는 많은 새로운 발명품 및 기술 파생되는 자연에서 영감을. 생물학적 과정 후에 인공 제품을 모델링하는 관행을 생체 모방 또는 생체 모방이라고합니다. Biomimicry Institute 의 공동 설립자 인 Janine Benyus 는 1997 년 저서 인 Biomimicry 에서이 용어를 대중화했습니다. “생체 모방,”그녀는 썼다는”기본적으로 디자인 도전을 찾는 생태계의 이미 해결하는 도전,그리고 말 그대로 모방하려고 어떤 자세히 알아보십시오.,”
으로 과학자들이 공부하는 자연계의 발견,발명가,엔지니어들은 그림에서 이러한 새로운 계시하고 적용하는 자연의 솔루션을 하는 새로운 기술입니다. 는지 여부의 문제는 연구자를 해결하기 위해 찾고있는 포함한 건물은 더 나은 로봇,추적 암세포를 더욱 효율적으로 개선 망원경을 연구하는 공간,유용한 솔루션에서 찾을 수 있습는 것입니다.
언젠가는 새로운 발명품으로 이어질 수있는 2020 년의 10 가지 연구 결과가 있습니다.,
Suckerfish 서핑에서 뒤의 다른 바다 생물
Remoras 는 바다의 히치하이커입니다., 으로도 알려진 suckerfish,whalesuckers 또는 sharksuckers,하나의 세 피트 길이의 수영 앵커 자신을 완전채식이나 채식주의를나 얼룩말 상어와 함께 흡입 컵 같은 디스크는”앉아 그들의 머리에 같은 평평하고 끈끈한 모자에 따르면”the New York Times. 그러나이 풋내기는 단지 자유로운 타는 것을 우울하게하는 것이 아닙니다. 올해 연구자들은 쌍이 운송 중일 때 물고기가 실제로 운전사의 등을 따라”서핑”할 수 있음을 발견했습니다., Remoras 글라이드와 함께 그들의 호스트의 몸,클러스터링 근처에는 고래의 통풍구 및 지느러미가있는 곳입을 최소화 끌어 모든 동안 연못에서 죽은 피부과 기생충이 있습니다.
연구원 Brooke Flammang,Jeremy Goldbogen 및 그들의 팀은 remora 의 선택 위치가 매달리기의 열쇠임을 발견했습니다. 사이 지역의 통풍구 및 dorsal fin,특히 푸른 고래,는”훨씬 낮은 속도 액체보다는”만약 그것이”그냥 몇 가지 센티미터 높은”고래의 몸,Flammang 알려줍니다.
물고기의”빠는 디스크”도 실제로 고래의 피부에 달라 붙지 않습니다., 대신 그것을 놓으면 다만,위의를 만드는 저압 지역는 물고기에 가까운 고래의 것을 방지 비행네의 대부분의 시간입니다.
Flammang,생물학에서 새로운 저지 기술 연구소는 이미 받에서 작동하는 인공 흡입을 디스크에서 영감을 remora 는 그녀가 될 것으로 기대를 연결하는 데 사용되는 카메라 및 추적 장치에는 멸종 위기 해양 동물처럼,푸른 구입을 할 수 있습니다. 현재,연구자들은 사용하여 정기적인 흡입 컵을 고정 카메라를 자신의 연구 주제,하지만 그만 그들의 그립에서 24-48 시간입니다., Flammang 의 새로운 장치는 몇 주 동안 계속 유지되어 끌기가 줄어 듭니다. 그녀와 그녀의 팀을 현재 테스트에서 디스크를 준수 표면 뿐만 아니라 디자인 remora 모양의 케이스에 대한 카메라가 있습니다. 결국 그들은 고래,돌고래,상어 및 쥐 가오리를 포함한 살아있는 동물에서 장치를 현장 테스트합니다.
“바이오융합 발전에 첨부 박사에 의해 개발 Flammang 의 연구소는 혁명을 우리가 어떻게 얻을 수 있는 범주에 동물들과 함께 큰 성공이고 효과,”Goldbogen,해양 생물학자 스탠포드 대학에서 쓰는 스미소니언 잡지입니다., “어쩌면 미래의 태그는 부착 할 수있을뿐만 아니라 특정 생리 학적 샘플링을위한 이상적인 장소로 레모라처럼 서핑하고 크롤링 할 수 있습니다.”
기 탄미익은 같은 민감한 손끝
물고기의 지느러미지는 조리기,수영,시카고 대학의째 아담은 하디는 그의 실험실을 발견이 년입니다. 사실,연구자들은 지느러미가 영장류 손가락 끝만큼 민감하다는 것을 발견했습니다. 을 이 결론에 도달하는 과학자들은 공부를 둥근 망둥이 형식의 바닥에 거주하는 물고기 원하는 검은 바다 및 카스피해지만,침구는 라이브에서 어디서나 유럽의 강과 큰 호수가 있습니다., 이 작은 동물들은 호수의 바위 침대를 따라 지느러미를 닦고 바위 위에서”퍼치”하는 것으로 알려져 있습니다.
을 결정하는 방법에 민감한 망둥이’지느러미했 팀에 주입 안락사와 함께 물고기 생리 식염수하는 솔루션을 유지 자신의 신경을 정상적으로 작동하는 동안 그들의 실험이다. 그들은 다음을 사용한 특별한 장치를 기록한 패턴의 전기 자극 신경을 생산 할 때 물고기의 핀 스루어 휠., 이 측정값을 보여주는 팀의 지느러미’지각 있었다”정말 미세한 세부사항,”연구에 공동 저자 멜리나 헤일에도 신경과학자에 시카고 대학교,말 과학 뉴스입니다.
연구자들은이 발견이 특히 수중 봇에서 로봇 감각 기술의 발전을 고무시킬 수 있기를 희망합니다.
악마 엄격한 벌레의 외골격 파괴
악마 같은 철갑 딱정벌레는 절대적으로 그 이름까지 산다. 대부분의 버그 라이브 몇 주만,이러한 딱정벌레의 수명이 대략 여덟 년에,거의 동등한 인간의 생활을 몇 천 년이다. 이러한 위업을 달성하기 위해,그들은 몇 가지 놀라운 갑옷을 진화했습니다.
의 약 인치-긴 수 곤충 살아남을 소재로 사용되는 자동차—그리고 당신을 믿을 수 없는 것,캘리포니아대학교 어바인 엔지니어 데이비드 Kisailus 와 그의 팀에 쌓여 Toyota Camry 및 실행을 통해 두 번,그것은 살았습니다., 후 여러 가지 기술적 실험,팀은 벌레를 견딜 수 있는 엄청난 압력—최대 39,000 번 자신의 체중이다.
여러 가지 요인이 딱정벌레의 튼튼함에 기여합니다. 딱정벌레의 외골격은 예를 들어 무당 벌레처럼 둥글지 않고 평평합니다. 외골격 내에는 단백질이 풍부한 층이있어 전체 껍질이 깨지지 않고 개별적으로 이동할 수 있습니다. 껍질의 두 반쪽은 퍼즐 조각처럼 함께 결합됩니다. 레이어를 따르는 퍼즐처럼 곡선,강화하는 가장 얇은 부분의 합작을 목처럼 비트가 어디 두 부분은 연동이 가능합니다.,
에서 자신의 종이,연구진은 딱정벌레 영감을 받은 연동 체결할 수 있도 마찬가지로 대체 모양하지만,층-적은,관절을 보안하는 데 사용하는 비행기 터빈. 팀은”라미네이션”또는 레이어로 완성 된 3 차원 인쇄 모델을 만들었습니다. 그들은이 발견이”강화 된 강도와 실질적인 증가 된 인성을 제공하는 항공 패스너에 대한 즉각적인 이익을 도입 할 수 있다고 예측합니다.”하지만 정말,이 디자인은 언제라도 사용할 수있는 두 가지 다른 재료—금속 및 플라스틱—할 필요가 결합과 같은 교량,건물,차량,too.,
Ultra-검은색의 염색 여섯 종이의 깊은 바다 물고기가 설명했
경우 국립자연사박물관은 해양 생물학자 카렌 오스와 그녀의 팀이 실수로 뽑은 깊은 바다 fangtooth 에서 물고기들의 순 게,그들이 노력하고 그것의 사진입니다., 그러나 그들이 할 수있는 것처럼 시도해보십시오,제트-블랙 물고기의 세부 사항은 포착 할 수 없었습니다. 그 물고기는 문자 그대로 화성이 없었으며,그 조직이 카메라의 플래시에서 빛의 99.5 퍼센트를 흡수하고 있었기 때문에 나중에 배웠습니다.
fangtooth,15 다른 종은 포함되지에 연구,스포츠는 매우 검은 염색을 할 수 있도록 조화를 어두운 환경의 깊은 바다입니다. 빛이 바다의이 부분에 도달 할 수는 없지만 일부 물고기는 생물 발광입니다. 위 육식,위장으로 어둠의 심연 또는 더 나은 아직 빛을 흡수—은 자연의 최고의 투명 망.,
많은 동물의 육지와 바다에서 매우 검은 색이지만,인간이 만들어진 색깔을 반영한 주위의 10%가볍고 다른 대부분의 검은 물고기를 반영 2%의 빛입니다. 울트라 블랙 임계 값을 넘기 위해서는이 16 종만 반영해야했습니다.그들의 길을 비추는 모든 빛의 5 퍼센트. 이 종들은 조밀하게 포장 된 점보 크기의 캡슐 모양의 멜라노 좀이나 어두운 색소를 함유 한 세포로이 위업을 달성했습니다. 다른 검은 색이지만 초 검은 색이 아닌 동물에서는 멜라노 좀이 느슨하게 펼쳐져 있으며 모양이 더 작고 둥글다.,
을 모방하여 형상,구조와 분산의 매우 검은 물고기의 멜,재료 과학자를 만들 수 있는 인공 울트라 블랙 안료입니다. 이 안료는 밤하늘을 더 잘 볼 수 있도록 망원경의 내부를 코팅하거나 태양 전지판의 빛 흡수를 향상시키는 데 사용될 수 있습니다. 오스본은 7 월에 스미스 소니 언에게 해군 연구원들에게도 관심을 가질 수 있다고 말했다. “만약 당신이 바깥쪽에 멜라닌이있는 갑옷을 만들어야한다면,야간 작전에 좋을 것입니다.”라고 그녀는 말합니다.,
때에 급증하는 나무에서 나무에서,열대 뱀 올라가며 안정성을 위해
경우로 땅에 뱀과 수영 뱀 충분하지 않은,다섯 종 뱀의”비행합니다.”공정하게 말하자면,이 비행은 정말로 고도로 조정 된 가을과 더 비슷합니다. 그것은 그들이 육지에서하는 꿈틀 거림과 사이드 와인딩과 비슷하지만 중력의 도움으로 일종의 것처럼 보입니다. 또는 버지니아 역학 연구원이 제이크는 국 told the New York Times,뱀 항공편과 유사한”큰,흔들기,리본 것입니다.,”
뱀을 평평하게 자신의 라운드에 몸으로 평평하게,삼각형 모양을 잡기 위해 더 많은 공기 및 글라이드 다른 한 나무에서,때로는 수십 개의 피트니다. 그러나 그들이 공중에서하는 모든 좌우,루피 런지는 과학자들에게별로 의미가 없었습니다. Socha 와 그의 팀이 The Cube 라고 불리는 Virginia Tech 의 4 층 블랙 박스 경기장을 임대 할 때까지입니다. 그것에서,그들은 반사 테이프에 7 마리의 비행 뱀을 채비하고 고속 카메라에 150 번 이상 도약을 기록했습니다. (걱정하지 마십시오., 팀은 뱀 안전 프로토콜을 통과해야했으며 경기장에는 거품 바닥과 가짜 나무가 장착되었습니다.)
뱀 항공편 일이 정말 빠르므로 반사 테이프 사용시 항공편을 사용하여 3 차원 컴퓨터 모델링. 팀은 뱀이 수평으로 두 배나 자주 수직으로 물결 치지 않고 꼬리를 위아래로 움직이는 것을 발견했습니다. 버지니아 공대 기계 엔지니어 Isaac Yeaton 말했다간에,”다른 동물로 올라가며 대한 추진입니다. 우리는 날아 다니는 뱀이 안정성을 위해 물결 치는 것을 보여줍니다.,”
팀은 그들의 연구 결과가 일종의 비행 뱀 검색 및 구조 로봇을 만드는 데 사용될 수 있기를 희망합니다. Yeaton 말한 장점은 뱀의 영감을 받은 로봇은 그들의 안정적 운동과 능력을 통해 몰래 좁은 공간에 발생시킬 수 있는 전형적인 로봇을 여행하거나 떨어질 것입니다. 그는 그의 명소를 설정에서 아마 하나일 로봇을 만드는 것을 흉내낼 수 있는 모든 뱀의 왜곡,허리를 구부리고,벗어남과 흔들의 하나로 로봇입니다.,
“그들을 함께 결합할 수 있는 하나의 플랫폼 수 있는 이동을 통해 복잡한 환경:로봇이 올라가 나무 또는 건축,빠르게 활공하는 또 다른 지역은 다음 미끄러져 또는 수영,다른 곳”Yeaton 알려줍 스미소니언 잡지 이메일을 통해. “거기 있는 엔지니어링 도전하는 이 일을 하지만,나는 방법에 의해 영감을 수 있는 실제 비행 뱀은 그리고 최근 발전에서의 생체모방을 디자인.,”
소형,올챙이 같은 바다 생물을 끈적 끈적한 팽창식 여과 시스템
거대한 larvaceans 는 올챙이 모양이며 약간 더 큽니다., 이 작은 생물들은 음식 원천이 부족한 바다 표면 아래 수백 피트 아래에 자유롭게 살고 있습니다.
This year,연구자들은 사용되는 레이저 스캐닝 도구를 공개하고 복잡한”코딱지 궁전”생물를 구축으로,연구의 저자와 바이오엔지니어를 고 Kakani Katija 의 몬터레이 베이 아쿠아리움 연구소를 호출하는 구조입니다. 이러한 작은 무방비,생물 다리가 없는 사용이 자신의 분비를 구성하는 정교한 구름의 콧물과 함께 완료실 늑골을 붙인 벽,터널,홀 및신을 항상 지켜보고 있습니다.,
처럼 많은 거미와 그들의 웹 larvaceans 사용하여 이러한 mucousy 구조를 캡처하는 작은,부족한 음식 입자니다. 그들의 작은 몸의 중간에 앉아”집,”하는 동안 그들은 흔들 자신의 작은 꼬리 펌프는 물의 미로를 통해 채널과 그들의 입으로 거의 같은 정교한 배관 시스템의 종류. 구름은 어떤 거짓 움직임이 사형 선고 인 어두운 깊이에서 녀석의 움직임을 은폐하여 투명 망토로 두 배가됩니다.
Katija 는 언젠가 생체 모방 팽창 식 여과 시스템을 만들기 위해이 동물들로부터 영감을 얻기를 희망합니다., 는 이러한 동물을 필터링 할 수 있는 작은 입자보다 바이러스,아마도 의료용 또는 HEPA 필터를 개선할 수 있 이러한 장치입니다.Katija 는 Smithsonian magazine 에 이메일을 통해”우리는 여전히이 프로젝트의 발견 단계에 있으며 다른 연구자들이 횃불을 집어 들기를 바라고 있습니다.
철-포장된 단백질이 열쇠입 튜브 웜의 빛나는 블루 Goo
점멸의 생물 발광하는 생물처럼,fireflies,일반적으로 마지막에서 두 번째 보다는 더 적은에 대부분의 10 초입니다. 하지만 마린 양피지 관 웜 이러한 바다 수영 밝은 파란색을 생성 goo 는지 빨개져서 어디서나가 16 에서 72 시간입니다. 기 때문에 점액을 유지 빛나는 외부의 자신의 몸,그것을 낭비하지 않는 유기체 의 에너지는 위대한 벌레의 생존을,하지만 질문을 구걸 어떻게 그것을 희미하게 유지를 위해 동물을 사육하는 게 문제지요.,
캘리포니아 대학,샌디에이고 연구자 Evelien De Meulenaere,크리스티나 Puzzanghera 및 디미트리 D.Deheyn 검사 복잡한 화학의 벌레의 점액 발견을 포함하는 철-포장된 단백질이라는 ferritin 방출하는 이온,거나 전기적으로 충전 원자를 함유하고 있습니다. 이 형태의 페리틴은 청색광과 반응하여 더 많은 이온 생성을 유발하여 차례로 피드백 루프에서 빛나는 빛을 유지합니다.
팀를 복제하기를 희망 관 웜의 독특한 photoprotein 또는 연결되는 단백질의 생물 발광을 밝히는 암 세포는 동안 수술입니다., 에 단순한 참고,Deheyn 또한 그들이 할 수 있을 개발 합성 생물학적의 배터리 종류에서 사용할 수 있는 비상상황을 때는 전기입니다. 그는 아이디어를 글로우-인-더-다크 스티커와 비교합니다.
“빛나는 스티커를 유지 빛 때문에 그들은 축적된 햇빛에서 일하고 그것을 풀어 밤은,”그가 스미소니언. “이제 햇빛이 필요 없다고 상상해 보면 철분을 추가하기 만하면됩니다. 이러한 종류의 응용 프로그램은 비상용으로 휴대용 생물학적 조명으로 사용될 수 있습니다., 예를 들어,정전시 헬리콥터 또는 비행기 용 착륙 패드에 빛이 필요할 수도 있습니다.”
벌 수 있는 방법을 알고 큰 이들은
벌 명성을 갖고 있는 어색함이지만,아마도 그의 잘못된 판단 때문에 우리를 대신하여. 어느 여름날,엔지니어 Sridhar 라비의 뉴사우스웨일즈대학교에서 캔버라고 꿀벌을 탐색 분지와 관목으로 쉽습니다. 그는 다소 작은 두뇌를 가진 유기체가 이러한 도전을 극복 할 수 있다는 사실에 충격을 받았습니다.,
꿀벌을 테스트에 넣기 위해 Ravi 와 그의 팀은 실험실에서 벌집에 터널을 연결했습니다. 그들은 터널 내부에 좁은 간격을 장애물로 배치하고 시간이 지남에 따라 점점 더 작게 만들었습니다. 때 차이가 보다 작은 꿀벌’wingspans,그들을 검색을 열고 그 옆으로 돌려서를 통해 얻을 격차를 손상시키지 않고 그들의 날개입니다. 를 달성 심지어 이 작업이 필요합부의 인식이 얼마나 큰 하나의 몸은 다른 각도에서,적성에는 곤충지 않은 일반적으로 생각을 가지고있습니다.,
그러나 작은 경우 두뇌 꿀벌들은 그것을 처리할 수 있습,Ravi 말한 로봇을 필요로 하지 않을 수도 큰 복잡한 프로세서에서 더 얻을 탐색하는 자 입니다. “복잡한 인식이 필요하지 않습한,큰 두뇌와에서 얻을 수 있는 작은 크기이 훨씬 적은 신경은,”그가 스미소니언. 이 아이디어는 덜 서투른 로봇 개발에 대해 생각할 때 고려해야 할 흥미로운 것입니다. 바라건대,연구자들은 그들의 연구 결과를 사용하여 로봇 비행 또는 수영 능력을 향상시킬 수 있기를 바랍니다.,
“단순히 감지 할 수있는 졸업은 로봇 분야의 신기원을 표시 할 것입니다.”라고 Ravi 는 말합니다.
리프 절단기 개미의 갑옷은 여분의 무기물 기반의 보호 코팅
때 진화 생물학 Hongjie 리튬을 실현 잎 절단기 개미 그는 공부했다 얇은 층의 미네랄 갑옷,그는 그의 동료:”내가 발견 록을 수 있습니다.”
개미의 외골격을 더 연구하려면 코팅을 제거해야하지만 어떻게해야합니까? 리는 양치질을하는 동안 주현절을 가졌다 고 과학 뉴스에 전한다. 구강 세척제는 우리의 뺨,잇몸 및 혀를 손상시키지 않고 치아에서 많은 쓰레기를 제거합니다. 그의 직감은 트릭을했고,구강 세척제는 외골격을 손상시키지 않고 미네랄 코팅을 녹였습니다., 을 통해 전통적인 실험실 실험 팀 결정 미네랄 코팅의 방해석을 가진 높은 농도의 마그네슘. 성게에서 방해석과 마그네슘의이 혼합물은 치아의 작은”돌 끝”이 석회석을 통해 연삭 할 수 있다고 생각됩니다.
“의 통합 마그네슘에 방해석 될 수 있는게 특히 유용한 나노기술의 사용을 포함하는 방해석에서와 같은 플라스틱,접착제,건축 박격포와 치과,”명 연구의 저자는 카메론 커리 및 Pupa 길버트에서 이메일을 스미소니언 잡지입니다.,
또한,미네랄 코팅 뭔가 하지 않는 개미들은 태어나와 함께,그러나 그들이 뭔가를 개발할 수 있는 스냅인에서 그들이 필요로 할 때,그것을 잊지 못할 추억을 설명합니다.
“그것은 믿을 수 없는 우리의미할 수 있고 대규모 개선하는 프로젝션으로 급속하게 형성하는 얇고 가벼운 nanocrystal 코팅,”라고 말합니다. “이것은 방탄복을 개선하기 위해 이와 같은 나노 물질 코팅의 잠재적 응용을 강조합니다.,”
어떤 나방 있는 어쿠스틱 망토를 낮춰주는 박쥐에 수중 음파 탐지기
하는 엄 필사적으로 숨어서 육식을 사용하는 소리”를 참조하십시오”하는 것은 결코 쉬운 일이 아닙하지만,일부 이들의 날개 곤충 진화적 특징을 자신을 보호에서 박쥐.,
외에 사운드 연화피,두 귀없는 엄 종은 포크 모양의 비늘에서 자신의 날개는 데 도움을 흡수 박쥐 수중 음파 탐지기,연구진이다. 개인 나방의 날개로 덮여의 수천 수만이 각각보다 하나 밀리미터 길이의 단지 몇 백 마이크로미터 두께입니다. 각 스케일은 날개의 소리를 휘게하여 음향 에너지를 늦추고 차례로 더 적은 소리를 박쥐에게 다시 반사시킵니다., 늠자인을 끌어들여서 서로 다른 주파수 및 전체적으로,그들은”흡수하는 적어도 세 옥타브의 음,”보고서는 안토니는 왕에 대한 화학의 세계입니다.
“그들은 높은 구조화에 나노미터 규모로 강력하게 관통되는 물결 모양 상단과 하단에는 레이어에 의해 연결되어 있는 네트워크의 기둥,”연구의 저자 마크 Holderied 의 브리스톨 대학의 말 화학 World.
Holderied 추정 나방에서 영감을 얻은 방음 기술은 재료를”소리를 흡수하는 데 10 배 더 효율적으로 만들 수 있습니다.,”가정과 사무실에 부피가 큰 패널을 설치하기보다는 스케일과 같은 나노 구조로 코팅 된 흡음 벽지를 구상합니다.
Holderied 는 또한이 발견이 광범위한 산업 수준의 응용 프로그램을 갖는 것을 볼 수 있습니다. “우리는 실제로이 자료의 광범위한 응용 전망에 매우 흥분하고 있습니다.”라고 그는 스미스 소니 언에게 말합니다. “어떤 분야에서 건축 기계 및 교통 음향,는 소리 흡수성이 감소 발자국이 이득의 것,이익에서 얇은 엄-영감 솔루션입니다.”