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बायोमिमिक्री कैसे इंसपायरिंग है ह्यूमन इनोवेशन

स्मिथसोनियन म्यूजियम ऑफ नेचुरल हिस्ट्री में एंटोमोलॉजी कलेक्शन डिपार्टमेंट, लेपिडोप्टेरा डिवीजन के बारे में पहली बात जो आपने देखी है, वह एक बेहोश, मायावी रूप से परिचित गंध है। Mothballs। मैं संक्षेप में एक शोध कीटविज्ञानी बॉब रॉबिंस की ओर मुड़ने से पहले पतंगों से भरे कमरे (और तितलियों, दिन के दौरान उड़ान भरने के लिए विकसित की गई पतंगों की एक वंशावली) में मोथबॉल की लौकिक विडंबना पर विचार करता हूं। "कई कीड़े हैं जो सूखे कीड़े खाएंगे, " उन्होंने कहा, "इसलिए परंपरागत रूप से आप उन कीटों को नेफ़थलीन, या मोथबॉल का उपयोग करके बाहर रखते थे।"

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वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि मोर्फोस तितली के इंद्रधनुषी पंखों का इस्तेमाल तकनीक के जरिए इंसानों को फायदा पहुंचाने के लिए किया जा सकता है

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Mothballs को चरणबद्ध किया गया है (किसी भी कीट को मारने के लिए नए नमूनों को ठंड करने के पक्ष में), लेकिन यह गंध, साथ ही साथ कांच के नीचे पिन किए गए कीटों के अंतहीन दराज और ध्यान से टैक्सोनॉमिक पोस्टेरिटी के लिए स्टील अलमारियाँ की पंक्ति के बाद पंक्ति में ध्यान से लगाया गया है। hushed कक्ष में उम्र की भावना को बढ़ाता है। समय लगता है के रूप में लाखों नमूनों के रूप में अभी भी खड़ा है।

लेकिन उन दराजों के माध्यम से, निगलने वाले और सूर्यास्त पतंगों के ठीक-ठीक दस्ते के माध्यम से, और एक अलग विचार बनने लगता है: यह एक सुप्त भंडार नहीं है, बल्कि एक प्रयोगशाला है जो असाधारण रूप से सफल उद्यम की जांच करती है। कुछ 150 मिलियन वर्षों में, इन "उत्पादों" को बेरहमी से प्रोटोटाइप, बाजार-परीक्षण, उन्नत, परिष्कृत और अन्यथा नया बना दिया गया है और उनके आसपास की दुनिया में सुधार हुआ है। इन नाजुक नमूनों में से प्रत्येक नवाचार का एक पैकेज है जिसे समझने और अनुकूलित करने की प्रतीक्षा की जा रही है।

बायोमिमिक्री के तेजी से प्रभावशाली अनुशासन के पीछे यह विचार है: हम मनुष्य, जो केवल विकासवादी आंख की झपकी के लिए चीजें बनाने की कोशिश कर रहे हैं, प्राकृतिक चयन की लंबी प्रक्रियाओं से बहुत कुछ सीखना है, चाहे वह कैसा हो एक विंग को अधिक वायुगतिकीय या एक शहर को अधिक लचीला या एक इलेक्ट्रॉनिक डिस्प्ले अधिक जीवंत बनाएं। एक दशक से अधिक समय पहले, मार्क मील्स नामक एक एमआईटी ग्रेड सूक्ष्म-विद्युत और सामग्री प्रसंस्करण के क्षेत्र में दबंग था। जैसा कि उन्होंने एक विज्ञान पत्रिका के माध्यम से मंचित किया था, उन्हें एक लेख द्वारा रोका गया था कि कैसे तितलियों ने अपने पंखों में रंग उत्पन्न किया है। उदाहरण के लिए, विभिन्न मॉर्फो प्रजातियों के शानदार इंद्रधनुषी नीले रंग, रंगद्रव्य से नहीं, बल्कि "संरचनात्मक रंग" से आते हैं। उन पंखों को चमकती प्लेटों के एक नैनोस्केल असेंबली को परेशान करते हैं, जिनकी आकृति और एक दूसरे से दूरी एक सटीक पैटर्न में व्यवस्थित होती है जो बाधित होती है शानदार नीले रंग का उत्पादन करने के लिए परावर्तक प्रकाश तरंग दैर्ध्य। वर्णक से बाहर उसी नीले रंग को बनाने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है - उड़ान, खिलाने और प्रजनन के लिए बेहतर ऊर्जा का उपयोग किया जाता है।

मीलों ने सोचा कि क्या इस क्षमता का किसी तरह से शोषण किया जा सकता है। आप एक पतले पैकेज में अविश्वसनीय रूप से ज्वलंत रंग कहां चाहते हैं? बेशक: एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण प्रदर्शन में। क्वालकॉम, जिसने कंपनी को विकसित करने के लिए मीलों का अधिग्रहण किया था, ने अपने मिरासोल डिस्प्ले में इसका इस्तेमाल किया। क्वालकॉम में उत्पाद प्रबंधन के वरिष्ठ निदेशक ब्रायन गल्ली कहते हैं, "हम ऑप्टिकल हस्तक्षेप की घटनाओं का फायदा उठाते हैं।" कांच की सतह के नीचे दुबकना इंटरफेरोमेट्रिक मॉड्यूलेटर का एक विशाल सरणी है, उचित रंग बनाने के लिए, माइक्रोसेकंड में आवश्यक रूप से सूक्ष्म (10 से 50 माइक्रोन वर्ग) दर्पण ऊपर और नीचे चलते हैं।

बटरफ्लाई के पंखों की तरह, "प्रदर्शन हमारे चारों ओर सफेद परिवेश प्रकाश ले रहा है, सफेद रोशनी या धूप, और हस्तक्षेप के माध्यम से हमें एक रंग छवि वापस भेजने जा रहा है, " गल्ली कहते हैं। पारंपरिक एलसीडी स्क्रीन के विपरीत, मिरासोल को अपना स्वयं का प्रकाश उत्पन्न करने की आवश्यकता नहीं है। "डिस्प्ले ब्राइटनेस बस एंबियंट लाइट के साथ स्वतः स्केल हो जाता है।" नतीजतन, मिरासोल एक एलसीडी रीडर की शक्ति का दसवां हिस्सा लेता है। क्वालकॉम ने एक ई-रीडर में डिस्प्ले का इस्तेमाल किया और इसे अन्य कंपनियों को लाइसेंस देने की पेशकश कर रहा है।

हालांकि बायोमिमिक्री ने दशकों तक मानव नवाचारों को प्रेरित किया है - सबसे अक्सर उद्धृत उदाहरणों में से एक वेल्क्रो है, जिसे स्विस इंजीनियर जॉर्जेस डे मेस्ट्रल ने 1955 में पेटेंट कराया था कि कैसे उनके कपड़े से बर्स चिपक गए थे - बेहतर तकनीक और अधिक बारीक शोध ने तेजी से जटिल अनुकूलन सक्षम किया है। । जर्मन शोधकर्ता क्लॉस मैटेक द्वारा बनाया गया डिजाइन सॉफ्टवेयर - और ओपेल और मर्सिडीज कारों में उपयोग किया जाता है - पेड़ों और हड्डियों को ताकत और भार वितरित करने के तरीकों को दर्शाता है। पैक्स साइंटिफिक द्वारा बनाया गया पंखा झूलते हुए केल्प, नॉटिलस और व्हील्क्स के पैटर्न से हवा को कुशलता से स्थानांतरित करने के लिए उधार लेता है। कतरी रेगिस्तान में एक खारे पानी से सिंचित ग्रीनहाउस एक ऊंट की नाक से घनीभूत संक्षेपण और वाष्पीकरण की चाल का उपयोग करेगा। अब, नैनोस्केल फैब्रिकेशन में निरंतर नवाचारों के लिए धन्यवाद, निर्माताओं उत्पादों के एक विस्तार सरणी को बाजार में ला रहे हैं।

बायोमिमिक्री स्वयं एक उत्पाद नहीं है, बल्कि एक प्रक्रिया है, जो प्राकृतिक जीवों और प्रक्रियाओं पर ड्राइंग करती है ताकि नवाचार को चमकाया जा सके। संगठन और यहां तक ​​कि शहर भी प्रेरणा के लिए पारिस्थितिक तंत्र को देख सकते हैं, एक जीवविज्ञानी टिम बायगी और 3.8, एक मोंटाना-आधारित सलाहकार, बायोमिमिक्री के सदस्य कहते हैं। लवासा में - इसके डेवलपर्स द्वारा "भारत का पहला नियोजित पहाड़ी शहर" के रूप में वर्णित किया गया है, जो अंततः 300, 000 से अधिक लोगों के लिए घर बनाने की उम्मीद करते हैं - गिल्ड ने लैंडस्केप आर्किटेक्ट्स के साथ परामर्श किया। इस प्रकार रोपण रणनीति में पर्णपाती पेड़ शामिल थे, पकड़ने के लिए एक चंदवा का निर्माण, और फिर वाष्पीकरण के माध्यम से, मानसून की एक तिहाई बारिश जो इसे हिट करती है। यह प्रभाव "एक इंजन की तरह है जो मानसून अंतर्देशीय ड्राइव करता है", मैकगी कहते हैं, जो वहां सूखे को रोकने में मदद करता है। बरगद के पेड़ के पत्तों की हाइड्रोडायनामिक रूप से कुशल आकृति ने एक बेहतर जल-प्रेषण छत के डिजाइन को प्रभावित किया, जबकि जल विक्षेपण प्रणाली उन तरीकों से प्रेरित थीं, जो हार्वेस्टर चींटियों को उनके घोंसलों से सीधे पानी से दूर करते थे। पहला लवासा "टाउन" पूरा हो चुका है, जिसमें चार और 2020 तक चलने का अनुमान है।

हर कोई मानव पदचिह्न को कम करने के तरीकों के बारे में बात कर रहा है, या "शुद्ध शून्य" प्रभाव पाने के लिए। लेकिन प्रकृति, मैकगी कहते हैं, आमतौर पर एक कदम आगे निकल जाता है: "यह लगभग कभी भी शून्य शून्य नहीं है - उस प्रणाली से उत्पादन आमतौर पर इसके चारों ओर सब कुछ के लिए फायदेमंद होता है।" अगर हम अपने शहरों को उसी तरह से बना सकते हैं तो क्या होगा? "क्या होगा अगर, न्यूयॉर्क शहर में, जब बारिश हुई, तो पूर्वी नदी में जाने वाला पानी गिरने की तुलना में साफ था?" विषाक्त पदार्थों पर? "प्रकृति लौ retardants कि nontoxic हैं बनाता है, " McGee नोटों। "हम क्यों नहीं कर सकते?"

सालों से शोधकर्ताओं ने बिना किसी नतीजे के फ्लेम रिटार्डेंट्स की केमिस्ट्री पर ध्यान केंद्रित किया है। लेकिन शायद प्राकृतिक प्रक्रियाएं प्रयोगशाला में नवाचार के लिए कुछ मार्ग प्रस्तुत कर सकती हैं, मैकजी कहते हैं। हो सकता है कि जिस तरह से जैक-पाइन शंकु गर्मी का सामना करने के लिए खुला हो (प्रजनन की अनुमति देने के लिए भी क्योंकि आग जंगल को नष्ट कर देती है), या जिस तरह से नीलगिरी के पेड़ जल्दी जलने वाली छाल के बिखरे हुए टुकड़ों को ऑक्सीजन चूसने और मुख्य से दूर ले जाते हैं। सूँ ढ। टेक्सस ए एंड एम के एक मैकेनिकल इंजीनियर जैम ग्रुनलान ने एक अग्नि प्रतिरोधी कपड़े का विकास किया है जो चिटोसन, झींगा मछली और झींगा के गोले से ली गई एक अक्षय सामग्री (और तितलियों के पंखों में चिटिन का एक रासायनिक रिश्तेदार) का उपयोग करता है, एक नैनोलिअर बहुलक कोटिंग बनाने के लिए जब गर्मी के संपर्क में आता है, तो कार्बन "शेल" का निर्माण करता है जो कपड़े की सुरक्षा करता है।

लेपिडोप्टेरा कुछ समस्याओं का प्रतीक है जो कई सदियों से प्रकृति के कार्यक्षेत्र पर अंकित है। शिकार और शिकारी के बीच विकासवादी कॉल और प्रतिक्रिया में, कई पतंगों ने चमगादड़ों के अल्ट्रासाउंड क्लिकों का पता लगाने की क्षमता विकसित की है, और कुछ भी भ्रमित काउंटिग्नल्स भेज सकते हैं। गर्मी को पकड़ने में मदद करने के लिए तितली के पंख उनके शरीर के करीब काले होते हैं। उन पंखों को एक दूषित-प्रतिरोधी कोटिंग से ढक दिया गया है - वे स्व-स्वच्छ हैं। उन पंखों पर सजावटी "आँखें", जिसका मतलब शिकारियों को डराने के लिए होता है, अक्सर पंख के नुकसान को कम करने के लिए किनारे के पास स्थित होते हैं यदि तितली को काट लिया जाता है।

और फिर रंग है - जब हम तितलियों के बारे में सोचते हैं तो हम क्या सोचते हैं। "लोग उन्हें फ्लाइंग फ्लावर कहते हैं, " रॉबिंस कहते हैं। जबकि कुछ छलावरण के लिए रंग का उपयोग करते हैं, सबसे ज्वलंत प्रजातियां दूसरे मार्ग पर जाती हैं, एक भड़कीले प्रदर्शन में शिकारियों के लिए अपनी विषाक्तता का विज्ञापन करती हैं। लेखक डेविड क्वामेन उन्हें "प्राकृतिक दुनिया के बिंबो", "सरासर सजावटी अतिरिक्त में विकासवादी प्रयोग" कहते हैं, कुल मिलाकर, क्वाम्मन लिखते हैं, तितलियों "मिठास और कोमल अनुग्रह का एक आदर्श है जो संपूर्ण निर्दयी विकासवाद के लगभग निर्दोष लगता है। सभी के लिए। ”और उन गॉसमर पंखों पर उड़ान लेने के लिए प्रेरणा का खजाना है।

बर्डविंग तितलियों से प्रेरित शंघाई जिओ टोंग विश्वविद्यालय के शोधकर्ता - उनके पंखों का काला क्षेत्र गर्मी को फंसाने के लिए लगभग कुल प्रकाश अवशोषण को सक्षम बनाता है - जो संरचनात्मक रूप से इसी तरह की सुपर-ब्लैक अमोर्फस कार्बन फिल्म बनाने में मदद कर रहा है ताकि अधिक सूक्ष्म विद्युत प्रौद्योगिकी बनाई जा सके। एनओटीईएस नामक एक परियोजना, जो ब्रिटिश कोलंबिया में साइमन फ्रेजर विश्वविद्यालय में अनुसंधान से बाहर हो गई, ने एक विरोधी जालसाजी स्टैम्प बनाने के लिए नैनोस्केल लाइट-इंटरफेरिंग संरचनाओं का उपयोग किया है जो होलोग्राम की तुलना में दरार करना अधिक कठिन है और "मुद्रित" हो सकता है न केवल बैंक पर नोट्स, लेकिन अन्य वस्तुओं की एक पूरी श्रृंखला पर। रेडियो-फ़्रीक्वेंसी आइडेंटिफिकेशन (RFID) टैग, जिनका उपयोग ट्रैकिंग इन्वेंट्री से लेकर किसी के टायरों के प्रदर्शन को समझने के लिए किया जाता है, अत्यधिक वातावरण में अच्छा काम नहीं करते हैं, खासकर जहां पानी या धातु है। और इसलिए ओम्नी-आईडी नामक एक कंपनी ने रेडियो सिग्नलों के अपने प्रसारण में सुधार के लिए टैग्स में छोटे धातु के तराजू का उपयोग करके अधिक विश्वसनीय RFID बनाने के लिए हस्तक्षेप सिद्धांत को अनुकूलित किया।

यह देखते हुए कि मॉर्फो ध्यान आकर्षित करने के लिए रंग को चित्रित करता है, यह उचित लगता है कि तितली ने मानव फैशन को भी प्रेरित किया है। डोना सग्रो, सिडनी, ऑस्ट्रेलिया में एक फैशन डिजाइनर, और स्व-वर्णित "सामयिक लेपिडोप्टेरिस्ट", ने मॉर्फोटेक्स नामक कपड़े से तीन कपड़े बनाए, जो वर्णक-रहित, इंद्रधनुषी नीले रंग की सामग्री है जो ऑप्टिकल हस्तक्षेप से अपना रंग खींचता है। Sgro का कहना है कि जबकि Morphotex रंजक की आवश्यकता को समाप्त करता है (और इस प्रकार संभवतः एक छोटा पर्यावरण पदचिह्न धारण करता है), उसकी रुचि सामान्य "समस्या-समाधान-प्रकार के डिजाइन दृष्टिकोण" से परे थी, जिसका बायोमिमिस्ट अनुसरण करते हैं। फैशन, सब के बाद, कपड़ों की बुनियादी जरूरत से ज्यादा है। सौंदर्यशास्त्र का उपयोग करने का तरीका हमारे द्वारा किए जाने वाले तरीके को कैसे सूचित कर सकता है? मेलोबोर्न में रॉयल इंस्टीट्यूट ऑफ फैशन में अब शोग्रो बायोमिमिक्री और फैशन में पीएचडी की पढ़ाई कर रहे हैं।

रॉबिंस और मैंने नेचुरल हिस्ट्री म्यूज़ियम के कलेक्शन सेंटर को छोड़ दिया और पास के बटरफ्लाई पैवेलियन में चले गए, और यह एक लेपिडोप्टेरस लवफेस्ट जैसा था। एक महिला ने अपने स्मार्टफोन को एक फूल पर मोनार्क खिलाने की तस्वीर खींची। गल्फ फ्रिटिलरी के रूप में प्रसिद्ध एक जापानी पर्यटक अपने कंधे पर बैग लेकर उतरा। मोर्फो पेलेड्स के रूप में स्क्वील्ड किए गए एक बच्चे ने धीरे-धीरे अपने इंद्रधनुषी नीले पंखों को हटा दिया। किसी अन्य कीट के साथ होने वाले इस दृश्य की कल्पना करना आसान नहीं है; उचित रूप से या नहीं, हम ग्रब या चींटी मंडप नहीं जाते हैं।

मैंने इन कीड़ों की अजीबोगरीब अपील के बारे में पूछा। "वे डंक नहीं करते हैं, वे काटते नहीं हैं, " उन्होंने कहा। “जो लोग देखते हैं वे आम तौर पर सुंदर होते हैं। उनमें से कुछ हानिकारक रूप से हानिकारक हैं, लेकिन वे बहुत ही मिलनसार लोग हैं और वे अधिकांश अन्य कीड़ों की तुलना में बहुत पहले के नरक के हैं। ”यदि केवल, मुझे लगता है, तो लोग अब जान सकते हैं कि यह सुंदरता कितनी उपयोगी हो सकती है।

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