Insektenkompasse und Feuerlöschranken:Von der Natur inspirierte Technologie des Jahres 2023

Auch wenn der vom Menschen verursachte Klimawandel die Umwelt bedroht, inspiriert die Natur weiterhin unseren technologischen Fortschritt.„Die von der Natur bereitgestellten Lösungen haben sich über Milliarden von Jahren entwickelt und werden seit Anbeginn der Zeit jeden Tag wiederholt getestet“, sagte Evripidis Gkanias, Forscher an der Universität Edinburgh.Gkanias interessiert sich besonders dafür, wie die Natur künstliche Intelligenz erziehen kann.„Menschliche Kreativität mag faszinierend sein, aber sie kann nicht die Robustheit der Natur erreichen – und Ingenieure wissen das“, sagte er gegenüber AFP.Von Kompassen, die Insektenaugen nachahmen, bis hin zu Waldbrandbekämpfungsrobotern, die sich wie Weinreben verhalten, finden Sie hier eine Auswahl der diesjährigen naturbasierten Technologie.

Insektenkompass

Einige Insekten – wie Ameisen und Bienen – navigieren visuell anhand der Intensität und Polarisation des Sonnenlichts und nutzen dabei den Sonnenstand als Referenzpunkt.Forscher haben die Struktur ihres Auges nachgebildet, um einen Kompass zu konstruieren, der in der Lage ist, den Standort der Sonne am Himmel selbst an bewölkten Tagen abzuschätzen.Herkömmliche Kompasse nutzen zur Navigation das schwache Magnetfeld der Erde, das leicht durch Störungen der Elektronik gestört werden kann.Ein Prototyp des Lichterkennungskompasses „funktioniert bereits großartig“, sagte Gkanias, der die in Communications Engineering veröffentlichte Studie leitete.„Mit der entsprechenden Finanzierung könnte dies leicht in ein kompakteres und leichteres Produkt umgewandelt werden“, das frei verfügbar sei, fügte er hinzu.Und mit ein wenig weiteren Optimierungen könnte der Insektenkompass auf jedem Planeten funktionieren, auf dem eine große Himmelslichtquelle sichtbar ist.

Wassersammelnetze

Stoffe, die von den seidenen Fäden eines Spinnennetzes inspiriert sind und in der Lage sind, Trinkwasser aus dem Morgennebel aufzufangen, könnten bald eine wichtige Rolle in Regionen spielen, in denen Wasserknappheit herrscht.Die künstlichen Fäden stammen von der gefiederten Spinne, deren komplizierte „Spindelknoten“ es großen Wassertropfen ermöglichen, sich zu bewegen und sich in ihrem Netz zu sammeln.Sobald das Material in Massenproduktion hergestellt werden kann, könnte das gewonnene Wasser einen „erheblichen Umfang für die tatsächliche Anwendung“ erreichen, sagte Yongmei Zheng, Mitautor der in Advanced Functional Materials veröffentlichten Studie, gegenüber AFP.

Feuerlöschreben

Tiere sind nicht die einzige Inspirationsquelle aus der Natur.Wissenschaftler haben einen aufblasbaren Roboter entwickelt, der in Richtung von Licht oder Wärme „wächst“, so wie Weinreben an einer Wand oder über einen Waldboden kriechen.Der etwa zwei Meter lange Röhrenroboter kann sich mithilfe von mit Flüssigkeit gefüllten Beuteln selbst steuern und benötigt keine teure Elektronik.Mit der Zeit könnten diese Roboter Hotspots finden und Feuerlöschmittel liefern, sagen Forscher der University of California in Santa Barbara.„Diese Roboter sind langsam, aber für die Bekämpfung von Schwelbränden wie Torfbränden, die eine große Quelle von Kohlenstoffemissionen sein können, ist das in Ordnung“, sagte Co-Autor Charles Xiao gegenüber AFP.Doch bevor die Roboter das Gelände erklimmen können, müssen sie hitzebeständiger und agiler werden.

Kombucha-Runden

Wissenschaftler am Unconventional Computing Laboratory der University of the West of England in Bristol haben einen Weg gefunden, schleimige Kombucha-Matten – die durch Hefe und Bakterien bei der Fermentierung des beliebten Teegetränks entstehen – zur Herstellung von „Kombucha-Elektronik“ zu verwenden.Die Wissenschaftler druckten elektrische Schaltkreise auf getrocknete Matten, die kleine LED-Lichter zum Leuchten bringen konnten.

Trockene Kombucha-Matten haben dieselben Eigenschaften wie Textilien oder sogar Leder.Sie seien aber nachhaltig und biologisch abbaubar und könnten sogar tagelang in Wasser getaucht werden, ohne zerstört zu werden, so die Autoren.„Kombucha-Wearables könnten möglicherweise Sensoren und Elektronik in das Material selbst integrieren und so eine nahtlose und unauffällige Integration der Technologie in den menschlichen Körper ermöglichen“, etwa für Herzmonitore oder Schrittzähler, sagten Hauptautor Andrew Adamatzky und der Leiter des Labors gegenüber AFP.Die Matten sind leichter, billiger und flexibler als Kunststoff, die Autoren weisen jedoch darauf hin, dass Haltbarkeit und Massenproduktion weiterhin erhebliche Hindernisse darstellen.

Schuppige Roboter

Schuppentiere ähneln einer Kreuzung zwischen einem Tannenzapfen und einem Ameisenbären.Es ist bekannt, dass die Säugetiere mit weichem Körper und Reptilienschuppen sich zu einer Kugel zusammenrollen, um sich vor Raubtieren zu schützen.Laut einer in Nature Communications veröffentlichten Studie könnte nun ein winziger Roboter das gleiche Design für potenziell lebensrettende Arbeiten adaptieren.Es soll durch unseren Verdauungstrakt rollen, bevor es sich entfaltet und Medikamente abgibt oder innere Blutungen an schwer zugänglichen Stellen des menschlichen Körpers stoppt.

Der Hauptautor Ren Hao Soon vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme schaute sich ein YouTube-Video an, als er „über das Tier stolperte und sah, dass es gut passte“.Bald wurde ein weiches Material benötigt, das im menschlichen Körper keinen Schaden anrichtet, mit den Vorteilen eines harten Materials, das beispielsweise Elektrizität leiten kann.Die einzigartige Struktur des Schuppentiers war perfekt.Die winzigen Roboter stecken noch in den Kinderschuhen, könnten aber bereits für 10 Euro pro Stück hergestellt werden.„Es ist selbstverständlich, sich bei der Lösung dieser Art von Problemen an die Natur zu wenden“, sagte Soon.„Jedes einzelne Designteil eines Tieres erfüllt eine bestimmte Funktion.Es ist sehr elegant.“

Quelle : Kuwait Times