2006年5月10日
根据《皇家学会杂志》界面上发表的新研究,他们模仿昆虫,动植物克服工程问题的新技术可以帮助减少我们对能源的依赖。
当面对工程困难时,例如增加负载或应对极端的热量,多达70%的人造技术操纵能量,通常会增加所用的数量,以解决问题。
但是,比较自然和人造技术如何克服类似问题的新研究表明,只有5%的天然“机器”以相同的方式依赖能量。
取而代之的是,昆虫,植物,鸟类和哺乳动物依赖于身体部位和行为的结构和组织。问题解决方案已经内置。
“一个例子可能是锤子,”巴斯大学谁领导了研究。
“一个人造的锤子的头很重,因此随身携带和举起很重,但可以用一击进行大量工作。它依赖于惯性。
“但是啄木鸟的锤子(头)依靠速度。随身携带非常轻,功能像鞭子一样,身体较重,较重的身体移动少量,而较轻的头在长脖子上,移动更快,移动得更快得多。
“他们每个人都可以提供相同数量的影响能量,但他们以截然不同的方式进行。”
尽管人类已向大自然寻求几代人的灵感,但“仿生”设备是一种相对较新的现象。飞机,魔术贴和自我清洁油漆的稳定机翼都是基于自然灵感的简单设备。
巴斯大学的仿生和自然技术中心正在帮助将这一原则扩展到更先进的工程挑战。
研究人员目前正在寻找沙漠蟑螂(开发一种新型的除湿机技术),昆虫感官器官(用于结构性健康监测)和木wasp的卵形器官(用于一种新型的Steposs STESCOOLSENOCOPE)。
该中心主任文森特教授说:“进化已经雕刻了动物,昆虫和植物,生产出令人难以置信的机器,这些机器执行了一系列令人印象深刻的工程专长。”
“从沙漠蟑螂收集水到黄蜂在树上洞的方式,大自然已经发展出多种解决困难问题的方法。
“通过更好地理解生物学定义和解决技术问题的方式,我们可以开发出可以大大减少我们对能源的依赖的新方法。
“我们可能具有与自然界相似的技术,只是我们以一种特别不知情的方式使用它们。
“确切的能源尚不清楚,但是我们的研究表明,潜力肯定是可以利用的。”
研究人员使用俄罗斯分析系统Triz的一种形式比较了人造技术和天然“机器”如何克服类似的工程问题。
分析表明,生物学和技术解决他们面临的问题的方式只有12%的相似性。
文森特教授说:“尽管我们很快就看到了从自然界开发新产品的潜力,但直到现在我们才能看到节省能源的潜力。”
“鉴于对提高我们的能源效率并减少我们产生的污染量的需求不断增长,因此仿生学提供了一个新的研究领域,可以为未来获得强劲的回报。”
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