¿Cómo ha influido la naturaleza en el desarrollo de la tecnología? Vea más imágenes verdes vivas. © iStockphoto / alistaircotton Los ingenieros se dedican a resolver problemas. Su trabajo es encontrar formas de lograr ciertos resultados. El problema podría implicar encontrar una manera de construir un rascacielos que pueda soportar vientos huracanados. O podría ser descubrir un método para administrar una dosis específica de medicamentos a una sola célula del cuerpo humano.
Los ingenieros a menudo miran a la naturaleza para ver si ya existe una solución al problema que enfrentan actualmente. No solo deben reconocer la solución, pero también poder estudiar, copiar y mejorar esa solución para que podamos aprovecharla. Hay una palabra especial para este enfoque: biomiméticos . Por último, la creación del ingeniero imita la estructura o función de una entidad biológica.
Los resultados pueden ser asombrosos o algo que la gente normalmente da por sentado. Pero incluso los inventos básicos no hubieran sido posibles si los ingenieros no hubieran prestado mucha atención a la forma en que funcionan las cosas en la naturaleza. Veremos cinco formas en que la naturaleza ha inspirado la tecnología en la que confiamos, enumerados sin ningún orden en particular.
El cerebro es tan complejo que ni siquiera la supercomputadora más rápida puede simularlo en tiempo real. © iStockphoto / Henrik5000 La inteligencia artificial es un término que se ha utilizado durante décadas. En el pasado, las computadoras eran solo máquinas poderosas que podían procesar cantidades enormes, no podían pensar por sí mismas. Una computadora solo puede seguir instrucciones explícitas.
Hoy dia, Los ingenieros e informáticos están tratando de dar el salto de la computación al pensamiento. Se han encontrado con algunos avances. En 2008, Los científicos utilizaron la supercomputadora BlueGene L para simular el cerebro de un ratón. Eso puede sonar simple pero un cerebro, incluso el que pertenece a un ratón virtual, es increíblemente complejo. Tan complejo De hecho, que la poderosa computadora solo podía ejecutar la simulación en ráfagas de 10 segundos [fuente:BBC News].
En 2009, Los investigadores de Cornell crearon un programa de computadora que pudo derivar las leyes básicas del movimiento al analizar los movimientos de un péndulo. El programa tomó una serie de medidas y utilizó un algoritmo genético para extrapolar las leyes básicas de la física.
En el futuro, podemos ver máquinas capaces de resolver problemas complejos de ingeniería. Incluso podemos llegar al punto en que las computadoras diseñen máquinas aún más poderosas. ¿Qué te parece eso para un pensamiento profundo?
Los científicos de nanotecnología estudian virus con la esperanza de desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades como el cáncer. © iStockphoto / Henrik5000 Hay equipos de ingenieros, informáticos y médicos que están trabajando en métodos para curar el cáncer y otras enfermedades, célula por célula. Una solución en la que están trabajando consiste en diseñar tecnologías de entrega a nanoescala. Están construyendo nanopartículas médicas, objetos de menos de 100 nanómetros de diámetro. Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro. De hecho, la nanoescala es tan pequeña que es imposible ver las nanopartículas incluso con la ayuda de un microscopio óptico.
La idea es elegante:crear una partícula de administración de fármacos que pueda buscar una célula cancerosa, infiltrarlo y administrar el medicamento exactamente donde debe ir. Al apuntar solo a las células cancerosas, los médicos esperan eliminar la enfermedad y minimizar los efectos secundarios. Las células sanas no se verían afectadas.
Esto es más complicado de lo que parece. Pero estos equipos tienen un modelo natural que pueden estudiar para crear nanopartículas:los virus. Los virus pueden medir solo unos pocos nanómetros de longitud y son capaces de buscar tipos específicos de células de alguna manera antes de replicarse. Los médicos esperan crear nanopartículas que imiten esta capacidad.
Este gecko podría enseñarnos a caminar sobre las paredes. © iStockphoto / swisshippo Desde los albores de los tiempos el hombre ha buscado la forma ideal de pegar algo a otra cosa. En tiempos antiguos, esto puede haber implicado clavar una gran púa a través de la piel de un mamut para hacer que la vivienda de la cueva tenga menos corrientes de aire. Estos días, los ingenieros buscan inspiración en plantas con rebabas o criaturas como el gecko.
En 1941, El ingeniero suizo Georges de Mestral estaba detectando rebabas que se habían enganchado en su ropa y en el pelaje de su perro. Colocó una rebaba bajo un microscopio y notó que tenía pequeñas púas que le permitían adherirse a las criaturas que pasaban. El ingeniero ideó un plan brillante:crear un material que usara estas pequeñas púas como dispositivo de sujeción. Ese material es lo que ahora llamamos Velcro [fuente:Stephens].
Luego está Gecko Tape, un material que utiliza pelos nanoscópicos para adherirse a superficies transparentes. Los pelos imitan a los que encontrarías en los pies de los geckos. Un día, los científicos podrían crear un traje completo utilizando este material. Ese traje permitiría al usuario escalar paredes y tal vez incluso cruzar techos. Pronto, es posible que podamos llamar a nuestro amigable vecindario Spider-man.
¿Podrían las hormigas ayudarnos a diseñar sistemas de navegación para robots? © iStockphoto / arlindo71 En el futuro, habrá robots. Ya sea que satisfagan todas nuestras necesidades o nos persigan en manadas. Queda por verse. De cualquier manera, Una característica que los robots necesitarán para alcanzar su verdadero potencial es la navegación autónoma.
La mayoría de los robots requieren una ruta preprogramada o simplemente reaccionan al entorno cada vez que encuentran un obstáculo. Muy pocos pueden encontrar el camino de un punto a otro por sí mismos. Algunos ingenieros están tratando de superar este problema mediante el estudio de las hormigas.
La Cataglyphis es una hormiga que se encuentra en el desierto del Sahara. A diferencia de otras hormigas, el Cataglyphis no depende de los senderos de feromonas para navegar por su entorno. Los científicos creen que las hormigas utilizan una combinación de pilotaje visual, integración de rutas y búsqueda sistemática [fuente:Möller et al.]. Los ingenieros esperan que al obtener una comprensión más profunda de cómo navegan criaturas como los Cataglyphis, pueden construir robots con capacidades similares.
Esta jorobada no puede volar pero sus aletas podrían ayudarnos a volar. © iStockphoto / adwalsh En 2000, Walt Disney Pictures lanzó una nueva edición de "Fantasia". La película actualizada contenía varias secuencias nuevas, uno de los cuales presentaba una manada de ballenas jorobadas que vuelan al son de "Los pinos de Roma" de Ottorino Respighi. Si bien no es probable que veamos ballenas jorobadas surcar los cielos, la secuencia fantástica presagiaba un descubrimiento científico real.
En mayo de 2004, un grupo de científicos e ingenieros publicó un artículo científico en la revista Physics of Fluids. El equipo había construido modelos de las aletas pectorales de una ballena jorobada. En un modelo que incluyeron tubérculos - las protuberancias que encontrarías en la aleta de una ballena real. En otro modelo utilizaron una superficie lisa.
Probaron ambos modelos en un túnel de viento en la Academia Naval de EE. UU. Sus pruebas mostraron que la aleta con los tubérculos experimentó una mejora del 8 por ciento en la sustentación. Además, era menos probable que la aleta experimentara una pérdida en ángulos de viento pronunciados y creaba hasta un 32 por ciento menos de resistencia.
¿Podremos ver pronto aviones con alas llenas de baches? Es completamente posible. Los hallazgos del equipo sugieren que la naturaleza ha creado un dispositivo eficiente para moverse a través de entornos fluidos. Podría ser una tontería no aprovechar estos descubrimientos.
Hay cientos de otros ejemplos de cómo la naturaleza ha guiado el desarrollo tecnológico a lo largo de la historia de la humanidad. Entonces, la próxima vez que necesite resolver un problema técnico complejo, es posible que primero desee echar un vistazo a su propio patio trasero.
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