Οι περισσότεροι άνθρωποι δεν σκέφτονται για τη δυναμική ρευστό όταν πρόκειται για τον τοκετό. Αλλά ο Megan Leftwich κάνει.
σχετικό περιεχόμενο
- Ο έφηβος εφευρέτης Alexis Lewis σκέφτεται ότι τα παιδιά έχουν τις λύσεις στα προβλήματα του κόσμου
Ο καθηγητής μηχανικής και διαστημικής μηχανικής στο πανεπιστήμιο George Washington στην Ουάσιγκτον μελετά βιολογικά εμπνευσμένες ροές, όπως οι μηχανισμοί που επιτρέπουν στα ψάρια να κολυμπήσουν ή η αλληλεπίδραση μεταξύ ρευστών και άλλων δυνάμεων καθώς το μωρό περνά μέσα από το κανάλι γέννησης.
Αφού παρακολούθησε τα σχέδια κολύμβησης των θαλάσσιων λιονταριών κατά τη διάρκεια οικογενειακού ταξιδιού στο Εθνικό Ζωολογικό Πάρκο Smithsonian, ο Leftwich άρχισε να σκέφτεται τη μέθοδο κολύμβησης των θαλάσσιων λιονταριών με τα μπροστινά πτερύγια και όχι με τα πίσω φτερά. Τα θηλαστικά είναι αποτελεσματικοί κολυμβητές και δεν παράγουν σχεδόν κανένα συναγερμό . Σε συνεργασία με τον Εθνικό Ζωολογικό Κήπο, ο Leftwich κινηματογραφούσε τα λιοντάρια της θάλασσας, έβγαλε τα χαλαρά πτερύγια των πτερυγίων και σχεδίασε ένα ρομποτικό flipper που αναπαράγει την κίνηση. Ελπίζει να έχει ένα πρωτότυπο εργασίας μέχρι το τέλος του καλοκαιριού.
Το ρομποτικό flipper ακολουθεί μια μακρά σειρά εφευρέσεων εμπνευσμένων από τη φύση. Ο μηχανικός George de Mestral μελέτησε το ακανθώδες κεφάλι ενός φυτού κολλοειδούς με μικροσκόπιο και κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το Velcro το 1955. Και πιο πρόσφατα, η λάμψη πεταλούδων εμπνεύστηκε μια οθόνη για ηλεκτρονικούς αναγνώστες. Η εξέλιξη έχει ήδη επιλύσει πολλά από τα προβλήματα που αντιμετωπίζουμε, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, για άλλα ζωντανά πράγματα.
Τελικά, ο Leftwich οραματίζει μη επανδρωμένα οχήματα με ρομποτικά πτερύγια αντί για έλικες που θα μπορούσαν να κάνουν πράγματα όπως να εξερευνούν υποθαλάσσια ναρκοπέδια χωρίς να δημιουργούν μεγάλες διαταραχές που εκτοξεύουν ζωντανές βόμβες και ερευνητικά σκάφη τόσο αποτελεσματικά ώστε να μπορούν να ταξιδεύουν μεγάλες αποστάσεις σε μία μπαταρία.
Πώς σας εμπνέει η φύση;
Είμαι τόσο εμπνευσμένος από τον φυσικό κόσμο επειδή ζούμε σε αυτό και το βλέπουμε συνέχεια. Είναι πραγματικά πολύ εύκολο για μένα να βλέπω τα φύλλα να φυσάει στον άνεμο και στη συνέχεια να σκεφτείτε "Χου, αναρωτιέμαι πόση δύναμη μπορεί να πάρει το φύλλο πριν να ξεσπάσει;" Αυτές οι ερωτήσεις, μπορώ να τους ζήσω σε κάποιο βαθμό, και έτσι μπορώ πάντα να βλέπω κάτι νέο να εξερευνήσω. Είμαι γοητευμένος από τον τρόπο που η φυσική διαδικασία, αυτή η εξέλιξη έχει βρει τόσες πολλές λύσεις σε τόσες πολλές διαφορετικές δυσκολίες. Εάν μπορώ να δω έναν τρόπο με τον οποίο αυτή η λύση, είτε το πώς το σχήμα ενός λουλουδιού ή χόρτου που αναπτύσσεται προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση αλληλεπιδρά με τα υγρά γύρω από αυτό, τότε μπορώ να διερευνήσω ένα πρόβλημα.
Γιατί μελετάς οργανισμούς που κολυμπούν;
Πολλά ψάρια κολυμπούν απλά κάνοντας το φτερωτό πτερύγιο τους, αλλά τα δελφίνια και οι φάλαινες φουντώνουν πάνω και κάτω. Καλαμάρια και μέδουσες συστέλλουν το σώμα τους και πυροβολούν ένα τζετ και τα φίδια της θάλασσας κινούν όλο το σώμα τους πάνω και κάτω. Έτσι, ακόμη και αυτή η ιδέα της κίνησης μέσα στο νερό, έχουμε ήδη πολλές λύσεις. Μου άρεσε πραγματικά η βασική σχέση μεταξύ όλων αυτών των λύσεων.
Τα λιοντάρια της θάλασσας κινούνται με τα μπροστινά πτερύγιά τους με τρόπο που παράγει πολύ λίγο εγρήγορση. (Jon Betz) Μπορείτε να περιγράψετε τους ελιγμούς που κάνουν τα θαλάσσια λιοντάρια;
Τα λιοντάρια της θάλασσας είναι μεγάλοι κολυμβητές. Είναι πολύ ευκίνητοι και είναι πολύ παιχνιδιάρικοι, έτσι ώστε να μπορούν να κάνουν πράγματα όπως πραγματικά σφιχτές στροφές τράπεζας όπου πηγαίνουν προς τα εμπρός και ξαφνικά θα εμφανιστούν και θα κάνουν 180 μοίρες σε πολύ στενή ακτίνα. Αν πηγαίνουν προς τα εμπρός και ξαφνικά θέλουν να δουν κάτι πίσω τους, θα τραβήξουν το κεφάλι τους προς τα πάνω και στην πραγματικότητα κάνουν ακριβώς ένα backflip και πηγαίνουν προς την άλλη κατεύθυνση. Θα κάνουν κυλίνδρους και θα γυρίσουν με τη μύτη τους ως άξονα. Είναι εξαιρετικά ευέλικτοι.
Επειδή κολυμπούν με τα μπροστινά πτερύγιά τους, σε αντίθεση με τις ουρές τους, δεν δημιουργούν το τυπικό εγρήγορση που περιμένετε να δείτε πίσω από ένα ψάρι, ένα δελφίνι ή μια φάλαινα. Και αν καταλάβουμε πώς το κάνουν αυτό και μπορούμε να το κατασκευάσουμε σε ένα μη επανδρωμένο όχημα, για παράδειγμα, θα μπορούσαμε να δημιουργήσουμε ένα όχημα που είναι πολύ πιο δύσκολο να εντοπιστεί στο νερό, κάτι που είναι υδροδυναμικά ήσυχο.
Ποιο ήταν το να συναντήσεις τα θαλάσσια λιοντάρια στον Εθνικό ζωολογικό κήπο;
Όχι ότι πολλοί άνθρωποι έχουν την ευκαιρία να πετάξουν ένα λιοντάρι. Νόμιζα ότι θα ήταν γλοιώδες, αλλά δεν ήταν. Ήταν σαν ένα υγρό στίβο Doberman.
Έχοντας δουλέψει με τα θαλάσσια λιοντάρια για σχεδόν δύο χρόνια, φτάνοντας στην πραγματικότητα να συναντήσει κάποιον και να την αγγίξει και να δούμε τι γούνα των θαλάσσιων λιονταριών αισθάνεται σαν να ήταν πραγματικά διαφωτιστική και πρόσθεσε ένα βάθος κατανόησης σε αυτό το πρόβλημα που μελετάμε σε οθόνη υπολογιστή ή τουλάχιστον έξι ίντσες από γυαλί.
Η Αριστερά μελετά την ταινία των θαλάσσιων λιονταριών του Εθνικού Ζωολογικού Κήπου. (Jon Betz) Θεωρείτε τον εαυτό σας καινοτόμο;
Δεν επιλύομαι πάντα ένα πρόβλημα στο χέρι, αλλά πιστεύω πραγματικά ότι επιλύω τα προβλήματα του μέλλοντος. Νομίζω ότι αυτή η βάση γνώσεων θα μεταφραστεί σε λύσεις σε προβλήματα που δεν γνωρίζουμε ούτε καν ότι έχουμε ή ότι γνωρίζουμε ότι έχουμε και δεν ενδιαφέρεστε για επίλυση αυτή τη στιγμή. Ίσως το υψηλό ποσοστό των χειρουργικών παραδόσεων στη χώρα μας δεν είναι ένα μεγάλο πρόβλημα, αλλά αυτό είναι ένα πρόβλημα, και αν είχαμε μια καλύτερη λύση, δεν θα ήταν θαυμάσιο; Σίγουρα πιστεύω ότι πολλά που κάνω είναι να ψάξω για μια θεμελιώδη φυσική όπου οι άνθρωποι δεν πιστεύουν ότι υπάρχει.
