اختراعات بشر"الهام"طبیعت

​ساخت زره ازپستاندار«آرمادیلو»،ساخت هواپیما ،باالگوگیری ازپرواز سنجاقک وعقاب وجغدوزنبور..رادار باالگوازخفاش ودلفین،..چسب برزنتی«ولکرو» باالهام از دانه خاردارگیاه آراقیطون..

تکنولوژی با الهام از طبیعت

inspirational from nature

طبیعت همیشه الگویی مناسب برای انسان ها بوده تا بهترین مکانیزم ها و بهترین مهندسی ها را از دل آن بیرون کشیده و به صورت مصنوعی در ماشین آلات و دست ساخته های خود به کار ببرند. همیشه در طبیعت، کارایی ارجحیت دارد و هیچ الگوی پایداری نیست که نتوان از آن چیزی آموخت.

از مدل حرکت حیوانات گرفته تا ساختار بدن جانوران و گیاهان. هر چیزی در موقعیتی خاص می تواند راهگشای مشکلی بزرگ برای جامعه بشری باشد.این علوم بعنوان علم حیاتی(Biomimetics)معروف است

الگو برداری انسان از طبیعت برای ساختن هواپیما و هلیکوپتر و..

​​​

ایده نخستین هلیکوپتر توسط «لئوناردو داوینچی» نقاش ایتالیایی در قرن 15 طراحی شد ولی به اجرا در نیامد.تا اینکه در قرن بیستم برادران رایت اولین انسانهایی بودند که موفق شدند پرواز بنمایند.

اما همه ایده های پرواز بشر دقیقا از روی طبیعت کپی برداری شده است.مثلا در سایت ویکی نوشته شده است:

در هواپیما اختلاف فشار هوائی که از روی بال و زیر بال می‌گذرد ایجاد نیروی برآر می‌کند و با خنثی شدن نیروی وزن، هواپیما به پرواز در می‌آید.این نیرو چیزی معادل وزن هواپیما و وزن مسافران به بالا وارد می‌شود .

حال آنکه مکانیسم پرواز پرندگان نیز دقیقا به همین شکل است:

نیروی حرکت هواپیما در هوا دانست بدین معنی که وقتی پرنده بال می زند٬نیروی مقاومت هوا به زیر بال فشار وارد کرده٬ پرنده را به بالا می کشاند.هنگام حرکت به جلو٬نیروی مقاومت هوا در جلو و زیر٬پرنده را به بالا می کشاند. هنگام حرکت به جلو همراه با چرخش خاصی که پرنده به بال ها می دهدهوارا با فشار به عقب می راند و در نتیجه پرنده به جلو حرکت می کند

در سایت ویکی پدیا در مورد نحوه پرواز هواپیما ها دو نوع طبقه بندی ذکر شده است که دقیقا هر دو نوع از روی طبیعت کپی برداری شده است و پرندگان نیز به همان دو روش پرواز می کنند:

هواپیما(بال ثابت) باالهام ازعقاب و شاهین و کرکس

​

بیشتر هواپیماهای امروزی به‌ویژه هواپیماهای مسافری در این دسته جای دارند.

منظور از بال ثابت آن است که بال هواپیما (بر خلاف هلیکوپتر) فقط در اثر پیش‌رانش نیروی برآر ایجاد می‌کند. اگرچه بال در بعضی هواپیماها برای جاگیری کمتر یا ملاحظات هواپویشی ممکن است باز و بسته شود ولی این‌گونه هواپیما را نیز دارای بال ثابت می‌شمارند چون باز و بسته شدن بال ایجاد نیروی برآر نمی‌کند.

​

این نوع هواپیماها دقیقا از روی الگوی پرندگانی مانند عقاب و شاهین و کرکس که بخاطر وزن خود بال نمی زنند و بالهای خود را در ارتفاع بصورت ثابت نگه می دارند الگو برداری شده است.این نوع پرندان بخاطر مصرف انرژی زیاد در ارتفاعات بالا بال نمی زنند و در هوا غوطه ور می شوند.

هواپیما با بال متحرک باالهام از کبوتر و گنجشک

در بال‌گردها نیروی برآر ناشی از چرخش بال یا پروانه در هوا است. هلی‌کوپتر یا بالگرد شناخته‌شده‌ترین هواپیما با بال متحرک است. هواچرخ نوع دیگری از این‌گونه هواپیما است. بعضی از هواپیماها مثل و-۲۲ آسپری ویژگی‌های بال ثابت و بال متحرک را یکجا دارند.

این مکانیسم نیز دقیقا از روی پرواز پرندگانی مانند کبوتر و گنجشک که در ارتفاع پایین هستند و جثه آنها و میزان مصرفشان اجازه بال زدن به آنها را می دهد طراحی شده اند که این نوع هواپیماها با بال متحرک نیز معمولا در ارتفاعات کم پروزا می نمایند.

شباهت بال پرندگان به بال هواپیما

بالهای پرندگان از استخوانهای و در بعضی دیگر از ساختارهای تو خالی تشکیل شده که به آنها اجازه می دهد پرواز کنند بالهای هواپیما نیز از قسمت های توخالی تشکیل شده است که نشان می دهد بالهای هواپیما نیز از روی طبیعت طعبیه شده است.

شباهت دیگر بال پرندگان به بال هواپیما این است که بال پرندگان به شکل مستطیل مانند نیست و دارای لبه های تیز به شکل مثل مانند است که ساختار بال همه هواپیما ها نیز به این شکل است.

الگو برداری از بال جغد برای ساخت هواپیمای بی صدا

بال جغد دارای ساختار هایی است که به این پرنده اجازه می دهد که بدون هیچ صدایی پرواز کند محققان از این موضوع الگو برداری کرده  و هواپیماهایی که صدایی ندارند را تولید کرده اند.

​

شباهت بین نحوه اوج گرفتن عقاب و هواپیما بیشتر هواپیماها در قسمت سر مانند سر عقاب طراحی شده اند و دارای یک قسمت تیز مانند عقاب هستند و بالهای خود را دقیقا مانند عقاب به مرور زمان در طول اوجگیری باز می کنند.قسمت نوک در عقاب و قسمت نوک مانند هواپیما به اوجگیری آن کمک می کند.

​

الگو برداری انسان از سنجاقک برای ساخت هلیکوپتر

هلیکوپتر ها دارای پره هایی هستند که در اثر جنبش مقامت هوا را پایین می فرستند.از میلیون ها سال قبل بروی زمین حشره ای بنام سنجاقک وجود داشته که دارای دو بال است که به تقریبا به شکل هلیکوپتر عمل می کند و چرخش آنها مانند پره های هلیکوپتر است و بدن این جاندار نیز دقیقا مشابه هلیکوپتر است و دارای یک دم نازک است که در همه هلیکوپتر ها وجود دارد بی شک الگوی ساخت هلیکوپتر از روی این جاندار کپی برداری شده است.در تصویر زیر به محل قرار گیری د بال جاندار که مانند هلیکوپتر در قسمت بالایی اش است دقت نمایید!

​

الگو برداری  هواپیمای اولیه از روی بعضی از حشرات

هواپیمای برادران رایت و هواپیماهای ابتدایی قرن بیستم دارای چهار بال بودند که دو بال بالایی که بزرگترند و پایینی به وسیله میله هایی به هم وصل شده بودند

 ​

 این ساختار بالها در بعضی از حشرات از جمله زنبورها دیده می شود.

 ​

«ویلبور» و« ارویل رایت» این برنامه سخت کوشانه را از سال ۱۸۹۹ شروع کردند و توانستند در نهایت در سال ۱۹۰۳ میلادی برای اولین بار پرواز کنند. تلاش های بسیار ویلبور و ارویل تمامی نداشت؛ به طور مثال برای ساخت هواپیمای خود، سه بار هواپیمای کامل و بدون موتوری را در ابعاد واقعی ساختند و آن را مورد آزمایش قرار دادند.

نخستین هواپیمای موتوردار برادران رایت در «کیتی هاوک» محلی در شمال کالیفرنیا با موفقیت به پرواز درآمد، ارویل که خلبانی این هواپیما را به عهده داشت، توانست پروازی ۱۲ ثانیه ای را رقم بزند و مسافتی ۳۶ متری را پشت سر بگذارد. البته که این ابتدای موفقیت های این دو برادر بود و آن ها بر روی پیشرفت و بهینه سازی هواپیمای خود تلاش کردند. آخرین رکوردی که این دو برادر مهندس به ثبت رساندند، مربوط به پرواز ویلبور بود که توانست مسافت ۲۵۵.۶ متر را در ۵۹ ثانیه طی کند. 

 ساخت هلی کوپترباالهام ازمرغ مگسخوار
​​​

مرغ مگس(Bee Hummingbird) در هر ثانیه، ۸۰ بار بال می‌زند. اما زمانی که به همراه جفت خود پرواز می‌کند، ۲۰۰ بار در ثانیه بال می‌زنند.

آن‌ها می‌توانند در هوا معلق بمانند وشهدگلهارابمکند و تنها پرندگانی هستند که توانایی پرواز به عقب دنده عقب) رادارند.

 ​

این پرنده کوچک و چابک که به مرغ پرزنبوری(مرغ مگس خوار)شناخته میشود،

زیستگاه اصلیش در کوبا است که حدود ۵ سانتیمتر طول و حدود یک و نیم تا کمتر از دو گرم وزن دارد. بزرگترین مرغ مگس حدود ۲۰ سانتیمتر است که حدود ۲۰ گرم وزن دارد.

  الگو برداری انسان از طبیعت برای ساخت سلول های خورشیدی

در مورد عملکرد سلول های خورشیدی می توان گفت که سلول های خورشیدی نور را دریافت می کنند و آن را در انشعاب های داخل خود حرکت می دهند و در نتیجه تماس این نیرو با سیلیکون الکتریسیته یا برق تولید می شود.

​

نکته جالب این است که در نمونه مشابه آن نیز در طبیعت یعنی برگها نور خورشید توسط برگها جذب می شود و وقتی در انشعاب های آن حرکت می کند در اثر برخورد با سبزینه و کربن و آب به نیروی شیمیایی مورد نیاز برگ تبدیل می شود.

 دانشمندان کارولینای شمالی با استفاده از سیستم گیاهان و عروق آنها یک نوع سلول خورشیدی ساخته اند.

​

پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران با همکاری انستیتو بیوفیزیک-بیوشیمی دانشگاه تهران با الهام گرفتن از فرایند فتوسنتز گیاهان و استفاده از پروتئین‌ موجود در گیاه اسفناج سلول‌های خورشیدی بیوهیبریدی را در کشور تولید کردند که به اعتقاد آنها

برگها الهامی برای ساخت سلول های خورشیدی هستند با این شباهت که در سلول های خورشیدی ماده خام با سلیکون تماس می ګیرد در برگها ماده خام با کلروفیل تماس می ګیرددر برګها انرژی نور توسط پنل های خورشیدی جذب و وارد فتوسنتز می شود در سلول های خورشیدی با سیلیکون وارد واکنش می شود.

نکته بسیار جالب تر این است که سلول های خورشیدی که دقیقا از روی برگها ساخته شده اند ۴۷ در صد بیشتر انرژی را ذخیره کرده اند.هم چنین برگ ها قادر به جذب تمام طول موج نور هستند در حالی که سلول های خورشیدی فقط یک طول موج خاص را می توانند جذب نمایند.

​

با یک مقایسه ساده می توان نتیجه گرفت که سلول های خورشیدی که اینقدر مفید هستند تنها یک تقلید ناشیانه از ساختار برگها هستند که اگر ساختار برگ می توانست به خوبی پیاده شود نیروی الکتریکی بیشتری به دست می آمد.

الگو برداری انسان از طبیعت در ساخت زره

زره یک لباس نسبتا محکم از جنس فلزاتی مانند آهن بود که در زمانهای قدیم سربازان برای حفاظت از خود به تن می کردند و از هزاران سال قبل در ایران و مخصوصا روم و چین تا صده های میانی در اروپا به تن می کرده اند. و حتی امروزه نیز پلیس های ضد شورش در جهان لباس ضد شورش نیز دارای یک نوع شکل زره مانند است.

دو تصویر زیر مربوط به یک سرباز از ایران باستان و یک سامورایی متعلق به کشور ژاپن است:

​

سابقه تمدن و شهر نشینی برای بشر شاید به ۲۰۰۰۰ سال نرسد و وسایل جنګی نیز بعد ها پدید آمدند اما یک پستاندار کوچک بنام «آرمادیلو »دارای یک پوست بسیار سخت است.

​

دقیقا شبیه به لباس سامورایی یا زره است که بعدها توسط انسانها مورد استفاده قرار گرفت.این پوسته یا رزه به خوبی از «آمادیلو »در برابر دشمنان خارجی حفاظت می کند.

​

 احتمالاً اولین مخترعین زره برای ساختن زره از الگوهایی مانند لاکپشت یا آرمادیلو استفاده کرده اند و با مشاهده پوسته سخت خارجی آنها لباس هایی مشابه از روی آن برای حفاظت از خود ساختند.

الگو برداری انسان از پژواک سازی خفاشها برای ساخت رادار

پژواک سازی فرآیندی است که در آن جاندار امواج صوتی را به طرف هدف ارسال می کند و وقتی امواج به جسم می خورند با بازگشت آنها و تجزیه و تحلیل آنها هدف را تشخیص می دهند.رایج ترین جانورانی که از پژواک یابی استفاده می کنند خفاش ها دلفین ها و نهنگ ها هستند.تصویر زیر پژواک سازی توسط خفاش را بطور دقیق نشان می دهد.

​

رادار نیز عملکردی دقیقا مشابه دارد و امواجی را به سوی مقصد گسیل می کند و با تجزیه و تحلیل داده های بازگشت داده شده وجود اشیا را تشخیص می دهد.

​

با مشاهده تصاویر می توانید دقیقا به عملکرد مشابه رادار و پژواک سازی خفاش پی ببرید یعنی هزاران سال قبل از به وجود آمدن انسان خفاش ها و دلفین ها از این تکنولوژی استفاده می کردند و و انسان تنها از تکنولوژی هایی که در طبیعت وجود داشت کپی برداری نموده است.

الگو برداری انسان از طبیعت در ساخت رادار سونار از دلفین

​

«دلفین »ها یکی از باهوش ترین موجودات شناخته شده هستند و مانند خفاش ها توانایی «پژواک سازی» را دارند.پژواک سازی فرآیندی است که در طی آن امواجی به مقصد ارسال می شود و بازگشت داده می شود و جانوران با نا آشفتگی هایی که در مسیر امواج دریافت می کنند هدف را تشخیص می دهند.حتی دلفین ها قادر به تشخیص جنین در شکم مادر نیز هستند.

​

«رادار های سونار» نیز دقیقا مشابه عمل می کنند و در سطح و روی دریا امواج صوتی پالس مانندی را به طرف جسم گسیل می کنند هنگامی که امواج بازگشت داده می شود با تغیر صدای آن متوجه وجود کشتی های دیگر یا زیر دریایی های دیگر می شوند.

​

سونار(Sonar) نخستین بار در دهه ۱۹۰۰ میلادی توسط لویس نیکسون  برای شناسایی توده‌‌های یخ ابداع شد

در حالی که دلفین ها از ابتدا دارای این تکنولوژی بوده اند و بی شک این تکنولوژی مانند بسیاری از تکنولوژی های دیگر بشر از روی طبیعت کپی برداری شده است.

​الگو برداری انسان از طبیعت در ساخت چسب

 ​

اختراع چسب از گیاه آراقیطون(باباآدم)

دانه این گیاه بمحض تماس  انسان به لباس می چسبد،حیوانانی که دارای پشم هستند(گوسفندوسگ...)گرفتار،چسبناکی دانه های رسیده این گیاه می شوند.

الگو برداری انسان از طبیعت/کابل های نگه دارنده

خانم «بنیوس» یکی از اعضای دانشگاه راجرز آمریکا در کتاب تقلید زیست شناسی خود در باره ماهیچه های انسان می نویسد:

کابل های نگه دارنده پل های معلق درست به شکل ماهیچه های انسان درست شده اند و هر کابل نیز مثل ماهیچه ها که دارای تارهای نازکی هستند دارای سیم های نازک تری است. تکنولوژی موجود مورد استفاده در پل های معلق از ساختار بدن انسان الهام گرفته شده است.

مدیریت سایت-پیراسته فر:درآیه ۵ تا۸سوره نحل: بعدازخلقت انسان به خلقت چهارپایان اشاره داردکه مرکبهایی هستند که منافع زیادبرایتان دارد(خلق الا نعام)وَ الاَنْعَمَ خَلَقَهَا لَکمْ  ...درآخرمی گویدچیزهای دیگری آفریدیم که"فعلاً"نمی دانید.

وَالْخَیْلَ وَالْبِغَالَ وَالْحَمِیرَ لِتَرْکَبُوهَا وَزِینَةً ۚ وَیَخْلُقُ مَا لَا تَعْلَمُونَ ‎﴿٨نحل)

یخلق ما لاتعلمون چیست؟

ر پایان آیه به مساءله مهمترى اشاره کرده و افکار را به وسائل نقلیه و مرکبهاى گوناگونى که در آینده در اختیار بشر قرار میگیرد و بهتر و خوبتر از این حیوانات مى تواند استفاده کند متوجه میسازد، و مى گوید خداوند چیزها (وسائل نقلیه دیگرى ) مى آفریند که شما نمیدانید ( وَیَخْلُقُ مَا لَا تَعْلَمُونَ ‎٨نحل).
گرچه بعضى از مفسران پیشین این جمله را اشاره به حیواناتى گرفته اند که در آینده آفریده مى شود و رام بشر میگردد.
ولى همانگونه که در تفسیر مراغى و تفسیر فى ظلال آمده است درک مفهوم این جمله براى ما که در عصر ماشین و وسائل و مرکبهاى سریع السیر زندگى میکنیم ، ساده و آسان است .

آیا ماشین،کشتی وهواپیما،قطار راخداوندآفریده؟

و اگر ملاحظه میکنید که تعبیر به یخلق (مى آفریند) کرده است دلیلش واضح است ، زیرا کار انسان در این اختراعات در حقیقت چیزى جز جفت و جور کردن و به هم پیوستن نیست ، اساس آنها که مواد اصلى را تشکیل میدهد، تنها با آفرینش خداوندى است ، از این گذشته آن ابتکارى که بشر در طریق اختراع این وسائل به کار میبرد آن هم مولود استعدادى است که خدا به او داده است .تفسیرنمونه جلد۱۱