Technologische innovatie

7 voorbeelden van technologie geïnspireerd op de natuur

Door Gijs Ettes

Van drones en hogesnelheidstreinen tot autonome robots en extreem sterk glas: veel hedendaagse technologieën zijn geïnspireerd op de natuur. We lichten 7 inspirerende voorbeelden uit die laten zien welke invloed de natuur heeft op de interessantste innovaties.

 

  1. De Japanse hogesnelheidstrein en de ijsvogel

Japanse trein

Japan was er vroeg bij met een hogesnelheidstrein, die door de vorm van de voorkant ‘bullet’-trein werd genoemd. Het oorspronkelijke ontwerp had begin jaren 90 als nadeel een enorme knal en aerodynamische trillingen als de trein een nauwe tunnel uitreedt. Ingenieur en vogelaar Eiji Nakatsu moest zoeken naar een oplossing en vond die in de ijsvogel. Bijzonder aan deze kleine blauw-met-oranje vogel is de vorm van zijn snavel. Als hij op jacht naar een smakelijk hapje het water induikt, spat het nauwelijks op. Nakatsu besloot dezelfde vorm te gebruiken voor de neus van de hogesnelheidstrein, en met succes. De trein werd er niet alleen een stuk stiller van, maar ook sneller en energiezuiniger.

 

  1. DelFly Explorer en de libelle

Delfly Explorer

De DelFly Explorer is een piepkleine drone die werd ontwikkeld door onderzoekers van de TU Delft. Het vaartuigje weegt slechts 21 gram en is nauwelijks groter dan een euromunt. Toch heeft de drone een rekenkern en camera’s aan boord om autonoom te vliegen en obstakels te ontwijken. Dankzij een barometer behoudt de DelFly Explorer bovendien altijd de juiste hoogte. De inspiratie van de vleugels van de drone, die hij gebruikt om zich al flapperend voort te bewegen, komt van insecten. Met zijn twee transparante vleugels lijkt de DelFly nog het meest op een robotachtige libelle. Volgens de makers kan de DelFly voor verschillende doeleinden worden ingezet, bijvoorbeeld om in broeikassen rijp fruit te detecteren of om tijdens concerten livebeelden te streamen. Het apparaatje zou zelfs in een pretpark gebruikt kunnen worden als een zelfstandig vliegende fee.

 

  1. Geckskin en de tenen van de gecko

Geckskin

Het meest bijzondere aan de gecko, een reptielengroep behorend tot de hagedissen, zijn de pootjes. De vorm ervan verschilt van soort tot soort, maar de meeste gecko’s hebben tenen met zogenoemde hechtlamellen die ze het vermogen geven om praktisch elk oppervlak te beklimmen. De beestjes kunnen zelfs comfortabel ondersteboven op glas hangen. Leg je de poten van de gecko onder een vergrootglas, dan wordt duidelijk hoe dat komt. De lamellen hebben namelijk kleine haartjes van 5 micrometer, die op hun beurt weer zijn voorzien van nog fijnere structuren en dunne uitlopers die zorgen voor een enorme kleefkracht. De afgelopen jaren hebben onderzoekers de techniek van de gecko gebruikt, onder meer voor de ontwikkeling van Geckskin. Met een klein stukje van deze verwijderbaar tape kun je een gewicht van meer dan 300 kilo aan een glasplaat hangen. De tape is sterk genoeg om als mens een verticaal oppervlak te beklimmen. In de toekomst wordt de technologie mogelijk ook gebruikt voor robots die inspecties uitvoeren aan de buitenkant van ruimtestations.

 

  1. Nanomachines en virussen

nanomachines

Onlangs won Nederlander Ben Feringa de nobelprijs voor de scheikunde. Samen met de Fransman Jean-Pierre Sauvage en de Schot James-Fraser Stoddart onderzocht hij moleculaire nanomachines, autootjes bestaande uit één molecuul die in de nabije toekomst gebruikt kunnen worden om medicijnen heel precies door het lichaam te transporteren naar de plaats van bestemming. Met ultraviolet licht kunnen ze gestuurd worden om te voorkomen dat ze onderweg worden afgestopt. De onderzoekers konden tijdens hun zoektocht ‘afkijken’ bij virussen. Die zijn eveneens slechts een paar nanometer groot en hebben de mogelijkheid hebben om specifieke cellen te vinden, alvorens ze zichzelf vermenigvuldigen.

 

  1. Cheetarobot
In this Sept. 30, 2014 photo, researcher Hae Won Park plugs the batteries into a robotic cheetah at the Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, Mass. MIT scientists said the robot, modeled after the fastest land animal, may have real-world applications, including for prosthetic legs. (AP Photo/Charles Krupa)
In this Sept. 30, 2014 photo, researcher Hae Won Park plugs the batteries into a robotic cheetah at the Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, Mass. MIT scientists said the robot, modeled after the fastest land animal, may have real-world applications, including for prosthetic legs. (AP Photo/Charles Krupa)

Op het prestigieuze Massachusetts Institute of Technology bouwt een team onder leiding van de Zuid-Koreaanse professor Sangbae Kim aan de robot van de toekomst. Een van de projecten neemt de vaardigheden van het snelste landdier – de cheeta – als uitgangspunt. Net als het jachtluipaard is de robot snel, wendbaar en efficiënt met energie. Hij haalt niet de snelheden van het echte roofdier, maar kan wel over obstakels springen. Het team van Sangbae Kim focust zich op dieren met vier poten en hoopt dat het onderzoek uiteindelijk technologie oplevert die auto’s en andere vervuilende manieren van transport overbodig maakt.

 

  1. Autonome robots en mieren

Turkse reuzenmier

De komende decennia zullen robots steeds meer gemeengoed worden. Veel hedendaagse robots zijn al min of meer autonoom dankzij ingebouwde sensoren en AI. Maar het kan in veel gevallen nog een stuk slimmer en beter; de meeste robots zijn alleen in staat om een vooraf ingestelde route te volgen of te reageren op obstakels. Om vooruitgang te boeken kijken onderzoekers naar mieren en specifiek naar de Cataglyphis velox, ook wel bekend als de Turkse reuzenmier. Wat het beestje zo uniek maakt, is dat het geen feromoonpaden nodig heeft om zijn weg te vinden. Onderzoekers vermoeden dat de Cataglyphis een ingenieus navigatiesysteem aan boord heeft en hopen op termijn robots te bouwen met vergelijkbare functies.

 

  1. Extreem sterk glas en weekdieren

Weekdierschelp

Een gebroken smartphonescherm of een ster in je autoruit zijn mogelijk binnenkort verleden tijd dankzij een doorbraak in de productie van glas. Onderzoekers van de Canadese McGill University lieten zich inspireren door de structuur van de schelp van weekdieren. Hoewel de schelpen zijn gemaakt van bros materiaal zijn ze verbazingwekkend sterk en veerkrachtig. De mineralen zijn zo verbonden dat een taaie structuur ontstaat, met dunne lijntjes die extreme druk kunnen weerstaan. De onderzoekers gebruikten die inzichten om met een laser vergelijkbare microscopische scheurtjes aan te brengen in glas en deze te vullen met polymeren. Het gevolg: glas dat 200 keer zo sterk is en na een val niet versplintert.

Dit artikel delen

Gerelateerde onderwerpen

Technologische innovatie

Lees dit hierna