Je zou het de ultieme vorm van inspiratie kunnen noemen: biomimicry. Dit is de wetenschap waarbij we technieken, structuren en methodes uit de natuur nabootsen om menselijke problemen op te lossen. Het is verbazingwekkend hoeveel slimme oplossingen de evolutie al heeft bedacht, waar ingenieurs en uitvinders dankbaar gebruik van maken.
Hieronder vind je 10 baanbrekende uitvindingen waarvan de inspiratie rechtstreeks uit de natuur komt.
1. De Japanse kogeltreinen
De beroemde Shinkansen-treinen in Japan danken hun efficiëntie aan de ijsvogel.
Ingenieur Eiji Nakatsu ontdekte dat de treinen bij het verlaten van tunnels een luide knal veroorzaakten door de luchtdruk. Door de neus van de trein te modelleren naar de snavel van een ijsvogel – die zonder spatten in het water kan duiken – werd de trein niet alleen stiller, maar ook 15% energiezuiniger en 10% sneller.
Klittenband
Klittenband is een klassiek voorbeeld van biomimicry. De Zwitser George de Mestral ergerde zich na een wandeling aan de stekelige zaadjes van de stekelnoot die in de vacht van zijn hond bleven hangen. Onder de microscoop zag hij dat de plant duizenden kleine haakjes gebruikte om zich vast te grijpen. In 1955 patenteerde hij zijn uitvinding onder de naam Velcro. Vandaag de dag is deze sluiting onmisbaar in alles, van kinderschoenen tot de uitrusting van astronauten.
Beerdiertjes en het bewaren van medische middelen
Het beerdiertje staat bekend als het meest onverwoestbare wezen op aarde. Ze overleven extreme hitte, kou en zelfs het vacuüm van de ruimte door zichzelf bijna volledig uit te drogen. Wetenschappers hebben ontdekt dat zij hiervoor speciale suikers gebruiken die hun cellen beschermen.
Deze techniek wordt op grote schaal toegepast om vaccins, DNA en stamcellen langdurig te bewaren zonder dat er een complexe koelketen nodig is.
De boortechniek van de zaagwesp
De zaagwesp beschikt over een legbuis die als een vlijmscherpe boor werkt. Hiermee graven ze gaatjes in hard hout om hun eitjes te leggen. Wat bijzonder is, is dat de boor uit twee delen bestaat die langs elkaar heen bewegen, waardoor er bijna geen neerwaartse druk nodig is. Ingenieurs hebben deze techniek overgenomen voor onbemande ruimtesondes en medische sondes die in zacht weefsel of hard gesteente moeten boren zonder veel kracht uit te oefenen.
Wandelstokken met ultrasone echolocatie
Vleermuizen navigeren in het pikdonker door ultrasone geluiden uit te zenden en de echo daarvan op te vangen. Dit principe van echolocatie is door technici vertaald naar de Ultracane, een wandelstok voor blinden. De stok zendt ultrasone pulsen uit; zodra een object dichtbij komt, begint de stok te trillen. Hoe dichterbij het object, hoe harder de trilling.
Robots die lopen als schaatsenrijders
Schaatsenrijders maken gebruik van de oppervlaktespanning van water om niet te zinken. Wetenschappers hebben dit natuurkundige trucje gebruikt om piepkleine robots te ontwerpen die letterlijk over het water kunnen wandelen. Deze robotjes wegen slechts enkele milligrammen en worden tegenwoordig ingezet voor milieumonitoring. Ze kunnen onopvallend de waterkwaliteit meten op plekken waar grote meetstations niet kunnen komen.
Haaienhuid tegen bacteriën
Het is wetenschappers opgevallen dat de huid van een haai nooit bedekt is met algen of bacteriën, in tegenstelling tot scheepsrompen of walvissen. Dit komt door de unieke schubbenstructuur, ook wel denticles genoemd. Deze structuur is nagemaakt in kunststof materialen die in ziekenhuizen worden gebruikt voor deurklinken en katheters. Bacteriën kunnen zich fysiek simpelweg niet hechten aan dit patroon, wat zorgt voor een enorme afname in infecties zonder het gebruik van agressieve chemicaliën.
Robotarmen zoals de slurf van een olifant
Een olifantenslurf bevat zo’n 40.000 spieren en is ongekend flexibel. Het bedrijf Festo heeft de Bionic Handling Assistant ontwikkeld, een robotarm die exact zo beweegt als een slurf. De arm werkt met luchtdruk en opblaasbare compartimenten in plaats van harde gewrichten. Hierdoor is de arm extreem veilig voor mens-robotinteractie in fabrieken.
Röntgentechniek gebaseerd op kreeftenogen
Kreeften zien in troebel water dankzij een uniek systeem van duizenden kleine reflecterende vierkantjes in hun ogen. Deze structuur heeft geleid tot de ontwikkeling van nieuwe röntgentelescopen en handheld röntgenscanners. In plaats van straling te absorberen, zoals traditionele systemen doen, reflecteert dit systeem de stralen naar een brandpunt. Hierdoor kan men met veel minder straling veel dieper door materialen heen kijken, wat veiliger is voor medisch personeel en patiënten.
Cyberplasm: robots gebaseerd op de prikvis
Cyberplasm is een micro-robotisch concept dat het zenuwstelsel en de beweging van de prikvis (lamprei) nabootst. Deze robotjes zijn ontworpen om door de menselijke bloedstroom te zwemmen en reageren op licht en chemicaliën alsof het levende cellen zijn. We staan momenteel aan de vooravond van klinische toepassingen waarbij deze robots ziektes of blokkades in het lichaam kunnen opsporen zonder dat er een operatie aan te pas komt.
2 reacties
Gyfktyd
Ok