ELYTRA. Ինչպես բնությունը կձևավորի մեր ապագան

Այս ամառ ես ամբողջ հունիսն անցկացրել եմ Եվրոպայում ճանապարհորդելով: Փորձը իսկապես պտտահողմային արկած էր՝ փոխելով իմ տեսակետը մարդկային վիճակի գրեթե բոլոր կողմերի վերաբերյալ: Յուրաքանչյուր քաղաքում՝ Դուբլինից մինչև Օսլո և Դրեզդենից մինչև Փարիզ, ինձ անընդհատ զարմացնում էին այն պատմական հրաշքները, որոնք յուրաքանչյուր քաղաք պետք է առաջարկեր, բայց այն, ինչ ես չէի սպասում, դա քաղաքային կյանքի ապագայի մի հայացք տեսնելն էր:

Վիկտորիայի և Ալբերտի թանգարանը (հայտնի է որպես V&A թանգարան) այցելելիս մի շոգ օր, ես դժկամությամբ մտա բացօթյա տաղավար: Այնտեղ ես զարմացա՝ տեսնելով ELYTRA վերնագրով ցուցանմուշը, որը խիստ հակադրվում է V&A-ի պատմական և մարդաբանական ցուցանմուշներին: ELYTRA-ն ինժեներական նորարարություն է, որն արդյունավետ է, կայուն և, հավանաբար, կարող է ձևավորել մեր հանրային հանգստի տարածքների և ճարտարապետության ապագան:

Ի՞նչ է ELYTRA-ն:

ELYTRA կոչվող կառույցը ռոբոտաշինության այցելու ցուցահանդես է, որը մշակվել է ճարտարապետներ Ախիմ Մենգեսի և Մորից Դոբելմանի կողմից՝ կառուցվածքային ինժեներ Յան Կնիպերսի, ինչպես նաև կլիմայի ինժեներ Թոմաս Աուերի հետ համագործակցությամբ: Միջառարկայական ցուցահանդեսը ցույց է տալիս բնության ներշնչված նմուշների ապագա ազդեցությունը տեխնոլոգիայի, ճարտարագիտության և ճարտարապետության վրա (Վիկտորիա և Ալբերտ):

Ցուցահանդեսը բաղկացած էր ապաակտիվացված ռոբոտից, որը նստած էր իր կառուցած բարդ հյուսված կառույցի կենտրոնում: Ցուցահանդեսի վեցանկյուն կտորները թեթև են, բայց ամուր և դիմացկուն:

Biomimicry. Այն, ինչ դուք պետք է իմանաք

ELYTRA-ի յուրաքանչյուր մասի վեցանկյուն կառուցվածքը մշակվել և կատարելագործվել է Biomimetic Engineering կամ Biomimicry-ի միջոցով: Biomimicry-ն ոլորտ է, որը սահմանվում է կենսաբանորեն ներշնչված ձևավորումներով և բնությունից բխող հարմարեցումներով:

Կենսամիմիկիայի պատմությունը հսկայական է: Դեռևս մ.թ. 1000 թվականին հին չինացիները փորձել են ստեղծել սինթետիկ գործվածք՝ ոգեշնչված սարդի մետաքսից: Լեոնարդո դա Վինչին իր հայտնի թռչող մեքենայի գծագրերը նախագծելիս ակնարկներ է վերցրել թռչուններից:

Այսօր ինժեներները շարունակում են նայել բնությանը` նոր տեխնոլոգիաներ ստեղծելու համար: Գեկոների կպչուն մատները ներշնչում են ռոբոտին աստիճաններով և պատերով բարձրանալու ունակությունը: Շնաձկների մաշկը մարզիկների համար ներշնչում է աերոդինամիկ ցածր քաշող լողազգեստներ:

Biomimicry-ն իսկապես ան գիտության և տեխնիկայի միջառարկայական և հետաքրքրաշարժ ոլորտ (Բհուշան): Այն Կենսաբանական ինստիտուտ ուսումնասիրում է այս ոլորտը և առաջարկում ներգրավվելու ուղիներ:

ELYTRA-ի ոգեշնչումը

ELYTRA-ն ոգեշնչվել է բզեզների կարծրացած մեջքով: Բզեզների էլիտրան պաշտպանում է միջատի նուրբ թեւերն ու խոցելի մարմինը (Կյանքի հանրագիտարան) Այս կոշտ պաշտպանիչ վահանները շփոթության մեջ էին գցում ինժեներներին, ֆիզիկոսներին և կենսաբաններին։

Ինչպե՞ս կարող էին այս էլիտրաները բավականաչափ ուժեղ լինել, որպեսզի թույլ տան բզեզին պտտվել գետնին առանց վնասելու իրենց սարքավորումները, միաժամանակ լինելով բավականաչափ թեթև՝ թռիչքը պահպանելու համար: Պատասխանը կայանում էր այս նյութի կառուցվածքային ձևավորման մեջ: Էլիտրա մակերեսի խաչմերուկը ցույց է տալիս, որ թաղանթները կազմված են մանրաթելային կապոցներից, որոնք կապում են արտաքին և ներքին մակերեսները, մինչդեռ բաց խոռոչները նվազեցնում են ընդհանուր քաշը:

Պրոֆեսոր Չե Գուոն՝ Նանջինգի ավիացիոն և տիեզերագնացության համալսարանի Կենսաոգեշնչված կառուցվածքների և մակերեսային ճարտարագիտության ինստիտուտից, հրապարակել է մի հոդված, որտեղ մանրամասն նկարագրվում է էլիտրա բնական երևույթների վրա հիմնված կառուցվածքի զարգացումը: Էլիտրա նմուշի և առաջարկվող նյութի կառուցվածքի նմանությունները ապշեցուցիչ են:

Բիոմիմիկայի առավելությունները

Էլիտրան տիրապետում է «գերազանց մեխանիկական հատկություններ, ինչպիսիք են բարձր ինտենսիվությունը և ամրությունըԻրականում, վնասների այս դիմադրությունը նաև այն է, ինչը ELYTRA-ի նման բիոմիմետիկ ձևավորումներն այնքան կայուն է դարձնում՝ ինչպես մեր շրջակա միջավայրի, այնպես էլ տնտեսության համար:

Օրինակ՝ քաղաքացիական ինքնաթիռում խնայված ընդամենը մեկ ֆունտ քաշը կնվազեցնի CO2 արտանետումները՝ նվազեցնելով վառելիքի սպառումը: Հեռացված նույն ֆունտ նյութը կնվազեցնի այդ ինքնաթիռի արժեքը 300 դոլարով: Քաշը խնայող այդ կենսանյութը տիեզերակայանում կիրառելիս մեկ ֆունտը նշանակում է ավելի քան $300,000 խնայողություն:

Գիտությունը կարող է հսկայական առաջընթաց ունենալ, երբ այնպիսի նորարարություններ, ինչպիսիք են Գուոյի կենսանյութը կարող է կիրառվել միջոցների ավելի արդյունավետ բաշխման համար (Guo et.al): Իրականում, բիոմիմիկայի հատկանիշը կայունությանն ուղղված նրա ջանքերն են: Ոլորտի նպատակները ներառում են «ներքևից վերև կառուցելը, ինքնակազմակերպումը, օպտիմալացնելը, այլ ոչ թե առավելագույնի հասցնելը, օգտագործել անվճար էներգիա, խաչաձև փոշոտել, ընդունել բազմազանությունը, հարմարվել և զարգանալ, օգտագործել կյանքի համար հարմար նյութեր և գործընթացներ, ներգրավվել սիմբիոտիկ հարաբերությունները և ուժեղացնել կենսոլորտը»:

Ուշադրությունը, թե ինչպես է բնությունը պատրաստել իր նյութերը, կարող է թույլ տալ տեխնոլոգիաներին ավելի բնական կերպով գոյակցել մեր երկրի հետ և ուշադրություն հրավիրել այն բանի վրա, թե որքան է մեր աշխարհը վնասվել «անբնական» տեխնոլոգիայի պատճառով (Crawford- ը).

Ի լրումն ELYTRA-ի արդյունավետության և կայունության, ցուցադրությունը ցույց է տալիս հսկայական ներուժ ճարտարապետության և հանրային հանգստի տարածքի ապագայի համար՝ շնորհիվ իր զարգանալու ունակության: Կառուցվածքը հայտնի է որպես «պատասխանող ապաստարան», որի մեջ միահյուսված են բազմաթիվ սենսորներ:

ELYTRA-ն պարունակում է երկու տարբեր տեսակի սենսորներ, որոնք թույլ են տալիս հավաքել տվյալներ շրջապատող աշխարհի մասին: Առաջին տեսակը ջերմային տեսախցիկներն են: Այս սենսորները անանուն կերպով հայտնաբերում են ստվերը վայելող մարդկանց շարժումն ու գործունեությունը:

Սենսորների երկրորդ տեսակը օպտիկական մանրաթելերն են, որոնք անցնում են ցուցադրության ամբողջ տարածքում: Այս մանրաթելերը տեղեկատվություն են հավաքում կառուցվածքը շրջապատող միջավայրի վերաբերյալ, ինչպես նաև ցուցանմուշի տակ գտնվող միկրոկլիմայի մոնիտորինգի մասին: Բացահայտեք ցուցադրության տվյալների քարտեզները այստեղ.

Այս կառույցի անհավանական իրականությունն այն է, որ «հովանոցը կաճի և կփոխի իր կոնֆիգուրացիան V&A ինժեներական սեզոնի ընթացքում՝ ի պատասխան հավաքված տվյալների: Ինչպես այցելուները կխանգարեն տաղավարը, ի վերջո տեղեկացնել, թե ինչպես է աճում հովանոցը և նոր բաղադրիչների ձևը (Վիկտորիա և Ալբերտ)»:

Վիկտորիայի և Ալբերտի թանգարանի տաղավարում կանգնած՝ պարզ էր, որ կառույցը կընդլայնվի՝ հետևելով փոքրիկ լճակի կորին: Պարզ տրամաբանությունը, որը թույլ է տալիս մարդկանց, ովքեր օգտագործում են տարածքը որոշելու դրա ճարտարապետությունը, ապշեցուցիչ խորն էր: