ЭЛИТРА: Жаратылыш биздин келечегибизди кантип түзөт

Ушул жайда мен июнь айын толугу менен Европаны кыдырып өткөрдүм. Тажрыйба чындап эле куюндуу укмуштуу окуя болду, адамдык абалдын дээрлик бардык аспектилери боюнча менин көз карашымды өзгөрттү. Дублинден Ослого жана Дрезденден Парижге чейин ар бир шаарда ар бир шаар сунуш кылган тарыхый кереметтерге таң калчумун, бирок мен күткөн эмесмин, шаардык жашоонун келечегине көз чаптырдым.

Аптаптуу ысык күнү Виктория жана Альберт музейине (көбүнчө V&A музейи деп аталат) барганда, ачык асман алдындагы павильонго каалабай кирдим. Ал жерде мен V&A ичиндеги тарыхый жана антропологиялык экспонаттардан кескин айырмаланган ELYTRA аттуу экспонатты көрүп таң калдым. ELYTRA - бул инженердик инновация, ал эффективдүү, туруктуу жана коомдук эс алуучу жайлардын жана архитектурабыздын келечегин түзүшү мүмкүн.

ELYTRA деген эмне?

ELYTRA деп аталган структура архитекторлор Ахим Менгес жана Мориц Добельман тарабынан структуралык инженер Ян Книпперс жана климат боюнча инженер Томас Ауэр менен биргеликте иштелип чыккан робототехника көргөзмөсү. Дисциплиналар аралык көргөзмө жаратылыштан шыктанган дизайндардын технологияга, инженерияга жана архитектурага келечектеги таасирин көрсөтөт. (Виктория жана Альберт).

Көргөзмө өзү курган татаал токулган түзүлүштүн борборунда отурган иштен чыгарылган роботтон турган. Көргөзмөнүн алты бурчтуу бөлүктөрү жеңил, бирок күчтүү жана бышык.

Биомимикрия: Сиз эмнени билишиңиз керек

ELYTRAнын ар бир бөлүгүнүн алты бурчтуу түзүлүшү Биомиметикалык инженерия же Биомимикрия аркылуу иштелип чыккан жана өркүндөтүлгөн. Биомимикрия - бул табияттан алынган биологиялык шыктанган дизайн жана адаптациялар менен аныкталган талаа.

Биомимикриянын тарыхы абдан чоң. Биздин замандын 1000-жылдары эле байыркы кытайлар жөргөмүш жибектен шыктанган синтетикалык кездемени иштеп чыгууга аракет кылышкан. Леонардо да Винчи өзүнүн атактуу учуучу аппаратынын долбоорлорун иштеп чыгууда канаттуулардан үлгү алган.

Бүгүнкү күндө инженерлер жаңы технологияны түзүү үчүн табиятты издөөнү улантышууда. Геккондордун жабышчаак манжалары роботтун тепкичтерге жана дубалдарга чыгуу жөндөмүнө дем берет. Акуланын териси спортчулар үчүн аэродинамикалык аз тартылуучу купальниктерге дем берет.

Биомимикрия чындап эле илим менен техниканын дисциплиналар аралык жана кызыктуу чөйрөсү (Бхушан). The Биомимикрия институту бул тармакты изилдеп, катышуунун жолдорун көрсөтөт.

ELYTRAнын илхамы

ELYTRA коңуздардын катып калган белинен шыктанган. Коңуздардын элитрасы курт-кумурскалардын назик канаттарын жана аялуу денесин коргойт (Жашоо энциклопедиясы). Бул катуу коргоочу калканчтар инженерлерди, физиктерди жана биологдорду таң калтырды.

Кантип бул элитра коңуздун жабдыктарына зыян келтирбестен жерди тегерете айланта алгыдай күчтүү, ошол эле учурда учуу үчүн жетиштүү жеңил болот? Жооп бул материалдын структуралык дизайнында жатат. Элитра бетинин кесилишинен кабыкчалар сырткы жана ички беттерди бириктирүүчү майда жипче байламчаларынан тураарын, ал эми ачык көңдөйлөр жалпы салмакты азайтарын көрсөтүп турат.

Нанкиндеги Аэронавтика жана астронавтика университетинин Био-шыктандырган структуралар жана жер үстүндөгү инженерия институтунун профессору Цэ Гуо элитранын табигый кубулуштарынын негизинде түзүлүштүн өнүгүшүн кеңири чагылдырган макаласын жарыялады. Элитра үлгүсү менен сунушталган материалдык түзүлүштүн ортосундагы окшоштуктар таң калыштуу.

Биомимикриянын пайдасы

Элитра ээ "сонун механикалык касиеттери... мисалы, жогорку интенсивдүүлүк жана катуулугу". Чындыгында, бул зыянга туруштук берүү ошондой эле ELYTRA сыяктуу биомиметикалык конструкцияларды биздин айлана-чөйрө үчүн да, экономикабыз үчүн да туруктуу кылат.

Граждандык учакта үнөмдөлгөн бир фунт салмак, мисалы, күйүүчү майдын чыгымын азайтып, CO2 чыгарууну азайтат. Ошол эле фунт материал алынып салынса, учактын баасын 300 долларга азайтат. Бул салмакты үнөмдөөчү биоматериалды космос станциясына колдонууда бир фунт 300,000 XNUMX доллардан ашык үнөмдөөгө алып келет.

сыяктуу инновациялар болгондо илим эбегейсиз өнүгө алмак Гуонун биоматериалы каражаттарды натыйжалуу бөлүштүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн (Guo et. al.). Чындыгында, биомимикриянын өзгөчөлүгү анын туруктуулукка болгон аракети. Талаанын максаттарына “төмөндөн өйдө куруу, өзүн өзү чогултуу, максималдуу эмес оптималдаштыруу, бош энергияны колдонуу, кайчылаш чаңдаштыруу, көп түрдүүлүктү кабыл алуу, ыңгайлашуу жана эволюция, жашоого ыңгайлуу материалдарды жана процесстерди колдонуу, симбиотикалык мамилелерди жана биосфераны жакшыртат.

Жаратылыштын өз материалдарын кантип жасаганына көңүл буруу технология биздин жер менен табигый түрдө бирге жашоого мүмкүндүк берет жана дүйнөбүздүн "табигый эмес" технология тарабынан канчалык зыян тартканына көңүл бурат (Crawford).

Көргөзмө ELYTRA эффективдүүлүгүнө жана туруктуулугунан тышкары, анын өнүгүү жөндөмдүүлүгүнөн улам архитектура жана коомдук эс алуу мейкиндигинин келечеги үчүн эбегейсиз зор потенциалды көрсөтөт. Түзүм "жооптуу баш калкалоочу жай" деп аталат, ага көптөгөн сенсорлор кошулган.

ELYTRA аны курчап турган дүйнө жөнүндө маалыматтарды чогултууга мүмкүндүк берүүчү сенсорлордун эки түрдүү түрүн камтыйт. Биринчи түрү - тепловизор камералары. Бул сенсорлор көлөкөдөн ырахат алган адамдардын кыймылын жана иш-аракеттерин анонимдүү түрдө аныктайт.

Сенсордун экинчи түрү - бул экспонаттын бүтүндөй бөлүгүн аралап өтүүчү оптикалык була. Бул жипчелер экспонаттын астындагы микроклиматты көзөмөлдөө менен бирге структураны курчап турган чөйрөгө байланыштуу маалыматтарды чогултат. Көргөзмөнүн маалымат карталарын изилдеңиз бул жерде.

Бул түзүмдүн укмуштуудай чындыгы "чатырча чогулган маалыматтарга жооп катары V&A Engineering Сезонунун жүрүшүндө чоңоёт жана конфигурациясын өзгөртөт. Коноктор павильонго кантип тоскоол болот, акыры чатырдын кантип өсөөрүн жана жаңы компоненттердин формасын маалымдайт (Виктория жана Альберт).

Виктория жана Альберт музейинин павильонунун ичинде туруп, структура кичинекей көлмөнүн ийри сызыгын ээрчип кеңейе турганы анык болчу. Адамдарга анын архитектурасын аныктоо үчүн мейкиндикти колдонууга уруксат берүүнүн жөнөкөй логикасы укмуштуудай терең болгон.