Wetenskaplikes gebruik die natuur om innovasie te inspireer. (Argieffoto: Claudius Thiriet/Biosphoto/AFP)
Selfs terwyl mensgemaakte klimaatsverandering die omgewing bedreig, hou die natuur aan om tegnologiese vooruitgang te dryf.
“Die oplossings wat die natuur lewer, het oor miljoene jare heen ontwikkel en word deur die eeue heen elke dag getoets,” sê Evripidis Gkanias, ʼn navorser verbonde aan die Edinburgh-universiteit.
Gkanias het ʼn spesiale belangstelling in hoe die natuur kunsmatige intelligensie kan rig.
“Menslike kreatiwiteit is dalk fassinerend, maar kan nie kers vashou by die natuur se robuustheid nie – en ingenieurs weet dit,” sê hy.
Van kompasse tot insekte se oë namaak en bosbrand-bestrydende robotte wat soos wingerde reageer. Hier is ʼn versameling van sommige natuurgedrewe tegnologie-uitblinkers vanjaar.
Insekkompas
Sommige insekte, soos bye en miere, navigeer visueel gegrond op die intensiteit en polarisasie van sonlig en gebruik dus die son se posisie as verwysingspunt.
Navorsers het dié oogstruktuur nageboots om ʼn kompas te skep wat die son se ligging in die lug bepaal, selfs op oortrokke dae.
Gewone kompasse maak staat op die aarde se swak magnetiese veld om te navigeer, en dit word maklik versteur deur elektronika.
ʼn Prototipe van die kompas wat lig bespeur, “werk reeds uitstekend”, sê Gkanias wat die studie wat in Communications Engineering verskyn het, gelei het.
“Met die nodige finansiering kan dit in ʼn meer kompakte liggewig-produk omskep word” wat geredelik beskikbaar is, sê hy.
En met nog ʼn paar veranderinge kan die insekkompas enige plek op die planeet werk waar ʼn groot hemelruim-ligbron sigbaar is.
Spinnerak wat water versamel
Waterdruppels vorm op ‘n spinnerak weens mis in Dhaka, Bangladesj. (Foto: Anik Rahman/NurPhoto/AFP)
Materiaal wat geïnspireer is deur die syagtige drade van ʼn spinnerak en wat drinkwater van oggendmis kan versamel, kan binnekort ʼn belangrike rol speel in streke wat gebuk gaan onder waterskaarstes.
Die kunsmatige drade volg die voorbeeld van die tuinspinnekop, waarvan die ingewikkelde “spoelknope” dit toelaat om groot waterdruppels op die web te vang en te laat beweeg.
Sodra die materiaal in groot maat geproduseer kan word, kan die water wat opgevang word “ʼn noemenswaardige skaal vir werklike toepassing” bereik, sê Yongmei Zheng, medeskrywer van ʼn studie wat in Advanced Functional Materials verskyn het.
Ranke wat brande bestry
Diere is egter nie die enigste bron van inspirasie uit die natuur nie.
Wetenskaplikes het ʼn opblaasbare robot geskep wat “groei” in die rigting van lig of hitte, op dieselfde manier wat ʼn rankplant teen ʼn muur of oor ʼn woudvloer kan rank.
Die rofweg twee meter lange robot kan homself stuur deur vloeistofgevulde sakkies, eerder as peperduur elektronika, te gebruik.
Mettertyd kan die robotte warm plekke vind en brandonderdrukkingsmateriaal vrystel, sê ʼn navorser van die Universiteit van Kalifornië in Santa Barbara.
“Die robotte is stadig, maar dit is oukei as jy byvoorbeeld ʼn smeulende brand wil beveg, soos turfbrande wat ʼn groot bron van koolstofvrystellings is,” sê medeskrywer Charles Xiao.
Voor die robotte egter die terrein kan bestyg, moet hulle meer hitteweerstandig en rats gemaak word.
Kombucha-stroombane
Wetenskaplikes by die Onkonvensionele Rekenaarlaboratorium in Bristol, Engeland, het ook ʼn manier gevind om slymerige kombucha-matte – wat geproduseer word deur gis en bakterieë tydens die fermentering van die gewilde teegebaseerde drankie – in te span om “kombucha-elektronika” te skep.
Die wetenskaplikes het elektriese stroombane op gedroogde matte gedruk wat klein LED-liggies kon laat brand.
Droë kombucha-matjies het dieselfde eienskappe as sommige tekstiele en selfs leer, maar dit is volhoubaar en bio-afbreekbaar en kan ook dae lank in water gedompel word sonder om beskadig te word, sê die navorsers.
“Drabare kombucha-produkte kan moontlik selfs sensors en elektronika in die materiaal self bevat, wat naatlose en onopsigtelike integrasie van tegnologie met die menslike liggaam bied.” Dit kan byvoorbeeld gebruik word vir hartmonitors of sensors wat jou treë meet, het die hoofnavorser, Andrew Adamatszky, gesê.
Die matte is ligter, goedkoper en meer buigsaam as plastiek, maar die navorsers waarsku dat die duursaamheid en massaproduksie nog heelwat werk gaan verg.
Klein roller-robotte
(Foto: Facebook/Umoya Khulula Wildlife Centre)
Ietermagogs lyk amper soos ʼn kruising tussen ʼn dennebol en ʼn miervreter en die diertjies, bedek in skubbe, is bekend daarvoor dat hulle hul in ʼn balletjie oprol wanneer gevaar dreig.
Nou kan ʼn piepklein robot dieselfde “ontwerp” gebruik om lewens te red, luidens ʼn studie wat in Nature Communications geplaas is.
Dit is veronderstel om deur die ingewande te rol voor dit oopmaak en medisyne aflewer of interne bloeding stuit in liggaamsdele wat gewoonlik moeilik is om te bereik.
Hoofskrywer Ren Hao Soon, van die Max Planck-instituut vir Intelligensiestelsels, het ʼn YouTube-video gekyk toe hy op die ietermagog afgekom het en besef het die nabootsing van die diertjie sal uitstekend pas.
Soon het ʼn sagte materiaal benodig wat nie skade aan die binnekant van die menslike liggaam sou aanrig nie, maar met die voordele van ʼn harde materiaal wat byvoorbeeld elektrisiteit kan gelei.
Die ietermagog se unieke struktuur was perfek.
Die piepklein robotte is nog in die aanvangsfase, maar kan vir net €10 (sowat R203) vervaardig word.
“Dit is natuurlik om na die natuur te kyk om hierdie soort probleme op te los,” sê Soon.
“Elke enkele gedeelte van ʼn dier vervul ʼn bepaalde funksie. Dit is sowaar elegant.”
