Majoritatea oamenilor nu se gândesc la dinamica fluidelor când vine vorba de naștere. Dar Megan Leftwich o face.
Continut Asemanator
- Inventatorul adolescent Alexis Lewis crede că copiii au soluții la problemele lumii
Profesorul de inginerie mecanică și spațială la Universitatea George Washington din Washington, DC studiază fluxurile inspirate biologic, precum mecanismele care permit peștilor să înoate sau interacțiunea dintre lichide și alte forțe pe măsură ce un copil trece prin canalul de naștere.
După ce a observat tiparele de înot ale leilor de mare în timpul unei călătorii în familie la Zoo Național Smithsonian, Leftwich a început să se gândească la metoda leilor de mare de a înota cu flippers-ul din față, mai degrabă decât flippers-ul posterior. Mamiferele sunt înotătoare eficiente și nu produc aproape nici o trezire . În colaborare cu grădina zoologică națională, Leftwich a filmat leii de mare, a trasat clapele grațioase ale flippers-urilor lor și a proiectat un flipper robot care reproduce mișcarea. Ea speră să aibă un prototip de lucru până la sfârșitul verii.
Flipper-ul robotic urmărește o lungă linie de invenții inspirate din natură. Inginerul George de Mestral a studiat capul de vârf al unei fabrici de brusture la microscop și a patentat Velcro în 1955. Și, mai recent, luciul de aripi de fluture a inspirat un ecran pentru e-cititori. Evoluția a rezolvat deja multe dintre problemele pe care le întâmpinăm, într-un fel sau altul, pentru alte lucruri vii.
În cele din urmă, Leftwich are în vedere vehicule fără echipaj cu flippers robotizate, în loc de elice care ar putea face lucruri precum explorarea câmpurilor miniere subacvatice, fără a crea perturbații mari care să pună în mișcare bombe vii și nave de cercetare atât de eficiente încât să poată parcurge distanțe mari pe o singură baterie.
Cum te inspiră natura?
Sunt atât de inspirat de lumea naturală pentru că trăim în ea și o vedem tot timpul. Este foarte ușor pentru mine să văd frunzele care suflă în vânt și apoi să mă gândesc „Huh, mă întreb cât de multă forță poate lua acea frunză înainte de a se smulge?” Aceste întrebări, le pot trăi într-o oarecare măsură, și astfel pot fi întotdeauna văzând ceva nou de explorat. Sunt fascinat de modul în care procesul natural, evoluția respectivă a găsit atât de multe soluții la atâtea probleme diferite. Dacă pot vedea o modalitate prin care această soluție, indiferent dacă interacționează forma unei flori sau a ierbii care crește într-o anumită direcție cu fluidele din jurul ei, atunci pot investiga o problemă.
De ce studiezi organismele care înoată?
O mulțime de pești înoată doar înfăptuindu-și aripioarele caudale, dar delfinii și balenele o bat în sus și în jos. Squidele și meduzele își contractă trupurile și trag un jet, iar șerpii de mare își mută întregul corp în sus și în jos. Deci chiar și această singură idee de a trece prin apă, avem deja atât de multe soluții. M-a interesat cu adevărat care este conexiunea fundamentală dintre toate aceste soluții.
Leii de mare se propulsează cu albiile lor din față, într-un mod care produce foarte puțină trezire. (Jon Betz) Puteți descrie manevrele pe care le fac leii de mare?
Leii de mare sunt înotători mari. Sunt foarte agili și sunt foarte jucăuși, așa că pot face lucruri precum virajele bancare foarte strânse acolo unde merg înainte și, dintr-o dată, se vor transforma și vor face 180 de grade pe o rază foarte strânsă. Dacă vor merge înainte și, dintr-o dată, vor să vadă ceva în spatele lor, vor trage capul în sus și de fapt vor face doar un backflip și vor merge în cealaltă direcție. Vor face rulouri de butoaie și se vor roti cu nasul ca axa. Sunt extrem de agili.
Deoarece înoată cu vârful în față, spre deosebire de cozile lor, nu creează oboseala tipică pe care așteptați să o vedeți în spatele unui pește, al unui delfin sau al unei balene. Și dacă înțelegem cum fac asta și putem construi asta într-un vehicul fără pilot, de exemplu, am putea crea un vehicul care este mult mai greu de detectat în apă, ceva liniștit din punct de vedere hidrodinamic.
Cum era să întâlnești leii de mare la Zoo Națională?
Nu că mulți oameni au ocazia să petoteze un leu de mare. Am crezut că vor fi zvelte, dar nu erau. Era cam ca un pincher Doberman umed.
A lucrat cu lei mari de aproape doi ani, ajungând să întâlnim de fapt unul și să-l atingem și să vedem cum se simte blana leilor de mare a fost într-adevăr iluminatoare și a adăugat o profunzime de înțelegere la această problemă pe care o studiem pe un ecran de computer sau prin cel puțin șase centimetri de sticlă.
Leftwich studiază filmul leilor de mare din Zoo Național. (Jon Betz) Te consideri un inovator?
Nu rezolv întotdeauna o problemă la îndemână, dar chiar cred că rezolv problemele viitorului. Cred că această bază de cunoștințe se va traduce către soluții la probleme pe care nici măcar nu știm că le avem sau pe care le știm că le avem și nu sunt interesate să le rezolve chiar acum. Poate că rata mare a livrărilor chirurgicale în țara noastră nu este o problemă mare, dar este o problemă, iar dacă am avea o soluție mai bună, nu ar fi minunat? Cu siguranță cred că multe din ceea ce fac este să caut fizica fundamentală acolo unde oamenii nu cred că există.
