Компасы от насекомых и противопожарные лозы:Технологии 2023 года, вдохновленные природой

Несмотря на то, что антропогенное изменение климата угрожает окружающей среде, природа продолжает вдохновлять наш технологический прогресс.«Решения, предлагаемые природой, развивались на протяжении миллиардов лет и проверялись неоднократно каждый день с начала времен», — сказал Эврипидис Гканиас, исследователь из Эдинбургского университета.Гканиас особенно интересуется тем, как природа может обучать искусственный интеллект.«Человеческое творчество может быть захватывающим, но оно не может сравниться с природной надежностью — и инженеры это знают», — сказал он агентству AFP.От компасов, имитирующих глаза насекомых, до роботов для тушения лесных пожаров, которые ведут себя как лозы, — вот подборка природных технологий этого года.

Компас насекомых

Некоторые насекомые, такие как муравьи и пчелы, ориентируются визуально, основываясь на интенсивности и поляризации солнечного света, используя таким образом положение солнца в качестве ориентира.Исследователи воспроизвели строение их глаз, чтобы построить компас, способный оценить положение Солнца на небе даже в пасмурные дни.Обычные компасы для навигации полагаются на слабое магнитное поле Земли, которое легко нарушается шумами электроники.Прототип компаса, обнаруживающего свет, «уже отлично работает», сказал Гканиас, руководитель исследования, опубликованного в журнале Communications Engineering.«При соответствующем финансировании его можно было бы легко превратить в более компактный и легкий продукт», который доступен в свободном доступе, добавил он.А после небольшой доработки компас насекомых сможет работать на любой планете, где виден большой небесный источник света.

Сети для сбора воды

Ткань, вдохновленная шелковистыми нитями паутины и способная собирать питьевую воду из утреннего тумана, вскоре может сыграть важную роль в регионах, страдающих от нехватки воды.Искусственные нити берутся из пернатого паука, чьи замысловатые «веретенообразные узлы» позволяют крупным каплям воды перемещаться и собираться на паутине.Как только материал будет запущен в массовое производство, собранная вода может достичь «значительных масштабов для реального применения», рассказал AFP Юнмей Чжэн, соавтор исследования, опубликованного в журнале Advanced Functional Materials.

Противопожарные лозы

Животные — не единственный источник вдохновения от природы.Ученые создали надувного робота, который «растет» в направлении света или тепла, точно так же, как виноградная лоза ползет по стене или по лесной подстилке.Трубчатый робот длиной примерно два метра может управляться с помощью наполненных жидкостью мешков, а не дорогостоящей электроники.Со временем эти роботы смогут находить горячие точки и доставлять средства пожаротушения, говорят исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.«Эти роботы медленные, но это нормально для тушения тлеющих пожаров, таких как торфяные пожары, которые могут быть основным источником выбросов углекислого газа», — сказал AFP соавтор Чарльз Сяо.Но прежде чем роботы смогут преодолевать препятствия, им необходимо стать более термостойкими и маневренными.

Схемы чайного гриба

Ученые из Лаборатории нетрадиционных вычислений Университета Западной Англии в Бристоле нашли способ использовать слизистые коврики из чайного гриба, производимые дрожжами и бактериями во время ферментации популярного напитка на основе чая, для создания «электроники из чайного гриба».Ученые напечатали электрические схемы на высушенных ковриках, способных освещать небольшие светодиодные фонари.

Сухие коврики из чайного гриба обладают свойствами текстиля или даже кожи.Но они устойчивы и биоразлагаемы, и их можно даже погружать в воду на несколько дней, не разрушая, говорят авторы.«Носимые устройства из чайного гриба потенциально могут включать в себя датчики и электронику внутри самого материала, обеспечивая плавную и ненавязчивую интеграцию технологий с человеческим телом», например, для кардиомониторов или шагомеров, рассказал AFP ведущий автор Эндрю Адамацки и директор лаборатории.Коврики легче, дешевле и гибче пластиковых, но авторы предупреждают, что долговечность и массовое производство остаются серьезными препятствиями.

Чешуйчатые роботы

Панголины напоминают нечто среднее между сосновой шишкой и муравьедом.Известно, что млекопитающие с мягким телом, покрытые чешуей рептилий, сворачиваются в клубок, чтобы защитить себя от хищников.Теперь, согласно исследованию, опубликованному в Nature Communications, крошечный робот может адаптировать ту же конструкцию для работы, потенциально спасающей жизни.Он предназначен для прохождения через пищеварительный тракт перед тем, как развернуть и доставить лекарство или остановить внутреннее кровотечение в труднодоступных частях человеческого тела.

Ведущий автор Рен Хао Сун из Института интеллектуальных систем Макса Планка смотрел видео на YouTube, когда «наткнулся на животное и увидел, что оно подходит».Вскоре потребовался мягкий материал, который не причинил бы вреда человеческому телу, обладая преимуществами твердого материала, который мог бы, например, проводить электричество.Уникальная структура Панголина была идеальной.Крошечные роботы все еще находятся на начальной стадии разработки, но их можно будет сделать всего за 10 евро каждый.«Обращение к природе для решения подобных проблем естественно», — сказал Сун.«Каждая часть дизайна животного выполняет определенную функцию.Это очень элегантно».

Источник : Кувейт Таймс