九大仿生应用:模仿蚁穴帮建筑降低能耗
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对于优雅和高效的设计,自然将永远是我们研究的对象。相比,我们现有的技术,自然,一些解决方法的关键问题,往往比我们更有效,更长远的,自我维持,而且通常是更可靠,更灵活,更多的光线。 工程师期望从大自然中寻找灵感,所以仿生学应运而生。本学科具有悠久的历史,至少在15世纪就已经出现了,当达芬奇解剖鸟类,试图借鉴设计了“飞行机。”这里有一些从自然界灵感的工程应用的好处: 1,翠鸟和新干线 日本工程师已成功地生产出新一代新干线列车的运行速度超过320公里,但是当高速列车噪声产生超过环境标准,这是因为高速列车通过狭窄的小巷将有一个声音时,爆裂的效果。 问题的部分原因,因为前面是子弹头列车,所以将“推”前的空气,而不是“通过”在过去的削减。为了解决这个问题,工程师已经从翠鸟的嘴鸟这种对水的启发,而只有几个喷溅起捕鱼。 观察,翠鸟具有流线型的长喙,它的直径是逐渐增加的落后,让水流顺畅。通过仿生学设计工程师重新改造的子弹,西日本铁路公司创造了500系列列车的前端,并在1997年投入使用。实践证明,相比原设计的列车速度提高了10%,同时减少了15%的功耗,而噪音水平已显着下降。 2,树强 树木和骨骼比较轻,但高强度的特点。应力均匀分布,树木将没有去除不必要的材料,以减少整体重量点重量的增加最重要的力量,并在骨。从树木和骨结构的启发,工程师们将应用软件的设计灵感,以达到减肥和提高材料的性能水平。 奔驰公司推出了一个轻量级的框架设计的一款概念车,骨骼结构是从树上得到的启示。虽然冠以“仿生”低排放的汽车从来没有被投入批量生产,但该公司的确会使用这些想法后的生产各种汽车的设计。 3,弯曲,混凝土的自我修复 如果我们的身体出血,我们可能需要创建护肤霜,但被认为是一个比较严重的划痕。我们身体的血液循环系统会迅速作出反应,以修复创面。 密歇根大学的科学家已经从这一点启发,在具体设计一个自我修复的划痕。他们用特殊的微纤维,而不是使用传统的粗砾使用钢筋水泥,。即使在弯曲的情况下进入微纤维混凝土,只会出现细毛裂缝,大的裂缝,而不是破坏性的厚度。更妙的是,一旦差距,其含有丰富的纤维会吸收从周围空气中的水分,因此,“伤口”已成为软,并逐渐“痊愈”,以修补裂缝。同时,钙水泥会从空气和二氧化碳吸收水分,产生碳酸钙,这是炮弹的化学成分。在此之后的一些列和重新整合的过程,后弯曲以往一样坚实的混凝土结构的自发修复。 虽然这种自我愈合混凝土与普通混凝土的三倍等于价格,但是从建设长远考虑的生命和安全,仍然是一个更经济的选择。 4,对细菌,如鲨鱼 许多鲸鱼和海牛的藻类或藤壶体的总统,但不知道如果你还没有注意到,鲨鱼的身体从来没有发生。这似乎是由于鲨鱼是被称为“盾鳞”结构。牙齿类似的结构,表皮和真皮的共同尺度,这是鲨鱼的皮肤摸起来很粗糙的原因形成的,这是一个独特的软骨鱼类。 鲨鱼皮结构的设计灵感的科学家,被称为“鲨鱼”的表面工程。这种表面结构本身没有任何其他方式的援助,本身就可以防止细菌在表面上的增长。一家名为“鲨鱼技术”公司已申请仿生技术销售给许多用户需要抗细菌的这部影片,并产生了一些有趣的新产品,如导管细菌感染不会如此,。 5,自动水收集系统 这是一个在澳大利亚蜥蜴的刺,它可以通过他们的身体表面集水区自动。当夜间温度下降,露水就可以自动收集和流过它的嘴的毛细作用。 如果我们可以设计一个类似这种被动的集水系统,这将有助于以百万计的人饮用树林里的水效率。 6,像蚊子作为针灸治疗 不管多少后难以忍受的痒痒的,你会发现,当蚊子咬你痛苦少。蚊子的口器方式,使与人体的皮肤尽可能触发神经少接触,从而减少疼痛反应。 在这项研究中渗透的现象,日本关西大学的工程师创建一个微妙的,按照锯齿尖制成仿生的蚊子的口器。和常规的圆柱针不同在下一组的两个未成年的横向牙齿中央尖,领带进入人体后,大大减少了疼痛。 7,全天然的空调系统 白蚁建立该系统,但在炎热,干燥的非洲草原,这类建筑物的内部温度始终能保持自己和潮湿的巨大巢穴。不管如何湿外面的世界,干旱,热或冷,其内部没有任何影响。要做到这一点,因为白蚁的情况下,我们将保持忙碌白天或关闭在不同方向的通风口。 津巴布韦首都哈拉雷市东门购物中心和办公楼的设计中,设计师麦克皮尔斯(迈克皮尔斯)研究白蚁巢穴的结构。因此,东门购物中心只有10%的能源消耗的传统设计。这导致了储蓄,使其能够降低租金,以吸引更多的客商落户。 8,创建一个更好的冲浪板 有一些前翼波纹结构,这是更优雅和液体,以帮助这个庞然大物在水中,在前排的座头鲸。这种结构有利于减少阻力,并帮助座头鲸,“抓住”水,以确保它有一个巨大的身躯,虽然,仍然迅速采取行动。启发,冲浪板制造商,“地球流体(液地球),有一个波浪前端生产冲浪板的特点。 9,水下远程识别标签 蓝色的蝴蝶翅膀有一种微妙的层状结构,它可以在不同的角度反映了太阳,在耀眼的彩虹色版。 Omni - ID的一个公司所谓的启发,创造了一个无线电频率识别标签。标签在水中,即使通过金属网可以被读出。他们使用了先进的金属片来收集和改变传入的无线电波,和一个明确的信号反射回来,允许远程识别。 (晨风)
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