ELYTRA: Kako će priroda oblikovati našu budućnost

Ovo sam ljeto cijeli lipanj proveo putujući Europom. Iskustvo je doista bila vrtložna avantura, koja je promijenila moj pogled na gotovo svaki aspekt ljudskog stanja. U svakom gradu, od Dublina do Osla i Dresdena do Pariza, neprestano sam bio zadivljen povijesnim čudima koje je svaki grad imao za ponuditi - ali ono što nisam očekivao je da ću vidjeti letimičan pogled u budućnost urbanog života.

Tijekom posjeta muzeju Victorije i Alberta (nadaleko poznatom kao Muzej V&A) jednog blistavo vrućeg dana, nevoljko sam ušao u paviljon na otvorenom. Tamo sam se iznenadio vidjevši izložbu pod nazivom ELYTRA, oštru suprotnost povijesnim i antropološkim izlošcima unutar V&A. ELYTRA je inženjerska inovacija koja je učinkovita, održiva i vjerojatno bi mogla oblikovati budućnost naših javnih rekreacijskih prostora i arhitekture.

Što je ELYTRA?

Struktura nazvana ELYTRA gostujuća je izložba robotike koju su razvili arhitekti Achim Menges i Moritz Dobelmann u suradnji s građevinskim inženjerom Janom Knippersom kao i Thomasom Auerom, klimatskim inženjerom. Interdisciplinarna izložba pokazuje budući utjecaj dizajna inspiriranih prirodom na tehnologiju, inženjerstvo i arhitekturu (Victoria & Albert).

Izložba se sastojala od deaktiviranog robota koji je sjedio ispod središta složene tkane strukture koju je izgradio. Šesterokutni dijelovi eksponata su lagani, a opet čvrsti i izdržljivi.

Biomimikrija: Što trebate znati

Heksagonalna struktura svakog dijela ELYTRA-e razvijena je i usavršena kroz biomimetički inženjering ili biomimikriju. Biomimikrija je polje definirano biološki nadahnutim dizajnom i prilagodbama izvedenim iz prirode.

Povijest biomimikrije je opsežna. Već 1000. godine naše ere, stari su Kinezi pokušali razviti sintetičku tkaninu inspiriranu paukovom svilom. Leonardo da Vinci uzeo je uzor od ptica kada je dizajnirao svoje slavne nacrte letećeg stroja.

Danas se inženjeri i dalje okreću prirodi kako bi stvorili novu tehnologiju. Gekonovi ljepljivi prsti inspiriraju sposobnost robota da se penje uz stepenice i zidove. Koža morskog psa nadahnjuje aerodinamične kupaće kostime s niskim otporom zraka za sportaše.

Biomimikrija je uistinu interdisciplinarno i fascinantno područje znanosti i tehnologije (Bhushan). The Institut za biomimikriju istražuje ovo područje i nudi načine za uključivanje.

Inspiracija ELYTRA

ELYTRA je inspirirana otvrdlim leđima kornjaša. Elitre kornjaša štite nježna krila i ranjivo tijelo kukca (Enciklopedija života). Ovi čvrsti zaštitni štitovi podjednako su zbunjivali inženjere, fizičare i biologe.

Kako bi ove elitre mogle biti dovoljno jake da dopuste bubi da se vrti oko tla bez oštećenja njihove opreme, dok su istovremeno dovoljno lagane da održe let? Odgovor je ležao u strukturnom dizajnu ovog materijala. Poprečni presjek površine elitre pokazuje da su ljušture sastavljene od malih snopova vlakana koji povezuju vanjsku i unutarnju površinu, dok otvorene šupljine smanjuju ukupnu težinu.

Profesor Ce Guo s Instituta za bio-inspirirane strukture i površinski inženjering na Sveučilištu za aeronautiku i astronautiku u Nanjingu objavio je rad u kojem je detaljno opisao razvoj strukture temeljene na prirodnom fenomenu elitre. Sličnosti između uzorka elitre i predložene strukture materijala su zapanjujuće.

Prednosti biomimikrije

Elytra posjeduje "izvrsna mehanička svojstva...kao što su visoki intenzitet i žilavost". Zapravo, ova otpornost na oštećenja također je ono što čini biomimetičke dizajne kao što je ELYTRA tako održivima – i za naš okoliš i za gospodarstvo.

Samo jedna funta težine ušteđene na civilnom zrakoplovu, primjerice, smanjit će emisije CO2 smanjenjem potrošnje goriva. Ta ista funta uklonjenog materijala smanjit će troškove tog zrakoplova za 300 USD. Kada se taj biomaterijal koji štedi težinu primijeni na svemirsku stanicu, jedna funta znači uštedu od preko 300,000 USD.

Znanost bi mogla neizmjerno napredovati kada bi inovacije kao što su Guov biomaterijal može se primijeniti za učinkovitiju raspodjelu sredstava (Guo et.al). Zapravo, obilježje biomimikrije njezini su napori prema održivosti. Ciljevi ovog područja uključuju „izgradnju odozdo prema gore, samosastavljanje, optimiziranje, a ne maksimiziranje, korištenje besplatne energije, unakrsno oprašivanje, prihvaćanje raznolikosti, prilagođavanje i razvoj, korištenje materijala i procesa pogodnih za život, uključivanje u simbiotske odnose i poboljšati biosferu.”

Obraćanje pozornosti na to kako je priroda izradila svoje materijale može omogućiti tehnologiji prirodniji suživot s našom Zemljom i skrenuti pozornost na to koliko je naš svijet oštećen "neprirodnom" tehnologijom (Crawford).

Uz učinkovitost i održivost ELYTRA-e, izložba pokazuje ogroman potencijal za arhitekturu i budućnost javnog rekreacijskog prostora, zahvaljujući svojoj sposobnosti da se razvija. Struktura je ono što je poznato kao "responzivno sklonište", s mnogo senzora utkanih u nju.

ELYTRA sadrži dvije različite vrste senzora koji joj omogućuju prikupljanje podataka o svijetu koji je okružuje. Prva vrsta su termovizijske kamere. Ovi senzori anonimno otkrivaju kretanje i aktivnosti ljudi koji uživaju u hladu.

Drugi tip senzora su optička vlakna koja prolaze kroz cijeli eksponat. Ova vlakna prikupljaju informacije o okolišu koji okružuje strukturu, kao i o praćenju mikroklime ispod izložbe. Istražite podatkovne karte izložbe ovdje.

Nevjerojatna stvarnost ove strukture je da će “krošnja rasti i mijenjati svoju konfiguraciju tijekom V&A inženjerske sezone kao odgovor na prikupljene podatke. Kako će posjetitelji inhibirati paviljon u konačnici obavijestiti kako krošnja raste i oblik novih komponenti (Victoria & Albert)."

Dok smo stajali unutar paviljona Muzeja Victorije i Alberta, bilo je jasno da će se struktura proširiti i slijediti krivulju malog jezerca. Jednostavna logika dopuštanja ljudima koji koriste prostor da određuju njegovu arhitekturu bila je zapanjujuće duboka.