ELYTRA: چگونه طبیعت آینده ما را شکل خواهد داد

تابستان امسال تمام ماه ژوئن را در سفر به اروپا گذراندم. این تجربه واقعاً یک ماجراجویی طوفانی بود که دیدگاه من را تقریباً در هر جنبه ای از شرایط انسانی تغییر داد. در هر شهر، از دوبلین تا اسلو و درسدن تا پاریس، من به طور مداوم تحت تأثیر شگفتی های تاریخی هر شهر قرار می گرفتم - اما چیزی که انتظارش را نداشتم این بود که نگاهی اجمالی به آینده زندگی شهری داشته باشم.

هنگام بازدید از موزه ویکتوریا و آلبرت (معروف به موزه V&A) در یک روز بسیار گرم، با اکراه وارد غرفه در فضای باز شدم. در آنجا، از دیدن نمایشگاهی با عنوان ELYTRA شگفت زده شدم، که تضاد کاملی با نمایشگاه های تاریخی و مردم شناسی در V&A دارد. ELYTRA یک نوآوری مهندسی است که کارآمد، پایدار است و احتمالاً می تواند آینده فضاهای تفریحی عمومی و معماری ما را شکل دهد.

ELYTRA چیست؟

سازه ای به نام ELYTRA یک نمایشگاه رباتیک بازدیدکننده است که توسط معماران Achim Menges و Moritz Dobelmann با همکاری مهندس سازه Jan Knippers و همچنین Thomas Auer، یک مهندس آب و هوا ساخته شده است. این نمایشگاه بین رشته ای تأثیر آینده طرح های الهام گرفته از طبیعت را بر فناوری، مهندسی و معماری نشان می دهد. (ویکتوریا و آلبرت).

این نمایشگاه شامل یک ربات غیرفعال شده بود که در زیر مرکز ساختار پیچیده‌ای که خود ساخته بود، نشسته بود. قطعات شش ضلعی این نمایشگاه سبک وزن و در عین حال قوی و بادوام هستند.

Biomimicry: آنچه شما باید بدانید

ساختار شش ضلعی هر قطعه ELYTRA از طریق مهندسی Biomimetic یا Biomimicry توسعه یافته و تکمیل شده است. Biomimicry حوزه‌ای است که توسط طرح‌ها و اقتباس‌های الهام‌گرفته شده از طبیعت تعریف می‌شود.

تاریخچه بیومیمیکری گسترده است. در اوایل سال 1000 پس از میلاد، چینی های باستان تلاش کردند تا پارچه مصنوعی را با الهام از ابریشم عنکبوت بسازند. لئوناردو داوینچی هنگام طراحی نقشه های معروف ماشین پرنده خود از پرندگان سرنخ گرفت.

امروزه مهندسان برای خلق فناوری جدید به دنبال طبیعت هستند. انگشتان چسبنده ژکوها توانایی ربات را برای بالا رفتن از پله ها و دیوارها القا می کند. پوست کوسه الهام بخش لباس شنای کم کش آیرودینامیکی برای ورزشکاران است.

Biomimicry واقعاً یک است حوزه میان رشته ای و جذاب علم و فناوری (بوشان). این موسسه بیومیمیکری این زمینه را بررسی می کند و راه هایی برای مشارکت ارائه می دهد.

الهام بخش ELYTRA

ELYTRA از پشت سفت شده سوسک ها الهام گرفته شده است. الیترای سوسک ها از بال های ظریف و بدن آسیب پذیر حشره محافظت می کند.دایره المعارف زندگی). این سپرهای محافظ سخت مهندسان، فیزیکدانان و زیست شناسان را به طور یکسان گیج کردند.

چگونه این elytra می تواند به اندازه کافی قوی باشد که به سوسک اجازه دهد بدون آسیب رساندن به تجهیزات خود در اطراف زمین حرکت کند و در عین حال به اندازه کافی سبک باشد تا بتواند پرواز خود را حفظ کند؟ پاسخ در طراحی ساختاری این ماده نهفته است. سطح مقطع سطح elytra نشان می دهد که پوسته ها از دسته های فیبر کوچکی تشکیل شده اند که سطوح بیرونی و داخلی را به هم متصل می کنند، در حالی که حفره های باز وزن کلی را کاهش می دهند.

پروفسور Ce Guo از مؤسسه ساختارهای الهام گرفته شده از زیست و مهندسی سطح در دانشگاه هوانوردی و فضانوردی نانجینگ مقاله ای را منتشر کرد که جزئیات توسعه ساختاری مبتنی بر پدیده های طبیعی الیترا را شرح می دهد. شباهت بین نمونه elytra و ساختار مواد پیشنهادی قابل توجه است.

مزایای بیومیمیک

الیترا دارای "خواص مکانیکی عالی ... مانند شدت و چقرمگی بالادر واقع، این مقاومت در برابر آسیب همان چیزی است که طراحی های بیومیمتیک مانند ELYTRA را بسیار پایدار می کند - هم برای محیط زیست و هم برای اقتصاد ما.

برای مثال، صرفه جویی در یک پوند وزن در یک هواپیمای غیرنظامی، با کاهش مصرف سوخت، انتشار CO2 را کاهش می دهد. همین پوند مواد حذف شده، هزینه آن هواپیما را 300 دلار کاهش می دهد. هنگام استفاده از این ماده زیستی کاهش وزن در یک ایستگاه فضایی، یک پوند به معنای بیش از 300,000 دلار صرفه جویی است.

علم زمانی که نوآوری هایی مانند بیومتریال Guo می تواند برای توزیع موثرتر وجوه اعمال شود (Guo et.al). در واقع، یکی از مشخصه‌های بیومیمیک، تلاش‌های آن برای پایداری است. اهداف این رشته عبارتند از «ساخت از پایین به بالا، خود مونتاژ، بهینه سازی به جای حداکثر کردن، استفاده از انرژی رایگان، گرده افشانی متقابل، پذیرش تنوع، سازگاری و تکامل، استفاده از مواد و فرآیندهای دوستدار زندگی، مشارکت در روابط همزیستی و تقویت بیوسفر."

توجه به اینکه چگونه طبیعت مواد خود را ساخته است می تواند به فناوری اجازه دهد تا به طور طبیعی با زمین ما همزیستی کند و توجه را به این موضوع جلب کند که چقدر جهان ما توسط فناوری "غیرطبیعی" آسیب دیده است.کرافورد).

علاوه بر کارایی و پایداری ELYTRA، این نمایشگاه پتانسیل بسیار زیادی را برای معماری و آینده فضای تفریحی عمومی به دلیل توانایی آن در تکامل نشان می دهد. این سازه چیزی است که به عنوان "پناهگاه پاسخگو" شناخته می شود، با بسیاری از سنسورها در آن در هم تنیده شده است.

ELYTRA شامل دو نوع مجزا از حسگرها است که به آن اجازه می دهد تا داده هایی را در مورد دنیای اطراف خود جمع آوری کند. نوع اول دوربین های حرارتی هستند. این حسگرها به صورت ناشناس حرکت و فعالیت افرادی که از سایه لذت می برند را تشخیص می دهند.

نوع دوم حسگرها فیبرهای نوری هستند که از کل نمایشگاه عبور می کنند. این الیاف اطلاعاتی را در مورد محیط اطراف سازه و همچنین نظارت بر اقلیم ریز در زیر نمایشگاه جمع آوری می کند. نقشه های داده های نمایشگاه را کاوش کنید اینجا کلیک نمایید.

واقعیت باورنکردنی این سازه این است که "سایبان رشد کرده و پیکربندی خود را در طول فصل مهندسی V&A در پاسخ به داده های جمع آوری شده تغییر خواهد داد. در نهایت چگونه بازدیدکنندگان غرفه را مهار می کنند نحوه رشد سایبان و شکل اجزای جدید را اطلاع دهید (ویکتوریا و آلبرت)

با ایستادن در داخل غرفه موزه ویکتوریا و آلبرت، مشخص بود که سازه گسترش خواهد یافت تا منحنی حوض کوچک را دنبال کند. منطق ساده اجازه دادن به مردمی که از فضا برای تعیین معماری آن استفاده می کنند، به طرز خیره کننده ای عمیق بود.