ELYTRA: Kif in-natura se tifforma l-futur tagħna

Dan is-sajf qattajt Ġunju kollu nivvjaġġa fl-Ewropa. L-esperjenza kienet tassew avventura ta’ whirlwind, li bidlet il-perspettiva tiegħi fuq kważi kull aspett tal-kundizzjoni umana. F’kull belt, minn Dublin sa Oslo u Dresden sa Pariġi, kont kontinwament laqatni l-għeġubijiet storiċi li kull belt kellha x’toffri – imma dak li ma kontx nistenna kien li nara ħarsa lejn il-futur tal-ħajja urbana.

Waqt li kont inżur il-Victoria and Albert Museum (magħruf b’mod wiesa’ bħala l-V&A Museum) f’ġurnata ta’ sħana kbira, dħalt b’qalbhom fil-padiljun fil-miftuħ. Hemmhekk, kont sorpriż li nara esebit bit-titlu ELYTRA, kuntrast qawwi mal-esebiti storiċi u antropoloġiċi fi ħdan il-V&A. ELYTRA hija innovazzjoni tal-inġinerija li hija effiċjenti, sostenibbli u li x'aktarx tista' tifforma l-futur tal-ispazji u l-arkitettura rikreattivi pubbliċi tagħna.

X'inhu ELYTRA?

L-istruttura msejħa ELYTRA hija wirja tar-robotika viżitatur żviluppata mill-periti Achim Menges u Moritz Dobelmann b'kollaborazzjoni mal-inġinier strutturali Jan Knippers kif ukoll Thomas Auer, inġinier tal-klima. Il-wirja interdixxiplinarja turi l-impatt futur tad-disinni ispirati min-natura fuq it-teknoloġija, l-inġinerija u l-arkitettura (Victoria & Albert).

Il-wirja kienet tikkonsisti minn robot diżattivat bilqiegħda taħt iċ-ċentru ta’ struttura minsuġa kumplessa li kienet bena. Il-biċċiet eżagonali tal-wirja huma ħfief, iżda b'saħħithom u durabbli.

Biomimicry: Dak li trid tkun taf

L-istruttura eżagonali ta 'kull biċċa ta' ELYTRA ġiet żviluppata u pperfezzjonata permezz ta 'Inġinerija Bijomimetika, jew Bijomimika. Il-bijomimika hija qasam definit minn disinji u adattamenti ispirati bijoloġikament derivati ​​min-natura.

L-istorja tal-bijomimika hija vasta. Sa mill-1000 AD, iċ-Ċiniżi tal-qedem ippruvaw jiżviluppaw drapp sintetiku ispirat mill-ħarir tal-brimba. Leonardo da Vinci ħa indikazzjonijiet mill-għasafar meta ddisinja l-blueprints famużi tiegħu tal-magni li jtajru.

Illum, l-inġiniera jkomplu jħarsu lejn in-natura sabiex joħolqu teknoloġija ġdida. Is-swaba’ li jwaħħlu ta’ Geckos jispiraw l-abbiltà ta’ robot li jitla’ turġien u ħitan. Il-ġilda tal-kelb il-baħar tispira malji tal-għawm aerodinamiċi ta 'low-drag għall-atleti.

Biomimicry huwa verament an qasam interdixxiplinarju u affaxxinanti tax-xjenza u t-teknoloġija (Bhushan). Il- Istitut tal-Bijomimika jesplora dan il-qasam u jipprovdi modi biex tinvolvi ruħu.

L-ispirazzjoni ta 'ELYTRA

ELYTRA kienet ispirata mid-dahar imwebbes tal-ħanfus. L-elytra tal-ħanfus jipproteġu l-ġwienaħ delikati u l-ġisem vulnerabbli tal-insett (Enċiklopedija tal-Ħajja). Dawn it-tarki protettivi iebsa ħarġu mħawda lill-inġiniera, lill-fiżiċi, u lill-bijoloġisti bl-istess mod.

Kif jistgħu dawn l-elytra jkunu b'saħħithom biżżejjed biex jippermettu lill-ħanfusa tiġri madwar l-art mingħajr ma tagħmel ħsara lit-tagħmir tagħhom, filwaqt li fl-istess ħin ikunu ħfief biżżejjed biex iżżomm it-titjira? It-tweġiba kienet fid-disinn strutturali ta 'dan il-materjal. Is-sezzjoni trasversali tal-wiċċ tal-elytra turi li l-qxur huma komposti minn gzuz żgħar tal-fibra li jgħaqqdu l-uċuħ ta 'barra u ta' ġewwa, filwaqt li kavitajiet miftuħa jnaqqsu l-piż ġenerali.

Il-Professur Ce Guo mill-Istitut tal-Istrutturi Bio-Inspired u l-Inġinerija tal-wiċċ fl-Università tal-Aeronawtika u l-Astronawtika ta 'Nanjing ippubblika dokument li jagħti dettalji dwar l-iżvilupp ta' struttura bbażata fuq il-fenomeni naturali tal-elytra. Ix-xebh bejn il-kampjun tal-elytra u l-istruttura tal-materjal proposta huma impressjonanti.

Il-benefiċċji tal-bijomimika

Elytra tippossjedi "proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti...bħal intensità għolja u toughness". Fil-fatt, din ir-reżistenza għall-ħsara hija wkoll dak li jagħmel id-disinji bijomimetiċi bħal ELYTRA daqshekk sostenibbli - kemm għall-ambjent kif ukoll għall-ekonomija tagħna.

Lira waħda biss ta 'piż iffrankat fuq inġenju tal-ajru ċivili, pereżempju, tnaqqas l-emissjonijiet tas-CO2 billi tnaqqas il-konsum tal-fjuwil. Dik l-istess lira ta’ materjal imneħħija se tnaqqas l-ispiża fuq dak l-ajruplan bi $300. Meta tapplika dak il-bijomaterjal li jiffranka l-piż għal stazzjon spazjali, lira waħda tissarraf għal aktar minn $300,000 ta 'tfaddil.

Ix-xjenza tista 'tavvanza immens meta innovazzjonijiet bħal Il-bijomaterjal ta' Guo jistgħu jiġu applikati biex jitqassmu b'mod aktar effiċjenti fondi (Guo et.al). Fil-fatt, karatteristika distintiva tal-bijomimika hija l-isforzi tagħha lejn is-sostenibbiltà. L-għanijiet tal-qasam jinkludu “jibni minn isfel għal fuq, assemblaġġ waħdu, ottimizza aktar milli timmassimizza, juża l-enerġija b’xejn, jippollina, iħaddan id-diversità, jadatta u jevolvi, juża materjali u proċessi li ma jagħmilx ħsara lill-ħajja, jimpenja ruħu fi relazzjonijiet simbjotiċi, u jtejbu l-bijosfera.”

L-attenzjoni għal kif in-natura fasslet il-materjali tagħha tista' tippermetti li t-teknoloġija tikkoeżistu b'mod aktar naturali mad-dinja tagħna, u tiġbed l-attenzjoni għal kemm id-dinja tagħna ġiet imħassra minn teknoloġija "mhux naturali" (Crawford).

Minbarra l-effiċjenza u s-sostenibbiltà ta 'ELYTRA, il-wirja turi potenzjal immens għall-arkitettura u l-futur tal-ispazju rikreattiv pubbliku, minħabba l-kapaċità tagħha li tevolvi. L-istruttura hija dik magħrufa bħala "kenn li jirrispondu", b'ħafna sensuri minsuġa fiha.

ELYTRA fih żewġ tipi distinti ta’ sensuri li jippermettulha tiġbor data dwar id-dinja ta’ madwarha. L-ewwel tip huwa kameras tal-immaġni termali. Dawn is-sensuri b'mod anonimu jiskopru l-moviment u l-attivitajiet tan-nies li jgawdu l-dell.

It-tieni tip ta 'sensor huwa fibri ottiċi li jgħaddu mill-intier tal-wirja. Dawn il-fibri jiġbru informazzjoni dwar l-ambjent li jdawwar l-istruttura kif ukoll jimmonitorjaw il-mikroklima taħt il-wirja. Esplora mapep tad-dejta tal-wirja hawn.

Ir-realtà inkredibbli ta 'din l-istruttura hija li "il-kanupew se jikber u jibdel il-konfigurazzjoni tiegħu matul l-Istaġun tal-Inġinerija V&A b'reazzjoni għad-dejta miġbura. Kif il-viżitaturi jinibixxu l-padiljun fl-aħħar mill-aħħar tinforma kif tikber il-kanupew u l-forma ta’ komponenti ġodda (Victoria & Albert).”

Weqfin ġewwa l-padiljun tal-Victoria and Albert Museum, kien ċar li l-istruttura kienet se tespandi biex issegwi l-kurva tal-għadira żgħira. Il-loġika sempliċi li tippermetti lin-nies li jużaw l-ispazju jiddeterminaw l-arkitettura tiegħu kienet profonda tal-isturdament.