Изобретения, которые были вдохновлены растениями и животными (11 фото)

4 января 2017

С самого появления человечества, люди не устают поражаться инновациям природы. Тысячи лет назад предки людей копировали то, как подкрадывались и охотились хищники. И даже сейчас, при всех современных технологиях, природа не утратила свою привлекательность. Многочисленные изобретения были вдохновлены методами, подсмотренными в растительном и животном мире.

1. Приспособление для сбора воды

Дождь — очень редкое явление в африканской пустыне Намиб, однако каждое утро на песчаные дюны опускается туман. Это идеальные условия для намибийского пустынного жука. Когда капли воды из тумана собираются на панцире жука, они стекают по водоотталкивающим гребням в сторону его головы. По мере накопления влаги, капли становятся больше и скользят в сторону рта жука, позволяя ему утолить свою жажду. Инженеры из Массачусетского технологического института позаимствовали это природное изобретение, чтобы создать материал, который может собирать воду из воздуха. Он состоит из стекла и пластика и изобилует крошечными гребнями, т. е. очень похож на губку. При этом материал является очень дешевым и может быть создан посредством печати гидрофильных точек на листах гидрофобных материалов.

2. Живые микророботы

Работа врачей была бы, безусловно, намного проще, если бы врачи могли проникнуть внутрь тела пациента и определить точную причину его боли или болезни. Технология обработки изображений часто дает слишком зернистый снимок с низким разрешением, а машины МРТ являются громоздкими и дорогими. Благодаря изобретению роботов, которые достаточно маленькие, чтобы плавать в крови, медицина может стать намного проще. Cyberplasm - это робот, который в некотором смысле является «живым». Робот оснащен датчиками-сенсорами, сделанными из живых клеток млекопитающих и питающимися глюкозой.

Он реагирует на химические вещества и свет таким же образом, как и живой организм. Также миниатюрный робот имеет нервную систему, которая преобразовывает внешние раздражители в электрические сигналы, подобно тому, как это делает живой мозг. Cyberplasm был смоделирован по образу миноги — паразитической рыбы с длинным трубкообразным телом. Со временем, робот-минога сможет «путешествовать» внутри человеческого тела в поиске опухолей, тромбов или химических веществ.

3. Роботизированная рука

Хобот слона состоит из более чем 40 000 мышц и он такой же проворный, как человеческая рука. Его универсальный дизайн вдохновил на создание роботизированной руки. Немецкая компания Festo разработала Bionic Handling Assistant — конечность, которая объединяет в себе человеческие возможности и достижения технологий. Робот, который имеет четыре металлических когтя, обучается всему так же, как человеческий ребенок, - методом проб и ошибок. Постоянно пытаясь захватить различные объекты, он постепенно «понимает», какими мышцами «хобота» из полиамида ему нужно двигать.

4. Сверхскоростные поезда

Когда чрезвычайно быстрые японские поезда выезжают на огромной скорости из туннеля, они создают оглушительный хлопок из-за формы носа поезда. Ведь на такой скорости поезд в туннеле создает перед собой стену из сжатого воздуха, которая замедляет поезд и увеличивает расход топлива. Выход из этой проблемы подсказали птицы. Зимородок может похвастаться обтекаемым клювом , который облегчает ловлю им рыбы. Благодаря заостренной формы своего клюва, птица способна погружаться в воду без всплеска. Инженер и орнитолог Эйдзи Накацу создал нос подобной формы у поезда, который позволяет ему уменьшить сопротивление воздуха. Кроме того, он также воспользовался дизайном перьев совы, чтобы уменьшить шум от движущегося поезда.

5. Мягкотелый робот

Кто сказал, что роботы должны быть твердыми и сделанными из металла. Команда исследователей из Италии обнаружили преимущества мягкого тела осьминога для робототехники: подобный робот способен плавать, держать предметы и ползать, а также «механический осьминог» использует намного меньше вычислительных мощностей для функционирования. Вместо того чтобы двигаться математически предсказуемым образом, как твердые машины, робот-осьминог способен сжиматься, перемещаться волнистыми движениями и скручиваться. У него нет жестких конечностей и неподвижных соединений, что является преимуществом, поскольку подобный робот способен приспосабливаться к окружающей среде.

6. Киборг-цветок

Мало кто знает то, что розы могут проводить электричество. Магнус Берггрен и его команда исследователей из Швеции сумели добиться подобного, встроив в растения микроскопические провода. Этот метод предоставил ученым возможность контролировать физиологию роз, например, не позволяя цветам зацветать перед заморозками или помогая им не засохнуть. Эти модификации не влияют на плоды или семена растений. Хотя постоянные изменения могут негативно повлиять на экосистему, это изобретение можно легко применять и отказываться от него.

7. Противомикробные катетеры

Благодаря ее гладкости и долговечности, акулью кожу можно применять для практически всех видов вещей: от купальников до обуви. Однако мало кто ожидал, что из нее можно делать катетеры. Микробы — вечная головная боль для любой больницы. Инженер Тони Бреннан обнаружил, что нет ничего не чище акульей кожи, поверхность которой усеяна крошечными зубчиками, которые предотвращают прилипание слизи, водорослей и моллюсков. А также акулья кожа останавливает болезнетворные бактерии, такие как кишечная палочка.

8. Вакцина, ДНК и стволовые клетки

Используя экстремальную гибернацию, некоторые пустынные мхи способны к воскрешению через десятилетия после того, как выхохли и «умерли» под воздействием высоких температур. Но как только начинают идти дожди, растения вновь становятся пышными и зелеными. Тихоходки, микроскопические беспозвоночные, также являются одними из самых сложных животных на Земле. Их забрасывали в в космическое пространство, подвергали воздействию экстремальных температур (абсолютного нуля и 150 градусов по Цельсию), облучали радиацией и держали годы без воды. В ответ на это, тихоходки «засыхали» и скукоживались, но вновь оживали, когда окружающие условия снова становились благоприятными. Изучая эти организмы, ученые смогли сохранять вакцины, ДНК и стволовые клетки в течение гораздо более длительного времени.

9. Робот, прыгающий по воде

Водомерки могут ходить по воде, благодаря эффекту поверхностного натяжения. Подсмотрев этот принцип у данных насекомых, ученые построили сверхлегкий робот, который может прыгать по воде. Этот робот мягкотелый и весит всего 68 миллиграммов. Хотя инженеры уже разрабатывали роботов, которые способны ходить по воде, данное изобретение является уникальным, поскольку робот может прыгать по поверхности воды, не погружаясь в нее. Он имитирует движения ног блохи и может прыгать на целых 14 сантиметров. Предполагают, что миниатюрный бот может оказаться полезным при наблюдательных и аварийно-спасательных работах.

10. Рентгеновское зрение

С рентгеновскими лучами трудно работать, поэтому рентгеновские аппараты в аэропортах являются настолько громоздкими. Тем не менее, ученые в настоящее время сумели скопировать принцип, который используется в глазах омаров. Вместо того, чтобы преломлять свет подобно линзе, омары воспринимают его с помощью эффекта отражения. Их глаза покрыты квадратами, похожими на плоские зеркала, которые отражают свет под точными углами для формирования изображений с любого ракурса. Эта конструкция оказалась полезной для астрономов, которым были нужны телескопы, способные сосредоточить рентгеновские лучи из определенных областей в космосе.