Η Βιομιμητική τεχνολογία έχει σκοπό την επίλυση των καθημερινών προβλημάτων, αντλώντας έμπνευση από τη φύση.Οι επιστήμονες μελετούν φυσικά πρότυπα και τα μιμούνται για να δημιουργήσουν τεχνολογικές εφαρμογές που βελτιώνουν τη ζωή του ανθρώπου.
Πώς ωφελεί η βιομιμητική τεχνολογία τον άνθρωπο
Η επιστημονική κοινότητα συνειδητοποιεί ολοένα και περισσότερο ότι τα σχέδια της φύσης αποτελούν ανεξάντλητη πηγή ιδεών.
Μιμούμενοι τη φύση, μπορούμε να επιλύσουμε προβλήματα που σχετίζονται με:
- Την προστασία του περιβάλλοντος
- Την παραγωγή ενέργειας
- Την υγεία και την ιατρική και πολλα άλλα
Παράδειγμα:
Ο κοχλίας του Αρχιμήδη μιμείται το σχήμα της έλικας του αμπελιού (vis – «αμπέλι» στα λατινικά).
Άλλα σύγχρονα παραδείγματα:
- Μηχανισμοί που μιμούνται τα ηλιοτρόπια για πιο αποδοτικά φωτοβολταϊκά.
- Υπολογιστές που μεταδίδουν σήματα όπως τα κύτταρα.
- Κεραμικά που αντιστέκονται στη θραύση, εμπνευσμένα από τη μητέρα-μαργαριτάρι.
Η βιομιμητική δείχνει ότι η φύση είναι ο καλύτερος μηχανικός και ότι πρέπει να τη διαφυλάξουμε, γιατί αποτελεί ανεξάντλητη πηγή έμπνευσης.
Η βιομιμητική τεχνολογία χρησιμοποιείται σε πολλούς τομείς, όπως:
- Εργαλεία και βιομιμητική
Η βιομιμητική σχεδίαση χρησιμοποιεί τη φύση ως μοντέλο, μέτρο και μέντορα για την ανάπτυξη καινοτόμων εργαλείων .Πολύ πριν αναπτυχθεί η βιομιμητική ,ο άνθρωπος μιμούνταν την φύση κατασκευάζοντας απλά εργαλεία πχ.ο κάβουρας,η τανάλια,η πένσα μιμούνταν τις σιαγόνες διαφόρων ζώων- Ρομποτική τεχνολογία και βιομιμητική
Η βιομιμητική ρομποτική είναι ένας καινοτόμος κλάδος που σχεδιάζει ρομπότ αντλώντας έμπνευση από τη δομή, τις κινήσεις και τις λειτουργίες της φύσης. Στόχος είναι η δημιουργία ευέλικτων συστημάτων που μιμούνται βιολογικούς οργανισμούς, όπως ερπετά ή έντομα, για εξειδικευμένες εργασίες (π.χ. έρευνα, διάσωση, εξερεύνηση). Βασικά Χαρακτηριστικά και Εφαρμογές:Σχεδιασμός από τη Φύση: Αντιγραφή μηχανισμών από ζώα (π.χ. κυματοειδής κίνηση) για βελτιωμένη μετακίνηση σε δύσβατα περιβάλλοντα.Ευελιξία: Ανάπτυξη ρομπότ με ικανότητα εντοπισμού ανθρώπων σε συντρίμμια ή εξερεύνησης δύσκολων περιοχών.Τεχνολογική Καινοτομία: Συνδυασμός μηχανικής, βιολογίας και τεχνητής νοημοσύνης για πιο αποτελεσματικά συστήματα
- Ιατρική τεχνολογία
- Τεχνολογία υλικών (νανοτεχνολογία) και βιομιμητική
Η βιομιμητική στην τεχνολογία υλικών αξιοποιεί φυσικές δομές και διεργασίες για τη δημιουργία καινοτόμων, αποδοτικών και βιώσιμων υλικών. Μιμούμενη τη φύση (π.χ. lotus effect, ανθεκτικότητα οστών), η επιστήμη αυτή αναπτύσσει υλικά με αυτοκαθαριζόμενες, αυτοεπισκευαζόμενες ή υψηλής αντοχής ιδιότητες. Αυτό οδηγεί σε εφαρμογές που προάγουν την κυκλική οικονομία και τη βιωσιμότητα. Βασικές εφαρμογές και αρχές:Εμπνευσμένα υλικά: Αντιγραφή δομών από ζωντανούς οργανισμούς για τη βελτίωση της μηχανικής αντοχής, της ελαφρότητας ή της ευελιξίας.Λειτουργικές επιφάνειες: Ανάπτυξη επιφανειών που απωθούν το νερό ή τη βρωμιά, εμπνευσμένες από τα φύλλα του λωτού.Αυτοϊαση (Self-healing): Δημιουργία υλικών που επισκευάζουν μόνα τους τις ρωγμές, μιμούμενα βιολογικές διεργασίες.Βιώσιμη Καινοτομία: Η Biomimicry Greece Research and Innovation Centre (ιδρύθηκε το 2015) προωθεί τη χρήση φυσικών προτύπων για την επίλυση τεχνολογικών προβλημάτων, μειώνοντας το περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Η βιομιμητική αναδιαμορφώνει την επιστήμη των υλικών, προσφέροντας λύσεις που είναι λειτουργικές, ανθεκτικές και φιλικές προς το περιβάλλον. - Μεταφορικά μέσα και βιομιμητική
Η βιομιμητική στην τεχνολογία μεταφορών αντλεί έμπνευση από τη φύση για τον σχεδιασμό αποδοτικότερων οχημάτων, μιμούμενη βιολογικούς μηχανισμούς και δομές. Εφαρμόζεται για τη μείωση της αεροδυναμικής αντίστασης, την εξοικονόμηση ενέργειας και τη δημιουργία ανθεκτικών, ελαφρών υλικών, όπως στην περίπτωση των ιαπωνικών τρένων Shinkansen που εμπνεύστηκαν από το ράμφος του πουλιού «kingfisher». Κύριες Εφαρμογές και Παραδείγματα:Αεροδυναμική και Σχεδιασμός: Μίμηση σχημάτων πουλιών, ψαριών και εντόμων για τη μείωση της οπισθέλκουσας δύναμης, βελτιώνοντας την ταχύτητα και μειώνοντας την κατανάλωση καυσίμου (π.χ. πτερύγια στις άκρες των φτερών αεροπλάνων).Υλικά και Κατασκευές: Ανάπτυξη ελαφρών αλλά εξαιρετικά ανθεκτικών υλικών, βασισμένων σε βιολογικές δομές όπως το μετάξι της αράχνης ή το κέλυφος οστρακοειδών, για ασφαλέστερα οχήματα.Τρένα Υψηλής Ταχύτητας: Σχεδιασμός "μύτης" αμαξοστοιχιών που μιμείται το ράμφος της αλκυόνας (kingfisher) για την εξάλειψη του θορύβου και τη βελτίωση της αεροδυναμικής.Αυτοκαθαριζόμενες Επιφάνειες: Χρήση νανοτεχνολογίας εμπνευσμένης από το «φαινόμενο του λωτού» για την κατασκευή επιφανειών οχημάτων που απωθούν το νερό και τη βρωμιά. Η βιομιμητική επιτρέπει την ανάπτυξη πιο βιώσιμων και αποδοτικών μέσων μεταφοράς, μεταφέροντας φυσικά πρότυπα σε μηχανικές εφαρμογές
- Μεταφορικά μέσα και βιομιμητική
Η βιομιμητική στην τεχνολογία μεταφορών αντλεί έμπνευση από τη φύση για τον σχεδιασμό αποδοτικότερων οχημάτων, μιμούμενη βιολογικούς μηχανισμούς και δομές. Εφαρμόζεται για τη μείωση της αεροδυναμικής αντίστασης, την εξοικονόμηση ενέργειας και τη δημιουργία ανθεκτικών, ελαφρών υλικών, όπως στην περίπτωση των ιαπωνικών τρένων Shinkansen που εμπνεύστηκαν από το ράμφος του πουλιού «kingfisher». Κύριες Εφαρμογές και Παραδείγματα:Αεροδυναμική και Σχεδιασμός: Μίμηση σχημάτων πουλιών, ψαριών και εντόμων για τη μείωση της οπισθέλκουσας δύναμης, βελτιώνοντας την ταχύτητα και μειώνοντας την κατανάλωση καυσίμου (π.χ. πτερύγια στις άκρες των φτερών αεροπλάνων).Υλικά και Κατασκευές: Ανάπτυξη ελαφρών αλλά εξαιρετικά ανθεκτικών υλικών, βασισμένων σε βιολογικές δομές όπως το μετάξι της αράχνης ή το κέλυφος οστρακοειδών, για ασφαλέστερα οχήματα.Τρένα Υψηλής Ταχύτητας: Σχεδιασμός "μύτης" αμαξοστοιχιών που μιμείται το ράμφος της αλκυόνας (kingfisher) για την εξάλειψη του θορύβου και τη βελτίωση της αεροδυναμικής.Αυτοκαθαριζόμενες Επιφάνειες: Χρήση νανοτεχνολογίας εμπνευσμένης από το «φαινόμενο του λωτού» για την κατασκευή επιφανειών οχημάτων που απωθούν το νερό και τη βρωμιά. Η βιομιμητική επιτρέπει την ανάπτυξη πιο βιώσιμων και αποδοτικών μέσων μεταφοράς, μεταφέροντας φυσικά πρότυπα σε μηχανικές εφαρμογές
Σύγχρονα Παραδείγματα Βιομιμητικής Τεχνολογίας
Το Ερπετό Γκέκο
Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ αξιοποίησαν τον τρόπο που τα γκέκο αναρριχώνται, δημιουργώντας κολλητική ταινία με μικροσκοπικές ίνες που μιμούνται τις τρίχες στα πέλματά τους.
Αυτό το υλικό θα μπορούσε να επιτρέψει στο μέλλον τη δημιουργία “γαντιών Σπάιντερμαν”!
Οι Κολλιτσίδες των Αγρών
Το Velcro (βελκρό) εφευρέθηκε το 1941 από τον ελβετό μηχανικό Τζορτζ Ντεμέστραλ, όταν παρατήρησε τις κολλιτσίδες που κολλούσαν στη γούνα του σκύλου του.
Έτσι γεννήθηκε το γνωστό σύστημα γάντζου και θηλιάς, που χρησιμοποιείται σε ρούχα, παπούτσια και εξοπλισμό.
Το Δέρμα του Καρχαρία
Το δέρμα του καρχαρία αποτελείται από μικροσκοπικά λέπια που μειώνουν την αντίσταση του νερού, επιτρέποντάς του να κινείται γρήγορα και αθόρυβα.
Αυτό ενέπνευσε τη δημιουργία ειδικών στολών κολύμβησης και υλικών για πλοία.
Τα Σκουλήκια με Αγκάθια
Η δομή ενός παρασιτικού σκουληκιού ενέπνευσε μια νέα τεχνική επικόλλησης δερματικών μοσχευμάτων.
Μικροσκοπικές βελόνες διογκώνονται με το νερό, κρατώντας το μόσχευμα σταθερό χωρίς ράμματα.
Τα Φτερά της Πεταλούδας
Οι ερευνητές της Qualcomm MEMS Technologies μιμήθηκαν τον τρόπο που τα φτερά της πεταλούδας αντανακλούν το φως, δημιουργώντας τις οθόνες Mirasol, που έχουν φυσικό φωτισμό, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και μεγάλη διάρκεια ζωής.
