4 نماذج من الطبيعة ألهمت المبتكرين وخبراء التكنولوجيا

طورت الطبيعة، على مدى ملايين السنين، حلولًا للتكيف مع مجموعة من التحديات. ونظرًا لأن التحديات التي تواجه البشرية أصبحت أكثر تعقيدًا فإننا نشهد بشكل متزايد مصدر إلهام من الطبيعة. ويُطلق على أخذ العمليات البيولوجية وتطبيقها على المشكلات التكنولوجية والتصميمية اسم “الإلهام الحيوي”. ويعد هذا مجالًا سريع النمو، وقد أصبحت قدرتنا على نسخ الطبيعة أكثر تعقيدًا.

فيما يلي أربعة أمثلة مدهشة حيث وجهت الطبيعة الابتكار البشري:

1- الملاحة

تستطيع الخفافيش الطيران في الظلام الدامس. إنهم يصدرون موجات صوتية وموجات فوق صوتية، ثم يراقبون وقت وحجم انعكاسات هذه الموجات لإنشاء خرائط مكانية ثلاثية الأبعاد لمحيطهم.

وتحدد المستشعرات العوائق عند الرجوع إلى الخلف في العديد من السيارات الحديثة مستوحاة من نظام الملاحة. وقد الاستفادة من ذلك؛ حيث يتم حساب اتجاه ومسافة العائق عن طريق إصدار موجات فوق صوتية تنعكس على الأجسام الموجودة في مسار السيارة.

كما تم اقتراح تقنيات الملاحة الحسية لتحسين سلامة الأشخاص ذوي الرؤية المحدودة. كذلك توفر أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية المثبتة على جسم الإنسان ردود أفعال قائمة على الصوت من محيط الشخص. وهذا من شأنه أن يسمح لهم بالتحرك بحرية أكبر من خلال إزالة خطر العقبات.

2- معدات البناء

يقرع نقار الخشب على السطح الصلب للأشجار للبحث عن الطعام وبناء الأعشاش وجذب رفيقة. وتحاكي أدوات البناء، مثل المطارق الهيدروليكية والهوائية المحمولة، اهتزاز نقار الخشب باستخدام تردد مكافئ تقريبًا.

3- تصميم المبانى

المحار المروحي هو حيوان من الرخويات البحرية ثنائية الصدفة من فصيلة المشطيات. ويتميز بقشرة خارجية مموجة على شكل مروحة. ويعمل الشكل المتعرج لهذه التمويجات على تقوية هيكل الصدفة؛ ما يمكنها من تحمل الضغط العالي تحت الماء.

الآن يتم استخدام العملية نفسها لزيادة قوة صندوق من الورق المقوى؛ حيث يتم لصق مادة الورق المموج بين طبقتين من الورق المقوى الخارجيين. ويؤدي إدخال السطح المموج إلى زيادة قوة المادة بشكل كبير.

كما أن الهيكل على شكل قبة لقشرة المحار يمكنه من تحمل الأحمال الكبيرة. هذا الهيكل ذاتي الدعم لأنه يوزع الوزن بالتساوي على شكل القبة بالكامل؛ ما يقلل الحمل على نقطة واحدة. ويعمل هذا على تحسين استقرار الهيكل دون الحاجة إلى تعزيز عوارض الصلب وقد ألهم ذلك تصميم العديد من المباني، بما في ذلك كاتدرائية سانت بول في لندن.

4- الديناميكا الهوائية للنقل

تمتلك أسماك القرش زعنفتين ظهريتين توفران العديد من المزايا الديناميكية الهوائية. هذه الزعانف تعمل على ثبات سمكة القرش، في حين أن شكلها الهوائي يصنع منطقة ذات اضطراب منخفض خلفها وبالتالي تزيد من كفاءة حركة سمكة القرش إلى الأمام.

لذلك تم نسخ زعانف القرش في وسائل النقل الآلية. على سبيل المثال: تستخدم سيارات السباق الزعانف لتقليل الاضطراب عند السير بسرعة عالية وتحسين الاستقرار عند الانعطاف. كما تحتوي العديد من سيارات الطرق الآن على “زعنفة سمكة القرش” صغيرة مثبتة على أسطحها، والتي تُستخدم لدمج هوائي الراديو الخاص بها. هذا يقلل من السحب مقارنة بهوائي القطب التقليدي.