المواضيع

الكترونيات - التاريخ والمواضيع والأمثلة

الكترونيات - التاريخ والمواضيع والأمثلة


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

التعلم من التطور يعني تكنولوجيا التعلم

يمكن أن يعمل التطور فقط مع المواد الموجودة وهو ليس مثاليًا بأي حال من الأحوال: إنسان الغاب ، على سبيل المثال ، هم من سكان الأشجار ، ولكنهم لا يتكيفون بشكل مثالي مع حياة الشجرة بنسبة 100٪. في البشر ، تنتج أمراض مثل تلف الأقراص الفقرية عن المشي في وضع مستقيم.

بالنسبة لجميع المشاكل التي تنشأ في الإنشاءات البشرية تقريبًا ، هناك نظيرات في الطبيعة تقدم نماذج لحل هذه المشكلة: تظهر رحلة طائرة شراعية من الكندور ، على سبيل المثال ، كيف يمكن لجسم كبير أن يطير في الهواء دون السقوط ، وتظهر أجسام البطاريق والدلافين وأسماك القرش الأشكال الأفضل للتحرك تحت الماء.

ما هي الكترونيات

Bionics و bio- (logic) و (technology) تعني الممارسة العلمية لنقل الحلول البيولوجية إلى التكنولوجيا البشرية. يعمل علماء الحيوان وعلماء النبات وعلماء الأعصاب والكيميائيون والفيزيائيون مع الأطباء والمهندسين والمصممين.

علم الأحياء والتقنيات الحيوية

في حين يبحث علم الأحياء التقني في العلاقات بين الشكل والهيكل والوظيفة ويستخدم الأساليب التقنية لذلك ، فإن الإلكترونيات تحاول تنفيذ هياكل وهياكل الطبيعة تقنيًا.

تقدم الوظائف البيولوجية ، والتكيفات ، والعمليات ، والكائنات والمبادئ حلولاً للمشكلات التقنية.

تقدم الحيوانات والنباتات للألكترونيات أفكارًا لنقل المبادئ النشطة من الطبيعة إلى التكنولوجيا. وهذا يشمل أيضًا التكنولوجيا الحيوية ، أي استخدام الإنزيمات والخلايا والكائنات الحية بكاملها في التطبيقات التقنية.

من أسفل إلى أعلى أو من أعلى إلى أسفل

يتطور منتج الكتروني في عدة خطوات - إما من أعلى إلى أسفل (من أعلى إلى أسفل) أو من أسفل إلى أعلى (من أسفل إلى أعلى)

يبدأ من الأسفل إلى الأعلى باستكشاف الأساس البيولوجي والشكل والهيكل والوظيفة (كيف يتم بناء أقدام أبو بريص؟). ثم يحاول الباحثون فهم المبادئ والقوانين (لماذا يمكن أن يعمل أبو بريص على السقف؟).

ويتبع ذلك التجريد. ينفصل العلماء عن السياق البيولوجي ، ويطورون نماذج وظيفية ونماذج رياضية من أجل تنفيذ المبادئ النشطة تقنيًا

في النهاية ، يتبع التنفيذ الفني على مستوى المختبر ، وعلى المستوى الصناعي ، وأخيرًا كمنتج سوقي.

من أعلى لأسفل هو العكس. في البداية هناك مشكلة فنية. على سبيل المثال ، يجب أن يتحسن المنتج الحالي. لكن كيف؟ ثم يبدأ البحث عن الحلول البيولوجية ، يليه الأسس البيولوجية ، والتجريد والتنفيذ.

يجب أن تكون Bionics مبتكرة وخلاقة ، فهي لم تعد تقتصر على نسخ الطبيعة فحسب ، بل حول نقل التأثيرات الأساسية إلى مختلف المجالات.

أجسام اصطناعية

في المنطقة الأنجلو أمريكية ، تشير Bionics إلى الأجسام والأعضاء المنتجة صناعيًا التي تحاكي أو تراكب مثالًا حيًا. المصطلحات الأخرى لهذا الروبوتات أو الأطراف الصناعية.

علم الأعصاب ، على سبيل المثال ، يقوم الآن بتجربة الأطراف الاصطناعية التي تحاكي الأطراف البشرية وتستجيب للأوامر العقلية. الخطة هي نقل المعلومات إلى الدماغ وبالتالي إعطاء المتضررين إحساسهم باللمس.

التطور كنموذج يحتذى به

على العموم ، يقدم تطور الحياة نموذجًا للتكنولوجيا - وكذلك في الإبداع الطبيعي. التطور ، بحسب تشارلز داروين ، "الاختيار من خلال الانتقاء الطبيعي" يعني أن الأنواع الأكثر ملاءمة بمهارات خاصة تتكيف مع وضع معين.

يمكن أن تتغير الوظيفة الأصلية لأجزاء الجسم والحواس بالكامل: فقد تطورت مقدمة الخفافيش ، على سبيل المثال ، إلى أجنحة.

الطبيعة والتكنولوجيا

لذلك توفر الطبيعة إمكانات لا تنضب لحلول المشاكل الوظيفية التي تتجاوز كل شيء يمكن أن يفكر فيه الناس. ومع ذلك ، فهو مشابه للتقدم التقني: خاصة في الأوقات الصناعية مثل الثورة الرقمية ، "قفزات في الابتكار" مطلوبة.

على سبيل المثال ، كيف يمكن بناء آلات تأخذ عينات في مضيق قاع البحر وتجنب العقبات؟ "السيارات تحت الماء" بعجلات ليست مسألة سؤال مثل الغواصات التي لا تستطيع الانتقال بين الأنقاض والكهوف.

تقدم الروبوتات حلاً هنا تم تصميمه على غرار الكركند وجراد البحر وجراد البحر ، بأذرع تجتاح يقف نموذج الأخطبوط.

المعايير

يعتبر المنتج بيونيك فقط إذا كان:
1) لديه نموذج دور بيولوجي
2) مستخلص من هذا النموذج
3) يتم تحويله إلى تطبيق فني

تدهش الطبيعة العلماء كل يوم من جديد: كل مشكلة تقنية تقريبًا هي مشكلة نشأت أو طرحت في التطور والتي وجدت الطبيعة حلاً لها.

الكترونيات وتطور

تقارن الكترونيات اليوم نهجها مع العملية التطورية:

فردمخلوقسيتم تحسين الكائن
طفرهتغيير عرضي في المعلومات الوراثيةتغيير عشوائي في متغيرات المدخلات المتغيرة
(= معلمة الكائن)
إعادة التركيبمزيج من الجينوم الأبويتركيبة جديدة من معلمات الكائن الأبوي
اختياراختيار الأفراد الأنسب للبيئةاختيار هؤلاء الأفراد الذين يستوفون معيار التحسين بشكل أفضل

تعمل المنتجات المحسنة بهذه الطريقة على حماية الانبعاثات ، فهي تحافظ على الموارد ، وتخفف من البيئة ، وتدعم الحماية البيئية.

الحيوانات والتكنولوجيا

التعلم من الحيوانات يعني تطوير التكنولوجيا. استوحى علم الأحياء من الإنجازات الهندسية التي لا حصر لها: قطارات عالية السرعة على غرار الرفراف ، حيث تقوم طبقة من العظام بتخميد الرأس عندما تضرب الماء ، أو جلد القرش مع هيكل الورق الصنفري كنموذج لبدلات الغوص ؛ كان التراوت هو النموذج الأولي لبالون التوجيه ، وكان نقار الخشب مصدر إلهام للفأس الجليدي والكسارة. الأخطبوطات لها الشكل الطبيعي لرؤوس الحجامة والأذرع المفصلية.

في بداية الثقافة

Bionics مصطلح حديث جدًا ، ولكنه أصل كل ثقافة بشرية. لطالما قصد التطور البيولوجي الاجتماعي للناس نسخ الطبيعة ثقافياً.

رأى أسلافنا الأوائل رحلة الصقر ، وصنعوا الأقواس والسهام ، وبالتالي نسخوا هذه الرحلة. يحتوي لانس على نموذج في أنياب الفيلة وقرون الظباء ، السكين ينسخ أسنان القطط والذئاب الكبيرة. عندما اصطاد الناس الحيوانات وصنعوا ملابس من فروهم ، قاموا بتقليد الفراء الذي أعطى الدفء للأخوة.

تعبر الثقافات التقليدية التي تدرك هذا التبعية عن هذا النموذج في الأشياء نفسها: قام الأمريكيون بنحت نصائح سهامهم في شكل رؤوس الصقر.

حلق كالطير

يطير الحمام بالسرعة نفسها التي يتحمل بها الجسم ، ومع جسم ضخم - لذلك لديهم كل الخصائص التي يجب أن تتمتع بها طائرة الركاب. في الواقع ، كانت الطائرة الأقل اضطرابًا التي صممها Igo Etriel تمتلك الحمام كنموذج.

ألقى رائد الطيران نظرة على جسم الطائرة والذيل من طائرته الاصطناعية من حمام المدينة وكتب: "في شتاء 1909-1910 صممت الجهاز (...) بناءً على نموذج طائر في وضع انزلاق."

ليوناردو دافنشي

أخذ ليوناردو دا فينشي الطيور بالفعل كنماذج لآلاته الطائرة وحسب بدقة طريقة عمل الرحلة لأنواع الطيور الفردية. نشأ دافنشي في توسكانا.

وصفت لوحات ليوناردو ومنحوتاته وآلاته الهندسية بأنه مفكر ساحق ، حتى بين العلماء العالميين في عصر النهضة: كان رسامًا مثل ميكانيكي ، وعالم تشريح مثل عالم وفيلسوف طبيعي مثل مهندس معماري.

ولكن حتى يومنا هذا ، اختفى وصوله الحسي إلى العالم وراء الأسطورة. كان دافنشي مبدعًا بقدر ما كان متجذرًا في الأرض. تظهر رسومات ليوناردو للتضاريس الريفية حول مسقط رأسه أن عبقرية ريف توسكانا ظلت على اتصال وثيق.

ما كان غير مألوف لفنان عصر النهضة هو أنه لم يتلق تدريبًا في مرحلة الطفولة المبكرة في الفنون. بدلاً من ذلك ، نشأ في الطبيعة الثقافية لشمال إيطاليا ، وأمضى الصبي معظم وقته في المناطق الطبيعية المحيطة.

هنا درس الطفل تحركات طيور الجارحة واستلهم من آلاته الطائرة في وقت لاحق. كانت إحدى ذكرياته المبكرة حلمًا حلقت فيه طائر جارح على وجه ليوناردو وضغط ذيله على شفاه الحالم.

تظهر هذه الذكريات أن جذور دافنشي المبكرة في اكتساب المعرفة لم تكن دينية بالمعنى المسيحي ولا علمية بحتة بالمعنى الحديث ، ولكنها تشبه التفكير الشاماني للثقافات التقليدية التي تجمع بين الخبرة الحسية والفهم المنهجي للواقع الطبيعي. بهذه الطريقة في التفكير ، لا يتم فصل العلم والفن والفلسفة الطبيعية ، ولكن جوانب مختلفة من نفس الإدراك.

درس ليوناردو كيف تغير أجنحة الطيور شكلها ، أي أن أجنحة اليد تنتشر عند الإنفصال ، وتنهار عند التقديم ، وفحص هيكل ووظيفة ريشة الطيور. على هذا الأساس ، قام بتصميم أجنحة ترفرف للأشخاص الذين يطيرون. لكنهم لم يتمكنوا من العمل لأن وزن جسم الشخص كبير جدًا بما يتناسب مع أداء عضلاتهم.

أوتو ليلينتال

شاهد أوتو ليلينتال ، أول شخص ناجح في الهواء ، رحلة اللقالق البيضاء عن كثب في طفولته. في عام 1889 نشر أعماله "رحلة الطيور كأساس لفن الطيران".

علمه اللقالق أن الانزلاق أمر حاسم للرحلة. ستوركس تبحر لمسافات طويلة وتوفر الكثير من الطاقة. وخلص مهندس علم الطيور إلى أنه من الممكن تقليد هذه الرحلة الشراعية إذا كان الإنسان لا يستطيع التحكم إلا في الأجنحة مثل الطائر.

أصبح شراع قطني على خيزران وقضيب خام طائر شراعي ارتفاع Lilienthal. كان أول شخص يصل إلى ارتفاع أعلى في الهواء الطلق مما كان عليه عند المغادرة. طار ليلينتال بنجاح 2000 مرة ، ثم تحطم ومات.

الطيران بالعضلات - كوندور

تعد جبال الأنديز كوندور واحدة من أكبر الطيور التي يمكنها الطيران. يعتمد ذلك على التيارات الهوائية الدافئة للنهوض.

درس بول ماككري ، وهو مهندس أمريكي ، رحلة كوندور وظواهر الطقس في السبعينيات. كانت خطته هي تطوير آلة طيران من شأنها أن تضع أكبر قدر ممكن من الوزن في الهواء مع القليل من الطاقة.

كان كوندور الذي يبلغ وزنه 13 كيلوغرامًا وطول جناحيه يصل إلى 3.50 م ، والذي وصل إلى ما يقرب من 6000 م في الطيران الشراعي ، هو الشيء المثالي للدراسة بالنسبة له.

لاحظ MacCready أن طيور الكندور لا تبدأ في صباح بارد ويجب أن تقضي وقتًا طويلاً على الأرض حتى بعد تناول وجبة فخمة. من هذا استنتج أنه لم تكن قوة الكندور ، ولكن جناحيها هو الذي جعل من الممكن حمل الوزن.

قام بتصميم "Gossamer Condor" (كوندور خيوط العنكبوت) ، وهي طائرة ذات جناحيها 29.25 متر وطولها 9.14 متر. كان وزن أنابيب الألومنيوم والفيلم الخاص من البوليستر 31.75 كجم فقط.

يمكن تشغيل الجهاز بواسطة دواسات. في عام 1977 ، بدأ راكب دراجة محترف ، بريان ألين ، مع "كوندور". كان ألن أول شخص يرفع الأرض من تلقاء نفسه.

بعد بضع سنوات ، قام MacCready ببناء "Gossamer Albatros" ، سميت على اسم المجموعة الوحيدة من الطيور ، وبعضها يمتد على نطاق أوسع من كوندور ، وطار ألن معه عبر القناة الإنجليزية.

جنيحات

تنشر الطائرات الشراعية بين الطيور الريش الخارجي على الأجنحة في المفصل ، وبالتالي تقلل الدوامات الهوائية التي تتشكل في الجناح - فهي تقسم تدفق الهواء إلى العديد من "الجداول" الصغيرة. هكذا يكتسبون الطاقة.

يستخدم الطيران مثل هذه "الأجنحة" على شكل أجنحة طائرة عمودية صغيرة. إنها تزيد من سرعة الطيارين المقاتلين واستهلاك الطاقة لآلات النقل.

قام TU Berlin بإجراء تجارب في نفق الرياح بجناح يمكن فيه تعديل الأجنحة بشكل فردي.

تحلق مثل الخفافيش

لم يستخدم كليمنت آدير الطيور ، ولكن الخفافيش كنموذج لطائرة ole. قام بأول رحلة طيران مأهولة. ومع ذلك ، انتهى بعد 50 مترا.

الرفراف على القضبان

الطيور التي تلهم المخترعين في بناء الطائرات - وهذا منطقي للوهلة الأولى. ولكن ما علاقة الرفراف ، الذي يقف في الهواء مثل جوهرة زرقاء متوهجة ، ثم يغوص في الماء ويصطاد السمك ، بقطار عالي السرعة؟

قام إيجي ناكاتسو بتطوير قطار شينكانسن ، وهو قطار سريع يربط طوكيو بهاكاتا. كان فرق الضغط عندما دخل القطار إلى نفق كبيرًا جدًا لدرجة أنه كان يبرز بصوت عالٍ في كل مرة - وهو أمر مفروض على الركاب.

بحث كبير المهندسين عن حلول في الطبيعة ووجد طائر الرفراف الذي يجلب تغيرات سريعة في مقاومة الهواء.

منقار الطائر الطويل يقلل من الصدمة بين الهواء الضعيف والمقاومة القوية للماء. حصل Shinkasen على "خطم طويل" ، والذي حل مشكلة الأنفاق وكذلك الدخول إلى سطح الماء عند الصيد.

كما أصبح القطار أسرع ويستخدم طاقة أقل.

ومع ذلك ، هذه ليست "المعجزة" الوحيدة في جسم الرفراف: تحتوي شبكية العين على حفرتي رؤية. خارج الماء ، يستخدم واحدًا منهم فقط ، والثاني فقط في الماء. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي شبكية العين على قطرات زيتية حتى يدرك الألوان بشكل أفضل ويمكنه توجيه نفسه تحت الماء.

إذا كان العلم يفهم كيف يعمل هذا "النظام تحت الماء" ، فيمكن استخدامه لبناء أجهزة لتحسين الرؤية تحت الماء للغواصين.

أجسام الطائرات في تصميم التونة

لم يكن نموذج جسم الطائرة المثالي طائرًا ، بل سمكة. كان فني الطيران هاينريش هيرتيل يبحث عن نمط في الطبيعة لطائرة ديناميكية هوائية ، وأعطت التونة نموذجًا.

بونيتوس يتم تبسيطها بشكل خاص لأن الجزء من الجسم ذو الحجم الأكبر ليس على الرأس ولكن خلف الخياشيم. لذا فإن المياه تتدفق عبرهم بالتساوي. بالإضافة إلى ذلك ، لا يتدلى الجسم على الذيل تدريجيًا ، ولكن بشكل مفاجئ. ونتيجة لذلك ، ينقطع التدفق فقط في جزء صغير من الجسم.

تحتوي أسماك أعماق البحار والثدييات البحرية الأخرى على أشكال جسم مماثلة ، تاربون بالإضافة إلى الدلافين - وهي أيضًا بمثابة أمثلة لمهندسي الطائرات.

تحترم طائرة سويسرية تسمى "سمكة ذكية" الحيوانات البحرية التي قدمت النموذج. له هيكل مقوس مثل التونة ، وبالتالي يستخدم وقودًا أقل من الطائرات الأخرى من نفس الحجم ، من السهل توجيهه وأقل عرضة للاضطراب.

ومع ذلك ، طورت التونة تعديلًا آخر للتحرك بشكل أسرع. تعمل زعانفها الصدرية كدفة وكبح. عندما تكون التونة "بأقصى سرعة" ، ترفرف زعانفها على الجسم. اليوم ، يختبر الباحثون ما إذا كان يمكن طي "الأجزاء الخارجية" من السيارات والأسماك بسرعة عالية لتحسين الديناميكا الهوائية.

بالون التوجيه والتراوت

قدم التراوت قالب بالون التوجيه الحديث.

ازدهر Zeppelins لفترة وجيزة في أوائل القرن العشرين. كانت Zeppelin Hindenburg واحدة من أكبر منطادتين. في 6 مايو 1937 ، احترق قماش الهيدروجين وتوفي 36 شخصًا.

أحرقت السفينة إلى خردة الألومنيوم في مطار ليكهورست في الولايات المتحدة في نصف دقيقة. يعتقد القبطان السبب الدقيق لا يزال مجهولا ، قاتل. ومع ذلك ، كانت النتيجة مؤكدة: انتهت الحركة الجوية مع zeppelins فجأة.

اليوم ، ومع ذلك ، يمكن لهذه البالونات التوجيهية أن تعود. أصبحت التنبؤات الجوية أكثر موثوقية اليوم ، وبالتالي يمكن تجنب العواصف. يمكن للتكنولوجيا الحديثة أيضًا التحكم في مخاليط الغازات الخطرة.
يفحص المعهد السويسري للأبحاث والتكنولوجيا إمبا التراوت كنموذج أصلي لهذه المناطيد في المستقبل.

التراوت قليل الكتلة العضلية. مع جسمه على شكل المغزل ، فإنه يتسارع بسرعة. يستخدم دوامة التدفق بشكل مثالي ويتحرك بأقل مقاومة. للقيام بذلك ، تنحني الجسم وتضرب زعنفة الذيل في الاتجاه المعاكس.

يطبق العلماء السويسريون الآن هذه الحركة على نوع جديد من منطاد التوجيه. تعمل البوليمرات الكهربائية (EAPs) على تشغيل هذا البالون عن طريق تحويل الطاقة الكهربائية إلى حركة. توجد هذه البوليمرات حيث توجد جوانب الذيل وسمك السلمون المرقط ، وحيث تقود العضلات حركة الموجة في الماء. أدرك الباحثون من التراوت كيف يمكن زيادة تحويل الطاقة إلى حركة.

جلد القرش لبدلات الغوص

قبل عقدين فقط ، كان السطح الأملس يعتبر مثاليًا للتنقل تحت الماء. ومع ذلك ، فإن السباحين الدائمين للبحر أو أسماك القرش المطرقة أو أسماك القرش السوداء مغطاة بمقاييس بلاكويد ، وهي مصنوعة من نفس مادة أسنان سمك القرش.

موازينها مموجة وتعادلها عن بعضها البعض. هذا يقلل من الاحتكاك بين الماء وسطح الجسم ، وتزيد أسماك القرش من سرعتها. كما تمنع المقاييس انتشار البكتيريا.

نسخ جلد سمك القرش ملابس السباحة في دورة الألعاب الأولمبية لعام 2008 ، وحقق مرتديها أرقامًا قياسية.

ومع ذلك ، فإن الديناميكا المائية لأسماك القرش ذات أهمية أكبر: هناك اليوم سفن ذات طلاء "جلد القرش" تستخدم وقودًا أقل ، و "طائرات القرش" مسألة وقت.

أشعة الروبوت في قاع المحيط

أشعة مانتا تطير تحت الماء. علماء الحيوان يدعون بحق أجنحة زعانف الأشعة لأن الأسماك تتحرك معهم مثل الطيور التي تطير في الهواء.

تساءل العلماء عن كيفية حصول الراي اللساع على الطاقة اللازمة لذلك ، على الرغم من أن ضغط الماء أعلى من ضغط الهواء.

يحل الجسم المتزلج المشكلة عن طريق معارضة الضغط: لا تستسلم زعانف الشعاع تحت الضغط ، ولكنها تنتفخ نحوه. الباحث الألماني ليف كنيس يتحدث عن تأثير الشعاع الزعنفي.

الأشعة هي أسماك غضروفية. ليس لديهم عظام مثل معظم الأسماك ، ولكن هيكلها العظمي يتكون من الغضروف. في التطور ، كان الهيكل العظمي مسطحًا من الأعلى ، مما سمح لزعانفه بالانتشار على الجانبين.

قام عالم الأحياء في برلين رولف باناس بتصميم روبوت محاكاة حيوي يعتمد على نموذج مانتا راي الأصلي. يريد Bannasch Tema استكشاف قاع البحر باستخدام شعاع الروبوت. لن يكون لهذه الآلة مراوح ، وبالتالي لن تزعج المجال الحيوي من سمكة متجولة.

يمكن للأشعة الاصطناعية فحص الكابلات الفرعية ، على سبيل المثال. ولكن يمكن أيضًا استخدام تأثير الشعاع الزعنفي في مناطق مختلفة تمامًا: طورت Festo AG في Esslingen بالقرب من شتوتغارت قابضًا إلكترونيًا استنادًا إلى نموذج زعنفة السمك.

يشبه هذا FinGripper الزعنفة الذيلية ويتكون من ثلاثة أشعة زعنفة ، أخف بنسبة 90٪ من القابض المعدني المماثل.

سيارة السمكة

يبحث مصنعو السيارات اليوم باستمرار عن طرق لإنتاج سيارات منخفضة الوقود. بادئ ذي بدء ، يجب أن تكون هذه المركبات خفيفة ، وثانياً ، يجب أن تكون جيدة في تدفق الهواء ، أقل المواد أرخص ، وتتطلب موارد أقل ووزن أقل.

وجدت الإلكترونيات ما كانوا يبحثون عنه في البحر: إن سمكة البوكس ، وهي من سكان الشعاب المرجانية ، لها شكل زاوي غريب يعطيها اسمها. مع هذا الشكل ، يكون مستقرًا للغاية في الماء ، ويتحمل درع العظم ضغط الماء. شكله يكمن تماما في التيار. معامل السحب (معامل السحب) هو 0.06. هذا يقلل من مقاومة التدفق.

يمكن نقل الدروع العظمية إلى جسم السيارة. ولكن لا يمكن نسخ سمكة البوكس بشكل مباشر. لأن السيارة ليست أكبر من ذلك بكثير ، فهي تتحرك أيضًا في الهواء ، وليس في الماء.

وكانت النتيجة سيارة مرسيدس-بنز بيونيك. فهو يجمع بين الحجم الأقصى والحد الأدنى من مقاومة التدفق. خفضت طرق التحسين Bionic الوزن بنسبة 30٪. الوقود في فئتها أقل بنسبة 20٪ من السيارات الأخرى.

الحبار - حلم للجنود

Fleckarn باللون البني المغرة في الصحراء ، والأخضر الفاتح والمورق في الغابة ، والرمادي الأبيض في الثلج - التمويه هو جزء من الحرف العسكرية. يمكن للجنود التمويه بشكل فعال في تضاريس معينة ، وفشلوا إذا قاموا بتغيير محيطهم فجأة. يبدو "محارب المستنقع" مع الطين على الوجه والاندفاع على الخوذة مثل المنارة في البحر الليلي في الصحراء الرملية.

من المحتمل أن يضحك الأخطبوط على تنكر الجنود إذا كان لديه الوعي للقيام بذلك ، لأن هذه الملابس المموهة تبدو باهتة مقارنة بتغير لونها كل ثانية. يغير الحبار نمط اللون تمامًا ، إما بشكل موحد أو مع البقع والخطوط. ويتحقق ذلك من خلال أجهزة الصبغ ، وجيوب تحت الجلد ، مليئة بالأصباغ.

يمكن لهذه الحقائب توسيع أو سحب الحيوانات عن طريق شد العضلات. تندمج الرخويات مع أي خلفية وتمويه نفسها بشكل مثالي ضد الحيوانات المفترسة والفريسة.

استخدم العلماء في ماساتشوستس هذا النمط لتطوير عرض يخلق صورًا من خلال الاختلافات في الطبقات العليا. ينشط النمط النبضات الكهربائية - مثل الأخطبوط ، الذي يريح عضلاته ، اعتمادًا على الإشارات الكهربائية التي يتلقونها.

في هذه الأثناء ، يعمل الجيش على ملاك مموه لنقل الخصائص المطلوبة للحبار إلى جلد الجندي.

ظهر تغير لون الأخطبوط في أنظار الجمهور عندما ملأ Jurassic World دور السينما في عام 2015. ديناصور تم إنشاؤه صناعيًا ، Indominus Rex ، يحتوي على جينات الحبار فيه وبالتالي يمكن أن يندمج مع البيئة ، مما يجعله سلاحًا أكثر فتكًا من Tyrannosaurus Rex.

عصا مثل أبو بريص

الأبراص هي مجموعة كبيرة من السحالي التي تعيش في عدد لا يحصى من الموائل في البلدان الدافئة: الغابات المطيرة مثل الصحاري ، والجبال مثل الشواطئ ، والمزارع في الهند ، وكذلك أضواء النيون في الفنادق في تايلاند.

العديد من أنواع الأبراص ليست فقط تصعد وتنخفض عموديًا على جذوع الأشجار ، ولكن أيضًا أفقيًا وتتجه لأسفل على ألواح الزجاج - سواء كانت رطبة أو جافة. من خلال القيام بذلك ، فإنهم يفرجون عن المسؤولية في بضع ميكروثانية ونادراً ما يستخدمون أي قوة.

يكمن السر في ملايين الشعر (سيتاي) ، والتي انقسمت بدورها إلى مئات من المنشورات على شكل المجرف (spatulae). هذه التعشيش في النتوءات التي تكون مرئية فقط في نطاق النانو. كل شعرة لديها قوة لاصقة قليلة. ومع ذلك ، يصبح هذا عملاق الملايين من المرات.

قامت مجموعة بحثية بقيادة ستانيسلاف ن. جروب بفحص الهياكل المشعرة والعارضة على شكل فطر ، وطورت طبقة لاصقة تحقق نصف قوة التصاق الأبراص على الزجاج.

الشعر الزنجي الاصطناعي جاف ويمكن إزالته عدة مرات والالتزام بأي نوع من المواد.

تعمل المخابرات الأمريكية حاليًا على "Stickybot" ، وهو روبوت أبو بريص يتسلق الأقراص بمعدل 4 سم في الثانية. طورت جامعة ستانفورد النموذج الأولي.

خيوط العنكبوت

حرير العنكبوت يثير الإثارة الحيوية مثل أي مادة أخرى: إنه أكثر مرونة من المطاط وأكثر مقاومة للتمزق من الفولاذ ، وخفيف للغاية. تعتبر إطارات ومشابك شبكات العنكبوت قوية بشكل خاص ، في حين أن خيوط لولبية الالتقاط مرنة للغاية.

يبني حوالي 20000 نوع من العناكب شبكات حريرية للقبض على الفريسة. ينتج عنكبوتنا المتقاطع أيضًا خيوط إطار ثابتة ولوالب صيد مرنة. الحرير هو جزيء بروتيني طويل السلسلة مع أجزاء بلورية تمتص حمل الشد ومصفوفة غير متبلورة تضمن المرونة.

تنتج العناكب بروتينات الحرير في غدة العمود الفقري في البطن. يمكنك أيضًا تمريرها عبر قناة الغزل التي تقوم فيها بتصفية البروتينات عن طريق التبادل الأيوني. تغيير في درجة الحموضة يغير الهيكل ، ثم يسحب العنكبوت بأرجله الخلفية ، وتصبح البروتينات خيط حرير.

تنتج التكنولوجيا الحيوية مادة خام الحرير الاصطناعي وتوجهها بمضخة إلى قناة الغزل الفنية ، حيث يتم تبادل الأيونات ويتم إثراء محلول بروتين الحرير. يتحول المحلول إلى خيط حريري بالسحب بواسطة الأسطوانة.

يمكن العثور على حرير العنكبوت الاصطناعي الآن في الكبسولات الدقيقة والخيوط والأغلفة النانوية والهيدروجيل والأفلام والرغاوي في الطب والصناعة.

سكين القوارض

تصبح السكاكين المصنوعة من الفولاذ باهتة ، عاجلاً أو آجلاً من البلاستيك أو الورق أو الخشب فرك الفولاذ. يجب أن تكون السكاكين حادة بالنسبة للآلات وهذا يعني إزالة ، وشحذ ، وإعادة تثبيت ، وإعادة محاذاة. هذا أمر مزعج ، ويستغرق الوقت والمال والطاقة.

القوارض ليس لديهم هذه المشكلة. تعمل القواطع الخاصة بك مثل السكاكين ولكنها لا تعمل بشكل حاد. إنها تنمو عدة مليمترات كل أسبوع وتختفي دون أن تنكمش بشكل عام. على العكس من ذلك: تحتاج القوارض إلى طعام صعب ، وإلا تصبح الأسنان أطول. الأسنان حادة دائمًا ، مما يجعلها مثيرة للاهتمام للأجهزة الإلكترونية.

تتكون القواطع من أسنان ناعمة من الداخل ومينا صلبة من الخارج. لأن هاتين المادتين تفركان بدرجات مختلفة ، تبقى الأسنان حادة بسبب تقلص العاج الناعم وبقايا المينا الصلبة.

التجريد الأحيائي للمبدأ: لذلك يجب أن تتكون السكاكين ذات الشحذ الذاتي من مادتين بصلابة مختلفة. توجد مثل هذه السكاكين: إن قلبها مصنوع من الفولاذ ، الذي يتآكل أسرع من طبقة السيراميك الخارجية ، وتبقى الطبقة الصلبة كحافة مقطوعة. تدوم هذه السكاكين لفترة أطول من المنتجات التجارية وهي دائمًا حادة.

الدب القطبي والبيت الأبيض

يستخدم بعض النمل الأبيض دفء الشمس والتمثيل الغذائي لتهوية هياكلهم. يتدفق الهواء من خلال نظام الأنبوب إلى أعلى وأسفل السطح إلى أسفل. ويتحقق ذلك من خلال التدرج الحراري بين الجزء العلوي الدافئ من المبنى والمناطق الباردة تحت الأرض. ينتشر ثاني أكسيد الكربون من خلال مواد البناء المسامية ، وينتشر الأكسجين فيه.

في الدببة القطبية ، يوصل الشعر الأبيض الضوء والدفء على البشرة الداكنة. هناك يتم استيعابهم. جنبا إلى جنب مع المساحات الهوائية المغلقة في جلد الدب ، يكتسب الحيوان الدفء.

في عام 1996 ، صمم W. Nachtigall و G. Rummel منزلًا منخفض الطاقة يجمع بين التهوية المسامية السلبية للنمل الأبيض والعزل الحراري الشفاف للدب القطبي. (د. أوتز أنهالت)

الأشخاص والشركات والجامعات التي تعمل مع الإلكترونيات(اختيار):

مجموعة التكنولوجيا المتكيفة
جامعة فيينا التقنية

شركة INPRO للابتكار لأنظمة الإنتاج المتقدمة
في صناعة السيارات mbH

معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT)

متحف أوتو ليلينتال

جامعة بايرويت ، كرسي للمواد الحيوية

معلومات المؤلف والمصدر

يتوافق هذا النص مع مواصفات الأدبيات الطبية والمبادئ التوجيهية الطبية والدراسات الحالية وقد تم فحصها من قبل الأطباء.

دكتور. فيل. Utz Anhalt ، Barbara Schindewolf-Lensch

تضخم:

  • Bionik-online.de: www.bionik-online.de (وصول: 20 يونيو 2017) ، ما هي الإلكترونيات الحيوية؟
  • الطيف: www.bionik-online.de (الوصول: 18 يونيو 2017) ، الكترونيات
  • Zerbst ، Ekkehard W..: Bionics: Biological Functional and Applications Applications ، Springer، 2013
  • Nachtigall ، Werner: Bionics: التعلم من الطبيعة ، CH Beck ، 2008
  • روزين ، روبرت: "Bionics Revisited" ، في: The Machine as Metaphor and Tool ، 1993 ، Springer Link
  • Nachtigall ، Werner: Bionics: أساسيات وأمثلة للمهندسين وعلماء الطبيعة ، Springer ، 1998
  • Reger ، Bernard D. et al.: "Connecting Brains to Robots: Body الاصطناعي for the Study of the Computational Computing of Textures.
  • زيوخ ، مارتن ؛ Reimann ، Eberhard: Was ist was - Bionik، TESSLOFF Verlag، 2006


فيديو: 15 طريقة للبحث على جوجل لا يعرفها 96% من الناس (قد 2022).