Когда я был ребенком, у меня был «ящик с жуками» - небольшой самодельный контейнер, построенный из проволочной сетки и пары кусков дерева. Летом я постараюсь заполнить эту коробку молниеносными насекомыми - светлячками или светящимися жуками, в зависимости от того, откуда вы, - в попытке превратить небольшой полупрозрачный контейнер в естественный фонарь, полный насекомых, биологическое накаливание которых было ничем меньше, чем незначительное чудо. Это никогда не работало так, как я себе представлял. Оглядываясь назад, можно сказать, что все это выглядит как фантазия, питаемая слишком многими мультфильмами.
Или, возможно, нет.
Недавно международная команда исследователей обратилась к светлячку за вдохновением в разработке более эффективного освещения. Основываясь на предыдущих исследованиях химических реакций, вызвавших свечение жуков-светлячков, команда сосредоточилась на экзоскелете насекомого, который отличается уникальными галькообразными поверхностями, которые уменьшают внутреннее отражение, тем самым позволяя большему количеству света уходить. Используя лазеры для воссоздания формы гальки на поверхности светодиода, исследователи смогли создать на 55% более эффективный светодиод. Это только один из множества способов, которыми биомимикрия насекомых улучшает нашу продукцию и нашу жизнь.
Биомимикрия - это принцип проектирования, который направлен на воспроизведение систем, моделей поведения или эффектов, наблюдаемых в природе. В конце концов, над чем мы, глупые люди, работали в течение пары сотен лет - в лучшем случае! - природа развивалась на протяжении эонов. Хотя это звучит как хай-тек, биомимикрия отнюдь не новая область. Изобретатели, художники и ученые, датирующиеся тысячелетиями, искали природу для развития человеческого технологического мастерства. Птицы, пожалуй, самый распространенный пример, но насекомые, самый разнообразный и обширный класс животных на планете, предлагают дизайнерам буквально миллионы возможностей, чтобы открыть инновации.
Парящая стрекоза (Aeshna juncea) (Wikimedia Commons) Благодаря быстрому прогрессу и сокращению технологий роботов и беспилотников летающие насекомые являются естественной моделью для машин для уничтожения, групп наблюдения и наноботов будущего. Исследователи из Центра исследований в области нейронаук Университета Аделаиды считают, что стрекозы хранят секрет улучшения отслеживания и нацеливания роботов. Видите ли, стрекозы развили исключительную способность видеть движущиеся объекты в темноте, что делает их отличным ночным хищником. Руководитель исследования доктор Стивен Видерман объясняет это: «Чтобы воспринимать края объектов и изменения в свете или темноте, мозг многих животных, включая насекомых, лягушек и даже людей, использует два независимых пути, известные как каналы ВКЛ и ВЫКЛ… Но то, что мы видим в мозгу стрекозы, - это сочетание выключателей и выключателей ». Исследователи надеются технологически воспроизвести эту уникальную визуальную способность, которая до сих пор наблюдалась только у стрекоз. Очевидно, что в этой работе есть военные последствия, которые могут улучшить возможности распознавания дронов и нацеливания, но команда также стремится к более доброжелательным приложениям, таким как нейронное протезирование, которое может однажды помочь людям с нарушениями зрения.
Робо-Би, сотрудничество инженеров-электриков Гарвардского университета Роба Вуда и Гу-Ен Вея и ученого-компьютерщика Радхики Нагпал (фото: видео Национального научного фонда)
Робо-Би, сотрудничество инженеров-электриков Гарвардского университета Роба Вуда и Гу-Ен Вея и ученого-компьютерщика Радхики Нагпал (видео Национального научного фонда) В последние годы пчелы умирают и исчезают по всему миру. Расстройство колониального коллапса, как это явление известно, представляет собой угрозу для мировых поставок продовольствия и является загадкой, которая, несмотря на многочисленные исследования и, по крайней мере, два документальных фильма, остается в основном без ответа. Вместо решения, команда ученых из Гарварда ищет альтернативу. Войдите в RoboBee, и это именно то, на что это похоже: робот, созданный по образцу поведения и поведения медоносной пчелы. После завершения RoboBees будут летать, как пчелы, работать в унисон, как колония, и, самое главное, опылять. Но потенциал у насекомых-роботов гораздо больше. Например, такая технология может быть использована в поисково-спасательных работах после стихийных бедствий. Конечно, все гораздо легче сказать, чем сделать. Но успехи были сделаны. Наблюдая за движением других летающих насекомых, команда RoboBee до сих пор смогла создать машину размером с никель, способную к полету, и надеется увидеть, как она начнет расти через пять-десять лет. Это, конечно, означает, что через пять-десять лет после этого империя РобоБи покорит Землю. Не говори, что тебя не предупредили.
До того рокового дня биомимикрия будет продолжать поддерживать наши огни яркими, наши самолеты в воздухе, наши растения опыляются, и в целом улучшать качество повседневной жизни. Хотя у меня, вероятно, не будет моего фонаря с питанием от насекомых в ближайшее время.
