ELYTRA: როგორ აყალიბებს ბუნება ჩვენს მომავალს

ამ ზაფხულს მთელი ივნისი გავატარე ევროპაში მოგზაურობაში. გამოცდილება მართლაც ქარიშხლიანი თავგადასავალი იყო, რომელმაც შეცვალა ჩემი პერსპექტივა ადამიანის მდგომარეობის თითქმის ყველა ასპექტზე. ყველა ქალაქში, დუბლინიდან ოსლომდე და დრეზდენიდან პარიზამდე, მე გამუდმებით მაოცებდა ისტორიული საოცრებები, რომლებსაც თითოეული ქალაქი უნდა სთავაზობდეს - მაგრამ რასაც არ ველოდი, იყო ურბანული ცხოვრების მომავლის ნახვის თვალი.

ვიქტორიასა და ალბერტის მუზეუმში (საყოველთაოდ ცნობილი როგორც V&A მუზეუმი) სტუმრობისას ბუშტუკებით ცხელ დღეს, უხალისოდ შევედი ღია ცის ქვეშ პავილიონში. იქ მე გამიკვირდა, რომ დავინახე გამოფენა სახელწოდებით ELYTRA, რომელიც აშკარად განსხვავდება V&A-ში არსებული ისტორიული და ანთროპოლოგიური ექსპონატებისგან. ELYTRA არის საინჟინრო ინოვაცია, რომელიც ეფექტური, მდგრადია და შესაძლოა აყალიბებდეს ჩვენი საჯარო რეკრეაციული სივრცისა და არქიტექტურის მომავალს.

რა არის ELYTRA?

სტრუქტურა სახელწოდებით ELYTRA არის მოწვეული რობოტიკის გამოფენა, რომელიც შემუშავებულია არქიტექტორების აჩიმ მენგესისა და მორიც დობელმანის მიერ სტრუქტურულ ინჟინერ იან კნიპერსთან და თომას აუერთან, კლიმატის ინჟინერთან თანამშრომლობით. ინტერდისციპლინარული გამოფენა აჩვენებს ბუნებისგან შთაგონებული დიზაინის მომავალ გავლენას ტექნოლოგიაზე, ინჟინერიასა და არქიტექტურაზე (ვიქტორია და ალბერტი).

გამოფენა შედგებოდა დეაქტივირებული რობოტისგან, რომელიც იჯდა მის მიერ აშენებული რთული ნაქსოვი სტრუქტურის ცენტრში. გამოფენის ექვსკუთხა ნაწილები მსუბუქი წონაა, მაგრამ მტკიცე და გამძლე.

ბიომიმიკა: რა უნდა იცოდეთ

ELYTRA-ს თითოეული ნაწილის ექვსკუთხა სტრუქტურა შემუშავებული და სრულყოფილ იქნა Biomimetic Engineering, ანუ Biomimicry-ის მეშვეობით. Biomimicry არის სფერო, რომელიც განისაზღვრება ბიოლოგიურად შთაგონებული დიზაინითა და ბუნებიდან მიღებული ადაპტაციით.

ბიომიმიკის ისტორია ვრცელია. ძველი წელთაღრიცხვით 1000 წელს ძველი ჩინელები ცდილობდნენ შეექმნათ სინთეზური ქსოვილი, შთაგონებული ობობის აბრეშუმით. ლეონარდო და ვინჩიმ თავისი ცნობილი საფრენი აპარატის ნახატების შექმნისას ჩიტებიდან მინიშნებები მიიღო.

დღეს ინჟინრები აგრძელებენ ბუნებისკენ სწრაფვას ახალი ტექნოლოგიების შესაქმნელად. გეკოს წებოვანი თითები შთააგონებს რობოტს კიბეებზე და კედლებზე ასვლის უნარს. ზვიგენის კანი შთააგონებს აეროდინამიკურ საცურაო კოსტუმებს სპორტსმენებისთვის.

ბიომიმიკა ნამდვილად არის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების ინტერდისციპლინარული და მომხიბლავი სფერო (ბჰუშანი). The ბიომიმიკის ინსტიტუტი იკვლევს ამ სფეროს და გვთავაზობს ჩართულობის გზებს.

ELYTRA-ს შთაგონება

ELYTRA შთაგონებული იყო ხოჭოების გამაგრებული ზურგით. ხოჭოების ელიტრა იცავს მწერის ნაზ ფრთებს და დაუცველ სხეულს (სიცოცხლის ენციკლოპედია). ეს მყარი დამცავი ფარები ერთნაირად აწუხებდა ინჟინერებს, ფიზიკოსებს და ბიოლოგებს.

როგორ შეიძლება ეს ელიტრა იყოს საკმარისად ძლიერი, რომ ხოჭოებს საშუალება მისცენ ლულა მოეხვიოს მიწას მათი აღჭურვილობის დაზიანების გარეშე და ამავე დროს იყოს საკმარისად მსუბუქი ფრენის შესანარჩუნებლად? პასუხი მდგომარეობდა ამ მასალის სტრუქტურულ დიზაინში. ელიტრას ზედაპირის განივი კვეთა გვიჩვენებს, რომ ჭურვები შედგება გარე და შიდა ზედაპირების დამაკავშირებელი პატარა ბოჭკოვანი შეკვრებისგან, ხოლო ღია ღრუები ამცირებს საერთო წონას.

პროფესორმა სე გუომ ნანკინგის აერონავტიკისა და ასტრონავტიკის უნივერსიტეტის ბიო-ინსპირირებული სტრუქტურებისა და ზედაპირული ინჟინერიის ინსტიტუტიდან გამოაქვეყნა ნაშრომი, სადაც დეტალურად იყო აღწერილი ელიტრას ბუნებრივ მოვლენებზე დაფუძნებული სტრუქტურის განვითარება. მსგავსება ელიტრას ნიმუშსა და შემოთავაზებულ მასალის სტრუქტურას შორის გასაოცარია.

ბიომიმიკის სარგებელი

ელიტრა ფლობს "შესანიშნავი მექანიკური თვისებები ... როგორიცაა მაღალი ინტენსივობა და სიმტკიცესინამდვილეში, ეს ზიანის წინააღმდეგობა არის ის, რაც ბიომიმეტურ დიზაინებს, როგორიცაა ELYTRA, ასე მდგრადს ხდის – როგორც ჩვენი გარემოსთვის, ასევე ეკონომიკისთვის.

მაგალითად, სამოქალაქო თვითმფრინავზე დაზოგილი მხოლოდ ერთი ფუნტი წონა შეამცირებს CO2-ის გამოყოფას საწვავის მოხმარების შემცირებით. ამოღებული მასალის იგივე ფუნტი შეამცირებს ამ თვითმფრინავის ღირებულებას 300 დოლარით. წონის დამზოგავი ბიომასალის კოსმოსურ სადგურზე გამოყენებისას, ერთი ფუნტი ნიშნავს $300,000-ზე მეტ დანაზოგს.

მეცნიერებას შეუძლია უზომოდ წინ წაიწიოს, როდესაც ინოვაციები, როგორიცაა გუოს ბიომასალა შეიძლება გამოყენებულ იქნას სახსრების უფრო ეფექტურად განაწილებისთვის (Guo et.al). სინამდვილეში, ბიომიმიკის დამახასიათებელი ნიშანია მისი ძალისხმევა მდგრადობისკენ. დარგის მიზნები მოიცავს „შენებას ქვემოდან ზემოდან, თვითშეკრებას, ოპტიმიზაციას და არა მაქსიმიზაციას, უფასო ენერგიის გამოყენებას, ჯვარედინი დამტვერვას, მრავალფეროვნების ათვისებას, ადაპტირებას და განვითარებას, სიცოცხლისთვის ხელსაყრელი მასალების და პროცესების გამოყენებას, ჩართვას სიმბიოზური ურთიერთობები და ბიოსფეროს გაძლიერება“.

ყურადღება იმაზე, თუ როგორ ქმნიდა ბუნება თავის მასალებს, შეუძლია ტექნოლოგიას უფრო ბუნებრივად თანაარსებობდეს ჩვენს დედამიწასთან და მიაპყროს ყურადღება იმაზე, თუ რამდენად დაზიანდა ჩვენი სამყარო „არაბუნებრივმა“ ტექნოლოგიამ (Crawford).

ELYTRA-ს ეფექტურობისა და მდგრადობის გარდა, გამოფენა აჩვენებს უზარმაზარ პოტენციალს არქიტექტურისა და საზოგადოებრივი რეკრეაციული სივრცის მომავლისთვის, მისი განვითარების შესაძლებლობის გამო. სტრუქტურა არის ის, რაც ცნობილია როგორც "საპასუხო თავშესაფარი", რომელშიც მრავალი სენსორია ჩაქსოვილი.

ELYTRA შეიცავს სენსორების ორ განსხვავებულ ტიპს, რომლებიც საშუალებას აძლევს მას შეაგროვოს მონაცემები მის გარშემო არსებულ სამყაროზე. პირველი ტიპი არის თერმული გამოსახულების კამერები. ეს სენსორები ანონიმურად ამოიცნობს იმ ადამიანების მოძრაობას და საქმიანობას, რომლებიც სარგებლობენ ჩრდილში.

მეორე ტიპის სენსორი არის ოპტიკური ბოჭკოები, რომლებიც გადის მთელ ექსპონატს. ეს ბოჭკოები აგროვებს ინფორმაციას სტრუქტურის მიმდებარე გარემოს შესახებ, ასევე მიკროკლიმატის მონიტორინგს გამოფენის ქვეშ. გამოიკვლიეთ გამოფენის მონაცემთა რუქები აქ დაწკაპუნებით.

ამ სტრუქტურის წარმოუდგენელი რეალობა არის ის, რომ „ტილო გაიზრდება და შეიცვლის თავის კონფიგურაციას V&A საინჟინრო სეზონის განმავლობაში შეგროვებული მონაცემების საპასუხოდ. როგორ აფერხებენ სტუმრები პავილიონს საბოლოოდ აცნობეთ როგორ იზრდება ტილო და ახალი კომპონენტების ფორმა (ვიქტორია და ალბერტი).

ვიქტორიასა და ალბერტის მუზეუმის პავილიონში მდგომი, ცხადი იყო, რომ სტრუქტურა გაფართოვდებოდა და მიჰყვებოდა პატარა აუზის მოსახვევს. უბრალო ლოგიკა, რომელიც საშუალებას აძლევდა ადამიანებს, რომლებიც იყენებენ სივრცეს, განსაზღვრონ მისი არქიტექტურა, განსაცვიფრებლად ღრმა იყო.