Dieren inspireren wetenschappers om problemen op te lossen waarmee mensen worden geconfronteerd

“Er zijn zoveel leuke en unieke en interessante manieren” waarop dieren zijn geëvolueerd “om problemen op te lossen, en sommige van deze oplossingen zijn oplossingen waar mensen nooit aan hebben gedacht”, zegt Lisa Manning, de directeur van het BioInspired Institute aan de Universiteit van Syracuse in New York. . Het is een van de vele onderzoeksorganisaties over de hele wereld waar wetenschappers inspiratie opdoen voor uitvindingen van andere levende wezens.

Het BioInspired Institute, dat in 2019 van start is gegaan, en soortgelijke instituten mogen dan nieuw zijn, maar Manning zegt dat bio-inspiratie al heel lang bestaat. In de 15e eeuw vond Leonardo da Vinci vliegmachines uit op basis van vleermuis- en vogelvleugels. In de 18e en 19e eeuw keek Alessandro Volta “naar het gedrag van de elektrische paling” om de batterij uit te vinden, zegt Manning.

Wetenschappers van het BioInspired Institute bestuderen fruitvliegjes begrijpen hoe hun hersenen informatie en honingbijen verwerken om bloedingen bij patiënten te helpen voorkomen. Zhenyu Gan is werktuigbouwkundig en ruimtevaartingenieur in Syracuse. Hij maakt vooral robots, robots met twee of vier poten, in tegenstelling tot robots met wielen of rupsbanden. “Ik speel al met dit soort speelgoed sinds ik een kind was en geobsedeerd door Transformers”, zegt hij.

Legged robots zouden nutteloos zijn als ze niet konden staan ​​of lopen. Om erachter te komen hoe ze zouden moeten werken, kijkt Gan naar dieren zoals paarden en kleine huppelende knaagdieren die jerboa’s worden genoemd. “Het eerste dat we moeten begrijpen, zijn de fundamentele verschillen” tussen de bewegingen van deze dieren, zegt Gan.

Door mensen geïnspireerde robots zijn meestal een beetje onhandig, deels omdat mensen “omvangrijke” benen hebben in vergelijking met sommige andere dieren, zegt Gan. Maar we moeten ook constant onze benen onder controle houden om niet om te vallen. Dat kost veel energie. Een paard heeft vier benen om ze meer stabiliteit te geven. De omvang van hun benen ligt ook dichter bij hun torso, waardoor ze sneller en efficiënter worden.

Robots zoals die Gan aan het ontwikkelen is, hebben veel toepassingen. Ze kunnen worden gebruikt om Mars en andere delen van de ruimte te verkennen. Ziekenhuizen begonnen tijdens de pandemie hondachtige robots te gebruiken om met patiënten te praten. Politieafdelingen gebruiken robots met poten om afgebrande gebieden en ingestorte gebouwen te doorzoeken op overlevenden.

Er zijn veel oplossingen voor problemen die mensen hebben bedacht zonder naar de natuur te kijken. “Ze werken en ze zijn eenvoudiger”, zegt Manning van het BioInspired Institute. “Maar ze zijn niet zo robuust” als bio-geïnspireerde uitvindingen, “en ze kunnen niet omgaan met veranderingen in de omgeving, net zoals dierlijke oplossingen dat kunnen.”