ELYTRA: Doğa geleceğimizi nasıl şekillendirecek?

Bu yaz Haziran ayının tamamını Avrupa'yı gezerek geçirdim. Bu deneyim, insanlık durumunun neredeyse her yönüne bakış açımı değiştiren gerçekten bir kasırga macerasıydı. Dublin'den Oslo'ya ve Dresden'den Paris'e kadar her şehirde, her şehrin sunduğu tarihi harikalardan sürekli etkilendim - ama beklediğim şey, kentsel yaşamın geleceğine bir göz atmaktı.

Aşırı sıcak bir günde Victoria ve Albert Müzesi'ni (genelde V&A Müzesi olarak bilinir) ziyaret ederken isteksizce açık hava köşküne girdim. Orada, V&A içindeki tarihi ve antropolojik sergilerle tam bir tezat oluşturan ELYTRA başlıklı bir sergi gördüğüme şaşırdım. ELYTRA, verimli, sürdürülebilir ve muhtemelen kamusal eğlence alanlarımızın ve mimarimizin geleceğini şekillendirebilecek bir mühendislik yeniliğidir.

ELİTRA nedir?

ELYTRA adlı yapı, mimarlar Achim Menges ve Moritz Dobelmann tarafından yapı mühendisi Jan Knippers ve iklim mühendisi Thomas Auer ile işbirliği içinde geliştirilen bir ziyaretçi robotik sergisidir. Disiplinlerarası sergi, doğadan ilham alan tasarımların teknoloji, mühendislik ve mimari üzerindeki gelecekteki etkisini gösteriyor. (Victoria ve Albert).

Sergi, inşa ettiği karmaşık bir dokuma yapının merkezinin altında oturan devre dışı bırakılmış bir robottan oluşuyordu. Serginin altıgen parçaları hafif, ancak güçlü ve dayanıklıdır.

Biyomimikri: Bilmeniz gerekenler

ELYTRA'nın her bir parçasının altıgen yapısı, Biyomimetik Mühendisliği veya Biyomimikri ile geliştirildi ve mükemmelleştirildi. Biyomimikri, biyolojik olarak ilham alan tasarımlar ve doğadan türetilen uyarlamalarla tanımlanan bir alandır.

Biyomimikrinin tarihi çok geniştir. MS 1000 gibi erken bir tarihte, antik Çinliler örümcek ipeğinden esinlenerek sentetik kumaş geliştirmeye çalıştı. Leonardo da Vinci, ünlü uçan makine planlarını tasarlarken kuşlardan ipuçları aldı.

Bugün mühendisler yeni teknolojiler yaratmak için doğaya bakmaya devam ediyor. Geckoların yapışkan ayak parmakları, bir robotun merdiven ve duvarlara tırmanma becerisine ilham verir. Köpekbalığı derisi, sporcular için aerodinamik düşük sürtünmeli mayolara ilham veriyor.

Biyomimikri gerçekten bir bilim ve teknolojinin disiplinlerarası ve büyüleyici alanı (Bhushan). bu Biyomimikri Enstitüsü bu alanı araştırır ve dahil olmanın yollarını sunar.

ELYTRA'nın ilham kaynağı

ELYTRA, böceklerin sertleştirilmiş sırtlarından ilham almıştır. Böcek elitrası, böceğin hassas kanatlarını ve savunmasız vücudunu korur (Yaşam Ansiklopedisi). Bu sert koruyucu kalkanlar, mühendisleri, fizikçileri ve biyologları benzer şekilde şaşırttı.

Bu elytralar nasıl oluyor da böceğin ekipmanlarına zarar vermeden zeminde namluyla dolaşmasına izin verecek kadar güçlü ve aynı anda uçuşu sürdürecek kadar hafif olabiliyordu? Cevap, bu malzemenin yapısal tasarımında yatıyor. Elitra yüzeyinin enine kesiti, kabukların dış ve iç yüzeyleri birbirine bağlayan küçük lif demetlerinden oluştuğunu, açık boşlukların ise toplam ağırlığı azalttığını göstermektedir.

Nanjing Havacılık ve Uzay Bilimleri Üniversitesi Biyo-İlham Yapılar ve Yüzey Mühendisliği Enstitüsü'nden Profesör Ce Guo, elytra'nın doğal fenomenlerine dayanan bir yapının gelişimini detaylandıran bir makale yayınladı. Elitra numunesi ile önerilen malzeme yapısı arasındaki benzerlikler dikkat çekicidir.

Biyomimikrinin faydaları

Elytra'nın sahip olduğu "mükemmel mekanik özellikler...yüksek yoğunluk ve tokluk gibi". Aslında, bu hasar direnci aynı zamanda ELYTRA gibi biyomimetik tasarımları hem çevremiz hem de ekonomimiz için bu kadar sürdürülebilir kılan şeydir.

Örneğin, bir sivil uçakta tasarruf edilen sadece bir pound ağırlık, yakıt tüketimini azaltarak CO2 emisyonlarını azaltacaktır. Kaldırılan aynı pound malzeme, o uçaktaki maliyeti 300 $ azaltacaktır. Bu ağırlıktan tasarruf sağlayan biyomateryali bir uzay istasyonuna uygularken, bir pound 300,000 doların üzerinde tasarruf anlamına gelir.

gibi yenilikler yapıldığında bilim muazzam bir şekilde ilerleyebilir. Guo'nun biyomateryali fonları daha verimli bir şekilde dağıtmak için uygulanabilir (Guo ve diğerleri). Aslında, biyomimikrinin ayırt edici özelliği, sürdürülebilirliğe yönelik çabalarıdır. Alanın hedefleri arasında “aşağıdan yukarıya inşa etme, kendi kendine bir araya gelme, maksimize etmek yerine optimize etme, serbest enerji kullanma, çapraz tozlaşma, çeşitliliği kucaklama, uyarlama ve geliştirme, yaşam dostu materyalleri ve süreçleri kullanma, simbiyotik ilişkiler ve biyosferi geliştirir.”

Doğanın malzemelerini nasıl ürettiğine dikkat etmek, teknolojinin dünyamızla daha doğal bir şekilde bir arada var olmasına izin verebilir ve dünyamızın “doğal olmayan” teknolojiden ne kadar zarar gördüğüne dikkat çekebilir.Crawford).

ELYTRA'nın verimliliğine ve sürdürülebilirliğine ek olarak, sergi, gelişme kabiliyeti nedeniyle mimari ve kamusal rekreasyon alanlarının geleceği için muazzam bir potansiyel gösteriyor. Yapı, içine birçok sensörün dokunduğu “duyarlı bir barınak” olarak bilinir.

ELYTRA, kendisini çevreleyen dünya hakkında veri toplamasına izin veren iki farklı tipte sensör içerir. İlk tip termal görüntüleme kameralarıdır. Bu sensörler, gölgenin tadını çıkaran insanların hareketlerini ve aktivitelerini anonim olarak algılar.

İkinci tip sensör, serginin tamamı boyunca uzanan optik fiberlerdir. Bu lifler, serginin altındaki mikro iklimi izlemenin yanı sıra yapıyı çevreleyen ortam hakkında bilgi toplar. Serginin veri haritalarını keşfedin okuyun.

Bu yapının inanılmaz gerçekliği, “canopy, toplanan verilere yanıt olarak V&A Mühendislik Sezonu boyunca büyüyecek ve konfigürasyonunu değiştirecektir. Ziyaretçilerin pavyonu nasıl engelleyeceği nihayetinde kanopinin nasıl büyüdüğünü ve yeni bileşenlerin şeklini bilgilendirin (Victoria ve Albert).”

Victoria ve Albert Müzesi'nin pavyonunun içinde duran yapının, küçük göletin eğrisini takip etmek için genişleyeceği açıktı. Mimarisini belirlemek için alanı kullanan insanlara izin vermenin basit mantığı şaşırtıcı derecede derindi.