabbie del deserto africano del Namib. La terra è rovente, eppure una misera copertura di nebbia leggera attraversa le dune di sabbia ogni mattina. È la casa perfetta per il coleottero del deserto del Namib.
Quando le gocce d'acqua dalla nebbia si raccolgono sul guscio dello scarafaggio, le creste idrorepellenti canalizzano le gocce verso la sua testa. Il guscio è punteggiato da piccole protuberanze idrofiliche. Man mano che l'umidità si accumula, le goccioline diventano più grandi fino a quando non scivolano verso la bocca dello scarafaggio, spegnendo efficacemente la sua sete.
Gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology hanno preso in prestito questa abilità per creare un materiale in grado di raccogliere l'acqua dal nulla. Realizzato in vetro e plastica e crivellato di minuscole creste, la sostanza spugnosa è economica e può essere costruita semplicemente stampando punti idrofili su fogli di materiali idrofobi.
Se una tenda da campeggio imitasse questa superficie, sarebbe in grado di raccogliere un giorno di acqua ogni giorno. Inoltre, l'elevata tolleranza al calore dell'insetto suggerisce dei riflettori a infrarossi sul suo guscio, che possono aiutare nei campi che richiedono attrezzature resistenti al calore come il design a razzo.
9 microrobot viventi
Lampreda
Le cose sarebbero sicuramente molto più semplici se i medici potessero entrare nel tuo corpo e individuare la causa esatta del dolore o della malattia. La tecnologia di imaging è spesso sgranata a bassa risoluzione, mentre le macchine a risonanza magnetica sono ingombranti e costose.
Con l'imminente invenzione di robot che sono abbastanza piccoli da nuotare nel sangue, la medicina diventerà molto più facile. Il cyberplasma è un robot che è "vivo" in un certo senso.
Caricato con sensori presi da cellule di mammiferi reali, risponde alle sostanze chimiche e alla luce allo stesso modo di un organismo vivente. Completo di sensori per occhi e naso, il robot in miniatura contiene un sistema nervoso artificiale alimentato a glucosio che registra gli stimoli, che viene convertito in segnali elettrici nello stesso modo in cui funziona un cervello reale.
Il cyberplasma è modellato sulla lampreda, un tipo di pesce parassita dalla forma lunga e tubolare. Questo animale possiede un semplice sistema nervoso facile da imitare e costruire in un corpo robotico. Col tempo, il robot Lampreda potrebbe essere in crociera all'interno del tuo corpo per cercare tumori, coaguli di sangue o sostanze chimiche.
8 braccio robotico
Elefante
Composto da oltre 40.000 muscoli, i tronchi di elefante sono agili come mani umane, in grado di raccogliere le mele da un ramo o strappare un albero intero dal terreno. Il loro design versatile ha anche ispirato un braccio robotico. L'azienda tedesca Festo ha sviluppato Bionic Handling Assistant, un'appendice che può essere utilizzata per modificare la tecnologia di gestione della cooperazione uomo-macchina.
Con il comando di quattro artigli metallici, il robot impara come un bambino umano attraverso prove ed errori. Continuando a prendere e afferrando oggetti, risolve i muscoli da spostare. Il robot è in grado di memorizzare i cambiamenti nella sua posizione attraverso le regolazioni della pressione all'interno dei tubi che alimentano i suoi muscoli artificiali.
Realizzato in poliammide, questo materiale strutturale è abbastanza robusto da sollevare pesi pesanti ma abbastanza agili da eseguire procedure delicate, come la raccolta di un uovo. Il bagagliaio si rivela un vantaggio per le fabbriche, i laboratori e gli ospedali, dove fornisce una gestione aggiuntiva per progetti diretti dall'uomo.
7 treni proiettili
Martin pescatore e gufo
Quando escono da un tunnel, i treni proiettili estremamente veloci del Giappone creano un assordante "boom del tunnel" a causa della forma del muso del treno. Spingendo l'aria ad alta velocità, produce un muro di vento che crea una racchetta e spreca carburante rallentando il treno.
La soluzione? Prendi un consiglio dagli uccelli.
I martin pescatori vantano un becco aerodinamico che rende la pesca più pratica. Grazie alla forma appuntita del suo naso, l'uccello è in grado di immergersi nei flussi senza schizzi. Il becco riduce l'impatto consentendo all'acqua di fluire oltre il becco anziché essere spinta di fronte a sé.
Eiji Nakatsu, un ingegnere e osservatore di uccelli, modificò il naso arrotondato del treno di proiettili per imitare il disegno del disegno di legge di un martin pescatore. Ora il treno è in grado di correre a 300 chilometri all'ora (185 mph) con un ridotto consumo di energia e resistenza all'aria.
Inoltre, grazie al gufo inafferrabile, anche il rumore simile a un tuono è stato smorzato. Il naso era alterato per adattarsi al disegno delle piume del gufo, che sono abbastanza silenziose da evadere anche i topi più svegli.
6 robot squishy
Polpo
Chi ha detto che i robot devono essere duri e metallici? Un team di ricercatori italiani ha scoperto i vantaggi del corpo squishy di un polipo. Con le abilità di nuotare, tenere oggetti e strisciare, il robot di polpo utilizza molto meno potenza di calcolo per funzionare.
Invece di muoversi in modi matematicamente prevedibili come macchine robuste, i robot di polpo si restringono, ondulano e si arricciano. Mancano di arti rigidi e articolazioni fisse, il che è un vantaggio.
Altri robot modellati su solidi scheletri richiedono un'attenta programmazione e altri lavori per impedire loro di schiaffeggiare gli oggetti. Hanno anche la tendenza a diventare irregolari, persino pericolosi, attorno agli umani e ai nuovi terreni.
I robot morbidi sono molto più sicuri.Possono trasformarsi in nuove forme e adattarsi bene all'ambiente circostante. Con tali forme, è possibile per loro salvare persone intrappolate, interagire con noi e funzionare senza programmazione precedente.
5 fiori di cyborg
Rosa
Sapevi che le rose possono condurre l'elettricità?
Magnus Berggren e il suo team di ricercatori in Svezia sono stati in grado di creare questo potere infilando fili minuti attraverso i sistemi delle piante. Dopo aver immerso le rose in una soluzione di polimero organico, la corteccia di rosa è stata staccata per rivelare i minuscoli "fili" polimerici che serpeggiavano attraverso i gambi. In seguito hanno dimostrato di essere elettronicamente conduttivi.
Questo metodo ha permesso ai ricercatori di controllare la fisiologia delle rose, come non permettere ai fiori di fiorire prima di un gelo imminente o di aiutare a prevenire la siccità. Queste modifiche non vanno nei frutti o nei semi.
Sebbene i cambiamenti permanenti possano avere un impatto negativo su un ecosistema, questa invenzione può essere facilmente attivata o disattivata.
4 cateteri per la replicazione dei germi
squali
Con la sua levigatezza e durata, la pelle di squalo è utile per ogni genere di cose, dai costumi da bagno alle scarpe. Ciò che non ci aspettavamo, tuttavia, era il catetere.
I germi sono una preoccupazione in ogni ospedale. Con così tante persone che camminano dentro e fuori, non è un segreto che le superfici possono facilmente diventare ricoperte di germi, diffondendo la malattia da un paziente all'altro.
L'ingegnere Tony Brennan ha scoperto che nulla è più pulito di un pellame di squalo. La superficie è piena di minuscoli tappeti di squame dentifricie che impediscono alla melma, alghe e cirripedi di attaccarsi ai corpi degli squali. Fortunatamente, la pelle di squalo fermerà anche i batteri che causano malattie come E. coli.
Sharklet è una società che sta sfruttando questo concetto. Finora, sta funzionando. Il loro prossimo passo è inventare cateteri fatti di pelle di squalo, che potrebbero aiutare a prevenire una fonte comune di infezioni.
3 Conservazione di Vaccino, DNA e cellule staminali
Piante di resurrezione, tardigradi e altro ancora
Usando l'estremo letargo, le piante della resurrezione, una specie di muschio del deserto che si asciuga a temperature elevate, "muore" e sembra morta da anni, anche decenni. Ma una volta tornate le piogge, le piante diventano facilmente lussureggianti e di nuovo verdi.
I tardigradi, orsi d'acqua microscopici, sono anche uno degli animali più difficili sulla Terra. Sono stati lanciati nello spazio esterno, esposti a temperature estreme come zero assoluto e 150 gradi Celsius (300 ° F), e costretti a sopportare radiazioni e anni senza acqua.
In risposta, gli orsi d'acqua si avvizziscono. Poi si risvegliano, reidratati, quando i loro dintorni sono di nuovo favorevoli. I gamberetti, i nematodi e il lievito di birra sono solo alcuni altri che usano tecniche di ibernazione simili.
Durante queste prove, gli organismi si limitano a sostituire tutta l'acqua nei loro corpi con lo zucchero. Mentre lo zucchero si indurisce nel vetro, gli organismi entrano in uno stato di animazione sospesa. Mentre questo metodo può sicuramente uccidere gli umani, è ancora una buona notizia per noi: i vaccini, il DNA e le cellule staminali possono ora essere conservati per un periodo di tempo più lungo.
Ogni anno, due milioni di bambini muoiono a causa di malattie facilmente prevenibili. I vaccini periscono rapidamente nei climi caldi, ma questo conservante di zucchero si indurisce in microscopici perline all'interno dei vaccini, estendendo la loro durata a anni.
2 robot che salta sull'acqua
Water Strider
Gli insetti dello stagno-nuotatore sono in grado di camminare sull'acqua grazie alla "pelle" che copre ogni corpo di liquido. Conosciute come tensione superficiale, le molecole si uniscono in una forza nota come coesione.
È stato costruito un robot leggero che salta, anziché camminare, sull'acqua. Questo robot ha un corpo morbido e pesa solo 68 milligrammi. Sebbene gli ingegneri abbiano già progettato robot in grado di camminare sull'acqua, questo è unico perché può saltare sulla superficie dell'acqua senza affondare.
I ricercatori sono stati in grado di farlo osservando gli strider acquatici. Questi insetti accelerano gradualmente le loro gambe, non lasciando andare l'acqua finché non è ora di saltare. Esercitano la giusta quantità di forza, mantenendo la tensione superficiale ininterrotta e completa.
Prendendo in prestito questa tattica, il robot applica gradualmente una coppia sufficiente per il lancio, ma non supera il limite della "pelle" dell'acqua. Questa azione imita il movimento della gamba di una pulce e può arrivare a un impressionante 14 centimetri (6 pollici). Questo bot in miniatura può rivelarsi utile nelle operazioni di sorveglianza e salvataggio.
1 migliore visione a raggi x
aragosta
I raggi X sono difficili da lavorare, motivo per cui le macchine a raggi X negli aeroporti sono così ingombranti. Tuttavia, gli scienziati stanno ora copiando una tecnica usata dagli occhi di aragosta per ottenere una migliore visione ai raggi X.
Invece di rifrazione, o la flessione della luce da parte di una lente, le aragoste vedono l'uso della riflessione. I loro occhi sono coperti di quadrati, simili a specchi piatti, che riflettono la luce con angoli precisi per formare immagini da qualsiasi direzione.
Questo design si rivela utile agli astronomi, che desiderano i telescopi in grado di focalizzare i raggi X da determinate aree nello spazio. Mentre uno specchio ordinario lascia passare solo i raggi X, le forme degli occhi dell'aragosta vengono utilizzate per creare array di minuscoli tubi quadrati di vetro al piombo. Curvo in sfere simili ad occhiali, il materiale riflette i raggi X ed è impacchettato nei telescopi.
Questi crostacei hanno ispirato anche altre invenzioni, come i microchip e il dispositivo di imaging a raggi X di Lobster Eye, una "torcia" che può vedere attraverso pareti di acciaio spesse 8 centimetri.
Quando il dispositivo invia una serie di raggi X a bassa potenza attraverso un muro, alcuni rimbalzano dagli oggetti sull'altro lato. Questi segnali sono incanalati attraverso i tubi e creano immagini proprio come fanno gli occhi delle aragoste. Questa invenzione può rivelarsi importante nel localizzare beni rubati o illegali.