Dešifriranje prirode ...: epizoda 1

Mi, sadašnja mladež, vrlo dobro poznajemo vrstu moderne tehnologije koja je danas prisutna. Industrijalizacija i globalizacija darovala nam je ovaj moderni svijet. Ništa se ne čini izvan mogućnosti, uz široki spektar rješenja u modernoj tehnologiji. Počeli smo shvaćati potencijal našeg dodira jednim prstom, koji nam može donijeti informacije iz bilo kojeg kuta svijeta, učiniti da robot radi za nas, a što ne. Prema podacima svjetske banke, medicinsko je područje također svjedočilo razmjernom rastu, pri čemu je prosječni životni vijek narastao s 55,35 godina u 1980. na 68,56 godina u 2016. Percepcija i utjecaj različitih bolesti postupno su se mijenjali tijekom godina.

Za sve i svašta postoji tamnija strana, koju često zaboravljamo da vidimo. Mi, ljudska bića, koji smo temeljni razlog za sav ovaj tehnološki napredak, skloni smo zanemariti činjenicu da ovaj naš lijepi dom nije samo za danas, već i za sutra. Nastavljamo se razvijati i usavršavati bez odgovora na pitanje od velike važnosti; želimo li biti paraziti koji su zarazili prirodu? Moramo uspostaviti simbiotski odnos s našim domom za održivi razvoj.

"Zavirite duboko u prirodu i tada ćete sve shvatiti bolje", rekao je veliki znanstvenik Albert Einstein. Priroda koja se razvijala tijekom milijuna godina prirodnom selekcijom nam dolazi u pomoć. Razvilo se u održivo društvo. Uzimanje nadahnuća iz prirode može nam pomoći u dizajniranju učinkovitih i pouzdanih sustava. Biomimetika se temelji na toj ideji da nijedan model ne može biti bolji od prirode. Biomimetici koriste prirodu kao krajnji model, standard i savjetodavca. Ova je spoznaja dovela do brojnih istraživanja provedenih na ovom polju.

Jesmo li poznavali biomimetike i prije? Jesmo li imali realizaciju? Da, imali smo. Često smo ga koristili bez našeg znanja u svakodnevnom životu. Polazeći od oblika lopatica i sjekira inspiriranih oštrim zubima određenih životinja, do Leonardo Da Vincijeve "leteće ptice" nadahnute pticama i kornjače generala Yi Sun-gina, ratnog broda dizajniranog nakon kornjače, bili smo izloženi okusu biomimikrija u energetici.

Određeni spektakularni izumi prošlosti pretvorili su uobičajene artefakte s vremenom. Jedan od takvih izuma je zrakoplov koji su izumila braća Wright nadahnuti krilima letećih ptica. Velcro, koji je danas zauzeo svoje mjesto bilo gdje i bilo gdje, također se rodio od čovjeka koji se nakon šetnje šumom pitao o sjemenki burdoka na svom kaputu i psu. Dakle, vidimo li biomimetike prvi put?

Ovo moderno doba svjedoci je mnogih istraživanja biomimetike, ali gdje pronalazimo primjenu biomimetika. Jedna od glavnih istraživačkih tema u biomimetici je uzimanje inspiracije za način na koji životinje kontroliraju svoje tijelo i osjetilni sustav. To je dovelo do porasta broja inovacija koje se rade primjenom biomimetike u robotiziranju i kontroli. Što još mislite, što je zanimalo istraživače? Vizija u prirodnim organizmima, specifične karakteristike kolagena - proteina koji se nalazi u koži i drugim vezivnim tkivima, značajke mišića i što sve ne. Uzimajući inspiraciju za ogromno puno stvari oko nas, mi ljudi smo inovirali u području materijala, polimera itd.

Jegulja-Bot

Jedno od nedavnih istraživanja u biomimetici je jegulja, bota nadahnuta jeguljom. Razvija ga Caleb Christianson, student poslijediplomskog studija na Sveučilištu Kalifornija, San Diego. Razvija se za pomoć u istraživanju podvodnih organizama bez narušavanja njegovog ekosustava. Razvijen pomoću umjetnih mišića, bot je transparentan i to mu omogućuje da se stapa s okolinom. Pasivno se kamuflira, što sprečava organizme da se nabuja.

Nedavni izum inspiriran motivom Madagaskarskih kometa (Divlji svileni moljac) identificiran je s ogromnim potencijalom da napravi značajan utjecaj na polje biomedicine. Istražujući optička svojstva moljčeve svile utvrđeno je da ima izuzetne mogućnosti reflektiranja sunčeve svjetlosti i prijenosa optičkih slika i signala. Istraživači Columbia Engineering razvili su metodu za predenje umjetnih vlakana koja oponašaju svojstva svile. Ovo je otvorilo novi put u istraživanju biokompatibilnih materijala za prijenos optičkih i slikovnih signala u biomedicinskim aplikacijama.

Skenirajuće elektronske mikrografije umjetnih vlakana koji oponašaju optička svojstva vlakana kokosovog molja. Gornji red: poprečni i uzdužni presjeci sintetiziranog vlakna izrađenog od regenerirane svile koji sadrži visoku gustoću filamentnih praznih zraka. Donji red: Odgovarajuće slike PVDF (polivinililiden difluorida) vlakana koje sadrže veliku gustoću filamentnih praznina.

U jednom od laboratorija za biomimetiku, laboratoriju za biomimeticiju u sustavu UC Berkeley, radi se na projektu Ornithopter. U ovom robotu, kako bi se postigla snažna inteligencija za zadatke poput pretraživanja i navigacije u zatvorenom prostoru, upravljivost ornitotera kombinira se s pristupom učenja koji daje minimalne pretpostavke o prirodi poremećaja i prepreka. Leteći preklop osigurava visoku upravljivost potrebnu za rad u djelomično strukturiranom zatvorenom okruženju.

Koordinirano lansiranje Ornithoptera s šesterokutnim robotom

Mi, ljudska bića, i sami smo prirodni organizam, došli smo do vrlo zanimljive ideje. Zašto ne oponašamo sebe? Ova ideja uzimanja nadahnuća od ljudi stvorila je mnoga zahtjevna istraživačka područja. Humanoidna robotika je jedno takvo područje koje je tijekom posljednjih godina dobilo značajnu pažnju i nastavit će igrati središnju ulogu u istraživanju robotike i u mnogim primjenama 21. stoljeća. Očekuje se da će ovi roboti pomoći ljudima i pomoći čovjeku tokom katastrofe. Znanost i tehnologija doveli su do razvoja naprednih humanoidnih mehatroničkih sustava obdarenih složenim senzornim motoričkim sposobnostima i to je uvelike pomoglo razvoju humanoidne robotike. Jedan od najvećih izazova s ​​kojim se suočava ovo polje je razumijevanje obrade informacija i osnovnih mehanizama ljudskog mozga u suočavanju sa stvarnim situacijama.

Sposobnost ljudskog živčanog sustava da samostalno uči i reagira, učinkovito korištenje resursa, koordinacija, refleksi i slično, neke su od karakteristika koje mogu probuditi bilo koji sustav. To je dovelo do velikog broja istraživanja koja se provode u biomimetici kroz neuroznanost.

Uz istraživanja koja oduzimaju dah i koja se oduzimaju, dugujemo puno ovom divnom našem domaćinu, prirodi. Ova priroda, koja nikad ne prestaje da nas inspirira, tek treba da otkrije mnoge svoje tajne i iznenadi nas. Budući da sam ljubitelj prirode, željan sam otvoriti vrata čudesnom svijetu prirodnih organizama i njihovim tajnama, zar ne? Pratite nas na slijedeće epizode da biste duboko ušli u svijet neurona. Do tada uživajte u prirodi, dovodite u pitanje nepoznanice i razumite tajne!

REFERENCE

https://www.google.com/publicdata/explore?ds=d5bncppjof8f9_&met_y=sp_dyn_le00_in&hl=en&dl=en

https://engineering.columbia.edu/press-releases/comet-moth-fabric

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180426102906.htm

https://people.eecs.berkeley.edu/~ronf/Ornithopter/index.html

- Napisala Aradhana Mohan Parvathy, članica Spider R&D