تاكائو سوميا از دانشگاه توكيو، يك ورقه الكترونيكي حاوي ترانزيستورهاي مقاوم درون نوار پلاستيكي ساخته كه با الگوگيري از نحوه حس لامسه در انسان، مي تواند كاري كند كه روبات ها فشار و دما را حس كنند. مجله تايم اين طرح را جزو اختراعات بزرگ سال 2005 قرار داده است
مهندسي بايد از انتخاب طبيعي كمك بگيرد و راه حل هاي آزموده
طبيعت راه به كار ببرد
|
|
گروه دانش و فن آوري ـ مريم جعفراقدمي: براي حل مشكلات طراحي و مهندسي، خيلي وقت ها بايد به طبيعت نگاه كنيم. براي مثال مورچه ها مي توانند الگوهاي ترافيك را نشان مان دهند يا زنبورها در مهندسي هوافضا كمك مان كنند. حتي گياهاني مانند كلم هم راه حل هاي جديدي براي تنظيم دما دارند، البته جديد براي انسان، نه براي طبيعت. در طول ميليون ها سال تكامل، گونه هاي مختلف، راه حل هاي درخشاني براي مشكلات شان پيدا كرده اند كه مي توان در حوزه هاي مختلف مهندسي از آن ها استفاده كرد. فرانسيس راتنيك از دانشگاه شفيلد انگلستان معتقد است بايد از هوشمندي طبيعت درس بگيريم. اين زيست شناس به دنبال استراتژي هاي طبيعت در حل مشكلات است. يكي از تحقيقات او روش جالب مورچه ها در پيدا كردن غذاست. اين كه مورچه ها چگونه راه منبع غذا را پيدا مي كنند و بعد، آن راه را درست و دقيق تا لانه طي مي كنند مي تواند كاربردهاي خوبي در مهندسي داشته باشد. مثلا مي تواند به مسائلي چون جريان ترافيك، نامه نگاري الكترونيك و انتقال الكتريسيته و ديگر مسائل مربوط به سيستم هاي شبكه كمك كند.
مسأله اين است كه مورچه ها از كجا مي فهمند كدام راه را بايد بروند. آن ها رد يك ماده شيميايي را به صورت الگويي روي زمين درست مي كنند كه محل تقاطع اين ردها شكلي شبيه Y را درست مي كند. قسمت پايه Y جهت لانه را نشان مي دهند. همچنين پايه دو بازوي Y را با زاويه بزرگي قطع مي كند كه از زاويه بين دو بازو بزرگ تر است. مورچه ها تـــوانـــايــي هندسي دارند كه زاويه هاي مــخــتلف را تشخيص دهند و راه درست را پيدا كنند. وقتي رد ماده شيميايي را روي زمين دنبال مي كنند و به اين دو راهي ها مي رسند، مي دانند آن راهي كه زاويه بزرگ تري با مسيرشان مي سازد، راه لانه است. حشرات احتمالا راه هاي مختلفي براي مشكل مسيريابي دارند. راتنيك مي گويد ما بايد آن ها را مطالعه كنيم و در حل مشكلات مهندسي به كار ببريم.
در زمينه آيروديناميك، زنبورهاي عسل روش جالبي براي پرواز دارند. بر مبناي تحقيقاتي كه مايكل ديكينسون و همكارانش در دانشگاه كلتك انجام داده اند، زنبورها به گونه اي پرواز مي كنند كه قبلا ناشناخته بوده است. روشي كه با پرواز ديگر حشرات پرنده بسيار متفاوت است. حشرات پرنده ديگر هنگام پرواز زاويه بال هايشان بسيار بزرگ است، يعني با ل ها را خيلي از هم دور مي كنند. اما زنبورعسل هنگام پرواز زاويه بال هايش خيلي كم است اما فركانس بال زدنش بسيار بالاست. ضمن اين كه خود بال ها به چپ و راست حركت مي كنند. اين نحوه بال زدن، نيروي بسيار زيادي براي پرواز زنبور به وجود مي آورد كه نسبت به ديگر حشرات خيلي بيشتر است. زنبور اين راه حل را براي اين به كار مي برد كه وزنش نسبت به ساير حشرات پرنده خيلي بيشتر است. روش پرواز زنبور يكي از ايده هايي است كه طبيعت براي ساخت ملخ هواپيما به مهندسي جديد مي دهد.
راتنيك مثال هاي ديگري هم مي آورد. مثلا كلم ها توانايي كنترل دما را دارند. دماي داخلي اين گياه هميشه حدود 20 درجه سانتي گراد باقي مي ماند. حتي وقتي دماي بيرون به صفر يا زير صفر برسد. اين كه اين گياه چطور چنين كاري انجام مي دهد هنوز معلوم نيست. اما تحقيقات مي گويند كه اين تنظيم دما ساز و كاري مبتني بر نظريه آشوب رياضي دارد. دو محقق ژاپني با كشف اين موضوع، دستگاهي را براي تنظيم و كنترل دما بر مبناي الگوريتم آشوب رياضي ساخته اند.
راتنيك مي گويد يكي از مهم ترين درس هايي كه مي شود از يك سيستم بيولوژيك گرفت، اين است كه چطور سيستم هاي مهندسي خود را قوي تر و محكم تر كنيم. اگر چيزي باشد كه انتخاب طبيعي در آن خوب عمل كند، آن حذف راه حل هايي است كه پايدار و قابل اعتماد نيستند.
منبع:ChristianScience Monitor
۸,۸Dec,8, 2005