טכנולוגיות בהשראת הטבע

למרות שטכנולוגיה וטבע יכולים להיראות כניגודים, אתם עשויים להיות מופתעים מכמות ואופן השפעת הטבע על פיתוחים מדעיים מתקדמים. הנה כמה טכנולוגיות מדהימות, חלקן עתידיות, שכדי לגלות אותן, לא היה צורך להסתכל לעתיד, אלא דווקא להסתכל אחורה, אל מיליוני שנות האבולוציה של הטבע.

אינטיליגנציית הנחיל

אי פעם תהיתם איך להקה של אלפי ציפורים או מיליוני חרקים, עפה מבלי שחבריה מתנגשים זה בזה? אינטיליגנציית הנחיל בוחנת את האופן בו להקות ציפורים או נחילי חרקים חוברים יחד בתיאום מושלם. המחקר הזה מועיל בכמה תחומים.

הראשון שבהם הוא התחום הצבאי, בו הטכנולוגיה משמשת לשיפור תצלומי מעקב. על ידי התייחסות לכל פיקסל כחלק ממסה גדולה של חלקיקים ויישום סט של חוקים, הוא יכול להבין מה מיקומו ולאן הוא צריך לנוע.

שימוש נוסף גם הוא קשור לביטחון, נוגע למצבי חירום. על יד הבנה ויישום של החוקים בהם משתמשים בעלי חיים כדי לזהות אחד את השני ולהתיישר בהתאם לקבוצה, ניתן למצוא דרכים יעילות, מהירות ובטיחותיות לפינוי אנשים במסלול הטוב ביותר מבניין בוער, או אפילו מעיר שלמה.

בסיליסק - לטאת ישו הההולכת על המים

פרופסור מטין סיטי מאוניברסיטת "קרנגי מלון" בפנסילבניה, מקדיש את כל מרצו למחקר ופיתוח רובוטים מעולם הטבע. הפרופסור ותלמידיו החליטו לפתח רובוט המחקה את פעולת לטאת הביסיליק, המסוגלת ללכת על המים. ללטאה הנפוצה במרכז ודרום אמריקה, יש את היכולת לסובב את רגלי בזווית מסויימת המאפשרת לה לרוץ על פני שטח המים ולהגיע עד למרחק של 20 מטרים.

לאחר עבודה מפרכת, הצליחו הפרופסור ותלמידיו לבנות רובוט המחקה את פעולת הלטאה ומסוגל ללכת על המים. הבנת המנגנון הזה יותר לעומק, אינה גחמה של כמה חוקרים. הטכנולוגיה זקוקה לעוד פיתוח, אך הכוונה היא להשתמש בה במקרים של שטפונות, צונאמי וחילוצים ימיים והיא עוד עשויה להציל חיים רבים.

השחינית, או - החיפושית הצוללת

רוב החרקים שתכניסו למים, יטבעו בסופו של דבר, אך ישנם חרקים ימיים, כמו השחינית. לחיפושית זו יש שערות קשיחות על הבטן, אשר דוחות מים ויוצרות מעין קרום של אוויר המונע ממנה לטבוע. שכבת אוויר זו, בסופו של דבר מתפקדת כמו זימים של דג ומאפשרת לחיפושית לספוג חמצן מהמים ולנטרל פחמן דו חמצני מהאוויר. על ידי חקר, פענוח וחיקוי של הטריק הזה, מדענים אומרים שניתן לפתח טכנולוגיה של זימים מלאכותיים, שיאפשרו לבני אדם לנשום מתחת למים.

עור הכריש

מי הים אינם צלולים ומכילים חומרים אורגניים רבים. לכן, כל גוף השקוע במים זמן רב, אוסף עם הזמן לכלוך ימי, בין אם זה בעל חיים כמו לווייתן, או תחתית של ספינה. הלכלוך הזה מצטבר עם הזמן והופך לגושים די גדולים של רפש. החספוס הנוצר על פני השטח של ספינות גורם להן הן לפגיעה במהירות השייט והן לשריפה מוגברת של דלק, כיוון שרמת החיכוך עם המים עולה. זה אולי נראה זניח עבור ספינה בודדת והפיתרון הוא ניקיון, אך כאשר מדובר בצי הימי הגדול בעולם, עם כמות בלתי נתפסת של כלי שיט, חלקם בקנה מידה של עיר, יש לכך משמעויות כספיות אדירות. לכן הצי האמריקאי פנה לבעל החיים שעורו דווקא לא אוסף רפש ימי - הכריש.

הצי עובד על פיתוח חומר המחקה את עורו של הכריש כדי לצפות את תחתית כלי השיט שלו ולחסוך מאות מיליוני דולרים בשנה. העור מכוסה במעין קשקשים דמויי שיניים, הדוחים בקטריות וכך נמנעת הצטברות הלכלוך. התכונה הזו הביאה השראה גם לבתי חולים, כך שחומר דמוי עור כריש יוכל למנוע הצטברות בקטריות על משטחים כמו מתגי תאורה, ידיות של דלתות ועוד.

גם תחום הספורט לוקח חלק בחגיגה. חברת ספידו פיתחה חליפת שחייה שעובדת על אותו עיקרון ומאפשרת לשחיינים להוריד את החיכוך עם המים וכתוצאה מכך להגביר את המהירות.

ראייה של חסילון גמל שלמה

בעל חיים זה למעשה אינו חסילון או גמל שלמה, אלא סרטן שנראה כהכלאה ביניהם. סרטנים אלה, החיים בשונית המחסום הגדולה שבאוסטרליה, הם בעלי מערכת הראייה המורכבת ביותר המוכרת למדע. בעוד שבני אדם מסוגלים לפענח גוונים של 3 צבעים בלבד (RGB- אדום, ירוק, כחול), הסרטנים מסוגלים להבחין ב-12 צבעים. כמו כן, הם מסוגלים להבחין בין סוגים שונים של גלי אור מקוטב ואם אתם לא יודעים מה זה אומר, זה הגיוני, כי העין האנושית לא יודעת להבחין בתופעה הזו.

בגדול, מדובר בגלי אור שנעים בכיוון אחד מוגדר, בניגוד לקרניים רנדומליות כמו של השמש, או מנורה ביתית. תאי חישה מיוחדים בעיני הסרטן, מסוגלים לתרגם אור קוטבי ישר לאור קוטבי מעגלי ובלי להיכנס לתיאוריות פיזקליות, זה אומר שהוא יכול לראות תמונה בצורה שבני אדם לא מסוגלים לתפוס. הטכנולוגיה הביולוגית הזו קיימת בנגני תקליטורים ו-DVD, אולם ברמה נחותה בהרבה. המחקר המרתק על עיני הסרטן נמשך ובעתיד ישפר את חוויית ואופן הצפייה שלנו במדיה.

רובוט הזיקית

טיפוס על קירות הוא ביטוי שמבטא שיעמום, אך למעשה הוא רחוק שנות אור משעמום. סנגבאי קים הוא מעצב רובוטים ועוזר מחקר ב-MIT. הוא כל כך נפעם מהיכולת של לטאות לטפס על קירות אנכיים, שהוא ועמיתיו החליטו לבנות רובוט המטפס על קירות. היה ברור למדענים כי רגלי הרובוט צריכות להיות דביקות. המכשול הגדול היה למצוא חומר שיוכל להידבק, אך גם להשתחרר באותה קלות. בעזרת הביולוג, קלאר אוטום, שגילה את מנגנון ההידבקות של השממיות, הבין קים כי הידבקות לא חייבת לנבוע מחומר כימי, אלא גם מתכונות מכניות וגיאומטריה.

סטיקיבוט, הוא רובוט בעל רפידות רגליים מעוצבות במיוחד, כך שהוא יכול לטפס על משטחים אנכיים חלקים. רגלי השממית מכוסות ביער של זיפים דקיקים, כשכל זיף מתפצל לעוד שערות דקיקות, שהן אלפית מגודלה של שערה אנושית. כל אלה ביחד יוצרות אינטרקציה ברמה המולקולרית המכונה כוח ואן דר וואלס, המסייע לשממית להיצמד למשטחים חלקים במיוחד. הרובוט המטפס, מכוון להיות בשימוש כוחות הביטחון, לצורכי איסוף מודיעין במצבי בני ערובה או כל מצב אחר. עם התפתחות הטכנולוגיה, השימוש ברובוטים יכול לבוא לידי ביטוי במגוון דרכים יצירתיות, כמו צילום, חילוץ, חיזוי מזג אוויר ועוד.

כנפי פרפר לזיהוי פצצות

כשכנפיו של פרפר המורפו נחשפות לגזים מסויימים, התאים שבהן מגיבים. התגובה הזו גורמת לכנפיים לשקף את קרני האור על חלקים שונים של קשת הצבעים, או במילים אחרות - לשנות צבע בחשיפה לגזים שונים. הסוכנות לפרוייקטים של מחקר ופיתוח מתקדמים (DARPA), היא רשות אמריקאית תחת משרד ההגנה העוסקת בפיתוח ומחקר טכנולוגי חדשני ואף עתידני.

הסוכנות גילתה עניין ביכולת הביולוגית של פרפר המורפו והעניקה תקציב לחקר יישום הטכנולוגיה בתחום הטרור. הפיתוח המיועד הוא חיישנים מיוחדים המסוגלים לזהות את מרכיביהם השונים של מטעני חבלה ולהתריע עליהם מבעוד מועד. כל חיישן יתמחה בזיהוי כימיקל אחד ספציפי וביחד, אוסף החיישנים יפתח יריעה רחבה יותר של זיהוי חומרי חבלה.