Природа и техника

16

идей,

подсмотренных у природы

Включить

16 идей, подсмотренных у природы

1

2

3

4

5

16

15

14

8

Светоотражатели и кошки

Звукоизоляция и совы

Паутина и кевлар

Омар и рентгеноскопия

Закрылки и птицы

Слон и роботизированная рука

Акулы и гидрокожа

Инфракрасные лучи и змеи

Буровая установка и черви

"Чёрные" ящики и дятлы

Лопасть турбины и киты

13

Светлячки и светодиод

9

Комары и дроны

12

Бабочки и беспилотники

Летучие рыбы и экранопланы

Кальмары и подводные роботы

11

10

7

6

Горбатый кит может достигать веса 45 тон и, несмотря на это, он перемещается по воде с невероятной легкостью. Частично это происходит благодаря бугоркам на зазубренном плавнике. Добавив несколько рядов подобных бугорков на лопасть турбины вертолетов и ветряных мельниц, инженеры смогли увеличить мощность, при этом уменьшив сопротивление и уровень шума.

Авторами хитрой технологии, которая позволяет самолету удерживаться в воздухе по мере замедления, являются птицы. Их перья делятся на основные и второстепенные и специально адаптированы для полета. У птичьего крыла есть часть, именуемая придаточным крылом, или крылышком, которая помогает им стабилизироваться, используя открывающийся слот. Помните небольшие "флажки", которые появляются у самолета перед посадкой? Это имитация птичьей технологии, и называется она закрылком.

Несмотря на свой небольшой размер, светлячки излучают яркий свет. Их секрет заключен в их анатомии: у них есть органы свечения, находящиеся на последних брюшных сегментах. Обычно эти органы находятся под прозрачной кутикулой. Они образованы большими фотогенными клетками, а они в свою очередь щедро оплетены трахеями и нервами. Под фотогенными клетками можно найти отражатели света - это клетки, в которых находятся кристаллы мочевой кислоты. Ученым удалось воссоздать свет, излучаемый органами свечения светлячков. Их светодиод излучает свет на 55 процентов ярче оригинала.

Как приятно иногда посидеть в тишине, и хорошо, что существуют звукоизолированные помещения, а спасибо мы за это должны сказать совам. Правда, они используют эту особенность в менее мирных целях. Совы должны быть совершенно бесшумными, чтобы беспрепятственно настигать свою жертву. В этом им помогает конструкция перьев. Волокна и крошечные деления изолируют поток воздуха от крыльев, что предотвращает любые громкие звуки, в том числе и хлопанье перьев. Единственный звук, который можно будет услышать, - это писк жертвы.

Летучие рыбы: планируют не хуже ястреба, завихряются, чтобы не упасть, и пролетают 400 метров. Уже под водой шустрые летучие рыбы разгоняются почти до 60 км/ч. Этот импульс позволяет им выпрыгивать в воздух и планировать с помощью непропорционально крупных плавников, похожих на крылья. Летучие рыбы не могут изменить направление полета, как кальмары, но могут пролететь до 400 метров!

Выпрыгивая из воды, они летят параллельно ее поверхности. Кончики плавников создают граунд-эффект — воздушные завихрения, которые помогают держаться над водой. Оказавшись слишком близко к воде, рыбы отталкиваются от нее хвостом. Как это помогло науке. Инженеры давно применяли граунд-эффект в экранопланах, которые передвигаются над поверхностью воды или земли за счет отраженного от нее воздушного потока. Изучение полетов летучих рыб поможет улучшить уже существующие модели этого транспорта.

Однажды инженер Марк Брюнель наблюдал за корабельным червем, который прокладывал себе путь в щепке дуба. Голова червя покрыта жесткой раковиной с зазубренными краями, коими он и буравил дерево. Это подтолкнуло ученого к созданию проходческого щита, с помощью которого прорыли тоннель под Темзой. Современные буровые машины - это увеличенная механическая копия дождевых червей. Непрерывно двигаясь вперед, черви "проедают" землю и пропускают ее через себя, оставляя позади большой тоннель. По этому принципу и действуют буровые установки.

Если вам вздумается погладить акулу, будьте предельно осторожны. И дело далеко не в ее кровожадности. Идеально гладкая на первый взгляд кожа акулы состоит из "алмазного узора" - острых зубчатых чешуек. Если погладить акулу "против шерсти", можно серьезно пораниться. Благодаря такой коже на акулах не живут паразиты. Для начала на акульем примере была создана обшивка для судов, чтобы к ним не липла всякая пакость. Затем по ее типу стали делать одежду для пловцов и клейкую пленку, которой предполагают покрывать поверхности в больницах.

Клюв дятла дробит кору дерева словно молот и дрель, при этом его мозг остается нетронутым. А все потому, что в его клюве располагается множество поглощающих механизмов. От мускулистой структуры и поддерживающего языка (гиоида) до взаимодействия черепа и цереброспинальной жидкости, подавляющего вибрацию. Скопировав эти механизмы, инженеры смогли создать различные аппараты, в том числе и те, что защищают черные ящики в самолетах от разрушения в случае авиакатастрофы.

Кажется, что порхающая над цветами бабочка двигается очень хаотично, и в ее траектории нет никакой логики. На самом деле она летает очень умело. Ученые выяснили, что гибкие крылья бабочек сгибаются и складываются, создавая между собой воздушный карман. Когда крылья хлопают, они выдавливают из кармана воздух и тем самым создают движущую струю.

Она позволяет держаться в воздухе до следующего взмаха, а в случае опасности — мгновенно взлететь с цветка. Как это помогло науке. Израильские ученые пытаются применить механику полета бабочки к миниатюрным беспилотникам. С помощью хлопка и движущей струи беспилотники смогут летать на дальние расстояния и разведывать труднодоступные места.

Если упустить момент, когда комар подлетел, можно попрощаться с пятью миллиграммами крови и поздороваться с новым волдырем от укуса. Почему мы не замечаем, как они кусают и улетают? Дело в том, что комары не просто отталкиваются лапками вверх, а сперва «запускают» крылья. Они движутся «восьмерками», создавая небольшие завихрения — совсем как у летучих рыб.

В одной из фаз они немного меняют наклон крыльев, улавливая завихрения от предыдущего взмаха. И улетают молниеносно, прежде чем жертва их заметит. Как это помогло науке. Комариная техника пилотирования натолкнула британских биоинженеров на создание особых дронов. Их главная фишка в том, что они могут летать ночью и не сталкиваться с препятствиями. Подобно комарам дроны определяют сенсорами обратные потоки воздуха и вовремя меняют траекторию полета.

Кошка стала настоящей музой для англичанина Перси Шоу. Как-то раз он обратил внимание на то, как автомобильные фары отражаются в кошачьих глазах, тогда он и придумал первые дорожные отражатели, которые сейчас можно встретить повсюду. Отражатели стали появляться на велосипедах, автомобилях, на дорожных ограждениях, на тротуарах и, наконец, на одежде. Так, информация о первом катафоте, предназначенном человеку, а не транспорту или дороге, была опубликована в американском журнале Popular Science в январе 1943 года. Устройство, изобретенное американским дорожным патрульным Раймондом Траском, представляло собой металлическую наплечную скобу с одним катафотом. Однако широкое применение пешеходных отражателей началось в Финляндии уже в 1960-е годы.

Почему змеи так опасны и днем, и ночью? Потому что хитрые ползучие оснащены удивительным органом - своеобразным прибором, видящим тепловые инфракрасные лучи. Две ямки на голове даруют ей потрясающую зоркость. Повысив точность "змеиного метода", ученые создали уникальную тепловизорную диагностику, позволяющую заглянуть в недра земли. А также использовали его при создании приборов ночного видения и медицинских аппаратов.

Вот уж от кого не ожидаешь полетов, так это от кальмаров, ведь они выглядят как мешочек с глазами и щупальцами! На самом деле они это делают: вылетая из воды, кальмар выстреливает мощную струю из сифона — трубчатого органа, который набирает воду в жабры и выталкивает ее, создавая ускорение.

Расправленные плавники и щупальца помогают ему дольше держаться в воздухе и даже менять траекторию полета. Например, полет неонового кальмара длится около трех секунд, за это время он успевает разогнаться до 40 км/ч. Так кальмар экономит энергию, ведь в воздухе сопротивление меньше, чем в воде. Как это помогло науке. Китайские ученые создали робота, похожего на кальмара. Он имитирует передвижение кальмара и использует реактивную струю для ускорения и выпрыгивания из воды. Такого робота можно использовать для исследования подводного мира или для разведки подтопленных мест.

Так как видимость на глубине, где проживают омары, почти нулевая, у них развилась суперспособность - видеть сквозь предметы. На основе этой способности глаз омара ученые создали аппарат, позволяющий видеть сквозь стену, и рентгеноскопический телескоп, чтобы анализировать небесные просторы.

Наблюдая за пауками, люди еще в древности научились плести сети. А современному миру они подарили специальный эластичный бинт, который легко и нетравматично отделяется от раны, и вдохновили на создание кевлара, который в сочетании с бронежилетами может создать безупречную защиту. А все потому, что паутина, которую создают пауки, невероятно крепкая, эластичная и легкая.

Способность слоновьего хобота вытягиваться в любом направлении и хватать все, что захочется, была использована учеными при разработке роботизированной руки. Она состоит из пластиковой трубки, исполняющей роль позвоночника, и 4 "пальцев", которые сделали руку более ловкой.