درس هایی که خداوند به دانشمندان داده است

لاپلاس - انسان همواره از محیط اطراف و حیوانات برای حل مشکلات‌ خود الهام گرفته است اما مدت زیادی نمی‌گذرد که دانشمندان از سیستم‌های زنده در طبیعت برای حل مسائل فنی بهره‌ می‌برند. برخی تلاش‌های دانشمندان را در این لاپلاس همراه با توضیحاتی مختصر مرور می کنیم :

به جرأت می‌توان لئونارد داوینچی را پدر "بیونیک" دانست؛ چرا که پرواز پرندگان الهام‌بخش طرح‌های ماشین‌های پرنده او بوده است. واژه "بیونیک" نخستین بار در سال ۱۹۶۰ میلادی توسط جک ای.استیل (Jack E. Steele) آمریکایی در یک کنفرانس جهانی به کار برده شد. تعریف وی از بیونیک بسیار ساده بود: بیونیک علم به کارگیری از سیستم‌های زنده‌ی طبیعت برای حل مسائل فنی است.

عقاب الهام‌بخش دانشمندان در ساخت هواگردهایی با مصرف انرژی پایین است. چرا که عقاب بال‌های خود را به گونه‌ای می‌گشاید که بدون مصرف نیروی فراوان در میان هوا نوسان کند. گرایش بال به سرازیری در حین حرکت، تاثیر مثبتی بر نیروی شناوری دارد.

نیلوفر آبی در بخش وسیعی از آسیا سمبل پاکی است. برگ‌های این گیاه شناور، دارای برجستگی‌‌هایی از موم طبیعی است که گرد وخاک و آلاینده‌ها را دفع می‌کنند. در طبیعت گیاهان و حشرات دیگری نیز وجود دارند که بدن آنان دارای این خاصیت تمیزکننده طبیعی است.

بیش از بیست سال است که این خاصیت نیلوفر آبی در فن‌آوری به کار گرفته می‌شود. نمونه‌های آن پارچه، پلاستیک، ظروف و آجرهای سقف هستند که آشغال را به خود جذب نمی‌کنند. در حال حاضر متخصصان با تکیه بر این خاصیت، از این مواد در ساخت هواپیماها بهره می‌برند، تا سطح بدنه آنان در زمستان یخ نزند.

بدن کوسه پوشیده از دندانه‌های ریزی است که نقش مهمی ایفا می‌کنند. نقش این "فلس‌ها" جهت دادن به حرکت آب و کاستن از سطح اصصکاک است. بیهوده نیست که این شکارچیان ماهر با صرف اندکی انرژی، با سرعت بالا زیر آب در حرکت هستند.

بیش از ده سال است که تولیدکنندگان لباس‌های ورزشی مایوهایی از جنس پوسته‌ی کوسه ابداع کرده‌اند. برای اولین بار از این مایوهای ورزشی در بازی‌های المپیک سال ۲۰۰۰ استفاده شد. جالب است که کلیه‌ی‌برندگان این مسابقات این نوع مایوهای جدید را بر تن داشتند.

کندوی عسل نمونه‌ی بارزی از استحکام و صرفه‌جویی در مصالح است. در عین حال ساختار کندو به گونه‌ای است که بیشترین فضای ممکن برای جمع‌آوری عسل را دارد. محاسبات ریاضی‌دانان نشان داده است که شش ضلعی مناسبترین شکل هندسی برای دستیابی به خواص فوق است.

یافته‌های انسان از دیرباز حکایت از به کارگیری پدیده‌های طبیعی داشته است. امروزه ساختار کندوی عسل الگوی آجرهای کم وزن و در عین حال بااستحکام است. همچنین بافتی مشابه شانه‌ی عسل در ساخت لاستیک‌های مخصوص زمستان و یا تخته اسنوبورد برای اسکی به کار گرفته می‌شود.

یک مهندس سوئیسی به نام ژرژ دو مسترال (Georges de Mestral) در گردش‌های روزانه خود همراه با سگش کشف بسیار جالبی کرد. وی روزی گیاهی از تیره‌ی گل‌ستاره‌ای ‌به نام "بابا آدم" یا فیلگوش را که مرتب به پوست سگ او می‌چسبید زیر ذره‌بین تماشا کرد. بافت این گیاه قادر به درهم آمیختن و چسباندن مواد مختلف است.

در سال ۱۹۵۱ میلادی ژرژ دو مسترال کشف خود را به ثبت رساند و با استفاده از آن اولین قماش را با خاصیت خودچسبندگی‌ تولید کرد. حالا کمتر تولیدات نساجی را می‌توان یافت که از این خود‌چسبنده‌ها در آن‌ استفاده نشده باشد.

میلیون‌ها سال است که عروس دریایی در اعماق متوسط اقیانوس‌ها یافت می‌شود. عروس دریایی در آب شناور است و به وسیله خارج کردن آب از پشت خود و با حرکت کششی ناشی از آن به سمت جلو حرکت می‌کند. سرعت عروس دریایی ده کیلومتر در ساعت است.

مرکز تحقيقات بيونيک شرکت آلمانی (Festo) دستاوردهای زيادی در ساخت روبات براساس الگوهای طبيعی به دست آورده است. از جمله آنان ساخت روبات عروس دریایی است که مطابق روش حرکتی این جانور چه در هوا و چه در دریا حرکت می‌کند. در آینده‌ی نزدیک با استفاده از این تکنولوژی می‌توان برای طراحی سنسورهای شناور بسیار ظریف دریایی استفاده کرد.

خرطوم فیل در زندگی این جانور نقش اساسی دارد؛ چرا که حس لامسه‌ی فیل در خرطوم آن است. علاوه بر این فیل از خرطوم به عنوان دست استفاده می‌کند و با آن غذا و آب را در دهان خود می‌گذارد.

کاربردی از خرطوم فیل در رباتیک.

این عنکبوت که زیر شن‌های صحرایی زندگی می‌کند، صدها سال ناشناس بود، تا آن‌که پرفسور آلمانی اینگو رشنبرگ (Ingo Rechenberg) روش حرکت این حشره را کشف کرد و به آن "عنکبوت دوچرخه‌سوار" نام داد. هر گاه که این حشره احساس خطر کند چرخ و پشتک می‌زند و به این ترتیب با سرعتی برق‌آسا فرار می‌کند و خود را نجات می‌دهد.

پروفسور رشنبرگ "عنکبوت دوچرخه‌سوار" را مدل قرار داد و از روی آن یک خودروی پشتک‌زن را ساخت. این خودرو می‌تواند در سفرهای اکتشافی در فضا جانشین خودروهای چرخ‌دار شود. نمونه‌‌های آزمایشی "ماشین معلق‌زن" تولید شده است.

تخم گل قاصدک ریشه‌هایی دارد که مقاومت آن را در مقابل فشار هوا افزایش می‌دهد. به همین دلیل گل قاصدک در هوا معلق می‌ماند و به آهستگی بر زمین می‌نشیند.

پرواز با چتر از ارتفاع ۱۰۰۰ تا ۴۵۰۰ متر صورت می‌گیرد. سرعت سقوط تا زمانی که چتر باز نشده باشد، حتی به ۲۰۰ کیلومتر درساعت نیز می‌رسد. ولی پس از باز شدن چتر سرعت پرواز به پنج متر در یک دقیقه کاهش می‌یابد. انگاری که چترباز چون گل قاصدک میان زمین و آسمان معلق است.

گرچه تار عنکبوت نازکتر از موی انسان است، ولی درجه مقاومت آن چندین برابر فولاد است. این تار آنچنان محکم است که می‌توان از آن یک توری ساخت و جلوی حرکت یک هواپیما را گرفت.

تار عنکبوت به دلیل استحکام، سبکی و در عین حال انعطاف‌پذیری در پزشکی و صنعت کابردهای زیادی دارد. از جمله می‌توان از آن برای تهیهٔ نخ جراحی و یا تولید پارچه و کاغذهای مقاوم استفاده کرد. گرچه در ابتدا بیونیک بیشتر به بررسی ماشین‌هایی می‌پرداخت که براساس سیستم‌های زنده طراحی شده بودند، ولی هم اکنون بیونیک تبدیل به هنر به کارگیری دانش سیستم‌های زنده در حل مسائل فنی پیچیده شده است.