ELYTRA: Si natyra do të formësojë të ardhmen tonë

Këtë verë e kalova tërë qershorin duke udhëtuar në Evropë. Përvoja ishte vërtet një aventurë vorbull, duke ndryshuar këndvështrimin tim në pothuajse çdo aspekt të gjendjes njerëzore. Në çdo qytet, nga Dublini në Oslo dhe Dresden në Paris, unë u godita vazhdimisht nga mrekullitë historike që çdo qytet kishte për të ofruar - por ajo që nuk prisja ishte të shihja një vështrim në të ardhmen e jetesës urbane.

Ndërsa vizitoja Muzeun Victoria dhe Albert (i njohur gjerësisht si Muzeu V&A) në një ditë jashtëzakonisht të nxehtë, hyra pa dëshirë në pavijonin e hapur. Atje, u befasova kur pashë një ekspozitë të titulluar ELYTRA, një kontrast i fortë me ekspozitat historike dhe antropologjike brenda V&A. ELYTRA është një risi inxhinierike që është efikase, e qëndrueshme dhe ka të ngjarë të formësojë të ardhmen e hapësirave dhe arkitekturës sonë publike rekreative.

Çfarë është ELYTRA?

Struktura e quajtur ELYTRA është një ekspozitë robotike vizitore e zhvilluar nga arkitektët Achim Menges dhe Moritz Dobelmann në bashkëpunim me inxhinierin strukturor Jan Knippers si dhe Thomas Auer, një inxhinier klimatik. Ekspozita ndërdisiplinore demonstron ndikimin e ardhshëm të modeleve të frymëzuara nga natyra në teknologji, inxhinieri dhe arkitekturë (Victoria & Albert).

Ekspozita përbëhej nga një robot i çaktivizuar i ulur nën qendër të një strukture komplekse të endur që kishte ndërtuar. Pjesët gjashtëkëndore të ekspozitës janë të lehta, por të forta dhe të qëndrueshme.

Biomimikry: Çfarë duhet të dini

Struktura gjashtëkëndore e secilës pjesë të ELYTRA u zhvillua dhe u përsos përmes Inxhinierisë Biomimetike, ose Biomimikry. Biomimikry është një fushë e përcaktuar nga dizajne dhe përshtatje të frymëzuara biologjikisht që rrjedhin nga natyra.

Historia e biomimikrisë është e gjerë. Që në vitin 1000 pas Krishtit, kinezët e lashtë u përpoqën të zhvillonin pëlhurë sintetike të frymëzuar nga mëndafshi i merimangës. Leonardo da Vinci mori shenja nga zogjtë kur projektoi projektet e tij të famshme të makinës fluturuese.

Sot, inxhinierët vazhdojnë të shikojnë natyrën për të krijuar teknologji të re. Gishtët ngjitëse të Geckos frymëzojnë aftësinë e një roboti për të ngjitur shkallët dhe muret. Lëkura e peshkaqenit frymëzon rroba banje aerodinamike me tërheqje të ulët për atletët.

Biomimikria është me të vërtetë një fushë ndërdisiplinore dhe magjepsëse e shkencës dhe teknologjisë (Bhushan). Të Instituti Biomimik eksploron këtë fushë dhe ofron mënyra për t'u përfshirë.

Frymëzimi i ELYTRA

ELYTRA u frymëzua nga kurrizet e ngurtësuara të brumbujve. Elytra e brumbujve mbrojnë krahët delikate dhe trupin e pambrojtur të insektit (Enciklopedia e Jetës). Këto mburoja të forta mbrojtëse i hutuan inxhinierët, fizikantët dhe biologët.

Si munden këto elytra të jenë mjaft të forta për të lejuar brumbullin të rrotullohet rreth tokës pa dëmtuar pajisjet e tyre, duke qenë njëkohësisht mjaftueshëm të lehta për të mbajtur fluturimin? Përgjigja qëndronte në dizajnin strukturor të këtij materiali. Prerja tërthore e sipërfaqes së elytra tregon se guaskat janë të përbëra nga tufa të vogla fibrash që lidhin sipërfaqen e jashtme dhe të brendshme, ndërsa zgavrat e hapura reduktojnë peshën e përgjithshme.

Profesori Ce Guo nga Instituti i Strukturave të Frymëzuara nga Bio dhe Inxhinierisë Sipërfaqësore në Universitetin Nanjing të Aeronautikës dhe Astronautikës botoi një punim që detajonte zhvillimin e një strukture të bazuar në fenomenet natyrore të elytra. Ngjashmëritë midis mostrës elytra dhe strukturës së materialit të propozuar janë të habitshme.

Përfitimet e biomimikrisë

Elytra zotëron "veti të shkëlqyera mekanike...si intensiteti dhe qëndrueshmëria e lartëNë fakt, kjo rezistencë ndaj dëmtimit është gjithashtu ajo që i bën dizajnet biomimetike si ELYTRA kaq të qëndrueshme – si për mjedisin ashtu edhe për ekonominë tonë.

Vetëm një kilogram peshë e kursyer në një avion civil, për shembull, do të reduktojë emetimet e CO2 duke ulur konsumin e karburantit. E njëjta kile materiali i hequr do të ulë koston në atë avion me 300 dollarë. Kur aplikoni atë biomaterial që kursen peshë në një stacion hapësinor, një paund përkthehet në mbi 300,000 dollarë kursime.

Shkenca mund të përparojë jashtëzakonisht kur risitë si p.sh Biomaterial i Guo mund të aplikohet për shpërndarjen më efikase të fondeve (Guo et.al). Në fakt, një shenjë dalluese e biomimikrisë janë përpjekjet e saj drejt qëndrueshmërisë. Objektivat e fushës përfshijnë “ndërtimin nga poshtë-lart, vetë-montimin, optimizimin dhe jo maksimizimin, përdorimin e energjisë së lirë, pjalmimin e kryqëzuar, përqafimin e diversitetit, përshtatjen dhe zhvillimin, përdorimin e materialeve dhe proceseve miqësore për jetën, përfshirjen në marrëdhëniet simbiotike dhe përmirësojnë biosferën.”

Vëmendja ndaj mënyrës se si natyra ka krijuar materialet e saj mund të lejojë teknologjinë të bashkëjetojë më natyrshëm me tokën tonë dhe të tërheqë vëmendjen se sa shumë është dëmtuar bota jonë nga teknologjia "e panatyrshme" (Crawford).

Përveç efikasitetit dhe qëndrueshmërisë së ELYTRA, ekspozita tregon potencial të jashtëzakonshëm për arkitekturën dhe të ardhmen e hapësirës publike rekreative, për shkak të aftësisë së saj për të evoluar. Struktura është ajo që njihet si një "strehë e përgjegjshme", me shumë sensorë të ndërthurur në të.

ELYTRA përmban dy lloje të dallueshme sensorësh që e lejojnë atë të mbledhë të dhëna për botën që e rrethon. Lloji i parë janë kamerat e imazhit termik. Këta sensorë zbulojnë në mënyrë anonime lëvizjet dhe aktivitetet e njerëzve që shijojnë hijen.

Lloji i dytë i sensorit janë fibrat optike që kalojnë nëpër të gjithë ekspozitën. Këto fibra mbledhin informacion në lidhje me mjedisin që rrethon strukturën, si dhe monitorimin e mikroklimës nën ekspozitë. Eksploroni hartat e të dhënave të ekspozitës këtu.

Realiteti i pabesueshëm i kësaj strukture është se “kulmi do të rritet dhe do të ndryshojë konfigurimin e tij gjatë sezonit të inxhinierisë V&A në përgjigje të të dhënave të mbledhura. Si e pengojnë vizitorët pavijonin në fund të fundit informojnë se si rritet tenda dhe formën e komponentëve të rinj (Victoria & Albert).

Duke qëndruar brenda pavijonit të Muzeut Victoria dhe Albert, ishte e qartë se struktura do të zgjerohej për të ndjekur kurbën e pellgut të vogël. Logjika e thjeshtë e lejimit të njerëzve që përdorin hapësirën për të përcaktuar arkitekturën e saj ishte mahnitëse e thellë.