Biónica - historia, temas y ejemplos.

Aprender de la evolución significa aprender tecnología.

La evolución solo puede funcionar con el material existente, y de ninguna manera es perfecta: los orangutanes, por ejemplo, son habitantes de los árboles, pero no están 100% adaptados óptimamente a la vida del árbol. En los seres humanos, enfermedades como el daño de disco causado por la marcha vertical..

Para casi todos los problemas que surgen en las construcciones humanas, hay contrapartes en la naturaleza que ofrecen modelos para resolver este problema: el deslizamiento del cóndor, por ejemplo, muestra cómo un cuerpo grande puede volar en el aire sin estrellarse, y los cuerpos de los pingüinos, delfines y tiburones muestran qué formas se mueven mejor bajo el agua.

contenido

• Aprender de la evolución significa aprender tecnología.
• Que es bionica
• Biología técnica y biónica.
• De abajo hacia arriba o de arriba abajo
• Cuerpo artificial
• Evolución del modelo
• Naturaleza y tecnologia
• criterios
• Biónica y evolución.
• Animales y tecnologia
• Al principio de la cultura.
• Vuela como un pájaro
• Leonardo da Vinci
• Otto Lilienthal
• Muscular - El Cóndor
• winglets
• Vuela como un murciélago
• Martín pescador en las vías del ferrocarril
• Cascos de aviones en diseño de atún.
• El globo de dirección y la trucha.
• Piel de tiburón para trajes de buceo.
• Robot de skate en el fondo marino.
• El carro de pez cofre
• El calamar - Un sueño para los soldados.
• Quédate como un gecko
• la seda de araña
• cuchillo de roedores
• El oso polar y la casa de termitas.

Que es bionica

Biónica, biología (tecnología) y (tecnología) significa la práctica científica de transferir soluciones biológicas a la tecnología humana. Zoólogos, botánicos y neurobiólogos, químicos y físicos trabajan en conjunto con profesionales médicos, ingenieros y diseñadores..

Bionics se ocupa de la transferencia de estímulos naturales a la tecnología. (Imagen: Michael Tieck / fotolia.com)

Biología técnica y biónica.

Mientras que la biología técnica explora las relaciones entre forma, estructura y función y utiliza métodos técnicos, la biónica intenta implementar técnicamente estructuras y construcciones de la naturaleza..

Las funciones biológicas, adaptaciones, procesos, organismos y principios proporcionan soluciones a problemas técnicos..

Los animales y las plantas proporcionan ideas biónicas para transferir los principios de acción de la naturaleza a la tecnología. Esto incluye la biotecnología, a saber, utilizar enzimas, células y organismos completos en aplicaciones técnicas..

De abajo hacia arriba o de arriba abajo

Un producto biónico evoluciona en varios pasos, ya sea de arriba hacia abajo o de abajo hacia arriba

De abajo hacia arriba comienza con la exploración de la base biológica, la forma, la estructura y la función (¿cómo se construyen los pies de un gecko?). Luego, los investigadores intentan comprender los principios de acción y las leyes (¿por qué puede el gecko caminar sobre el techo?).

Esto es seguido por la abstracción. Los científicos se separan del contexto biológico, desarrollan modelos funcionales y modelos matemáticos para implementar técnicamente los principios de acción.

Al final, la implementación técnica a escala de laboratorio, escala industrial y finalmente como producto de mercado sigue.

De arriba a abajo es al revés. Al principio hay un problema técnico. Por ejemplo, un producto existente debería mejorar. Pero como Luego comienza la búsqueda de soluciones biológicas, seguida de fundamentos biológicos, abstracción e implementación..

Bionics debe ser innovador y creativo, ya no se trata solo de copiar la naturaleza, sino de transmitir efectos fundamentales en varios campos..

Cuerpo artificial

En el espacio angloamericano, Bionics se refiere a cuerpos y órganos producidos artificialmente que imitan o superponen un modelo vivo. Otros términos son robótica o prótesis..

Por ejemplo, la neurología hoy está experimentando con prótesis que imitan a las extremidades humanas y responden a órdenes mentales. El plan es transferir información al cerebro y así darle a la persona afectada su sentido del tacto..

Un objetivo de la investigación neurobiológica es que las manos producidas artificialmente pueden ser controladas por el cerebro en el futuro. (Imagen: Den / fotolia.com)

Evolución del modelo

En general, la evolución de la vida es el modelo para la tecnología y, de hecho, en la creatividad natural. Evolución Según Charles Darwin, "selección por selección natural" significa que las especies más adecuadas con habilidades especiales se adaptan a una situación específica.

La función original de las partes del cuerpo y los sentidos puede cambiar completamente: las patas delanteras de los murciélagos, por ejemplo, se convirtieron en alas..

Naturaleza y tecnologia

Por lo tanto, la naturaleza ofrece un potencial inagotable para soluciones de problemas funcionales que superan cualquier cosa que la gente pueda imaginar. Sin embargo, es similar al progreso técnico. Particularmente en tiempos de cambios industriales como la revolución digital, se necesitan "saltos de innovación".

Por ejemplo, ¿cómo se pueden construir máquinas que tomen muestras de las gargantas del fondo marino y eviten obstáculos? Los "carros submarinos" con ruedas son tan poco cuestionables como los submarinos que no pueden moverse entre pedregales y cuevas.

Aquí los robots ofrecen una solución que se basa en langostas, cangrejos y cangrejos, con brazos de agarre, para los cuales se encuentra el modelo de pulpo..

criterios

Un producto se considera biónico solo si:
1) tiene un modelo biológico
2) abstraído de este modelo
3) Se transfiere a una aplicación técnica.

La naturaleza desconcierta a los científicos a diario: casi todos los problemas técnicos son problemas planteados o planteados en la evolución y para los cuales la naturaleza encontró una solución..

Biónica y evolución.

La biónica de hoy compara su enfoque con el proceso evolutivo:

individual	criatura	Objeto a optimizar
mutación	Cambio aleatorio de información genética.	Cambio aleatorio de las variables de entrada de variables. (= Parámetro objeto)
recombinación	Mezcla del material genético parental.	Recombinación de los parámetros del objeto parental.
selección	Selección de personas más adaptadas al entorno.	Selección de individuos que mejor cumplan con el criterio de optimización.

Estos productos optimizados sirven para proteger el medio ambiente, conservar los recursos, aliviar la carga sobre el medio ambiente y apoyar la protección del medio ambiente.

Animales y tecnologia

Aprender de los animales significa desarrollar tecnología. La biología ha inspirado innumerables logros de ingeniería: los trenes de alta velocidad modelados en el martín pescador, con una capa de hueso frenando la cabeza cuando se ven afectados por el agua, o la piel de tiburón con su estructura de papel manchado como modelo para trajes de buceo; Las truchas eran el prototipo del globo de dirección, los pájaros carpinteros eran el padrino del hacha de hielo y el martillo neumático; Los pulpos tienen la forma natural de ahuecamiento y brazos articulados..

El pájaro carpintero proporcionó la plantilla para el desarrollo del martillo neumático. (Imagen: mirkograul / fotolia.com)

Al principio de la cultura.

Aunque la biónica es un concepto muy joven, está en el origen de toda cultura humana. Para el desarrollo biosocial de los humanos, siempre ha significado copiar la naturaleza culturalmente..

Nuestros primeros antepasados ​​vieron el vuelo del halcón, hicieron arcos y flechas y copiaron ese vuelo. La lanza tiene su modelo en los colmillos de los elefantes y los cuernos de antílopes, el cuchillo copia los dientes de los grandes felinos y lobos. Cuando las personas cazaban animales y hacían ropa con sus pieles, imitaban el pelo que daba calor a los seres vivos..

Las culturas tradicionales que conocen esta dependencia expresan este modelo a seguir en los propios objetos: los nativos americanos esculpieron las puntas de sus flechas en forma de cabezas de halcón..

Vuela como un pájaro

Las palomas vuelan tan rápido como lo hacen con un cuerpo masivo, por lo que tienen todas las cualidades que debe tener un avión de pasajeros. De hecho, la aeronave menos disruptiva diseñada por Igo Etriel tuvo a la paloma como modelo.

El pionero de la aviación miró el fuselaje y la cola de su aviador artificial de las palomas de la ciudad y escribió: "En el invierno de 1909-1910 diseñé el aparato (...) en el modelo de un pájaro en posición de planeo".

Leonardo da Vinci

Leonardo da Vinci ya tomó aves como modelos de sus máquinas voladoras y calculó meticulosamente cómo funcionaba el vuelo para especies individuales de aves. Da Vinci creció en la Toscana.

Las pinturas de Leonardo, sus esculturas y sus máquinas de ingeniería lo caracterizaban como un pensador abrumador, incluso entre los estudiosos universales del Renacimiento: era pintor, mecánico, anatomista, científico, filósofo natural y arquitecto..

Pero hasta hoy su sensual acceso al mundo desaparece tras el mito. Porque Vinco fue tan creativo como arraigado en el suelo. Los dibujos de Leonardo de las tierras rurales alrededor de su lugar de nacimiento muestran que el genio de la Toscana rural se mantuvo profundamente conectado.

Lo que era inusual para un artista del Renacimiento era que no tenía educación infantil temprana en las artes. En cambio, él creció en la naturaleza cultural del norte de Italia, y el niño pasó la mayor parte de su tiempo en la naturaleza del campo circundante..

Aquí, el niño estudió los movimientos de las aves de presa y se inspiró para sus máquinas voladoras posteriores. Uno de sus primeros recuerdos fue un sueño en el que un ave rapaz voló hasta la cara de Leonardo y presionó su cola contra los labios del soñador..

Tales recuerdos muestran que las raíces tempranas de da Vinci para obtener conocimiento no eran religiosamente cristianas ni puramente científicas en un sentido moderno, sino que se parecían al pensamiento chamánico de culturas tradicionales que combinan experiencia sensorial y comprensión sistemática de la realidad natural. En esta forma de pensar la ciencia, el arte y los filósofos naturales no están separados, sino diferentes aspectos de la misma percepción..

Leonardo examinó cómo las alas de los pájaros cambian de forma, es decir, las alas de las manos se extienden en el tee, juntas en el impacto, y él examinó la estructura y función de la pluma de ave. Sobre esta base, diseñó alas batientes para los humanos voladores. Pero no pudieron trabajar porque el peso corporal de una persona es demasiado grande en proporción al poder de sus músculos..

Otto Lilienthal es considerado un pionero de la aviación. Se graduó en 1891 del primer vuelo exitoso en un planeador auto construido. (Imagen: Juulijs / fotolia.com)

Otto Lilienthal

Otto Lilienthal, el primer hombre exitoso en el aire, observó en su infancia exactamente el vuelo de las cigüeñas blancas. En 1889 publicó su obra "El vuelo de las aves como la base del arte de volar".

Las cigüeñas le enseñaron que planear es crucial para el vuelo. Las cigüeñas navegan largas distancias y ahorran mucha energía. El ingeniero ornitológico llegó a la conclusión de que era posible imitar este vuelo en planeo cuando un humano solo podía controlar las alas y un pájaro..

Una vela de algodón en un enlace de bambú y crudo se convirtió en el planeador de altura de Lilienthal. Fue el primer hombre en alcanzar una mayor altitud al aire libre que en la salida. Lilienthal voló con éxito 2000 veces, luego se estrelló y murió.

Muscular - El Cóndor

El cóndor andino es una de las aves voladoras más grandes. Depende de las corrientes de aire caliente para entrar en el aire..

Paul MacCready, un ingeniero estadounidense, estudió los fenómenos meteorológicos y de vuelo del cóndor en los años setenta. Su plan era desarrollar una máquina voladora que levantara todo el peso posible con poca energía..

El cóndor con un peso de 13 kilogramos y una envergadura de hasta 3,50 m, que alcanza casi 6000 m en vuelo de planeo, fue el objeto de estudio ideal para él..

MacCready observó que los cóndores no comienzan en una mañana fría y pasan mucho tiempo en la Tierra incluso después de una comida suntuosa. A partir de esto, llegó a la conclusión de que no es la fuerza del cóndor, sino su envergadura el que permite cargar el peso..

Diseñó el "Gossamer Condor", un avión con una envergadura de 29,25 metros y una longitud de 9,14 metros. La construcción sobre tubos de aluminio y lámina especial de poliéster pesaba solo 31,75 kilogramos..

El dispositivo fue accionado por pedales. En 1977, un ciclista profesional, Bryan Allen, comenzó con el "Kondor". Allen fue la primera persona en levantar el suelo por su cuenta.

Unos años más tarde, MacCready construyó el "Gossamer Albatros", que lleva el nombre del único grupo de aves, algunas de las cuales tienen un alcance aún mayor que el del cóndor, y Allen voló con él a través del Canal de la Mancha..

winglets

Los volantes entre las aves reparten en el Fug los resortes exteriores de las alas y, por lo tanto, reducen la turbulencia del aire, que de lo contrario se forma en el ala, dividen el flujo de aire en muchos "torrentes" pequeños. Así es como ganan energía..

La aviación utiliza dichos "alerones" en forma de pequeñas alas de aviones verticales. Aumentan tanto la velocidad de los pilotos de combate como el consumo de energía de las máquinas de transporte..

La TU de Berlín realizó experimentos en el túnel de viento con un ala, en la que los alerones podían ajustarse individualmente.

Vuela como un murciélago

La veta Clement no tomó aves, sino murciélagos como modelo para su vehículo Éole. Emprendió el primer vuelo tripulado. El final, sin embargo, ya tras 50 metros..

Martín pescador en las vías del ferrocarril

Aves que inspiran a los inventores a construir aviones, eso es obvio a primera vista. Pero, ¿qué hace Kingfisher, que se erige como una joya azul en el aire, y luego se sumerge en el agua y comienza a pescar con un tren de alta velocidad??

Para el jefe del tren japonés de alta velocidad Shinkansen, los ingenieros se inspiraron en el martín pescador. (Imagen: torsakarin / fotolia.com)

Eiji Nakatsu desarrolló el Shinkansen, un tren rápido que conecta Tokio con Hakata. La diferencia de presión cuando el tren entró en un túnel era tan grande que golpeaba fuerte cada vez, una imposición a los pasajeros..

El ingeniero senior estaba buscando soluciones en la naturaleza y encontró al martín pescador, lo que causa cambios rápidos en la resistencia del aire..

El pico largo del ave reduce el impacto entre el aire débil y la fuerte resistencia al agua. El Shinkasen recibió un "hocico largo", que solucionó el problema del túnel así como la entrada a la superficie del agua cuando se pesca..

El tren también se hizo más rápido y consumió menos energía..

Pero este no es el único "milagro" en el cuerpo del martín pescador: su retina contiene dos fosas. Fuera del agua, usa solo uno, en el agua solo el segundo. Además, su retina contiene gotas de aceite, por lo que percibe mejor los colores y puede orientarse bajo el agua..

Si la ciencia entiende cómo funciona este "sistema submarino", se puede usar para construir equipos que mejoren la visibilidad submarina de los buceadores..

Cascos de aviones en diseño de atún.

El modelo para el fuselaje ideal no era un pájaro sino un pez. El ingeniero aeronáutico Heinrich Hertel estaba buscando un patrón en la naturaleza para un avión aerodinámico, y el atún le dio una plantilla..

Los bonitos son particularmente aerodinámicos, porque la parte de su cuerpo con el mayor volumen no está ubicada en la cabeza, sino detrás de las branquias. Así que el agua fluye uniformemente más allá de ellos. Además, el cuerpo no se estrecha gradualmente en la cola, sino de forma abrupta. Como resultado, el flujo se arranca solo en una pequeña parte del cuerpo.

Otros mamíferos marinos y de aguas profundas tienen formas corporales, tarpones y delfines comparables, y también sirven como ejemplos de ingenieros aeronáuticos..

Un avión suizo llamado "Smartfish" honra con su nombre a los animales marinos que proporcionaron el modelo. Tiene un fuselaje abovedado como el atún y, por lo tanto, consume menos combustible que otras aeronaves del mismo tamaño, es fácil de manejar y menos susceptible a la turbulencia..

El atún desarrolló otra adaptación para moverse más rápido. Sus aletas pectorales sirven de timón y frenos. Cuando los atunes están a toda velocidad, doblan las aletas contra el cuerpo. Hoy los investigadores están probando si las "partes exteriores" de los autos y los peces no pueden plegarse a alta velocidad para mejorar la aerodinámica.

El globo de dirección y la trucha.

La trucha proporcionó la plantilla para un moderno globo de dirección..

Los zepelines tuvieron una floración corta a principios del siglo XX. El Zeppelin Hindenburg fue una de las dos aeronaves más grandes. El 6 de mayo de 1937 se quemó el relleno de agua y 36 personas murieron..

El barco se quemó en chatarra de aluminio en el aeropuerto de Lakehurst en los Estados Unidos en medio minuto. La causa exacta aún no está clara, el capitán creyó en un asesino. Sin embargo, el resultado fue seguro: el tráfico aéreo con Zeppelins llegó a un repentino final..

La trucha actúa como modelo para el desarrollo de aeronaves modernas. (Imagen: Michael Rosskothen / fotolia.com)

Hoy, sin embargo, tales globos de dirección podrían hacer una reaparición. Los pronósticos meteorológicos son mucho más confiables hoy en día, y por lo tanto se pueden evitar las tormentas. La tecnología moderna también podría controlar mezclas de gases peligrosos..
El Instituto Suizo de Investigación y Tecnología Empa examina la trucha como un arquetipo para tales aeronaves del futuro..

Las truchas tienen baja masa muscular. Con su cuerpo en forma de huso, acelera rápidamente. Utiliza vórtices de flujo idealmente y se mueve con resistencia mínima. Para esto ella dobla el cuerpo y golpea la aleta caudal en la dirección opuesta.

Los científicos suizos ahora están aplicando este movimiento a un nuevo tipo de globo de dirección. Los polímeros electroactivos (EAP) proporcionan electricidad a este globo al convertir la energía eléctrica en movimiento. Estos polímeros se ubican donde se encuentran los flancos y la cola de la trucha, y los músculos impulsan el movimiento de las olas en el agua. Así, los investigadores reconocieron el problema de cómo se puede aumentar la transformación de energía en movimiento..

Piel de tiburón para trajes de buceo.

Hace solo dos décadas, una superficie lisa se consideraba ideal para moverse bajo el agua. Sin embargo, los nadadores permanentes de los océanos, tiburones martillo o tiburones de puntas negras, están cubiertos por escamas placoides hechas del mismo material que los dientes de tiburón..

Sus escamas son estriadas y escalonadas. Como resultado, reducen la fricción entre el agua y la superficie del cuerpo, y así los tiburones aumentan su velocidad. La caspa también evita que las bacterias se propaguen..

La piel de tiburón copió los trajes de baño en los Juegos Olímpicos de 2008 y sus usuarios lograron récords..

La hidrodinámica de los tiburones, por otro lado, sigue siendo de mucho mayor interés: hoy ya hay barcos con revestimiento de "piel de tiburón", que usan menos combustible, y los "aviones de tiburones" son una cuestión de tiempo..

Robot de skate en el fondo marino.

Manta los rayos vuelan bajo el agua. Los zoólogos llaman a las aletas de las rayas bastante derechas, porque los peces se mueven con ellas como las aves que vuelan en el aire..

Los científicos se preguntaron cómo la manta raya la energía de los rayos, aunque la presión del agua es mayor que la presión del aire..

El Rochenkörper resuelve el problema oponiéndose a la presión: las aletas de patín no ceden bajo presión, sino que se abultan contra él. El investigador alemán Leif Knies habla del efecto de aleta fina..

Los patines son peces cartilaginosos. No tienen huesos como la mayoría de los peces, pero su esqueleto consiste en cartílago. En evolución, el cuerpo de la serpiente se desplomó desde arriba, permitiendo que sus aletas se extendieran sobre sus lados..

El artista biónico berlinés Rolf Bannasch diseñó un robot biomimético basado en el arquetipo de los rayos Manta. Bannasch Tema quiere explorar los fondos marinos con el robot skate. Esta máquina no tendría hélices y, por lo tanto, no molestaría más al biotopo que a un pez errante..

El rayo artificial podría, por ejemplo, examinar sub-cables. Pero el efecto chorro de aleta también se puede aplicar en áreas completamente diferentes: Festo AG en Esslingen, cerca de Stuttgart, desarrolló una pinza biónica modelada en la aleta de pez..

Este "FinGripper" se parece a una aleta caudal y consta de tres "rayos de aleta", mientras que es un 90% más ligero que una pinza similar hecha de metal..

El carro de pez cofre

Hoy en día, los fabricantes de automóviles buscan constantemente formas de producir automóviles que consuman menos combustible. En primer lugar, tales vehículos deben ser ligeros y, segundo, deben ser buenos en el flujo de aire, menos material, más baratos, menos recursos y menos peso.

Los biónicos encontraron lo que buscaban en el mar: el pez cofre, residente de los arrecifes de coral, tiene una forma extrañamente angular que le dio su nombre. Con esta forma, es extremadamente estable en el agua, una armadura ósea puede soportar la presión del agua. Su forma es destacada en la corriente. El coeficiente de arrastre (valor cW) es 0.06. Esto reduce la resistencia al flujo..

El tanque de huesos se puede transferir al cuerpo de un automóvil. Pero el pez cofre no puede ser copiado directamente. Como un automóvil no solo es mucho más grande, también se mueve en el aire, no en el agua.

El resultado fue el coche biónico Mercedes-Benz. Combina el máximo volumen con la mínima resistencia al flujo. Por procedimientos de optimización biónica, el peso se redujo en un 30%. El combustible en su clase es 20% más bajo que otros autos..

El pez cofre tropical fue el modelo del automóvil biónico Mercedes-Benz. (Imagen: airmaria / fotolia.com)

El calamar - Un sueño para los soldados.

Flecktarn en marrón ocre en el desierto, verde claro y frondoso en el bosque, gris y blanco en la nieve - el camuflaje es parte del oficio de los militares. Los soldados pueden disfrazarse efectivamente en un terreno en particular, pero fallan si cambian su entorno de manera abrupta. Un "guerrero del pantano" con barro en la cara y se precipita sobre el casco parece un faro en el mar nocturno en el desierto de arena.

Un calamar probablemente se reiría ante el disfraz de soldado si fuera consciente de ello, porque este camuflaje parece torpe comparado con su cambio de color de segundo orden. Las sepias cambian completamente el patrón de color, ya sea uniformemente o con manchas y rayas. Esto es posible gracias a los cromatóforos, bolsas debajo de la piel llenas de pigmentos..

Estas bolsas pueden expandir o retraer a los animales tensando los músculos. Los moluscos se funden con cualquier fondo y se camuflan perfectamente contra depredadores y presas..

Los científicos de Massachusetts desarrollaron una pantalla basada en este patrón que crea imágenes a través de variaciones en las capas superiores. Los patrones activan los impulsos eléctricos, como con los calamares, que relajan sus músculos, dependiendo de qué señales eléctricas reciben..

Mientras tanto, los militares están trabajando en un camuflaje para transferir las propiedades deseadas del calamar a la piel del soldado.

El cambio de color de los calamares llegó al público, ya que Jurassic World 2015 llenó los cines. Un dinosaurio creado artificialmente, Indominus Rex, transporta genes de calamar y, por lo tanto, puede fusionarse con su entorno, haciéndolo aún más mortal que el Tyrannosaurus Rex..

Quédate como un gecko

Los geckos son un gran grupo de lagartos que habitan en innumerables hábitats en países cálidos: selvas tropicales como desiertos, montañas como playas, contenedores de basura en la India y luces de neón en hoteles en Tailandia..

Muchos tipos de geckos no solo caminan hacia arriba y hacia abajo en los troncos de los árboles, sino también en forma horizontal y con la cabeza hacia abajo en los paneles de vidrio, ya sean húmedos o secos. Resuelven la responsabilidad en unos pocos microsegundos y casi no aplican ninguna fuerza..

El secreto está en millones de pelos pegajosos (setas), que a su vez se dividen en cientos de hojas en forma de pala (espátulas). Estos se ubican en protuberancias, que son reconocibles solo en el rango nano. Cada cabello tiene poco poder adhesivo. Millones de veces esto es gigantesco..

Un grupo de investigadores liderado por Stanislav N. Grob investigó estructuras vellosas, desaliñadas y en forma de hongo y desarrolló una película adhesiva que logra la mitad de la adhesión de los geckos sobre el vidrio..

Los "pelos de gecko" artificiales están secos, pueden separarse varias veces y adherirse a cualquier tipo de material.

Las agencias de inteligencia estadounidenses están trabajando actualmente en el "Stickybot", un robot gecko que sube por lo menos 4 cm por segundo. El prototipo fue desarrollado por la Universidad de Stanford..

la seda de araña

La seda de araña excita a la biónica como ningún otro material: es más flexible que el caucho y más resistente al desgarro que el acero, y extremadamente liviana. Los marcos y los radios de las telas de araña son particularmente fuertes, mientras que los hilos de la espiral receptora son enormemente elásticos..

Aproximadamente 20,000 especies de arañas construyen redes de seda para atrapar a sus presas. Nuestra araña cruzada produce hilos de marco estables y espirales elásticas de captura. La seda es una molécula de proteína de cadena larga con partes cristalinas que absorben la carga de tracción y una matriz amorfa que asegura la elasticidad..

Utilizando métodos biotecnológicos se puede producir seda artificial de araña. (Imagen: ansi29 / fotolia.com)

Las arañas producen las proteínas de seda en una glándula en el abdomen. También puede pasarlos a través de un canal de espín, donde eliminan las proteínas por intercambio iónico. Un cambio de pH altera la estructura, la araña tira con sus patas traseras y, por lo tanto, de las proteínas es un hilo de seda..

La biotecnología produce materia prima de seda artificial y la dirige con una bomba a un canal de hilado técnico donde se intercambian iones y se enriquece la solución de proteína de seda. La solución se transforma por tren con un rodillo en un hilo de seda..

La seda de araña artificial se encuentra hoy en microcápsulas, filamentos, nanoesferas, hidrogeles, películas y espumas, en medicina e industria..

cuchillo de roedores

Los cuchillos de acero se vuelven desafilados, tarde o temprano los plásticos, el papel o la madera se desprenden del acero. Los cuchillos deben estar molidos, en el caso de las máquinas, esto significa quitar, afilar, reinstalar y realinear. Esto es molesto, cuesta tiempo, dinero y energía..

Los roedores no tienen este problema. Sus incisivos funcionan como cuchillos, pero no embotados. Crecen varios milímetros cada semana y se frotan sin encogerse por completo. Por el contrario: los roedores necesitan alimentos duros, de lo contrario los dientes serán cada vez más largos. Los dientes siempre son afilados, lo que los hace interesantes para la biónica..

Los incisivos consisten en dentina suave en el interior y esmalte duro en el exterior. Debido a que estos dos materiales se desprenden en diferentes grados, los dientes permanecen afilados, porque la dentina blanda desaparece y el esmalte duro permanece.

La abstracción biónica del principio: los cuchillos autoafilantes deben consistir en dos materiales de diferente dureza. Existen tales cuchillas: su núcleo está hecho de acero, que se desgasta más rápido que la capa cerámica exterior, y la capa dura permanece como un filo de corte. Estos cuchillos duran más que los productos comerciales y siempre están afilados..

El oso polar y la casa de termitas.

Algunas termitas utilizan el calor del sol y el metabolismo para ventilar sus edificios. El aire fluye a través de un sistema de tubos hacia arriba y debajo de la superficie hacia abajo. Esto es posible gracias a un gradiente térmico entre la parte superior cálida del edificio y las áreas subterráneas frescas. El dióxido de carbono se difunde a través del material de construcción poroso, el oxígeno se difunde en él..

Con el oso polar, los pelos blancos guían la luz y el calor hacia la piel oscura. Allí son absorbidos. Junto con los espacios aéreos completados en la piel de oso, el animal gana calor..

W. Nachtigall y G. Rummel concibieron una casa de bajo consumo energético en 1996, que combina la ventilación pasiva de poros de las termitas con el aislamiento térmico transparente del oso polar. (Dr. Utz Anhalt)

cartas credenciales
http://www.bionik-online.de/was-ist-bionik/

http://www.spektrum.de/lexikon/biologie/bionik/8744

Personas, empresas y universidades que trabajan con biónica. (Selección): 

Grupo de tecnologia adaptada
Universidad de Tecnología de Viena

Empresa de innovación INPRO para sistemas de producción avanzados.
en la industria del vehículo mbH

Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT)

Museo Otto Lilienthal

Universidad de Bayreuth, Departamento de Biomateriales