昆虫コンパスと消火用蔓:2023 年の自然からインスピレーションを得たテクノロジー

人間が引き起こした気候変動が環境を脅かしているにもかかわらず、自然は私たちの技術進歩を刺激し続けています。エディンバラ大学の研究者エブリピディス・ガニアス氏は、「自然が提供する解決策は何十億年にもわたって進化し、太古の昔から毎日繰り返しテストされてきた」と述べた。ガニアス氏は、自然が人工知能をどのように教育できるかに特別な関心を持っています。同氏はAFPに対し、「人間の創造性は魅力的かもしれないが、自然の力強さには及ばない。エンジニアはそれを知っている」と語った。昆虫の目を模倣したコンパスから蔓のように動作する森林消火ロボットまで、今年の自然ベースのテクノロジーのセレクションをご紹介します。

昆虫コンパス

アリやミツバチなどの一部の昆虫は、太陽光の強度と偏光に基づいて視覚的に移動し、太陽の位置を基準点として使用します。研究者たちは彼らの目の構造を複製して、曇りの日でも空の太陽の位置を推定できるコンパスを構築しました。一般的なコンパスは地球の弱い磁場を利用して航行するため、電子機器からのノイズによって簡単に妨害されます。Communications Engineering誌に掲載された研究を主導したグカニアス氏は、光検出コンパスのプロトタイプは「すでにうまく機能している」と述べた。「適切な資金があれば、これをよりコンパクトで軽量な製品に簡単に変えることができます」と彼は付け加えた。そして、もう少し微調整を加えれば、昆虫コンパスは大きな天体の光源が見えるあらゆる惑星で機能する可能性があります。

水を集めるウェブ

クモの巣の絹のような糸から着想を得たこの生地は、朝霧から飲料水を集めることができ、水不足に悩む地域ですぐに重要な役割を果たす可能性がある。人工糸は羽足グモから引き出されており、その複雑な「紡錘結び目」により、大きな水滴が移動して巣に集まります。『Advanced Functional Materials』誌に掲載された研究の共著者、Yongmei Zheng氏はAFPに対し、この材料が大量生産できれば、採取される水は「実際の用途に相当な規模」に達する可能性があると語った。

防火用の蔓

自然からのインスピレーションの源は動物だけではありません。科学者たちは、蔓が壁を這い上がったり、林床を横切ったりするのと同じように、光や熱の方向に「成長」する膨張式ロボットを開発した。長さ約 2 メートルの管状ロボットは、高価な電子機器ではなく、液体で満たされたポーチを使用して自らを操縦できます。カリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究者らは、やがてこれらのロボットがホットスポットを見つけて消火剤を届けるようになるだろうと述べている。共著者のチャールズ・シャオ氏はAFPに対し、「これらのロボットは遅いが、二酸化炭素排出の主な原因となり得る泥炭火災など、くすぶっている火災と戦うのには問題ない」と語った。しかし、ロボットが地形を登るには、より耐熱性と機敏性を高める必要があります。

コンブチャ回路

ブリストルにある西イングランド大学の非従来型コンピューティング研究所の科学者たちは、人気の紅茶ベースの飲み物の発酵中に酵母や細菌によって生成されるぬるぬるしたコンブチャマットを使用して「コンブチャエレクトロニクス」を作成する方法を発見した。科学者らは、小さな LED ライトを点灯できる乾燥マット上に電気回路を印刷しました。

乾燥したコンブチャマットは繊維や革の特性を共有します。しかし、それらは持続可能で生分解性があり、数日間水に浸しても破壊されない、と著者らは述べた。「コンブチャウェアラブルは、素材自体の中にセンサーや電子機器を組み込む可能性があり、心臓モニターや歩数計などにシームレスで目立たないテクノロジーと人体との統合を提供する可能性がある」と筆頭著者のアンドリュー・アダマツキー氏と研究所所長はAFPに語った。このマットはプラスチックよりも軽く、安価で、柔軟性に優れていますが、耐久性と大量生産が依然として大きな障害となっていると著者らは警告しています。

鱗状ロボット

センザンコウは松ぼっくりとアリクイを掛け合わせたような姿をしています。爬虫類の鱗で覆われたこの柔らかい体の哺乳類は、外敵から身を守るために丸くなることが知られています。『Nature Communications』に掲載された研究結果によると、現在、小型ロボットが同じ設計を応用して、人命を救う可能性のある作業を行う可能性があるという。これは、展開して薬を投与したり、人体の手の届きにくい部分の内出血を止めたりする前に、消化管を通過することを目的としています。

筆頭著者であるマックス・プランク知能システム研究所のレン・ハオ・スーン氏は、YouTubeビデオを見ていたときに「偶然この動物に出会い、ぴったりだと思った」という。すぐに、電気を通すなどの硬い材料の利点を備えながら、人体内で害を及ぼさない柔らかい材料が必要になりました。センザンコウの独特の構造は完璧でした。この小型ロボットはまだ初期段階にあるが、1 台あたりわずか 10 ユーロで製造で​​きる可能性がある。「この種の問題を解決するために自然に目を向けるのは自然なことです」とスーン氏は言いました。「動物のデザイン部分はどれも特定の機能を果たしています。とてもエレガントですね。」

ソース ： クウェートタイムズ