ELYTRA: Како природата ќе ја обликува нашата иднина

Ова лето го поминав цел јуни патувајќи низ Европа. Искуството беше навистина виорна авантура, менувајќи ја мојата перспектива за речиси секој аспект од човечката состојба. Во секој град, од Даблин до Осло и Дрезден до Париз, постојано бев импресиониран од историските чуда што секој град мораше да ги понуди - но она што не го очекував беше да видам поглед во иднината на урбаното живеење.

Додека го посетив музејот на Викторија и Алберт (нашироко познат како Музејот V&A) во неверојатно топол ден, неволно влегов во павилјонот на отворено. Таму, бев изненаден кога видов изложба со наслов ELYTRA, остар контраст со историските и антрополошките експонати во рамките на V&A. ELYTRA е инженерска иновација која е ефикасна, одржлива и веројатно може да ја обликува иднината на нашите јавни рекреативни простори и архитектура.

Што е ELYTRA?

Структурата наречена ELYTRA е визитинг изложба за роботика развиена од архитектите Ахим Менгес и Мориц Добелман во соработка со структурниот инженер Јан Книперс како и Томас Оер, климатски инженер. Интердисциплинарната изложба го покажува идното влијание на дизајните инспирирани од природата врз технологијата, инженерството и архитектурата (Викторија и Алберт).

Изложбата се состоеше од деактивиран робот кој седи под центарот на сложената ткаена структура што ја изгради. Шестоаголните парчиња на изложбата се лесни, а сепак силни и издржливи.

Biomimicry: Што треба да знаете

Шестоаголната структура на секое парче ELYTRA беше развиена и усовршена преку Biomimetic Engineering, или Biomimicry. Биомимријата е поле дефинирано со биолошки инспирирани дизајни и адаптации кои произлегуваат од природата.

Историјата на биомимријата е огромна. Уште во 1000 година од нашата ера, старите Кинези се обиделе да развијат синтетичка ткаенина инспирирана од свилата на пајакот. Леонардо да Винчи земал знаци од птиците кога ги дизајнирал неговите познати планови за летечка машина.

Денес, инженерите продолжуваат да гледаат кон природата со цел да создадат нова технологија. Лепливите прсти на гековите ја инспирираат способноста на роботот да се качува по скали и ѕидови. Кожата од ајкула инспирира аеродинамични костими за капење со мала отпорност за спортистите.

Биомимријата е навистина една интердисциплинарна и фасцинантна област на науката и технологијата (Бхушан). На Институт за биомимрија го истражува ова поле и дава начини да се вклучи.

Инспирацијата на ELYTRA

ELYTRA беше инспириран од стврднатиот грб на бубачките. Елитрата на бубачки ги штити нежните крилја и ранливото тело на инсектот (Енциклопедија на животот). Овие цврсти заштитни штитови ги збунија и инженерите, физичарите и биолозите.

Како може овие елитри да бидат доволно силни за да ѝ дозволат на бубачката да се движи околу земјата без да ја оштети нивната опрема, а истовремено да бидат доволно лесни за да го одржат летот? Одговорот лежи во структурниот дизајн на овој материјал. Напречниот пресек на површината на елитрата покажува дека школките се составени од мали снопови влакна што ги поврзуваат надворешната и внатрешната површина, додека отворените шуплини ја намалуваат вкупната тежина.

Професорот Це Гуо од Институтот за био-инспирирани структури и површинско инженерство на Универзитетот за аеронаутика и астронаутика Нанџинг објави труд во кој детално го опишува развојот на структура заснована на природните феномени на елитрата. Сличностите помеѓу примерокот од елитра и предложената структура на материјалот се впечатливи.

Придобивките од биомимријата

Елитра поседува "одлични механички својства...како висок интензитет и цврстинаВсушност, оваа отпорност на оштетување е исто така она што ги прави биомиметичките дизајни како ELYTRA толку одржливи – и за нашата животна средина и за економијата.

Само една фунта тежина заштедена на цивилен авион, на пример, ќе ги намали емисиите на CO2 со намалување на потрошувачката на гориво. Истата фунта од отстранетиот материјал ќе ја намали цената на тој авион за 300 долари. Кога се применува тој биоматеријал што штеди тежина на вселенска станица, една фунта значи заштеда од над 300,000 долари.

Науката би можела неизмерно да напредува кога иновации како што се Биоматеријалот на Гуо може да се примени за поефикасна дистрибуција на средствата (Guo et.al). Всушност, белег на биомимријата се нејзините напори за одржливост. Целите на полето вклучуваат „градење[одоздола нагоре, самосклопување, оптимизирање наместо максимизирање, користење бесплатна енергија, вкрстено опрашување, прифаќање на различноста, прилагодување и развој, користење материјали и процеси погодни за животот, вклучување во симбиотски односи и подобрување на биосферата“.

Вниманието на тоа како природата ги создала своите материјали може да дозволи технологијата да коегзистира поприродно со нашата земја и да привлече внимание на тоа колку нашиот свет е оштетен од „неприродна“ технологија (Крафорд).

Покрај ефикасноста и одржливоста на ELYTRA, изложбата покажува огромен потенцијал за архитектура и иднината на јавниот рекреативен простор, поради неговата способност да се развива. Структурата е она што е познато како „одговорно засолниште“, со многу сензори проткаени во него.

ELYTRA содржи два различни типа на сензори кои му овозможуваат да собира податоци за светот што го опкружува. Првиот тип се камери за термичка слика. Овие сензори анонимно го детектираат движењето и активностите на луѓето кои уживаат во сенката.

Вториот тип на сензор се оптички влакна што се протегаат низ целата изложба. Овие влакна собираат информации за околината што ја опкружува структурата, како и за следење на микроклимата под изложбата. Истражете ги мапите на податоци на изложбата овде.

Неверојатната реалност на оваа структура е дека „крошната ќе расте и ќе ја промени својата конфигурација во текот на инженерската сезона на V&A како одговор на собраните податоци. Како посетителите го инхибираат павилјонот на крајот ќе информира како расте крошната и обликот на новите компоненти (Викторија и Алберт)“.

Стоејќи во павилјонот на музејот Викторија и Алберт, беше јасно дека структурата ќе се прошири за да ја следи кривата на малото езерце. Едноставната логика да им се дозволи на луѓето кои го користат просторот да ја одредат неговата архитектура беше неверојатно длабока.