잘 알려지지 않은 생체공학 사례에는 어떤 것이 있나요?

사람들은 수십 년 동안 자연에서 영감을 받아왔습니다. 고속도로의 반사판이 고양이의 눈을 모방하는 것을 오늘날 우리는 수백 년 동안 이어져 온 분야인 자연 모방 과학이라고 부릅니다. 생산 가치가 10,000달러인 산업. 다음은 우리가 성공할 가능성이 가장 높은 야생의 여러 신기술 목록입니다.

1. 상어 피부 - 최신 카테터 열풍

상어 피부는 수천 년 동안 보존되어 왔습니다. 깨끗합니다. 이제 상어 가죽을 빌리면 감염이 사라질 수 있습니다. 샤크렛(Sharklet)이라는 회사는 상어 가죽을 컨셉으로 플라스틱 커버를 생산하고 있습니다. 현재 전등 스위치, 스크린, 손잡이 등 병원 내 대부분의 사람들이 만지는 표면에서 시험되고 있습니다. 현재까지는 박테리아 예방에 성공한 것으로 보입니다. Sharklet은 이미 추가 계획을 갖고 있습니다. 그의 다음 프로젝트는 종종 감염을 일으키는 카테터용 플라스틱 덮개를 만드는 것입니다.

2. 박쥐 지팡이 - 마법!

이 지팡이는 박쥐가 환경을 감지하는 데 사용하는 것과 동일한 지각 시스템인 에코 테스트 방법을 사용합니다. 초당 6만개의 초음파를 방출해 반사되는 파장을 감지할 수 있다. 무언가가 더 빨리 돌아오면 이는 근처에 무언가가 있다는 의미이며 지팡이 손잡이가 진동합니다. 이 기술을 사용하면 빈 캔, 소화전 등 지상에 있는 물체를 볼 수 있을 뿐만 아니라 낮게 매달린 표지판, 나뭇가지 등 지상에 있는 물체도 감지할 수 있습니다. 지팡이의 입력 및 피드백 시스템은 조용하므로 사용자는 주변의 모든 소리를 동시에 들을 수 있습니다.

3. 기차의 모양이 바뀐다 - 새 때문에!

1964년 일본이 최초의 신칸센을 건설했을 때 최고 시속 120km의 속도로 이동할 수 있었습니다. 하지만 너무 빨리 달리면 짜증나는 부작용이 있습니다. 기차가 터널을 고속으로 이동할 때마다 우르릉거리는 소리가 납니다. 엔지니어이자 조류 애호가인 나카츠 에이지(Eiji Nakatsu)가 탑승했을 때 그는 다양한 기관차 모양을 실험한 결과 지금까지 물고기나 개의 부리 모양이 가장 잘 작동한다는 것을 발견했습니다. 오늘날 일본의 고속 열차는 길고 부리 모양의 코 모양을 갖추고 있어 열차가 조용하고 빠르게 터널을 빠져나갈 수 있도록 도와줍니다. 실제로 이 디자인은 열차를 이전 디자인보다 10% 더 빠르게 만들고 15%의 연료를 절약합니다.

4. 고래의 앞지느러미 - 마력의 비밀!

혹등고래는 앞쪽으로 튀어나온 소프트볼만큼 큰 앞지느러미를 가지고 있어, 이를 꿰뚫을 수 있다. 바다에서 여유롭게 수영할 수 있게 해줍니다. 그러나 흐름 역학의 원리에 따르면 이러한 돌출부는 전면 핀의 움직임을 방해해야 합니다. Fisher는 자신의 연구를 바탕으로 표준 팬보다 공기를 20% 더 효율적으로 차단하는 돌출된 가장자리가 있는 블레이드를 갖춘 팬을 설계했습니다. 그는 자신의 제품을 생산하기 위해 Whale Energy라는 회사를 설립했으며 곧 전 세계 기업 공장에 에너지 절약 기술을 라이선스할 예정이었습니다. 그러나 Fisher가 생각하는 가장 큰 물고기는 풍력 에너지입니다. 그는 터빈 블레이드에 몇 개의 결절을 추가하는 것만으로도 전체 산업이 개선되고 풍력 발전의 가치가 그 어느 때보다 높아질 것이라고 믿습니다.

5. 기계바실리스크도마뱀은 무엇을 할 수 있나요?

바실리스크 도마뱀을 예수 그리스도 도마뱀이라고 부르는 데에는 이유가 있습니다. 물 위를 걸을 수 있고, 더 정확하게는 달릴 수도 있어요! 곤충보다 훨씬 큰 바실리스크 도마뱀이 물 위에 머물 수 있는 이유는 발이 자전거를 타듯 정확한 각도로 페달을 밟고 있기 때문입니다. 그러므로 몸이 수면보다 높아서 빠르게 앞으로 달릴 수 있다. 2003년 카네기 멜론 대학의 로봇 공학 교수인 메이 팅시(Mei Tingxi)는 바실리스크 도마뱀을 놀라운 생체 역학의 예로 사용했을 때 갑자기 동일한 기술을 모방하여 로봇을 만들 수 있을까?라는 생각을 했습니다. 모터는 매우 가벼워야 할 뿐만 아니라 물 위에서 발의 모든 움직임도 완벽해야 합니다. 몇 달 간의 작업 끝에 Siti와 그의 학생들은 마침내 물 위를 걸을 수 있는 최초의 로봇을 만들 수 있었습니다.

6. 놀라운 퍼프볼 스펀지 - 정말 대단해요!

주황색 퍼프볼 스펀지 자체는 별로 볼 게 없습니다. 기본적으로 해저에 사는 스펀지볼입니다. 팔다리도 없고, 기관도 없고, 소화 시스템이나 순환 시스템도 없습니다. 그저 하루 종일 거기 앉아서 물을 여과할 뿐입니다. 하지만 이 보잘것없는 생명체는 다음 기술 혁명의 촉매제가 될 수 있습니다.

캘리포니아 대학교 산타바바라 캠퍼스의 생물학 교수인 다니엘 모스(Daniel Moss)는 해면에 대한 이펙터 방법을 연구하여 2006년에 성공적으로 복제했습니다. 그는 깨끗하고 효과적인 스폰지에 사용되는 것과 동일한 기술을 사용하여 많은 전극을 만들었습니다. 현재 여러 회사가 유사한 제품을 상용화하기 위해 동맹을 형성하는 데 수백만 달러를 투자하고 있습니다. 몇 년 후 갑자기 미국의 모든 옥상에 태양 전지판이 나타나고 마이크로칩의 가격이 몇 달러에 불과할 때 모든 일을 시작한 작은 주황색 퍼프볼 스펀지에 감사하는 것을 잊지 마십시오.

7. 혼테일-구멍 뚫기엔 최고!

혼테일 꼬리에 있는 채찍같은 바늘 2개에 겁먹지 마세요. 스팅거가 아니라 드릴이군요. 혼테일은 때때로 몸보다 긴 이 바늘을 사용하여 유충을 낳는 나무에 구멍을 뚫습니다.

영국 배스 대학교의 천문학자들은 말벌의 드릴이 우주에서 유용할 수 있다고 생각합니다. 과학자들은 화성에서 생명체를 찾으려면 땅을 파야 한다는 사실을 오랫동안 알고 있었습니다. 그러나 충분한 중력이 없으면 어떻게 화성의 단단한 표면에 구멍을 뚫을 만큼 충분한 압력을 가질 수 있는지 확신할 수 없었습니다. 연구진은 말벌에서 영감을 받아 말벌의 바늘처럼 반력을 생성하는 칼날이 끝에 있는 톱을 설계했습니다. 이론상으로는 유성에는 중력이 없기 때문에 이 장치는 유성 표면에서도 사용할 수 있습니다.

8. 랍스터의 눈 - 잘 보세요!

엑스레이 기계가 이렇게 크다니 말이 되네요. 엑스레이는 다른 가시광선과 달리 회전하지 않아 작동이 어렵다. 공항이나 의료시설에서 가방이나 사람을 스캔할 수 있는 유일한 방법은 대상에 동시에 많은 수의 광선을 조사하는 것이므로 거대한 장비가 필요합니다. 그러나 해수면 아래 300피트의 탁한 물에 사는 랍스터는 우리가 사용하는 어떤 장치보다 더 나은 X선 시력을 가지고 있습니다. 뇌에 의해 변환되어야 하는 반사된 이미지를 보는 인간의 눈과 달리 랍스터는 단일 지점에 초점을 맞출 수 있는 직접 반사의 집합을 봅니다. 과학자들은 새로운 엑스레이 기계를 만들기 위해 이 기술을 복제하는 방법을 알아냈습니다. 랍스터 눈 엑스레이 기계는 3인치 두께의 철벽을 뚫고 볼 수 있는 휴대용 손전등과 같습니다. 이는 대상 물체를 통해 작은 저전력 X선 흐름을 방출하고, 반대쪽 끝에서 다른 물체를 만나면 광선 중 일부가 다시 반사됩니다.

9. 생명을 구하려면 죽은 척 하세요!

소생 식물과 완보동물은 자연에서 가장 회복력이 뛰어난 생물의 두 가지 예입니다. 이 두 미생물의 생존 비결은 깊은 동면에 있습니다. 그들은 체내의 모든 물을 유리로 변하는 설탕으로 대체하여 애니메이션이 정지된 상태가 됩니다. 이 절차는 인간을 유지하는 데 사용할 수 없지만(우리 몸의 물을 설탕으로 대체하면 사망으로 이어질 수 있음) 백신을 보존하는 데 사용할 수 있습니다. 세계보건기구(WHO)는 디프테리아, 파상풍, 백일해 등 백신으로 예방할 수 있는 질병으로 매년 200만 명의 어린이가 사망하는 것으로 추정하고 있습니다. 백신에 들어 있는 살아있는 물질은 뜨거운 온도에서 빨리 죽기 때문에 백신이 필요한 사람들에게 안전하게 전달하는 것이 어렵습니다. 이곳에서 그들은 백신의 살아있는 물질을 작은 유리 구슬로 굳혀 백신이 무더운 기후에서도 일주일 이상 살아남을 수 있도록 하는 설탕 보존 방법을 발명한 곳입니다.

10. 큰부리새 - 의외로 가볍다!

부리새는 부리가 너무 크고 두꺼워서 떨어져 나갈 정도로 무거워야 한다. 하지만 큰부리새 샘은 어디든 날아갑니다. 그 입이 놀라운 디자인이기 때문입니다. 부리가 너무 단단해서 딱딱한 과일 껍질도 갉아먹을 수 있고, 다른 새를 공격하는 무기로도 쓸 수 있을 정도로 강하다. 그러나 큰부리새 부리의 밀도는 다각형 그릇과 거의 같습니다. UC San Diego의 공학 교수인 Mark Meier는 왜 큰부리새가 그렇게 가벼운 부리를 가질 수 있는지 연구합니다. 언뜻 보기에는 단단한 껍질에 싸인 폼으로 만든 자전거 헬멧처럼 보입니다. 그러나 멜은 폼이 작은 지지대와 막으로 이루어져 있다는 것을 발견했습니다. 비계 자체는 단단한 뼈이지만 일정한 간격으로 배열되어 입 전체의 밀도가 물의 1/8에 불과합니다. 멜은 강하고 가벼우며 안전한 자동차 대시보드를 만들기 위해 큰부리새의 부리를 복제할 수 있다고 생각했습니다.