Useimmat ihmiset eivät ajattele nestedynamiikkaa syntymän yhteydessä. Mutta Megan Leftwich tekee.
Asiaan liittyvä sisältö
- Teini keksijä Alexis Lewis ajattelee, että lapsilla on ratkaisuja maailman ongelmiin
Mekaanisen ja avaruustekniikan professori Washington DC: n George Washingtonin yliopistossa tutkii biologisesti inspiroituja virtauksia, kuten mekanismeja, jotka mahdollistavat kalojen uinnin tai nesteiden ja muiden voimien vuorovaikutusta vauvan kuljettaessa syntökanavan läpi.
Tarkasteltuaan merileijonien uimakuvioita perheretken aikana Smithsonianin kansallista eläintarhaa varten, Leftwich alkoi miettiä merileijonien uimamenetelmää etulepiensä eikä takaosan kanssa. Nisäkkäät ovat tehokkaita uimareita ja tuottavat melkein mitään herättämistä . Yhteistyössä kansallisen eläintarhan kanssa Leftwich filmi merileijonat, jäljitti niiden kärkien sulavat clapsit ja suunnitteli robotin flipperin, joka toistaa liikkeen. Hän toivoo saavansa toimivan prototyypin kesän loppuun mennessä.
Robottilakki seuraa pitkää luonnon innoittamaa keksintöä. Insinööri George de Mestral tutki takiaisen kasvin piikikäspäää mikroskoopin alla ja patentoi tarranaudan vuonna 1955. Ja viime aikoina perhossiipien kiilto inspiroi näyttöä e-lukijoille. Evolution on jo ratkaissut monet ongelmat, joita kohtaamme tavalla tai toisella muihin eläviin asioihin.
Viime kädessä Leftwich suunnittelee potkurien sijasta miehittämättömiä ajoneuvoja, joissa on robottiventtiilit ja jotka voisivat tehdä esimerkiksi tutkia vedenalaisia miinakenttiä aiheuttamatta suuria häiriöitä, jotka lähettävät live-pommeja ja tutkimusaluksia niin tehokkaiksi, että ne voisivat kulkea suuria matkoja yhdellä akulla.
Kuinka luonto inspiroi sinua?
Olen niin inspiroitunut luonnon maailmasta, koska elämme siinä ja näemme sen koko ajan. Minun on todella helppoa nähdä lehdet puhaltamassa tuulessa ja ajattelemaan sitten "Huh, ihmettelen, kuinka paljon voimaa tämä lehti voi kestää ennen kuin se repenee?" Näitä kysymyksiä voin elää niihin jossain määrin, joten voin aina nähdä jotain uutta tutkittavaa. Minua kiehtoo tapa, jolla luonnollinen prosessi, tuo evoluutio on löytänyt niin monia ratkaisuja niin moniin erilaisiin ongelmiin. Jos näen tavan, jolla tämä ratkaisu, riippumatta siitä, kuinka tietyssä suunnassa kasvavan kukan tai ruohon muoto on vuorovaikutuksessa sen ympärillä olevien nesteiden kanssa, voin tutkia ongelmaa.
Miksi tutkit uima-organismeja?
Monet kalat vain uivat lentämällä kaudaläppään, mutta delfiinit ja valaat läpäisevät sen ylös ja alas. Kalmarit ja meduusat supistavat ruumiinsa ja ammuvat suihkun, ja merikäärmeet liikuttavat koko vartaloaan ylös ja alas. Joten vain tällä yhdellä veden läpi liikkumisen idealla, meillä on jo niin paljon ratkaisuja. Olin todella kiinnostunut siitä, mikä on perustavanlaatuinen yhteys kaikkien näiden ratkaisujen välillä.
Merileijonat kuljettavat itsensä etusivuillaan tavalla, joka tuottaa hyvin vähän herätystä. (Jon Betz) Voitko kuvailla merileijonien suorittamia liikkeitä?
Merileijonat ovat hienoja uimareita. He ovat erittäin ketteriä ja erittäin leikkisiä, joten he voivat tehdä asioita, kuten todella tiukka pankkikäännös missä he menevät eteenpäin ja yhtäkkiä he kääntyvät jonkin verran esiin ja tekevät 180 astetta erittäin tiukassa säteessä. Jos he etenevät eteenpäin ja yhtäkkiä haluavat nähdä jotain takanaan, he vetävät päänsä ylöspäin ja tekevät itse asiassa vain backflipin ja menevät toiseen suuntaan. He tekevät tynnyriruloja ja pyöritävät nenänsä akselina. He ovat erittäin ketterät.
Koska he uivat etulenkkiensä kanssa eikä heidän häntänsä kanssa, ne eivät luo tyypillistä heräämistä, jonka odotat näkevänsi kalan, delfiinin tai valaan takana. Ja jos ymmärrämme kuinka he tekevät niin ja voimme rakentaa sen esimerkiksi miehittämättömäksi ajoneuvoksi, voisimme luoda ajoneuvon, jota on paljon vaikeampi havaita vedessä, mikä on hydrodynaamisesti hiljaista.
Miltä tuntui tavata merileijonoja kansallisessa eläintarhassa?
Ei niin, että monet ihmiset saavat mahdollisuuden lemmikki merileijona. Ajattelin heidän olevan likaisia, mutta he eivät olleet. Se oli tavallaan kuin märkä Doberman-pinsseri.
Kun olen työskennellyt merileijonien kanssa melkein kaksi vuotta, tapaaminen tosiasiallisesti ja koskettaminen sitä ja nähdä, millainen merileijonien turkis tuntui olevan todella valaisevaa ja lisäsi syvälle ymmärrystä tähän ongelmaan, jota tutkimme tietokoneen näytöllä tai ainakin kuusi tuumaa lasia.
Leftwich tutkii elokuvaa kansallisen eläintarhan merileijonoista. (Jon Betz) Pidätkö itseäsi uudistajana?
En aina ratkaise käsillä olevaa ongelmaa, mutta uskon todella ratkaisevani tulevaisuuden ongelmia. Uskon, että tämä tietopohja tulee kääntymään ratkaisuihin ongelmiin, joita emme edes tiedä, että meillä on tai joita tiedämme, että meillä ei ole kiinnostuneita ratkaisemaan tällä hetkellä. Ehkä korkea kirurgisten toimitusten määrä maassamme ei ole suuri ongelma, mutta se on ongelma, ja jos meillä olisi parempi ratkaisu, eikö se olisi hienoa? Uskon ehdottomasti, että paljon tekemäni on etsiä fysiikan perusteita, jos ihmiset eivät usko sen olevan olemassa.
