Байгаль эх эрдэмтдэд ямар нээлт хийх онгод хайрласан бэ?

Хүн төрөлхтний бүхий л түүхийн явцад ан амьтад болон байгаль эх хүмүүст амьдралаа илүү сайхан, хялбар болгох санаа, онгод хайрласаар иржээ. Инженерчлэлийн ертөнцөд энэ үзэгдлийг биомимикри буюу байгалийн тогтоц, алгоритмаас санаа авахыг хэлдэг. Эрдэмтэд хүрээлэн буй байгаль орчныг ажигласны дүнд юу зохион бүтээж, ямар инновацын технологи хөгжүүлсэн тухай Forbes Life өгүүлжээ.

Ноход: Агаарын чанарыг заагч

Эл “байгалиас санаа авах” сэдвээр хийсэн нээлтүүдийн нэгийг Харвардын их сургуулийн эрдэмтэд хийжээ. Тэд өнөөг хүртэл агаарыг бохирдуулагч бодисуудыг хэмжих энгийн бөгөөд хямд арга байдаггүйг ойлгожээ. Гэтэл гэрийн агаарт хүртэл таагүй болоод өвчин үүсгэгч их хэмжээний химийн бодис байдаг байна.

Өнөөдөр бидний хэрэглэж буй агаарын чанарыг заагч төхөөрөмжүүд өдөр тутмын хэрэглээний бүтээгдэхүүнээс агаарт ууршдаг химийн бодис болох дэгдэмхий органик нэгдлүүдийг танихдаа муу. Муудсан хүнсийг цаг тухайд нь хаяхгүй бол хорт хавдар, бөөр, элэгний өвчин үүсгэдэг болохыг хүмүүс тэр бүр мэддэггүй. Харин лабораторийн оролцоогүйгээр хүний эрүүл мэндэд хортой эсэхийг олж мэдэх бараг боломжгүй.

Агаарын чанарыг хэмжих төхөөрөмжүүд агаарын сорьц авч, шинжилдэг. Харин судлаачдын анхаарлыг нохдын бие биеийгээ үнэрлэдэг байдал татжээ. Тэд хэд хэдэн удаа богино эсвэл урт амьсгал авсны дараа амьсгалаа түгжиж, бүрэн шинжилгээ хийдэг байна. Эрдэмтэд үүнээс санаа авч, эл биологийн үйл явцыг машин сургалтын алгоритмтай хослуулахаар шийджээ. Харвардын их сургууль дээр боловсруулсан мэдрэгч систем нь агаарт аюултай нэгдэл илрүүлмэгц, биологийн эл үйл явцыг дуурайн, илүү их мэдээлэл авахын тулд хэд хэдэн удаа “үнэртдэг” байна. Судалгаанаас үзвэл, ийм зарчмаар ажилласан төхөөрөмжийн найдвартай байдал 38-аас 98 хувь хүртэл өсжээ. Эл төхөөрөмжийг SNIFFIA (Sensory Nature-Inspired Fact Finder of Indoor Air, байгалийн туршлага дээр суурилсан тасалгааны агаарыг мэдрэгч) гэдэг байна.

Номин шогшир: Хурдны галт тэрэг

Япон улс Шинканзэн өндөр хурдны галт тэрэг, төмөр замын сүлжээгээрээ алдартай. Шинканзэн галт тэрэг 300 км/ц хурд авдаг тул хот хоорондын урт зайг богино хугацаанд туулдаг. Эхэндээ эл инженерийн ухааны бүтээлийн хувь заяа бүрхэг байлаа. Шинканзэний өмнөх загварууд хонгилоор гарахдаа асар их дуу чимээ гаргадаг байсан тул ойр орчимд нь амьдардаг хүмүүсээс байнга гомдол ирдэг байжээ.

Шинканзэн өндөр хурдны галт тэрэгний сүлжээний хөгжүүлэлт хариуцсан захирал Эйжи Накацү удаан хугацаанд толгойгоо гашилгасны эцэст түүний хобби гайхалтай сэдэл өгсөн байна. Шувуудыг ажиглах хоббитой Накацүгийн санаанд номин шогшир шувууны ан хийдэг арга зурвас хийн орох нь тэр. Шувуу 40 км/ц хурдтай ус руу шумбан орохдоо чимээ бараг гаргадаггүйгээс гадна давлагаа ч үүсгэдэггүй байна. Гоёмсог шувуу шөвгөр хошууныхаа ачаар ус руу шумбан орохдоо цохилтыг нь зөөлрүүлдэг байна. Тиймээс Накацү номин шогшир шувууны хошууны хэлбэрээс санаа авч, галт тэрэгний урд хэсгийг шөвгөр болгожээ. Үүний дүнд галт тэрэгний хурд 10 хувиар нэмэгдээд зогсохгүй эрчим хүчний хэрэглээ нь 15 хувиар буурч, дуу чимээнийх нь түвшин 70 децибелээс хэтрэхгүй болжээ. Энэ нь тоос соргочийн чимээнээс ч нам гэсэн үг.

Тоншуул: Хар хайрцаг

Шувуудын ертөнц хүний ертөнцөд багагүй чухал бүтээлийн санаа бэлэглэжээ. Хэрэв та яаж тоншуулууд өдөржингөө мод тоншиж, амьдардаг талаар бодож байсан бол ганцхан танд л ийм бодол орж ирсэн биш шүү. Тоншуул өдөрт 12 мянган удаа мод тоншиж, тэдний толгой 1000-1200 g ачааллыг даах чадвартай. Харьцуулахад, хүн 80–100 g ачаалал авахад ухаан алдаж унадаг.

Калифорнийн их сургуулийн судлаач Сан Хи Юн, Сон Мин Парк нар тоншуулын толгойн компьютер томографыг судалжээ. Судалгаагаар тоншуулын гавлын яс өвөрмөц бүтэцтэй болохыг тогтоосон байна. Гавлын яс нь спонж шиг бүтэцтэй тул тоншилтын үед толгой хөдлөхөөс хамгаалдгаас гадна тэдний уян хатан хошуу механик цохилтын хүчийг жигд тараадаг байна. Энгийнээр хэлбэл тоншуулын гавлын яс амортизаторуудаар тоноглогдсон гэлтэй. Байгаль эхээс санаа авч, эрдэмтэд онгоцны хар хайрцгийг бүтээхдээ цохилтод тэсвэртэй эл загварыг ашиглажээ. Гэхдээ зохион бүтээх ажил үүгээр дуусахгүй. Тоншуулын гавлын ясны бүтэц хар хайрцгийн мэдээллийг хамгаалахаас гадна сансрын хөлгийг сансрын хог, бичил солироос хамгаалах технологийн санааг өгчээ. Үүгээр үл барааг энэ санааг ашиглан авто спортын нисгэгчдийн амь насыг хамгаалах боломжтой гэж үзэж байна.

Аалз: Хагардаггүй шил

Аалзны тор таарахгүй газар гэж үгүй. Байгальд шувуу байгаа газарт аалзны тор заавал байж байдаг. Та үүнийг анзаараагүй бол харин эрдэмтэд үүнийг анхаарлынхаа гадна үлдээсэнгүй. Шувууд нисэхдээ аалзны торноос гарамгай зайлсхийж, хэзээ ч торыг гэмтээдэггүй байна. Харин шил бол өөр. Шилэн барилга, байгууламж, цонх нь олон сая шувуудын үхлийн шалтгаан болдог байна. Тэд шилэнд өөрсдийнхөө эсвэл мод, ургамал, тэнгэрийн тусгалыг харж, нээлттэй орон зай гэж боддог тул хамаг хурдаараа нисэхдээ мөргөж, үхэх нь элбэг. Биомимикрийн хүрээлэнгийн эрдэмтэд Dictynidae аалзны торыг судалжээ. Энэ төрлийн аалз хэт ягаан туяаг ойлгодог онцгой торон утсаар тороо сүлждэг байна. Хэт ягаан туяаг ойлгох чадвар нь торыг шувуудаас хамгаалдаг байна. Үүнийг олж мэдсэн Германы “Arnold Glas” компанийн инженерүүд шувуудаас хамгаалдаг тусгай Ornilux шил бүтээжээ. Хүний нүдэнд шил тунгалаг, толигор харагдана. Харин шувуудын нүдэнд аалзны тор татсан мэт харагдаж, зөвхөн шувуудын нүдэнд үзэгдэх хэт ягаан туяа ойлгодог байна.

Эрвээхэй: Хуурамч мөнгө илрүүлнэ

Эрвээхэй хуурамч мөнгө илрүүлэхэд тус болно гэж хэн санах вэ дээ. Гэтэл үнэн аж. Кэмбрижийн их сургуулийн судлаачид халуун бүсийн эрвээхийн далавчны алагласан өнгийг гаргаж авах аргыг тайлжээ. Энэ нээлт үнэт цаас үйлдвэрлэгчдэд жинхэнэ хувьсгал авчирна гэж үзэж байна. Учир нь үүний тусламжтай мөнгөн тэмдэгт, банкны картыг дуурайлган хийхээс сэргийлэх боломжтой болно.

Эрвээхэй, цог хорхой зэрэг шавжийн алагласан тод өнгө эртнээс л физикч, биологичдын сонирхлыг татдаг байсан ч байгаль эхийн урласан хараа булаам алаглах өнгийг дуурайлгаж чаддаггүй байжээ. Учир нь солонгорсон өнгө шавжийн далавч дээрх бичил хэсгүүд өөр хоорондоо шилжих явцад үүсдэг байна.

Кэмбрижийн их сургуулийн эрдэмтэд Индонезийн тогос, Papilio blumei эрвээхэйг судалжээ. Нано технологийн тусламжтай эрдэмтэд эрвээхэйн далавчны хайрсны хуулбарыг гаргаж авснаар яг л эрвэхэйн далавчин дээр алагладаг өнгийг гаргаж авч чадсан байна. Харин одоо үүнийг ашиглан мөнгөн тэмдэг болон үнэт цаасан дээрх оптик гарын үсгийн хэлбэрээр мэдээлэл оруулж, хуурамчаар үйлдэхээс сэргийлэх боломжтой болсон байна.