ELITRO: Kiel la naturo formos nian estontecon

Ĉi-somere mi pasigis la tutan junion vojaĝante Eŭropon. La sperto estis vere ventega aventuro, ŝanĝanta mian perspektivon pri preskaŭ ĉiu aspekto de la homa kondiĉo. En ĉiu urbo, de Dublino ĝis Oslo kaj Dresdeno ĝis Parizo, mi estis senĉese frapita de la historiaj mirindaĵoj, kiujn ĉiu urbo devis proponi -- sed kion mi ne atendis estis vidi rigardeton en la estontecon de urba vivo.

Vizitante la Muzeon Viktorio kaj Alberto (konatan vaste kiel la Muzeo V&A) en varmega tago, mi kontraŭvole eniris la subĉielan pavilonon. Tie, mi estis surprizita vidi ekspoziciaĵon titolitan ELYTRA, egan kontraston al la historiaj kaj antropologiaj ekspoziciaĵoj ene de la V&A. ELYTRA estas inĝenieristiko novigado kiu estas efika, daŭrigebla kaj verŝajne povus formi la estontecon de niaj publikaj distraj spacoj kaj arkitekturo.

Kio estas ELYTRA?

La strukturo nomita ELYTRA estas vizitanta robotikekspozicio evoluigita fare de arkitektoj Achim Menges kaj Moritz Dobelmann en kunlaboro kun struktura inĝeniero Jan Knippers same kiel Thomas Auer, klimatinĝeniero. La interfaka ekspoziciaĵo montras la estontan efikon de natur-inspiraj dezajnoj sur teknologio, inĝenieristiko kaj arkitekturo. (Viktorio & Albert).

La ekspoziciaĵo konsistis el malaktivigita roboto sidanta sub la centro de kompleksa teksita strukturo kiun ĝi konstruis. La sesangulaj pecoj de la ekspoziciaĵo estas malpezaj, tamen fortaj kaj daŭraj.

Biomimeto: Kion vi bezonas scii

La sesangula strukturo de ĉiu peco de ELYTRA estis evoluigita kaj perfektigita per Biomimetic Engineering, aŭ Biomimicry. Biomimeco estas kampo difinita per biologie inspiritaj dezajnoj kaj adaptiĝoj derivitaj de naturo.

La historio de biomimeto estas vasta. Jam 1000 p.K., la antikvaj ĉinoj provis evoluigi sintezan ŝtofon inspiritan de aranea silko. Leonardo da Vinci prenis signalojn de birdoj dum dizajnado de siaj famaj flugmaŝinoj-skizoj.

Hodiaŭ, inĝenieroj daŭre rigardas la naturon por krei novan teknologion. La gluiĝemaj piedfingroj de Geckos inspiras la kapablon de roboto grimpi ŝtuparojn kaj murojn. Ŝarka haŭto inspiras aerodinamikajn malaltajn trenajn naĝkostumojn por atletoj.

Biomimeto estas vere an interfaka kaj fascina areo de scienco kaj teknologio (Bhushan). La Instituto pri Biomimeto esploras ĉi tiun kampon kaj provizas manierojn engaĝiĝi.

La inspiro de ELYTRA

ELYTRA estis inspirita de la malmoliĝintaj dorsoj de skaraboj. La elitroj de skaraboj protektas la delikatajn flugilojn kaj vundeblan korpon de la insekto (Enciklopedio de Vivo). Ĉi tiuj malmolaj protektaj ŝildoj perpleksigis inĝenierojn, fizikistojn kaj biologojn egale.

Kiel tiuj elitroj povus esti sufiĉe fortaj por permesi al la skarabo barelo ĉirkaŭ la tero sen difekti sian ekipaĵon, samtempe estante sufiĉe malpezaj por daŭrigi flugon? La respondo kuŝis en la struktura dezajno de ĉi tiu materialo. La sekco de la elitraj surfaco montras, ke la ŝeloj estas kunmetitaj de malgrandaj fibraj faskoj ligantaj la eksterajn kaj internajn surfacojn, dum malfermaj kavoj reduktas la totalan pezon.

Profesoro Ce Guo de la Instituto de Bio-Inspiraj Strukturoj kaj Surfaca Inĝenierado ĉe la Nankina Universitato de Aeronaŭtiko kaj Astronaŭtiko publikigis artikolon detaligante la evoluon de strukturo bazita sur la naturaj fenomenoj de la elitroj. La similecoj inter la elitra specimeno kaj la proponita materiala strukturo estas okulfrapaj.

La avantaĝoj de biomimeto

Elitro posedas"bonegaj mekanikaj propraĵoj... kiel alta intenseco kaj fortikeco". Fakte, ĉi tiu damaĝorezisto ankaŭ estas kio faras biomimetikajn dezajnojn kiel ELYTRA tiel daŭrigeblaj - kaj por nia medio kaj ekonomio.

Nur unu funto da pezo ŝparita en civila aviadilo, ekzemple, reduktos CO2-emisiojn malpliigante la fuelkonsumon. Tiu sama funto da materialo forigita malpliigos koston sur tiu aviadilo je 300 USD. Kiam oni aplikas tiun pezan biomaterialon al kosmostacio, unu funto tradukiĝas al pli ol $300,000 da ŝparaĵoj.

Scienco povus progresi grandege kiam novigoj kiel ekz La biomaterialo de Guo povas esti aplikita por pli efike distribui financon (Guo et.al). Fakte, markostampo de biomimeto estas ĝiaj klopodoj al daŭripovo. Celoj de la kampo inkludas "konstrui [ing] de malsupre, mem-kunigo, optimumigi prefere ol maksimumigi, uzi liberan energion, kruc-poleni, ampleksi diversecon, adapti kaj evolui, uzi viv-amikajn materialojn kaj procezojn, okupiĝi pri simbiozaj rilatoj, kaj plibonigas la biosferon."

Atento pri kiel la naturo kreis siajn materialojn povas permesi al teknologio kunekzisti pli nature kun nia tero, kaj atentigi pri kiom multe nia mondo estis damaĝita de "nenatura" teknologio (Crawford).

Aldone al la efikeco kaj daŭripovo de ELYTRA, la ekspoziciaĵo montras grandegan potencialon por arkitekturo kaj la estontecon de publika distra spaco, pro sia kapablo evolui. La strukturo estas kio estas konata kiel "respondema ŝirmejo", kun multaj sensiloj interplektitaj en ĝi.

ELYTRA enhavas du apartajn specojn de sensiloj, kiuj permesas al ĝi kolekti datumojn pri la mondo ĉirkaŭ ĝi. La unua tipo estas termobildaj fotiloj. Ĉi tiuj sensiloj anonime detektas la movadon kaj agadojn de la homoj ĝuantaj la ombron.

La dua speco de sensilo estas optikaj fibroj kurantaj tra la tuteco de la ekspoziciaĵo. Tiuj fibroj kolektas informojn pri la medio ĉirkaŭanta la strukturon same kiel monitorante la mikroklimaton sub la ekspoziciaĵo. Esploru datummapojn de la ekspoziciaĵo tie.

La nekredebla realeco de ĉi tiu strukturo estas ke "la baldakeno kreskos kaj ŝanĝos sian agordon dum la V&A Inĝenieristiko-Sezono en respondo al la datumoj kolektitaj. Kiel vizitantoj malhelpas la pavilonon finfine faros informi kiel la baldakeno kreskas kaj la formon de novaj komponantoj (Viktorio & Albert)."

Starante ene de la pavilono de la Viktorio kaj Albert Museum, estis klare ke la strukturo disetendiĝos por sekvi la kurbon de la malgranda lageto. La simpla logiko permesi al homoj uzantaj la spacon determini ĝian arkitekturon estis mirige profunda.