Desde o nosso início, nos maravilhamos com as inovações da natureza. Há milhares de anos, os nossos antepassados copiaram a forma como os predadores pensavam, perseguiam e caçavam. Mesmo agora, com toda a nossa tecnologia, a natureza não perdeu o seu apelo. Numerosas invenções foram inspiradas em técnicas observadas nos reinos vegetal e animal.
10 Material para coletar água
do besouro do deserto da Namíbia
A chuva não abençoou as areias do deserto africano do Namibe. A terra é escaldante, mas uma cobertura misericordiosa de neblina leve rola pelas dunas de areia todas as manhãs. É o lar perfeito para o besouro do deserto do Namibe.
Quando as gotas de água da neblina se acumulam na carapaça do besouro, cristas repelentes à água canalizam as gotas em direção à sua cabeça. A concha é pontilhada por pequenas protuberâncias hidrofílicas. À medida que a umidade se acumula, as gotículas ficam maiores até deslizarem em direção à boca do besouro, saciando efetivamente sua sede.
Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts utilizaram essa habilidade para criar um material que pode extrair água do ar . Feita de vidro e plástico e repleta das mesmas pequenas saliências, a substância esponjosa é barata e pode ser construída simplesmente imprimindo pontos hidrofílicos em folhas de materiais hidrofóbicos.
Se uma barraca de acampamento imitasse essa superfície, seria capaz de coletar água suficiente para um dia todas as manhãs. Além disso, a alta tolerância do inseto ao calor sugere refletores infravermelhos em sua concha, o que pode auxiliar em campos que necessitam de equipamentos resistentes ao calor, como projetos de foguetes.
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Lampreia Microrobôs Vivos
As coisas certamente seriam muito mais fáceis se os médicos pudessem entrar no seu corpo e identificar a causa exata da dor ou da doença. A tecnologia de imagem costuma ser granulada e de baixa resolução, enquanto os aparelhos de ressonância magnética são volumosos e caros.
Com a invenção de robôs que são pequenos o suficiente para nadar dentro da corrente sanguínea, a medicina se tornará muito mais fácil. Cyberplasm é um robô que está “vivo” em certo sentido.
Carregado com sensores retirados de células reais de mamíferos, ele responde a produtos químicos e à luz da mesma forma que um organismo vivo faria. Completo com sensores oculares e nasais, o robô em miniatura contém um sistema nervoso artificial alimentado por glicose que registra estímulos, que são convertidos em sinais elétricos da mesma forma que um cérebro real funciona.
O ciberplasma é modelado a partir da lampreia , um tipo de peixe parasita com uma forma longa e tubular. Este animal possui um sistema nervoso simples que é fácil de imitar e transformar em um corpo robótico. Com o tempo, o robô lampreia pode navegar dentro do seu corpo em busca de tumores, coágulos sanguíneos ou produtos químicos.
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Elefante de braço robótico
Compostas por mais de 40.000 músculos, as trombas dos elefantes são tão ágeis quanto as mãos humanas, capazes de colher maçãs de um galho ou arrancar uma árvore inteira do chão. Seu design versátil também inspirou um braço robótico. A empresa alemã Festo desenvolveu o Bionic Handling Assistant, um apêndice que pode ser usado para alterar a tecnologia de manuseio para a cooperação homem-máquina.
Empunhando quatro garras metálicas, o robô aprende exatamente como um bebê humano faria – por tentativa e erro. Ao alcançar e agarrar objetos continuamente, ele determina quais músculos mover. O robô é capaz de memorizar mudanças de posição por meio de ajustes de pressão dentro dos tubos que alimentam seus músculos artificiais.
Feito de poliamida, esse material estrutural é forte o suficiente para levantar pesos pesados, mas ágil o suficiente para realizar procedimentos delicados, como pegar um ovo . O porta-malas prova ser um benefício para fábricas, laboratórios e hospitais, onde proporciona manuseio adicional para projetos dirigidos por humanos.
7 Trens-bala,
martim-pescador e coruja
Quando saem de um túnel, os trens-bala extremamente rápidos do Japão criam um ensurdecedor “boom de túnel” devido ao formato do nariz do trem. Ao empurrar o ar em alta velocidade, ele produz uma parede de vento que cria um barulho e desperdiça combustível ao desacelerar o trem.
A solução? Siga alguns conselhos dos pássaros.
Os martins-pescadores possuem um bico aerodinâmico que torna a pesca mais prática. Graças ao formato pontiagudo do nariz, o pássaro consegue mergulhar nos riachos sem respingar. O bico reduz o impacto, permitindo que a água passe pelo bico em vez de ser empurrada para a frente dele.
Eiji Nakatsu, engenheiro e observador de pássaros, alterou o nariz arredondado do trem-bala para imitar o desenho do bico de um guarda-rios. Agora o trem é capaz de circular a 300 quilômetros por hora (185 mph) com consumo de energia e resistência do ar reduzidos.
Além disso, graças à coruja indescritível, o ruído semelhante ao trovão também foi amortecido . O nariz foi alterado para se ajustar ao desenho das penas da coruja, que são silenciosas o suficiente para escapar até dos ratos mais cautelosos.
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Polvo Squishy de Robôs
Quem disse que os robôs têm que ser duros e metálicos? Uma equipe de pesquisadores da Itália descobriu as vantagens do corpo mole de um polvo. Com a capacidade de nadar, segurar objetos e rastejar, o robô polvo usa muito menos poder de computação para funcionar.
Em vez de se moverem de maneiras matematicamente previsíveis, como máquinas de corpo rígido, os robôs polvos encolhem, ondulam e enrolam. Eles não possuem membros rígidos e articulações fixas, o que é um benefício.
Outros robôs modelados a partir de esqueletos sólidos exigem uma programação cuidadosa e outros trabalhos para evitar que colidam com objetos. Eles também têm tendência a se tornarem erráticos, até mesmo perigosos, perto de humanos e de novos terrenos.
Os robôs soft são muito mais seguros. Eles podem se transformar em novas formas e se ajustar bem ao ambiente. Com esses formulários é possível resgatar pessoas presas , interagir conosco e funcionar sem programação prévia.
5 Ciborgue Flores
Rosa
Você sabia que as rosas podem conduzir eletricidade?
Magnus Berggren e sua equipe de pesquisadores na Suécia conseguiram criar essa energia passando fios minúsculos pelos sistemas das usinas. Depois de mergulhar as rosas em uma solução de polímero orgânico, a casca da rosa foi descascada para revelar os minúsculos “fios” de polímero serpenteando pelas hastes. Mais tarde provaram ser eletronicamente condutivos .
Esse método possibilitou aos pesquisadores controlar a fisiologia das rosas, como não permitir que as flores desabrochassem antes de uma geada que se aproximava ou ajudar a prevenir a seca. Essas modificações não vão para os frutos ou sementes.
Embora mudanças permanentes possam impactar negativamente um ecossistema, esta invenção pode ser facilmente ligada ou desligada.
4 Cateteres Repelentes de Germes
Tubarões
Com sua elegância e durabilidade, a pele de tubarão é útil para todos os tipos de coisas – de trajes de banho a sapatos. O que não esperávamos, porém, eram cateteres.
Os germes são uma preocupação em todos os hospitais. Com tantas pessoas entrando e saindo, não é segredo que as superfícies podem facilmente ficar cobertas de germes, espalhando doenças de um paciente para outro.
O engenheiro Tony Brennan descobriu que nada é mais limpo que a pele de tubarão . A superfície está repleta de pequenos tapetes de escamas semelhantes a dentes que impedem que limo, algas e cracas se agarrem aos corpos dos tubarões. Felizmente, a pele de tubarão também impede bactérias causadoras de doenças, como a E. coli .
A Sharklet é uma empresa que está aproveitando esse conceito. Até agora, está funcionando. O próximo passo é inventar cateteres feitos de pele de tubarão, o que poderia ajudar a prevenir uma fonte comum de infecções.
3 Vacinas, DNA e
plantas de ressurreição para preservação de células-tronco, tardígrados e muito mais
Usando a hibernação extrema , as plantas de ressurreição, uma espécie de musgo do deserto que seca em temperaturas intensas, “morrem” e parecem estar mortas durante anos, até décadas. Mas quando as chuvas voltam, as plantas facilmente ficam viçosas e verdes novamente.
Os tardígrados, ursos d’água microscópicos, também são um dos animais mais resistentes da Terra. Eles foram lançados no espaço sideral, expostos a temperaturas extremas como zero absoluto e 150 graus Celsius (300 °F), e forçados a suportar radiação e passar anos sem água.
Em resposta, a água murcha. Então eles acordam, reidratados, quando o ambiente volta a ser favorável. Artemias, nematóides e fermento de padeiro são apenas alguns outros que usam técnicas de hibernação semelhantes.
Durante estes testes, os organismos apenas substituem toda a água dos seus corpos por açúcar. À medida que o açúcar endurece e se transforma em vidro, os organismos entram num estado de animação suspensa. Embora este método possa certamente matar seres humanos, ainda é uma boa notícia para nós: as vacinas, o ADN e as células estaminais podem agora ser preservadas por um longo período de tempo.
Todos os anos, dois milhões de crianças morrem de doenças facilmente evitáveis. As vacinas morrem rapidamente em climas quentes, mas este conservante de açúcar endurece em esferas microscópicas dentro das vacinas, prolongando o seu prazo de validade para anos.
2 Robô que salta na água
Water Strider
Os insetos skimmers são capazes de andar sobre a água graças à “pele” que cobre todo corpo de líquido. Conhecida como tensão superficial, as moléculas se unem em uma força conhecida como coesão.
Foi construído um robô leve que salta, em vez de andar, sobre a água. Este robô tem corpo mole e pesa apenas 68 miligramas. Embora os engenheiros já tenham projetado robôs capazes de andar sobre a água, este é único porque pode pular na superfície da água sem afundar.
Os pesquisadores conseguiram fazer isso observando os striders aquáticos. Esses insetos aceleram as pernas gradativamente, não largando a água até a hora de pular. Eles exercem a quantidade certa de força, mantendo a tensão superficial intacta e inteira.
Aproveitando essa tática, o robô gradualmente aplica torque suficiente para lançar, mas não ultrapassa o limite da “pele” da água. Esta ação imita o movimento da perna de uma pulga e pode saltar impressionantes 14 centímetros (6 pol.). Este bot em miniatura pode ser útil em operações de vigilância e resgate.
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Lagosta com melhor visão de raio-X
Os raios X são difíceis de trabalhar, e é por isso que as máquinas de raios X nos aeroportos são tão volumosas. No entanto, os cientistas estão agora a copiar uma técnica usada pelos olhos da lagosta para obter uma melhor visão de raios-X.
Em vez da refração, ou do desvio da luz por uma lente, as lagostas veem usando a reflexão . Seus olhos são cobertos por quadrados, semelhantes a espelhos planos, que refletem a luz em ângulos precisos para formar imagens de qualquer direção.
Este projeto é útil para os astrônomos, que anseiam por telescópios que possam focar raios X de certas áreas do espaço. Embora um espelho comum permita apenas a passagem de raios X, o formato dos olhos da lagosta é usado para criar conjuntos de pequenos tubos quadrados e ocos feitos de vidro de chumbo. Curvado em esferas semelhantes a olhos, o material reflete os raios X e é empacotado em telescópios.
Esses crustáceos também inspiraram outras invenções, como microchips e o Lobster Eye X-ray Imaging Device, uma “lanterna” que pode ver através de paredes de aço com 8 centímetros de espessura.
Quando o dispositivo envia uma série de raios X de baixa potência através de uma parede, alguns deles ricocheteiam nos objetos do outro lado. Esses sinais são canalizados através dos tubos e criam imagens exatamente como os olhos das lagostas. Esta invenção pode ser importante na localização de bens roubados ou ilegais.
