ELYTRA: Kumaha alam bakal ngabentuk masa depan urang

Usum panas ieu kuring nyéépkeun sadayana Juni ngarambat Éropa. Pangalaman éta leres-leres petualangan angin puyuh, ngarobih sudut pandang kuring dina ampir unggal aspék kaayaan manusa. Di unggal kota, ti Dublin ka Oslo sareng Dresden ka Paris, kuring teras-terasan katarajang ku kaajaiban sajarah anu ditawarkeun unggal kota--tapi anu teu disangka-sangka nyaéta ningali sakedapan masa depan kahirupan urban.

Bari nganjang ka Victoria jeung Albert Museum (katelah lega salaku V&A Museum) dina dinten panas blisteringly, abdi hoream asup ka paviliun buka-hawa. Di dinya, kuring kaget ningali pameran anu judulna ELYTRA, kontras pisan sareng paméran sajarah sareng antropologis dina V&A. ELYTRA mangrupikeun inovasi rékayasa anu épisién, lestari sareng kamungkinan tiasa ngabentuk masa depan ruang rekreasi sareng arsitéktur umum urang.

Naon ari ELYTRA?

Struktur anu disebut ELYTRA mangrupikeun pameran robotika anu dikembangkeun ku arsiték Achim Menges sareng Moritz Dobelmann dina kolaborasi sareng insinyur struktur Jan Knippers ogé Thomas Auer, insinyur iklim. Pameran interdisipliner nunjukkeun dampak kahareup desain anu diideuan ku alam dina téknologi, rékayasa, sareng arsitéktur (Victoria & Albert).

Pameran éta diwangun ku robot anu dinonaktipkeun linggih di handapeun pusat struktur anyaman kompléks anu parantos diwangun. Potongan héksagonal tina pameran éta hampang, tapi kuat sareng awét.

Biomimicry: Naon nu peryogi kauninga

Struktur héksagonal unggal potongan ELYTRA dikembangkeun sareng disampurnakeun ngaliwatan Téknik Biomimétik, atanapi Biomimikri. Biomimikri mangrupikeun widang anu ditetepkeun ku desain anu diideuan sacara biologis sareng adaptasi anu diturunkeun tina alam.

Sajarah biomimikri téh lega. Dina awal 1000 Masehi, urang Cina kuna nyoba ngamekarkeun lawon sintétik diideuan ku sutra lancah. Leonardo da Vinci nyandak cues ti manuk nalika ngarancang blueprints mesin ngalayang kawentar na.

Ayeuna, insinyur terus ningali ka alam pikeun nyiptakeun téknologi anyar. Jempol kaki tokek mere ilham kamampuan robot pikeun naek tangga jeung tembok. Kulit hiu mere ilham baju renang aerodinamis low-drag pikeun atlit.

Biomimicry sabenerna mangrupa wewengkon interdisipliner tur matak elmu jeung téhnologi (Bhushan). The Institut Biomimikri explores widang ieu sarta nyadiakeun cara pikeun kalibet.

Inspirasi tina ELYTRA

ELYTRA diideuan ku tonggong kumbang anu karasa. Élytra kumbang ngajaga jangjang hipu sareng awak serangga anu rentan (Énsiklopédi Kahirupan). Tameng pelindung anu keras ieu ngabingungkeun insinyur, fisikawan, sareng ahli biologi.

Kumaha bisa elytra ieu cukup kuat pikeun ngidinan kumbang mun tong sabudeureun taneuh tanpa ngaruksakkeun parabot maranéhanana, bari sakaligus cukup lampu pikeun ngajaga hiber? Jawabanana aya dina desain struktural bahan ieu. The cross-bagian tina beungeut elytra nunjukeun yen cangkang diwangun ku bundles serat leutik nyambungkeun surfaces luar jeung jero, bari cavities kabuka ngurangan beurat sakabéh.

Professor Ce Guo ti Institute of Bio-Inspired Structures and Surface Engineering di Nanjing University of Aeronautics and Astronautics medalkeun makalah anu detil ngembangkeun struktur dumasar kana fénoména alam elytra. Kasaruaan antara sampel elytra sareng struktur bahan anu diusulkeun katingali pisan.

Keunggulan biomimikri

Elytra gaduh"sipat mékanis alus teuing ... kayaning inténsitas tinggi na kateguhanNyatana, résistansi karusakan ieu ogé anu ngajantenkeun desain biomimetik sapertos ELYTRA janten sustainable - boh pikeun lingkungan sareng ékonomi urang.

Ngan hiji pon beurat anu disimpen dina pesawat sipil, contona, bakal ngirangan émisi CO2 ku ngirangan konsumsi bahan bakar. Éta pon bahan anu sami dihapus bakal ngirangan biaya pesawat éta ku $ 300. Nalika nerapkeun biomaterial anu ngahémat beurat kana stasiun ruang angkasa, hiji pon ditarjamahkeun kana tabungan langkung ti $300,000.

Élmu tiasa maju pisan nalika inovasi sapertos biomaterial Guo bisa dilarapkeun pikeun leuwih éfisién ngadistribusikaeun dana (Guo et.al). Kanyataanna, ciri khas biomimikri nyaéta usahana pikeun kelestarian. Tujuan widang kaasup "ngawangun ti handap-up, timer assembly, ngaoptimalkeun tinimbang ngamaksimalkeun, ngagunakeun énergi bébas, cross-pollinate, nangkeup diversity, adaptasi jeung mekar, ngagunakeun bahan ramah-hirup jeung prosés, kalibet dina. hubungan simbiotik, sareng ningkatkeun biosfir.

Perhatian kana kumaha alam nyiptakeun bahan-bahanna tiasa ngamungkinkeun téknologi pikeun hirup babarengan sacara alami sareng bumi urang, sareng narik perhatian kana sabaraha dunya urang parantos ruksak ku téknologi "teu wajar" (Crawford).

Salian efisiensi sareng kelestarian ELYTRA, pameran nunjukkeun poténsi anu ageung pikeun arsitéktur sareng masa depan ruang rekreasi umum, kusabab kamampuanna pikeun mekar. Strukturna nyaéta naon anu katelah "panyumputan responsif", kalayan seueur sénsor anu dilebetkeun kana éta.

ELYTRA ngandung dua jinis sénsor anu béda anu ngamungkinkeun pikeun ngumpulkeun data ngeunaan dunya sakurilingna. Jenis kahiji nyaéta kaméra imaging termal. Sénsor ieu sacara anonim ngadeteksi gerakan sareng kagiatan jalma anu mikaresep tempat teduh.

Jenis kadua sensor nyaéta serat optik ngajalankeun ngaliwatan entirety tina pameran. Serat ieu ngumpulkeun inpormasi ngeunaan lingkungan sabudeureun struktur ogé ngawaskeun iklim mikro handapeun pameran. Ngajalajah peta data paméran Ieuh.

Kanyataan anu luar biasa tina struktur ieu nyaéta "kanopi bakal tumbuh sareng ngarobih konfigurasina salami usum V&A Téknik pikeun ngaréspon data anu dikumpulkeun. Kumaha datang ngahambat paviliun pamustunganana bakal ngawartosan kumaha kanopi tumuwuh sarta bentuk komponén anyar (Victoria & Albert).

Nangtung di jero paviliun Museum Victoria sarta Albert, éta jelas yén struktur bakal dilegakeun nuturkeun kurva balong leutik. Logika saderhana pikeun ngamungkinkeun jalma-jalma ngagunakeun rohangan pikeun nangtukeun arsitékturna luar biasa.