자연 요소에 대한 제품, 프로세스 및 정책을 모델링하는 철학은 생체 모방 또는 생체 모방으로 알려져 있습니다.
지구를 걷는 가장 부지런한 생명체 인 인류는 주변의 모범 사례에 의해 지속적으로 영감을 받아 영원히 그들로부터 차용하여 그의 상태를 높입니다.
Maharishi Sushruta, 고대 인도 출신의 세인트 (기원전 600 년) 수술의 비전으로 인정 받고 있으며 다양한 동물의 턱 프로파일에 대한 그의 악기의 디자인을 기반으로
Maharishi Sushruta는 다양한 동물의 턱 프로파일 후 수술기구를 설계했습니다 (사진 신용 :Kaviraj Kunja Lal Bhishagratna/Wikimedia Commons)
또 다른 예에서, 르네상스에서 통치 한 매버릭 폴리 마스 레오나르도 다빈치 (Leonardo da Vinci)는 첫 비행 기계의 청사진을 만들었습니다. Macchina Volante는 알려진 것처럼 건축 단계에 도달하지 않았지만, 새 같은 날개와 공예를 조종하는 데 도움이되도록 기계화 된 꼬리가 포함되었습니다.
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MacChina Volante는 비행을 돕기 위해 새 같은 날개와 꼬리를 가졌습니다 (사진 크레디트 :군인 Alberto Mario/Wikimedia Commons)
자연 요소에서 기능 설계를 활용하는이 제품 철학은 생체 모방 또는 생체 모방으로 알려져 있습니다. 인간이 보철 날개로 날아가는 것을 보는 것만 큼 명백하지는 않지만, 현대 건축가와 제품 디자이너는 여전히 미적 매력을 유지할뿐만 아니라 지속 가능하게 기능적인 특별한 제품을 만들기 위해 생체 모방을 사용합니다.
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왜 자연 이후 무언가를 모델링 하는가?
생명은 30 억 년이 넘는 지구상에서 존재하여 생존 할뿐만 아니라 변화하는 조건에서 번성합니다. 이 진화 체계에서, 인간이 매일과 싸우는 많은 문제에 대한 해결책은 이미 존재합니다. 이 솔루션의 또 다른 두드러진 특징은 인간이 디자인 한 것과는 달리 자연에서 지속 가능하다는 것입니다.
다음은 여러분의 고려를위한 몇 가지 예입니다.
- 나무는 기계식 펌프를 사용하지 않고 가장 깊은 뿌리에서 가장 높은 잎으로 물을 당길 수 있습니다. Hyperion Redwood는 참고로 약 380 피트 또는 35 층으로 세계에서 가장 높은 나무입니다.
- 바다와 나무는 이산화탄소를 흡수하여 인간에게 신선한 산소를 제공 할뿐만 아니라 세포 구조에 흡수 된 탄소를 이용합니다.
- 거미가 웹을 회전시키는 데 도움이되는 화학 물질 인 Spider Silk는 강철과 생분해 성보다 3 배 이상 강합니다.
- 위장, 특히 전시 중에 유용한 위장은 카멜레온의 독특한 특징으로, 피부색을 주변 환경에 섞을 수 있습니다. .
- 아쿠아 포린은 기존 삼투보다 식염수로부터 물을 걸러내는 적혈구의 모래 시계 모양의 구멍으로, 삼투에서 발생하는 필터의 막힘이 없다.
생체 모방 수준
다른 유기체의 생명 공정의 에뮬레이션 정도에 따라 생체 모방은 세 가지 수준의 설계로 분류 될 수 있습니다 :제품, 프로세스 및 정책
1. 유기체 수준의 생체 모방
이것은 제품 설계에 영감을주기 위해 유기체의 형태의 단순한 복제를 말합니다. 유비쿼터스 벨크로 접착제는 유기체 수준에서 생체 모방의 전형적인 예입니다.
벨크로의 발명가 인 조지 드 일제 (George de Mestral)는 개의 모피에 붙어있는 버의 미세한 구조에 흥미를 느꼈다. 그들의 외부 표면에는 작은 고리가있는 많은 투영이 특징입니다. 개가 식물에 칫솔질을했을 때,이 고리는 머리카락에 달라 붙어 제거하기가 매우 어렵습니다.
BURR은 개 머리카락, 직물 등과 같은 섬유에 달라 붙는 외부 표면에 고리 모양의 투영이 있습니다 (사진 크레디트 :매일 오디세이/ 셔터 스톡)
Velcro는 '후크'표면과 '루프'표면을 포함하는 유사한 시스템에서 작동합니다. 압력의 적용에 의해이 두 표면이 접촉 할 때, 후크는 루프와 관여하여 튼튼한 물리적 결합을 초래합니다.
또한 벨크로 조각을 분리하는 것도 쉽습니다. 두 표면을 분리하는 것입니다.
Velcro는 고정 및 루프 시스템에서 작동하는 고정 및 루프 시스템에서 작동합니다 (Photo Credit :Daniel Brasil/ Shutterstock)
Velcro는 다양한 구성의 다양한 표면에 배치 할 수 있으므로 매우 다양한 형태의 고정 형태입니다. 벨크로의 추가 이점은 접착제와 달리 재사용 할 수 있다는 것입니다. Velcro는 가정 기기 및 가구를위한 지진 저항성 피팅을 포함하여 다양한 다양한 응용 프로그램을 보유하고 있습니다.
2. 행동 수준의 생체 모방
행동 생체 모방에서, 디자이너는 다른 요소와 접촉 할 때 유기체의 행동을 복제하는 것을 목표로합니다. 이것은 주변 환경에도 불구하고 습지에 피고 신선하게 유지되는 연꽃에 의해 가장 잘 설명됩니다.
연꽃의 소수성 또는 수비 된 특성은 많은 자체 청소 표면에 영감을주었습니다 (사진 신용 :Ricardo Reitmeyer &Daniel Brasil/ Shutterstock)
연꽃의 꽃잎과 잎은 초 고화증이므로 일반적으로 자체 청소 특성으로 알려진 극한의 물과 흙길을 나타냅니다. 이것은 자체 청소 페인트, 직물 용 스테인 반성 코팅, 자동차 페인트 용 물비 성분과 같은 많은 제품에 영감을주었습니다.
.3. 생태계 수준의 생체 모방
시스템이 자연 생태계의 일부로 모델링되면 부분적으로 파생되기보다는 가장 높은 수준의 생체 모방이 달성됩니다. 생체 모방 생태계의 모든 요소는 상호 연결되고 상호 의존적입니다.
생태계 수준의 생체 모방의 중요한 예는 흰개미 마운드에서 모델링 된 짐바브웨의 이스트 게이트 센터입니다. 흰개미 마운드는 외부 온도의 변동에 관계없이 안정적인 온도를 내부로 유지하도록 설계되었습니다.
흰개미 마운드를 모델로 한 짐바브웨의 이스트 게이트 센터에는 온도 제어를 돕기 위해 많은 굴뚝과 통풍구가 있습니다 (사진 크레디트 :Andrew Paul Deer/Shutterstock &David Brazier/Wikimedia Commons)
흰개미 마운드에는 낮에 열을 흡수하는 일련의 얇은 '굴뚝'이 있으며 내부는 합리적으로 시원하게 유지합니다. 밤에는 밀도가 낮기 때문에 열기 가이 굴뚝에서 벗어납니다. 마운드의 바닥에는 열린 통풍구가있어 시원한 공기가 들어가도록합니다.
비슷한 방식으로, 다공성 콘크리트 및 팬 보조 굴뚝을 사용하면 건축가는 이스트 게이트 센터에서 기존 에어컨 시스템을 배제 할 수 있었지만 반 건조 짐바브웨에서 거주 가능한 온도를 유지할 수있었습니다.
생체 모방의 더 많은 예
가장 지속 가능한 형태의 생체 모방이 생태계 수준에 있지만 항상 실행하는 것이 가능하지는 않습니다. 제품 및 공정 수준의 생체 모방조차도 혁신적인 제품을 초래합니다. 다음은 우리 세계에서 생체 모방의 다른 삽화입니다.
1. 킹 피셔와 총알 열차
총알 열차의 Kingfisher와 같은 코는 소닉 붐을 방지합니다 (사진 크레디트 :Kaeja2525 &Vacclav/ Shutterstock)
총알 열차는 고속 여행과 동의어이며 전용 복도에서만 운영됩니다. 터널을 통과 할 때, 총알 모양의 코는 저주파식파의 공기를 쌓아내어 파괴적인 음파 붐을 일으킬 수 있습니다. 이 문제는 총알 열차의 코를 킹 피셔의 부리와 비슷하게 만들어서 해결되었습니다.
2. 태양 전지판 및 나선형 Phyllotaxy 배열
phyllotactic 패턴으로 태양 전지판을 정렬하면 효율성이 향상됩니다 (사진 크레디트 :Ajaytvm &Bella Reji/ Shutterstock)
Phyllotaxy는 햇빛의 최대 수집을 허용하는 방식으로 식물 줄기에 잎의 배열을 말합니다. 이러한 배열로 인해 식물에 의한 광합성은 95%의 매우 높은 효율을 나타냅니다.
태양 광 패널의 구성 요소 인 태양 광 세포가 유사한 패턴으로 배열 될 때, 그들은 훨씬 적은 공간을 차지할뿐만 아니라 효율이 증가하는 것을 나타냅니다. 이것을 원근감있게 표현하기 위해, 평평한 레이아웃을 가진 태양 광 농장은 30%의 효율을 가지며 동등한 태양열과 비교하여 50% 더 효율적일뿐만 아니라 몇 평방 피트의 공간을 차지합니다.
.3. 안료 및 전자 디스플레이가없는 색상
Qualcomm은 빛의 선택적 반사에 작동하는 에너지 효율적인 디스플레이를 개발했습니다 (Photo Credit :Katerina Cechova/Shutterstock &Qualcomm/Wikimedia Commons)
Morpho 나비와 공작은 아름답고 반짝이는 색으로 유명합니다. 그러나,이 무수한 색상은 안료에 의해 생성되지 않습니다. 오히려, 입사광의 선택적 반사를 통해 처음에는 존재하지 않는 색상을 생성 할 수 있습니다. 이것은 기술 거대 Qualcomm에 의해 활용되어 각 픽셀의 특정 파장을 반영하여 색상을 생성하는보다 에너지 효율적인 디스플레이를 개발했습니다.
4. 항균 표면과 상어 스킨
상어 피부의 덴티클은 많은 항균 표면에 영감을주었습니다 (사진 신용 :Pascal Deynat/Odontobase/Wikimedia Commons)
상어는 표면의 미생물 성장과 싸우기 위해 화학 물질을 방출하는 대신 피부에 작은 치아가있어 생체 퍼지를 방지합니다. Sharklet Technologies의 연구원들은 현재 물리적 및 화학적 오염 제거 방법에 의존하는 병원에서 광범위한 응용 프로그램을 찾을 수있는 유사한 박테리아 내성 표면을 개발했습니다.
.5. 풍력 터빈과 혹등 고래
고래 플리퍼의 결절과 유사한 터빈 블레이드의 홈이있는 가장자리는 공기 드래그를 줄이는 데 도움이됩니다 (사진 크레디트 :Kirill Dorofeev/ Shutterstock)
혹등 고래의 오리발의 가장자리에는 드래그를 줄이는 데 도움이되는 결절이 있습니다. 이것은 공기 끌기와 움직임을 줄이기 위해 풍력 터빈의 블레이드 설계에 영향을 미쳐 더 많은 전기를 생성했습니다.
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