ELYTRA: Hvordan naturen vil forme vores fremtid

Denne sommer brugte jeg hele juni på at rejse Europa. Oplevelsen var i sandhed et hvirvelvindeventyr, der ændrede mit perspektiv på næsten alle facetter af den menneskelige tilstand. I hver by, fra Dublin til Oslo og Dresden til Paris, blev jeg konstant slået af de historiske vidundere, hver by havde at byde på – men hvad jeg ikke forventede, var at se et glimt ind i fremtiden for byliv.

Mens jeg besøgte Victoria and Albert Museum (kendt bredt som V&A Museum) på en blæsende varm dag, gik jeg modvilligt ind i friluftspavillonen. Der var jeg overrasket over at se en udstilling med titlen ELYTRA, en skarp kontrast til de historiske og antropologiske udstillinger i V&A. ELYTRA er en teknisk innovation, der er effektiv, bæredygtig og sandsynligvis kan forme fremtiden for vores offentlige rekreative rum og arkitektur.

Hvad er ELYTRA?

Strukturen kaldet ELYTRA er en besøgende robotudstilling udviklet af arkitekterne Achim Menges og Moritz Dobelmann i samarbejde med konstruktionsingeniør Jan Knippers samt Thomas Auer, klimaingeniør. Den tværfaglige udstilling demonstrerer den fremtidige indvirkning af naturinspirerede designs på teknologi, teknik og arkitektur (Victoria & Albert).

Udstillingen bestod af en deaktiveret robot, der sad under midten af ​​en kompleks vævet struktur, den havde bygget. De sekskantede dele af udstillingen er lette, men alligevel stærke og holdbare.

Biomimicry: Hvad du behøver at vide

Den sekskantede struktur af hvert stykke ELYTRA blev udviklet og perfektioneret gennem Biomimetic Engineering eller Biomimicry. Biomimicry er et felt defineret af biologisk inspirerede designs og tilpasninger afledt af naturen.

Historien om biomimik er enorm. Så tidligt som i 1000 e.Kr. forsøgte de gamle kinesere at udvikle syntetisk stof inspireret af edderkoppesilke. Leonardo da Vinci tog signaler fra fugle, da han designede sine berømte flyvemaskiner.

I dag søger ingeniører fortsat til naturen for at skabe ny teknologi. Geckos' klæbrige tæer inspirerer en robots evne til at klatre op ad trapper og vægge. Hajskind inspirerer til aerodynamiske badedragter med lavt træk til atleter.

Biomimicry er virkelig en tværfagligt og fascinerende område af videnskab og teknologi (Bhushan). Det Biomimicry Institute udforsker dette felt og giver måder at blive involveret på.

Inspirationen af ​​ELYTRA

ELYTRA var inspireret af billers hærdede ryg. Billernes elytra beskytter insektets sarte vinger og sårbare krop (Encyclopedia of Life). Disse hårde beskyttende skjolde forvirrede både ingeniører, fysikere og biologer.

Hvordan kunne disse elytra være stærke nok til at tillade billen at tønde rundt på jorden uden at beskadige deres udstyr, samtidig med at de er lette nok til at opretholde flugten? Svaret lå i det strukturelle design af dette materiale. Tværsnittet af elytra-overfladen viser, at skallerne er sammensat af små fiberbundter, der forbinder de ydre og indre overflader, mens åbne hulrum reducerer den samlede vægt.

Professor Ce Guo fra Institute of Bio-Inspired Structures and Surface Engineering ved Nanjing University of Aeronautics and Astronautics udgav et papir, der beskriver udviklingen af ​​en struktur baseret på elytraens naturlige fænomener. Lighederne mellem elytra-prøven og den foreslåede materialestruktur er slående.

Fordelene ved biomimik

Elytra besidder "fremragende mekaniske egenskaber...såsom høj intensitet og sejhed". Faktisk er denne skadesbestandighed også det, der gør biomimetiske designs som ELYTRA så bæredygtige – både for vores miljø og økonomi.

Bare et pund vægt sparet på et civilt fly, for eksempel, vil reducere CO2-udledningen ved at reducere brændstofforbruget. Det samme pund fjernet materiale vil reducere omkostningerne på det fly med $300. Når man anvender det vægtbesparende biomateriale på en rumstation, svarer et pund til over $300,000 i besparelser.

Videnskaben kunne gå gevaldigt frem, når innovationer som f.eks Guos biomateriale kan anvendes til mere effektivt at fordele midler (Guo et.al). Faktisk er et kendetegn ved biomimik dens indsats for bæredygtighed. Målene for feltet omfatter "opbygning fra bunden og op, selvsamling, optimere frem for at maksimere, bruge gratis energi, krydsbestøve, omfavne mangfoldighed, tilpasse og udvikle sig, bruge livsvenlige materialer og processer, engagere sig i symbiotiske forhold og forbedre biosfæren."

Opmærksomhed på, hvordan naturen har udformet sine materialer, kan tillade teknologi at sameksistere mere naturligt med vores jord, og henlede opmærksomheden på, hvor meget vores verden er blevet beskadiget af "unaturlig" teknologi (Crawford).

Ud over effektiviteten og bæredygtigheden af ​​ELYTRA viser udstillingen et enormt potentiale for arkitektur og fremtiden for det offentlige rekreative rum på grund af dens evne til at udvikle sig. Strukturen er det, der er kendt som et "responsivt husly", med mange sensorer indvævet i det.

ELYTRA indeholder to forskellige typer sensorer, der gør det muligt for den at indsamle data om verden omkring den. Den første type er termiske kameraer. Disse sensorer registrerer anonymt bevægelser og aktiviteter hos de mennesker, der nyder skyggen.

Den anden type sensor er optiske fibre, der løber gennem hele udstillingen. Disse fibre indsamler information om miljøet omkring strukturen samt overvåger mikroklimaet under udstillingen. Udforsk datakort over udstillingen link..

Den utrolige virkelighed af denne struktur er, at "baldakinen vil vokse og ændre sin konfiguration i løbet af V&A Engineering Season som svar på de indsamlede data. Hvordan besøgende hæmmer pavillonen vil i sidste ende informere om, hvordan baldakinen vokser og formen på nye komponenter (Victoria & Albert)."

Stående inde i pavillonen på Victoria and Albert Museum var det klart, at strukturen ville udvide sig til at følge kurven for den lille dam. Den enkle logik i at tillade folk, der brugte rummet til at bestemme dets arkitektur, var forbløffende dyb.