ELYTRA: Hvernig náttúran mun móta framtíð okkar

Í sumar eyddi ég heilum júní í ferðalag um Evrópu. Upplifunin var sannarlega hringiðuævintýri, sem breytti sjónarhorni mínu á næstum öllum hliðum mannlegs ástands. Í hverri borg, frá Dublin til Óslóar og Dresden til Parísar, varð ég stöðugt hrifinn af þeim sögulegu undrum sem hver borg hafði upp á að bjóða - en það sem ég bjóst ekki við var að sjá innsýn í framtíð borgarlífsins.

Þegar ég heimsótti Victoria og Albert safnið (þekkt víða sem V&A safnið) á blásandi heitum degi, fór ég treglega inn í skálann undir berum himni. Þar kom mér á óvart að sjá sýningu sem ber titilinn ELYTRA, algjör andstæða við sögulegar og mannfræðilegar sýningar innan V&A. ELYTRA er verkfræðileg nýsköpun sem er skilvirk, sjálfbær og gæti líklega mótað framtíð almennings afþreyingarrýma okkar og byggingarlistar.

Hvað er ELYTRA?

Uppbyggingin sem kallast ELYTRA er heimsóknarvélfærasýning sem þróuð var af arkitektunum Achim Menges og Moritz Dobelmann í samvinnu við Jan Knippers byggingarverkfræðing og Thomas Auer, loftslagsverkfræðing. Þverfaglega sýningin sýnir framtíðaráhrif náttúruinnblásinnar hönnunar á tækni, verkfræði og arkitektúr (Victoria og Albert).

Sýningin samanstóð af óvirkjuð vélmenni sem sat undir miðju flóknu ofna mannvirkis sem það hafði smíðað. Sexhyrndu verkin á sýningunni eru létt en samt sterk og endingargóð.

Biomimicry: Það sem þú þarft að vita

Sexhyrnd uppbygging hvers hluta ELYTRA var þróuð og fullkomin í gegnum Biomimetic Engineering, eða Biomimicry. Biomimicry er svið sem er skilgreint af líffræðilega innblásinni hönnun og aðlögun úr náttúrunni.

Saga lífhermis er mikil. Strax árið 1000 e.Kr. reyndu Kínverjar til forna að þróa gerviefni innblásið af kóngulósilki. Leonardo da Vinci tók vísbendingar frá fuglum þegar hann hannaði fræga flugvélateikninga sína.

Í dag halda verkfræðingar áfram að horfa til náttúrunnar til að búa til nýja tækni. Límugar tær Geckos hvetja vélmenni til að ganga upp stiga og veggi. Hákarlaskinn hvetur til loftaflfræðilegs sundföts með lágum dragi fyrir íþróttamenn.

Biomimicry er sannarlega an þverfaglegt og heillandi svið vísinda og tækni (Bhushan). The Biomimicry Institute kannar þetta svið og veitir leiðir til að taka þátt.

Innblástur ELYTRA

ELYTRA var innblásið af hertu baki bjöllunnar. Elytra bjöllunnar verndar viðkvæma vængi og viðkvæman líkama skordýrsins (Encyclopedia of Life). Þessir hörðu hlífðarskjöldur komu verkfræðingum, eðlisfræðingum og líffræðingum í rugl.

Hvernig gátu þessar elytra verið nógu sterkar til að leyfa bjöllunni að hlaupa í kringum jörðina án þess að skemma búnað þeirra, en á sama tíma vera nógu létt til að halda flugi? Svarið lá í byggingarhönnun þessa efnis. Þversnið elytra yfirborðsins sýnir að skeljarnar eru samsettar úr litlum trefjaknippum sem tengja ytra og innra yfirborð, en opin holrúm draga úr heildarþyngd.

Prófessor Ce Guo frá Institute of Bio-Inspired Structures and Surface Engineering við Nanjing University of Aeronautics and Astronautics birti grein sem lýsir þróun mannvirkis sem byggir á náttúrufyrirbærum elytra. Líkindin á milli elytra sýnisins og fyrirhugaðrar efnisbyggingar eru sláandi.

Ávinningurinn af lífhermi

Elytra býr yfir "framúrskarandi vélrænni eiginleikar ... eins og hár styrkleiki og hörku„Raunar er þessi skaðaþol líka það sem gerir lífhermihönnun eins og ELYTRA svo sjálfbæra – bæði fyrir umhverfi okkar og hagkerfi.

Aðeins eitt pund af þyngd sem sparast í borgaralegri flugvél, til dæmis, mun draga úr losun koltvísýrings með því að draga úr eldsneytisnotkun. Sama pundið af efni sem er fjarlægt mun lækka kostnað á þeirri flugvél um $2. Þegar þetta þyngdarsparandi lífefni er notað á geimstöð þýðir eitt pund yfir $300 sparnað.

Vísindi gætu farið gríðarlega fram þegar nýjungar eins og Lífefni Guo hægt að beita til að dreifa fjármunum á skilvirkari hátt (Guo et.al). Reyndar er aðalsmerki lífhermigerðar viðleitni hennar í átt að sjálfbærni. Markmið sviðsins eru meðal annars „að byggja upp frá botni, setja saman sjálf, hagræða frekar en að hámarka, nota ókeypis orku, krossfrjóvga, tileinka sér fjölbreytileika, aðlagast og þróast, nota lífvæn efni og ferli, taka þátt í samlífi og auka lífríkið."

Athygli á því hvernig náttúran hefur búið til efni sín getur gert tækninni kleift að lifa náttúrulega saman við jörðina okkar og vekja athygli á því hversu mikið heimurinn okkar hefur verið skemmdur af „óeðlilegri“ tækni (Crawford).

Auk skilvirkni og sjálfbærni ELYTRA sýnir sýningin gríðarlega möguleika fyrir arkitektúr og framtíð almennings afþreyingarrýmis, vegna getu þess til að þróast. Uppbyggingin er það sem er þekkt sem „viðkvæmt skjól“ með mörgum skynjurum fléttum inn í það.

ELYTRA inniheldur tvær aðskildar gerðir af skynjurum sem gera því kleift að safna gögnum um heiminn í kringum sig. Fyrsta tegundin er hitamyndavélar. Þessir skynjarar greina á nafnlausan hátt hreyfingu og athafnir fólksins sem nýtur skuggans.

Önnur gerð skynjara eru ljósleiðarar sem liggja í gegnum alla sýninguna. Þessar trefjar safna upplýsingum um umhverfið í kringum mannvirkið ásamt því að fylgjast með örloftslagi undir sýningunni. Skoðaðu gagnakort af sýningunni hér.

Hinn ótrúlegi veruleiki þessarar mannvirkis er að „tjaldhiminn mun stækka og breyta uppsetningu sinni á V&A verkfræðitímabilinu til að bregðast við gögnunum sem safnað er. Hvernig gestir hamla skálanum mun að lokum upplýsa hvernig tjaldhiminn vex og lögun nýrra íhluta (Victoria & Albert).“

Þar sem hann stóð inni í skálanum í Victoria and Albert Museum var ljóst að byggingin myndi stækka til að fylgja feril litlu tjörnarinnar. Hin einfalda rökfræði að leyfa fólki að nota rýmið til að ákvarða arkitektúr þess var ótrúlega djúpstæð.