بيت » المحاكاة الحيوية

المحاكاة الحيوية

1997
  • Janine Benyus
مساحة عمل محاكاة حيوية مع تصاميم مستوحاة من الطبيعة لحلول مستدامة.

المحاكاة الحيوية هي نهج ابتكاري يسعى إلى إيجاد حلول مستدامة للتحديات التي يواجهها الإنسان من خلال محاكاة أنماط واستراتيجيات الطبيعة التي اختبرها الزمن. وتتمثل الفكرة الأساسية في أن الطبيعة، عبر 3.8 مليار سنة من التطور، قد حلت بالفعل العديد من المشاكل التي نواجهها. وهي تنطوي على المراقبة والتعلم من تصاميم وعمليات الكائنات الحية والنظم الإيكولوجية لخلق تصاميم أكثر استدامة.

تعمل المحاكاة الحيوية على ثلاثة مستويات أساسية. الأول هو محاكاة الشكل الطبيعي. ويتضمن ذلك دراسة شكل أو هيكل معين في الطبيعة واستخدامه في التصميم. على سبيل المثال، ألهمت الحافة الأمامية الوعرة لزعنفة الحوت الأحدب شفرات المروحة وتصاميم توربينات الرياح الأكثر كفاءة وثباتاً. وغالباً ما يكون هذا هو التطبيق الأكثر وضوحاً للمحاكاة الحيوية.

المستوى الثاني هو محاكاة العملية الطبيعية، والتي تنطوي على تقليد عملية طبيعية الطريقة لصنع شيء ما. ومن الأمثلة على ذلك دراسة كيفية إنتاج العناكب للحرير، وهو مادة أقوى من الفولاذ من حيث الوزن، في درجة الحرارة والضغط المحيطين باستخدام الماء كمذيب. يمكن أن يؤدي تكرار هذه العملية إلى إحداث ثورة في المواد تصنيعمما يجعلها أقل استهلاكًا للطاقة وأقل سمية بكثير.

المستوى الثالث والأكثر تعقيدًا هو محاكاة النظم البيئية الطبيعية. يتضمن ذلك دراسة كيفية تفاعل مكونات النظام البيئي وتطبيق هذه المبادئ على الأنظمة البشرية. على سبيل المثال، يُحاكي مفهوم البيئة الصناعية، حيث تُصبح نفايات إحدى العمليات الصناعية مواد خام لعملية أخرى، دورة المغذيات الموجودة في النظم البيئية الطبيعية الخالية من النفايات. يهدف هذا المستوى من المحاكاة الحيوية إلى إنشاء صناعات ومدن تعمل بكفاءة وفعالية تماثل كفاءة الغابات الناضجة أو الشعاب المرجانية.

تسترشد ممارسة المحاكاة الحيوية بمجموعة من "مبادئ الحياة"، وهي أنماط واستراتيجيات متكررة موجودة عبر الأنواع التي نجت وازدهرت على الأرض. وتتضمن هذه المبادئ مفاهيم مثل "استخدام الكيمياء الصديقة للحياة" و"الكفاءة في استخدام الموارد" و"التكيف مع الظروف المتغيرة".

UNESCO Nomenclature: 2406
- علم الأحياء

النوع

النظام التجريدي

الاضطراب

كبير

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • دراسات ليوناردو دافنشي عن طيران الطيور لتصميم آلات الطيران
  • ملاحظات الأخوين رايت للطيور لتطوير لف الأجنحة للتحكم في الطائرات
  • مجال البيونيك الذي ظهر في منتصف القرن العشرين
  • أنظمة المعرفة الأصلية التي لاحظت الطبيعة وتعلمت منها منذ فترة طويلة

التطبيقات

  • فيلكرو، مستوحى من نتوءات نبات الأرقطيون
  • سمكة القرش التقنياتقوام سطحي يحاكي جلد القرش لمنع نمو البكتيريا
  • مركز إيستجيت في زيمبابوي، مبنى بنظام تبريد مستوحى من تلال النمل الأبيض
  • مخروط مقدمة قطار شينكانسن "الرصاصة"، أعيد تصميمه على أساس منقار الرفراف لتقليل الانفجارات الصوتية
  • دهانات وأسطح ذات تأثير اللوتس ذاتية التنظيف، مستوحاة من أوراق اللوتس

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
مواضيع ذات صلة: المحاكاة الحيوية، جانين بينيوس، تصميم مستوحى من الطبيعة, ابتكاروالاستدامة، والاستخدام الحيوي، والنظام البيئي، والهندسة.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مشروع، هندسة العمليات أو مدير البحث والتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم مقابل التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، التصنيع المرن، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود من Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

السياق التاريخي

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم تقديم تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

انتقل إلى الأعلى

قد يعجبك أيضاً