5个技术趋势与仿生设计的交融

仿生设计显示了在技术项目有大有小，从龙虾的眼睛启发，看到更多的空间，可膨胀的微针阵列可提供更安全的皮肤移植望远镜的基础上，具有类似溶胀的长鼻昆虫。

下面来看看如何仿生设计在五年内方兴未艾的技术发展趋势，这是我在在班加罗尔的印度科学研究所最近的谈话谈到找到自己的位置。

1.物联网

在管理信息通过我们的成功启用自动化已经发展的世界中，现在的机器交谈和管理相互。这方面的一个例子是智能计量，其中电能吸取各家各户都传达给中央管理和电力生产和销售，自底向上的方式，避免了短缺和浪费入狱。

蒙特利尔的再生能源是生产的家用路由器，它确实与在家庭层面电器类似的公司。基于完全社会性昆虫的算法，如蜜蜂，路由器读取每个电器和时间表其激活的能量提取，以避免高峰负荷，成本高。

汽车制造商如日产和沃尔沃也有他们的追求，调查类似的算法更安全的车辆。日产汽车长期以来一直在研究和自主汽车的发展对安全和纾缓交通挤塞活跃。在2009年，它推出了EPORO机器人概念车根据鱼的教育行为。碰撞回避基于相对定位，但行为算法由同心区域来定义。机器人被编程以避免碰撞在近区，旅行并排，距离匹配的速度，在下一区域，并赶上任何单元在远区。该公司已在改进其安全防护技术，是6级防撞系统中使用这些概念。

2.拓展空间边界

仿生设计创新的许多著名的例子来作为一个新的尺度看到的东西的结果：荷叶效应，尼龙搭扣和鲨鱼皮泳装。

我在这里写的加州理工学院4D显微镜，这是象征中看到了非常小的进展。这项研究的进展还没有被浪费，因为许多那些在应用科学已经采取了能够查看和操作在纳米和微观层面的物质利益。一个例子是使用纳米线，以提高太阳能收集在光伏电池，如由MIT和玻尔研究所测试。

威斯研究所实验者已经能够结合的DNA链与荧光染料的其它DNA上的目标分子，使它们闪烁，可以更容易地看到。该技术具有与所谓的“衍射极限”，克服了问题，在周围物体和模糊它们对人眼（0.2微米）的光弯曲。染料方法将提供更便宜的替代品的电流镜。

这不仅是小，我们现在可以看到更好的，但也大 - 空间，例如。龙虾是为龙虾眼望远镜的灵感。龙虾是一种长寿命的生物，在夜间阴暗的海底狩猎和依靠视力完全不像我们过目不忘。它使用什么本质上是在管镜收集尽可能多的光线可能并注重它的视网膜。龙虾眼X射线望远镜具有视觉的宽视场，1000度□以上。

3.生物范式

生物范式本身是一个重大的技术趋势，尤其是在机器人技术和生物材料领域。

公司如Boston Dynamics公司和费斯托已成功地模仿动物运动多年，生产世界上最快的陆地机器人，并分别苍蝇像一只鸟，一个令人难以置信的车辆。在马克Cutkosky在斯坦福实验室的Stickybot建立在由加州大学伯克利分校的实验室CIBER壁虎的研究工作。乔治怀特赛德斯哈佛实验室追求softbots以及如何灵活性可以提高性能。所述Robobee是昆虫类从哈佛微机器人实验室微型飞行器比四分之一小。该Meshworm在麻省理工学院和Robojelly在弗吉尼亚理工大学有两个人在一个详尽的清单。

从生物材料领域中的三个例子给出了应用本学科现存的范围内的一些感觉。

从西班牙格拉纳达的生物医学研究中心的研究人员最近报告了成功的技术，使人造骨体外干细胞和活性炭载体。这是第一次，这样的复杂的组织已在体外用细胞分化而完成的。

昆虫的喙的研究人员在美国哈佛大学的一个跨学科的团队灵感可膨胀的微针阵列的设计。体内寄生虫Pomphorhynchus蟾溶胀其长鼻附着到其主机的肠壁，和研究小组开发的双相微针阵列与组织机械互锁通过可溶胀的微针尖端，实现大约在粘合强度3.5倍增加，在皮肤移植物固定钉比较。这些微锥的尖端可溶胀包围聚苯乙烯芯和溶胀时具有高的粘合强度。这种设计提供了以最小的损伤，创伤小的去除，降低了感染的风险和生物活性的治疗剂的递送通用软组织粘连。

生物材料的储存和输送距离圣地亚哥的Biomatrica最后一个例子的焦点。基于缓步的失去体内水分的98％，而仍然生活的能力，该系统提供了用于存储和运输的实验室样品，而无需使用制冷的方法。该缓步动物是多极生物，可以在干燥状态下的生存十年，承受，我们可以与生活空间的真空1000倍的辐射小的常见的无脊椎动物。它这样做，部分用海藻糖代替失去的水分，糖，为珍贵的膜提供支持，同时在此脱水生活状态。干燥后，将样品在室温下保存并在需要时与水苏醒过来。

4.人/机接口

谷歌，诺基亚和苹果都对关闭头脑和我们的感官的延伸之间的差距移动增强现实设备专利。谷歌眼镜，例如，改变输入数据流进我们的意识的方式：不断地，而不是离散选择。

生物力学领域一直在这个游戏很长一段时间，产生在外骨骼，如HAL 5（混合辅助肢）由日本Cyber​​dyne公司的发展进步。这种全面的电子人的西装，比如，拿起皮肤大脑信号，以激活其人造肌肉。

这些是机械装置可以如何被集成到人体的运作的例子，但相信有机和人工之间的线的模糊将继续在另一个更革命性的方式。我们的机器将更加有机，什么将推动这一点，在我看来，将成为生物医学研究。

在牛津大学的研究人员有微点印刷活干细胞和营养物质从一个精确的3D打印机，能形成双脂质层，也表达特定蛋白质。膜和电导率，现在可能的，虽然对活体组织进行多年了。这意味着，这种制造的可生产材质，虽然是有机的，可以做的工作 - 换句话说，一台机器。尽管大部分重点是就地手术和组织的修复，其可能性是存在在人/机界面的能力扩展。

同样，在医学工程与科学的麻省理工学院的研究所，生物工程师已经能够使用3D打印和微电子产业的其他技术的分层产生心脏肌肉组织。什么是对这项工作重要的是，它开始执行科学家知道在要复制的自然系统的关键：建设规模，所有一起工作以执行一个或多个功能的层次结构。

5.大规模定制

在信息，通信和制造业的革命已经改变了设计和制造商之间的关系 - 事实上，消费者和产品。一个对象，在CAD渲染，并且通过附加的制造后续生产的扫描现在是司空见惯，如果范围有限。该序列允许对需要精确测量，刚刚在制造时间和文件的操作产生的定制版本。斯科特峰会定制的创新，现在的3D系统的一部分，使得在此基础上定制的假肢装置。

该Urbee原型车由韩生态加拿大温尼伯的，是与添加剂技术来制备所述第一车身，并且是一个启发性的例子。设计者想要一个极其空气动力学形状以0.15的低阻力系数，但使得在传统的玻璃纤维的模具叠层的身体部位是在时间和劳动力价格昂贵。在10份的一半的时间和很多更少的钱，而不是他们的3D打印出来的ABS塑料。这是这个相对较新的技术如何可以用来解决问题，其他人不能的情况下。

该技术的不断发展，与人如贝赫鲁克·科肖内维斯，在美国南加州大学的工程南加州大学维特比学院工业与系统工程教授，推动规模的界限，通过建设从大龙门架和混凝土喷嘴房屋，在里斯Laarman实验室在荷兰，他们已经开发出了AOM或反重力对象建模技术。这里热 - 集合塑料被挤出的喷嘴的，并通过两个热枪在半空中设置。

这些趋势似乎不言而喻给我。该仿生设计使得他们刚刚开始的贡献。

通过龙虾图像理查德·格里芬通过Shutterstock.com