Toen ik een kind was, had ik een "bugbox" - een kleine, zelfgemaakte container gemaakt van gaas en een paar stukken hout. In de zomer zou ik proberen om dit vak te vullen met blikseminslagen - vuurvliegjes of glimmende insecten, afhankelijk van waar je vandaan komt - in de poging om de kleine doorzichtige container te transformeren in een natuurlijke lantaarn vol met insecten waarvan de biologische gloeiing niets was minder dan een klein wonder. Het heeft nooit helemaal gewerkt zoals ik me had voorgesteld. Achteraf gezien lijkt de hele onderneming op een fantasie die door te veel cartoons wordt gevoed.
Of misschien niet.
Onlangs keek een internationaal team van onderzoekers naar de vuurvlieg voor inspiratie bij het ontwerpen van efficiëntere verlichting. Voortbouwend op eerder onderzoek naar de chemische reacties die de gloed van de glowbugs hebben aangedreven, concentreerde het team zich op het exoskelet van het insect, dat unieke shingle-achtige oppervlakken heeft die interne reflectie verminderen, waardoor meer licht kan ontsnappen. Met behulp van lasers om de shingle-vormen op het oppervlak van een LED te recreëren, konden de onderzoekers een 55% efficiëntere LED creëren. Dit is slechts een van de vele, vele manieren waarop biomimicry van insecten onze producten en ons leven verbetert.
Biomimicry is een ontwerpprincipe dat ernaar streeft systemen, gedragingen of effecten te reproduceren die in de natuur worden waargenomen. Tenslotte, waar wij domme mensen al een paar honderd jaar aan werken - op zijn best! - ontwikkelt de natuur zich al eeuwen. Hoewel het hightech klinkt, is biomimicry geenszins een nieuw veld. Uitvinders, kunstenaars en wetenschappers die al duizenden jaren oud zijn, hebben naar de natuur gekeken om menselijke technologische bekwaamheid te bevorderen. Vogels zijn misschien het meest voorkomende voorbeeld, maar insecten, de meest diverse en uitgestrekte klasse van dieren op de planeet, bieden ontwerpers letterlijk miljoenen kansen om innovatie te ontsluiten.
Een zwevende libel (Aeshna juncea) (Wikimedia Commons) Met robot- en dronetechnologie die snel vooruitgaat en krimpt, zijn vliegende insecten een natuurlijk model voor de moordmachines, bewakingszwermen en nanobots van morgen. Onderzoekers van het Centre for Neuroscience Research van de Universiteit van Adelaide geloven dat libellen een geheim hebben voor het verbeteren van het volgen en richten van robots. Libellen, zie je, hebben een uitzonderlijk vermogen ontwikkeld om bewegende objecten in het donker te zien - waardoor ze een uitstekend nachtelijk roofdier zijn. Onderzoeksleider Dr. Steven Wiederman legt het uit: "Om de randen van objecten en veranderingen in licht of duisternis waar te nemen, gebruiken de hersenen van veel dieren, waaronder insecten, kikkers en zelfs mensen, twee onafhankelijke paden, bekend als AAN- en UIT-kanalen ... Maar wat we in de hersenen van de libel laten zien, is de combinatie van zowel UIT- als AAN-schakelaars. ”De onderzoekers hopen dit unieke visuele vermogen, dat tot nu toe alleen in libellen is waargenomen, technologisch te kunnen reproduceren. Er zijn uiteraard militaire implicaties voor dit werk die de droneherkenning en targetingmogelijkheden kunnen verbeteren, maar het team streeft ook naar meer welwillende toepassingen zoals neurale protheses die op een dag mensen met een visuele beperking zouden kunnen helpen.
Robo-bee, een samenwerking tussen Harvard University elektrotechnici Rob Wood en Gu-Yeon Wei, en computerwetenschapper Radhika Nagpal (afbeelding: video van de National Science Foundation)
Robo-bee, een samenwerking tussen Harvard University elektrotechnici Rob Wood en Gu-Yeon Wei, en computerwetenschapper Radhika Nagpal (video van de National Science Foundation) In de afgelopen jaren zijn bijen aan het sterven en verdwijnen over de hele wereld. Colony Collapse Disorder, zoals het fenomeen bekend is, is een bedreiging voor de voedselvoorziening in de wereld en een mysterie dat, ondanks veel onderzoek en ten minste twee documentaires, grotendeels onbeantwoord blijft. In plaats van een oplossing zoekt een team van wetenschappers van Harvard naar een alternatief. Voer RoboBee in, en dat is precies hoe het klinkt: een robot gemodelleerd naar de prestaties en het gedrag van de honingbij. Wanneer voltooid, zullen RoboBees als bijen vliegen, als een kolonie tegelijk opereren, en vooral, bestuiven. Maar het potentieel voor bijenkorfrobotinsecten is veel groter. Dergelijke technologie zou bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt bij zoek- en reddingsinspanningen na rampen. Dat is natuurlijk veel gemakkelijker gezegd dan gedaan. Maar er zijn vorderingen gemaakt. Door te kijken naar de beweging van andere vliegende insecten, heeft het RoboBee-team tot nu toe een machine ter grootte van een nikkel gemaakt die in staat is om een basisvlucht te maken en ze hopen deze binnen vijf tot tien jaar te zien zwermen. Dit betekent natuurlijk dat vijf tot tien jaar daarna het RoboBee-rijk de aarde heeft veroverd. Zeg niet dat je niet bent gewaarschuwd.
Tot die noodlottige dag zal biomimicry onze lichten helder blijven houden, onze vliegtuigen in de lucht, onze planten bestoven en in het algemeen de kwaliteit van het dagelijks leven verbeteren. Hoewel ik waarschijnlijk niet snel mijn bug-powered lantaarn zal hebben.
