تقليد از طبيعت در مهندسي

 تكامل نه‌فقط از مغز انسان، بلكه پيش چشمان او از طبيعتي كه خداوند در اختيارش گذاشته است مي‌تراود. به همين دليل هم از بدو پيدايش تاكنون انسان در طبيعتي كه همواره براي او ناشناخته و پر رمز و راز بوده به كندوكاو مشغول است.ايده استفاده از الگوهاي طبيعي در فناوري‌هاي مدرن بسيار كارا به‌نظر مي‌رسد چون اين الگوها به‌صورت تكاملي رشد داشته‌اند و در هر مورد خاصي بي‌نظير و بي‌نقص هستند. به عبارت ديگر تقليد از طبيعت، مزاياي بسياري دارد، چراكه هر جاندار كنوني داراي چند ميليون سال تكامل است، در اين فاصله زماني طبيعت هر چه را كه سازگاري نداشته از بين برده است و اين اميدواري را به‌وجود آورده كه بشر بتواند با مطالعه فرآيند تكامل، مكانيسم‌هاي جديد فناوري را از روي موجودات زنده نسخه‌برداري كند.البته با اين‌كه مي‌توان گفت تمامي مهندسي بشر دانسته يا ندانسته نوعي الگوبرداري از الگوهاي طبيعي است، اما اين علم به‌صورت آگاهانه سابقه چنداني ندارد. بيونيك نخستين بار در دهه 50 ميلادي مطرح شد. پس از آن و از آنجا كه اين واژه بيشتر بار پزشكي داشت محققان ديگري كه در علوم ديگر كار مي‌كردند واژه‌هاي بيوميميكري و بيوميمتيك را هم به كار بردند. اين دو واژه بيشتر در تحقيقات مهندسي به كار برده مي‌شوند؛ برخلاف بيونيك كه در تحقيقات زيستي و بيولوژيكال به كار مي‌رود.يكي از كلاسيك‌ترين نمونه‌هاي اين علم استفاده از رنگ‌هاي غيرقابل نفوذ در برابر آب است كه با مشاهده سطح كاملا غيرقابل نفوذ گل نيلوفر به دست آمده و به آن اثر نيلوفر گفته مي‌شود. از كاربردهاي ديگر اين علم ساخت بدنه قايق‌ها با الگوبرداري از ساختار فيزيكي دلفين‌ها و ساخت رادار و تصويربرداري‌هاي اولتراساوند پزشكي با الگوبرداري از سيستم رادار طبيعي خفاش‌هاست. در زمينه‌ فناوري‌هاي رايانه‌اي، تحقيقات بيونيك به ساخت نرون‌ها يا سلول‌هاي عصبي مصنوعي و شبكه‌هاي عصبي مصنوعي ختم شده است. معمولا بيونيك برخلاف تصور عامه تنها كاربرد الگوهاي زيستي در فناوري‌هاي جديد نيست بلكه محققان در اين رشته سعي مي‌كنند كاركردهاي طبيعي مورد نظر را تكميل كنند و به كار بگيرند. الگوبرداري هوشيارانه نمونه‌ها و مكانيسم‌ها از ارگانيزم‌هاي طبيعي يك بخش از بيونيك است كه در آن طبيعت به‌عنوان يك پايگاه‌ داده از راه‌حل‌هايي كه كارايي آنها تائيد شده است مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در اين رشته گاهي برخي الگوهاي خاص طبيعي به‌عنوان منابع داده‌اي مورد استفاده قرار مي‌گيرند، اما اين بخشي از كل روندي است كه اين علم در حال حاضر دنبال مي‌كند.يكي از برجسته‌ترين كارهايي كه در سال‌هاي اخير در اين زمينه انجام شده توليد لباس‌هاي هوشمندي است كه با تغييرات دمايي سازگار هستند. اين لباس‌ها با مطالعه ساختار برخي گياهان طراحي شده است.در ميان گياهان ميوه درخت كاج يكي از بهترين نمونه‌هاست كه به گرما، سرما و رطوبت واكنش نشان مي‌دهد و با بازشدن، دانه‌هايش را پراكنده مي‌كند.‌ لباس هوشمندي هم كه با توجه به مكانيسم اين ميوه توليد شده است هنگامي كه گرماي بدن شخصي كه آن را پوشيده بالا برود باز مي‌شود و وقتي كه دماي بدن فرد پايين بيايد جمع مي‌شود. در برخي هواپيماها هم بال‌هايي ساخته شده است كه با توجه به سرعت و ارتفاع هواپيما بال‌ها تغيير حالت مي‌دهند. اين تغيير از نوعي از گونه‌هاي پرنده كه در ارتفاع‌ها و سرعت‌هاي متفاوت حالت بال خود را تغيير مي‌دهند الگوبرداري شده است. اما هواپيما‌ها براي اين‌كه بتوانند بال‌هاي خود را تغيير شكل بدهند به نوعي سازه ويژه در بال‌ها نياز داشتند كه محققان اين بال‌ها را با الگوبرداري از پولك‌هاي ماهي‌ها توليد كردند.





تاريخ : چهار شنبه 4 مرداد 1391برچسب:, | | نویسنده : مقدم |