عبقرية الطبيعة: 8 ابتكارات تكنولوجية مذهلة مستوحاة من الطبيعة

كان العلماء منذ فترة طويلة يبحثون عن طرق لتحسين عالَمنا، سواء أكان ذلك في سوق الأدوية الكبيرة التي تبلغ قيمتها تريليون دولار أم في صناعة الملابس الرياضية، ممّا يساعد الماركات التجارية مثل Nike على إنشاء منتجات أكثر تقدمًا. نُسجت بعض الأفكار بالكامل من الخيال، إلا أن هناك قدرًا مدهشًا من الاختراعات الحديثة التي غيّرت الحياة كان مُستوحًا من العالَم الطبيعي من حولنا.

يستمر عالم التكنولوجيا الحيوية والمحاكاة الحيوية المذهل في النمو وذلك من طلاء المنزل المبني على نسيج أوراق اللوتس إلى الأذرع الإلكترونية المسروقة مباشرة من الأخطبوط تحت الماء. لذلك، لا تعمل الطبيعة على تحسين نوعية الحياة بالنسبة لنا نحن البشر فحسب، بل إنها تحقق أيضًا ربحًا لروّاد الأعمال المبتكِرين في مجال التكنولوجيا أيضًا!

1. الخلايا الشمسية

مستوحاة من: أجنحة الفراشة

تُعد الخلايا الشمسية مصدرًا رائعًا للطاقة المتجددة، لكن كان بإمكان العلماء في KIT وCaltech تحسينها أكثر، إذ أنهم وبعد النظر إلى أجنحة الفراشة الوردية، أدركوا أنّ بإمكانهم نسخَ البنية من أجل إنشاء خلايا شمسية أرق تدوم لفترة أطول.

أسفرت التجربة عن مُنتَج أكثر كفاءة وأسهل في التصنيع. ومن المثير للاهتمام أن العلماء والأساتذة أشاروا إلى أنه حتى مع كلّ التقدّم الذي أحرزناه في مجال الطاقة، فإن معدّلات التحويل لجناح الفراشة المتوسط ​​لا تزال تتفوق تقريبًا على أي شيء صمّمه البشر على الإطلاق.

2. القطارات السريعة

مستوحاة من: الرفراف

كانت القطارات السريعة شائعة في اليابان منذ عقود، وعلى الرغم من أنها منذ البداية كانت سريعة في الغالب، إلا أنها لم تكن دائمًا صامتةً تمامًا. في الواقع، عندما كانت هذه القطارات تسافر عبر الأنفاق كانت تصدر صوتًا عاليًا. ناضل المهندسون لإصلاح هذا الأمر دون جدوى، إلى أن نظروا إلى طائر الرفراف.

أدرك المهندسون أنهم إذا غيّروا شكل القطار ليبدوَ مثل طائر الرفراف ذي الوجه المُدبَّب، فإن الصوتَ سيتوقف. ولا يُسبّب الشكل الجديد إزعاجًا أقل بكثير من النموذج الأصلي فحسب، بل يوفر أيضًا حوالي 10-15% من الطاقة.

3. أكواب الشفط

مستوحاة من: أطراف الأخطبوط

يمكنك شراء أيّ شيء تقريبًا على موقع أمازون هذه الأيام، بما في ذلك أكواب الشفط السهلة الاستخدام والتي يمكن أن تكون مُفيدةً كخطّافات. أصبحت أكوابُ الشفطِ موجودةً منذ بعض الوقت، كما أن تصنيعَها رخيص نسبيًا. وبالطبع، فهي مستوحاة بشكل مباشر من المخلوق ذي الأطراف الثمانية المُفضَّل لدى الجميع: الأخطبوط.

أطراف الأخطبوط مُغطّاة بمصّاصات تساعده على التنقل تحت الماء، حيث يستخدمها للتحسّس والتسلّق والتقاط عشائه. يمكن للمصّاصات أيضًا سحقُ أصداف فرائسه، ممّا يجعل تناولها أسهل بكثير. إن المصّاصات قويةٌ للغاية، ولم يكن الأمرُ سوى مسألة وقت قبل أن تتحول إلى أكواب شفط وتُطرَح في السوق.

4. الإبر الجراحية

مستوحاة من: البعوض

تقوم العديد من الشركات حول العالم بتصنيع وبيع الإبر الجراحية، بما في ذلك شركة أمازون. لقد تعرّض معظمنا إلى النهاية المدببة عدةَ مرات، لكنها ليست تجربة ممتعة دائمًا. في عام 2011، ابتكر باحثون في إحدى الجامعات اليابانية إبرةً آليّةً مُصمّمة لتخفيف الألم، مستوحاة من إبرة البعوض.

الإبرة فعّالة وأقلّ إيلامًا بكثير من الإبر التقليدية تحت الجلد، حيث -بدلاً من ذلك- تكون الحافةُ المُسنَّنة خفيفةً بدرجة كافية بحيث لا يكاد المرضى يشعرون بها عند غرزها. إنها ليست غيرَ مؤلمة تمامًا، ولكنها بالتأكيد أقلُّ ترويعًا لأولئك الذين يخافون من الإبر.

5. الرادار

مستوحى من: الخفافيش

لقد تم استخدام الرادارات من قبل الجيش والقوات الأخرى لعقود من الزمن، ولكن كيف تمّ التوصّل إليها لأول مرة؟ إن تاريخ تطوير الرادار معقد (ومثير للاهتمام)، لكن معظمَ الأخصّائيّين يتفقون على أنه مستوحى من صديقنا المُجنَّح: الخفاش.

تَستخدم الخفافيشُ تحديدَ الموقع بالصدى لمعرفة مكان وجود شيء ما دون أن تتمكن فعليًا من رؤيته. وبدون ذلك، لن تتمكّن المخلوقات الليلية من الصيد أو إطعام نفسها أو حتى شقّ طريقها في العالَم. ومن خلال إرسال موجات صوتية، يمكن للرادار محاكاة ذلك والحصول على فكرة دقيقة بشكل لا يُصدَّق عن مكان وجود الأشياء.

6. الفيلكرو

مستوحىً من: النباتات الشائكة

تمّ اختراع الفيلكرو عن طريق الصدفة الكاملة كما هو الحال مع العديد من الابتكارات العظيمة.

في عام 1941، وجد المهندس جورج دي ميسترال نباتاتٍ شائكةً على كلبه ونفسه بعد المشي وبدأ في النظر إليها عن كثب. لقد كان مفتونًا بالطريقة التي تعلّقت وتمسّكت بها، وسرعان ما طوّر نسخته الخاصة.

تبلغ قيمة شركة Velcro Industries الآن أكثر من 277 مليون دولار. ويتمّ استخدام المُنتَج في العديد من الأشياء المتنوّعة من الملابس والأدوات المنزلية وغير ذلك، ممّا يجعله عنصرًا أساسيًا في المنازل في جميع أنحاء العالَم. لو لم يقم ميسترال بهذه المسيرة، ربّما لم يكن الفيلكرو موجودًا اليوم.

7. لمبات الإضاءة (ديودات مُصدِرة للضوء) LED

مستوحاة من: اليراعات

إن مصابيح LED موجودة في كل مكان الآن. ويمكنك الحصول على مجموعةٍ منها من شركة أمازون مقابل بضعة دولارات فقط، ولكن هذه المصابيح قد تكون على وشك أن تصبح أيضًا أفضلَ حتى من وضعها الراهن. في العام الماضي، كشف باحثون في ولاية بنسلفانيا عن خطط لتصنيع مصابيح تحتوي على صمّام ثنائي يمكن أن يحاكي اليراعات.

قال تشانغ جيانغ تشن، المؤلِّف الرئيس في الدراسة عندما تحدث إلى مجلة سايَنس ديلي (العلم اليوميScience Daily ): "لقد لاحظتُ أن الأمرَ لا يقتصر فقط على اليراعات في امتلاكِ مثل هذه الهياكل المجهرية غير المتماثلة على فوانيسها، ولكن تمّ الإبلاغ أيضًا عن وجود نوع من الصراصير المتوهجة لديها هياكلُ مماثلة في فوانيسها المتوهجة". يُضيف قائلاً: "هذا هو المكان الذي حاولت فيه التعمّق قليلاً في دراسةِ كفاءة استخلاص الضوء باستخدام هياكل غير متماثلة".

8. نظارات الرؤية الليلية

مستوحاة من: البوم والقطط

لقد استوحى البشر الكثيرَ من الإلهام من الطبيعة لاختراعاتهم، ونظّارات الرؤية الليلية مستوحاة من الحيوانات التي يمكنها الرؤية في الظلام، مثل البوم والقطط. نظّارات الرؤية الليلية هي في الأساس مُكثِّفات ومُقوّياتٌ للصورة.

وهي تعمل عن طريق تعزيز الضوء المتبقي لتحسين الصورة. وعلى غرار شبكية العين في عيون البومة والقطط، تلتقط مكوِّنات النظارات الليلية الفوتوناتِ التي تمرّ عبر عدساتها، وتحوِّلها إلى إلكترونات فتُري وتُبيّن ما كان خفيّاً في الصورة الداكنة.