ELYTRA: Jinsi asili itaunda maisha yetu ya baadaye

Majira haya ya kiangazi nilitumia mwezi mzima wa Juni nikisafiri Ulaya. Tukio hilo lilikuwa tukio la kimbunga, nikibadilisha mtazamo wangu kuhusu karibu kila kipengele cha hali ya binadamu. Katika kila jiji, kutoka Dublin hadi Oslo na Dresden hadi Paris, niliendelea kushangazwa na maajabu ya kihistoria ambayo kila jiji lilipaswa kutoa--lakini kile ambacho sikuwa nikitarajia ni kuona taswira ya siku zijazo za maisha ya mijini.

Nilipokuwa nikitembelea Jumba la Makumbusho la Victoria na Albert (linalojulikana sana kama Jumba la Makumbusho la V&A) siku yenye joto jingi, niliingia kwenye banda la wazi bila kupenda. Huko, nilishangaa kuona maonyesho yenye jina la ELYTRA, tofauti kabisa na maonyesho ya kihistoria na kianthropolojia ndani ya V&A. ELYTRA ni uvumbuzi wa kihandisi ambao ni bora, endelevu na unaweza kuunda mustakabali wa maeneo yetu ya burudani ya umma na usanifu.

ELYTRA ni nini?

Muundo huo unaoitwa ELYTRA ni maonyesho ya roboti yanayotembelewa yaliyotengenezwa na wasanifu majengo Achim Menges na Moritz Dobelmann kwa ushirikiano na mhandisi wa miundo Jan Knippers pamoja na Thomas Auer, mhandisi wa hali ya hewa. Maonyesho ya taaluma mbalimbali yanaonyesha athari za baadaye za miundo iliyoongozwa na asili kwenye teknolojia, uhandisi, na usanifu. (Victoria & Albert).

Maonyesho hayo yalijumuisha roboti iliyozimwa iliyoketi chini ya kitovu cha muundo tata wa kusuka iliyokuwa imejenga. Vipande vya hexagonal vya maonyesho ni vyepesi, bado vina nguvu na vinadumu.

Biomimicry: Unachohitaji kujua

Muundo wa pembe sita wa kila kipande cha ELYTRA ulitengenezwa na kukamilishwa kupitia Uhandisi wa Biomimetic, au Biomimicry. Biomimicry ni fani inayofafanuliwa na miundo na urekebishaji uliovuviwa kibayolojia inayotokana na asili.

Historia ya biomimicry ni kubwa. Mapema kama 1000 AD, Wachina wa kale walijaribu kutengeneza kitambaa cha syntetisk kilichochochewa na hariri ya buibui. Leonardo da Vinci alichukua vidokezo kutoka kwa ndege wakati wa kuunda michoro yake maarufu ya mashine ya kuruka.

Leo, wahandisi wanaendelea kuangalia asili ili kuunda teknolojia mpya. Vidole vya kunata vya Geckos huhamasisha uwezo wa roboti kupanda ngazi na kuta. Ngozi ya papa huhamasisha suti za kuogelea za aerodynamic za chini kwa wanariadha.

Biomimicry ni kweli eneo la taaluma mbalimbali na la kuvutia la sayansi na teknolojia (Bhushan). The Taasisi ya Biomimicry inachunguza uwanja huu na kutoa njia za kujihusisha.

Msukumo wa ELYTRA

ELYTRA iliongozwa na migongo migumu ya mbawakawa. Elytra ya mende hulinda mbawa dhaifu na mwili dhaifu wa wadudu (Encyclopedia ya Maisha) Ngao hizi ngumu za ulinzi ziliwatatanisha wahandisi, wanafizikia, na wanabiolojia.

Elytra hizi zingewezaje kuwa na nguvu za kutosha kuruhusu mbawakawa kuzunguka ardhi bila kuharibu vifaa vyao, huku zikiwa nyepesi vya kutosha kuweza kuruka? Jibu liko katika muundo wa muundo wa nyenzo hii. Sehemu ya msalaba ya uso wa elytra inaonyesha kwamba shells zinajumuisha vifungu vidogo vya nyuzi vinavyounganisha nyuso za nje na za ndani, wakati mashimo ya wazi hupunguza uzito wa jumla.

Profesa Ce Guo kutoka Taasisi ya Miundo Inayoongozwa na Bio na Uhandisi wa Uso katika Chuo Kikuu cha Nanjing cha Aeronautics na Astronautics alichapisha karatasi inayoelezea maendeleo ya muundo kulingana na matukio asilia ya elytra. Ulinganifu kati ya sampuli ya elytra na muundo wa nyenzo unaopendekezwa ni wa kushangaza.

Faida za biomimicry

Elytra anamiliki"sifa bora za kimakanika...kama vile nguvu ya juu na ukakamavu". Kwa kweli, upinzani huu wa uharibifu pia ndio unaofanya miundo ya kibayolojia kama ELYTRA kuwa endelevu - kwa mazingira na uchumi wetu.

Pauni moja tu ya uzani iliyohifadhiwa kwenye ndege ya kiraia, kwa mfano, itapunguza utoaji wa CO2 kwa kupunguza matumizi ya mafuta. Pound hiyo hiyo ya nyenzo iliyoondolewa itapunguza gharama ya ndege hiyo kwa $300. Wakati wa kutumia biomaterial ya kuokoa uzito kwenye kituo cha anga, pauni moja hutafsiri kuwa zaidi ya $300,000 ya akiba.

Sayansi inaweza kusonga mbele sana wakati uvumbuzi kama vile Biomaterial ya Guo inaweza kutumika kwa kusambaza fedha kwa ufanisi zaidi (Guo et.al). Kwa kweli, alama mahususi ya biomimicry ni juhudi zake kuelekea uendelevu. Malengo ya nyanjani ni pamoja na “kujenga[kutoka] kutoka chini kwenda juu, kujikusanya, kuboresha badala ya kuongeza, kutumia nishati bila malipo, kuchavusha mtambuka, kukumbatia utofauti, kubadilika na kubadilika, kutumia nyenzo na michakato rafiki kwa maisha, kushiriki katika mahusiano ya ushirikiano, na kuboresha biosphere."

Kuzingatia jinsi maumbile yalivyotengeneza nyenzo zake kunaweza kuruhusu teknolojia kuishi pamoja na ardhi yetu kwa njia ya asili zaidi, na kuvutia umakini wa jinsi ulimwengu wetu umeharibiwa na teknolojia "isiyo ya asili" (Crawford).

Mbali na ufanisi na uendelevu wa ELYTRA, maonyesho yanaonyesha uwezo mkubwa wa usanifu na mustakabali wa nafasi ya burudani ya umma, kwa sababu ya uwezo wake wa kubadilika. Muundo ni kile kinachojulikana kama "makao sikivu", na vihisi vingi vilivyounganishwa ndani yake.

ELYTRA ina aina mbili tofauti za vitambuzi vinavyoiruhusu kukusanya data kuhusu ulimwengu unaoizunguka. Aina ya kwanza ni kamera za picha za joto. Vihisi hivi hutambua bila kujulikana mienendo na shughuli za watu wanaofurahia kivuli.

Aina ya pili ya sensa ni nyuzi za macho zinazopita katika maonyesho yote. Nyuzi hizi hukusanya taarifa kuhusu mazingira yanayozunguka muundo pamoja na ufuatiliaji wa hali ya hewa ndogo chini ya maonyesho. Chunguza ramani za data za maonyesho hapa.

Ukweli wa ajabu wa muundo huu ni kwamba "dari itakua na kubadilisha usanidi wake katika kipindi cha Msimu wa Uhandisi wa V&A kulingana na data iliyokusanywa. Jinsi wageni wanavyozuia banda hatimaye kuwajulisha jinsi dari inakua na sura ya vipengele vipya (Victoria & Albert).

Nikiwa nimesimama ndani ya banda la Jumba la Makumbusho la Victoria na Albert, ilikuwa wazi kwamba muundo huo ungepanuka kufuata mkondo wa bwawa hilo dogo. Mantiki rahisi ya kuruhusu watu kutumia nafasi hiyo kuamua usanifu wake ilikuwa ya kushangaza sana.