Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Jak brát: Jak se datelům vyhnout otřesům

Pileated datel. Foto: Dick Daniels.

Nedávno jsem sledoval, jak datel uhodil zobák proti kovové hraně budovy. Datel najde vhodný strom (nebo v mém případě ptáka, kus kovu), který výrazně zesiluje jeho bubnování. Musí být slyšeni na celém svém území, aby mohli přitahovat ženy a varovat ostatní muže, aby se drželi dál. Jako pozorovatel ptáků beru toto teritoriální bubnování jako samozřejmost. Ale jako někdo, kdo má zájem o poučení z přírody, musím být ohromen tím, že tito ptáci sami nedávají traumatické poranění mozku.

Datelný buben 18 až 22 krát za sekundu se zpomalením 1200 G. Pro srovnání, to je více než 12-násobek G-síly, která vede k mozkovému otřesu mozku pro člověka. Čtyři nedávno přidané strategie na AskNature popisují úpravy datelů, které kolektivně chrání mozek před zraněním.

Každá adaptace nebo strategie mohou inspirovat způsoby, jak zabránit nárazům a vibracím zařízení, jako je mikroobráběná elektronika, počítačové skříně, cyklistické přilby, dětské autosedačky, invalidní vozíky, nárazníky do automobilů a nákladních automobilů, trupy lodí s vysokou rychlostí a jejich obyvatelé, boty na ochranu kolena a klouby - zejména pro osoby trpící artritidou - a balení pro ochranu všech křehkých předmětů, jako je sklo, vejce atd.

Jedna datelská strategie souvisí s tvarem zobáku a jeho materiálovým složením. Druhou strategií je kombinace malého objemu datelského kraniálního prostoru a hladkého povrchu mozku. Třetí strategie používá deskovitou kostnatou kost v přední oblasti lebky, která absorbuje šok. Poslední strategie představuje dlouhou, pružnou kost, která se obalí kolem hlavy datel a zajišťuje a směruje vibrační síly z mozku.

Budu jen mluvit o první strategii a ukázat, jak, když děláte biomimikry, můžete vzít biologickou strategii a přenést ji do něčeho, co může konstruktér nebo inženýr použít.

Jak je vysvětleno na AskNature, zobák datel se skládá ze dvou vrstev: vnitřní vrstvy silné, husté kosti a vnější vrstvy pružnějšího materiálu. Vnější vrstva je první, která se setká s jakýmikoli nárazovými silami. Pružná tkáň umožňuje zobáku nést velké množství napětí a snižuje riziko šoku ohnutím a ohýbáním s každou vibrační propustností. Jakmile síly dosáhne tvrdé kosti, horní zobák se protíná s velmi tenkou, dlouhou kostí volal hyoid kost, která jde přes a za lebkou. Síly pak cestují podél hyoidní kosti, odklánějí se kolem lebky a vycházejí ven jazykem.

Směrový vliv sil vyvíjených hyoidní kostí. Ilustrátor a držitel autorských práv: Allison Miller. Zdvořilost Institutu Biomimicry 3.8.

Jak síly pokračují cestovat podél horního zobáku, ti to nebyly odkloněny pak se setkat s nižším zobákem. Sledujíc cestu nejmenšího odporu, vibrační síly sledují sestupný tvar tvaru zobáku a pryč od lebečního prostoru, kde je mozek.

Přesunutí sil dolním zobákem. Ilustrátor a držitel autorských práv: Allison Miller. Zdvořilost Institutu Biomimicry 3.8.

V biomimikry je důležité brát tento druh biologických informací a dát je do nebiologických pojmů. Nazýváme to přeformulováním „principem designu“.

Tady je vysvětleno, jak interpretuji tuto strategii pro datel jako konstrukční princip: Ochranu před nárazem, zejména před náhlými horizontálními silami působícími na jeden konec konstrukce, lze dosáhnout tak, že se konstrukce zhotoví z vnější pružné vrstvy a vnitřní, tužší. vrstva. Když se aplikuje rychlá horizontální síla kolmo na konec struktury, síla se nejprve absorbuje pružnou vrstvou a pak se přenese na vnitřní tuhou vrstvu. Odtud je síla odkloněna nahoru a dolů, kde se rozptýlí.

Biologie je pryč a je to nyní z hlediska, které by se nemuselo odradit od návrháře. Toto množství detailů může být dostačující nebo některé aplikace, například pro použití na ochranném krytu přenosného počítače. Nicméně, pro něco složitějšího, jako je cyklistická helma určená k ochraně vlastního mozku, by mohl být cennější návrhový princip, například ten, který obsahuje popis dlouhé, pružné kosti.

Biomimikry je multidisciplinární proces. Biolog pomáhá ostatním v týmu pochopit biologii, ale vývoj principu designu a přicházení s možnými aplikacemi funguje nejlépe s ostatními zúčastněnými disciplínami. Tyto čtyři strategie jsem prezentoval praktikům biomimikry na jedné ze skupin biomimikry LinkedIn a přišli s většinou potenciálních aplikací zmíněných dříve v článku. Rád bych slyšel vaše nápady pro tuto nebo další tři strategie.

Používá se se souhlasem DigiMorph.org.

Podíl

Zanechat Komentář