새 비행기
개구리-전자 개구리 눈
상어 잠수함
카멜레온-식물성 수트
고래-배 속도 증가
잠자리- 비행기 날개가 부러지지 않도록 방지
잠자리- 비행기 날개 부러지지 않도록 방지
<>.기린-더치 방지 슈트
어머니 바다-폭풍 탐지기
반딧불이-인공 빛
랍스터 냄새 탐지기
1. 아주 이상한 작은 가스 분석기로, 귀찮은 파리에서 모방하는 데 성공했죠. 우주선 조종석에 설치되어 기내의 가스 성분을 감지합니다.
2. 반딧불이에서 인공 발광까지,
3. 전기 물고기와 볼트 배터리,
4. 해파리 귀의 구조와 기능을 모방한 해파리 바람 귀는 최대 15시간 전에 폭풍을 예보할 수 있어 항해와 어업의 안전에 큰 의미가 있는 해파리 귀 태풍 예보관으로 설계되었습니다.
5. 개구리의 눈의 시각적 원리에 따라 사람들은 전자 개구리 눈을 개발하는 데 성공했습니다. 이 전자 개구리 눈은 실제 개구리 눈처럼 특정 모양의 물체를 정확하게 식별할 수 있습니다. 레이더 시스템에 전자 개구리 눈을 설치하면 레이더의 간섭 방지 기능이 크게 향상됩니다. 이 레이더 시스템은 특정 형태의 항공기, 선박, 미사일을 빠르고 정확하게 식별할 수 있습니다. 특히 진짜와 가짜 미사일을 식별하여 가짜가 진짜와 혼동되는 것을 방지할 수 있습니다.
전자 개구리 눈은 공항과 교통 경로에서도 널리 사용됩니다. 공항에서는 항공기의 이착륙을 모니터링하고 항공기가 충돌하려는 것을 발견하면 제때 경찰에 알릴 수 있습니다. 주요 도로에서는 차량의 움직임을 지시하고 충돌을 방지할 수 있습니다.
6. 박쥐 초음파 위치추적기의 원리에 따라 사람들은 시각 장애인을 위한 '패스 파인더'도 모방했습니다. 이 패스 파인더에는 초음파 송신기가 장착되어 있으며 시각 장애인은이를 사용하여 전신주, 계단, 다리 위의 사람 등을 찾을 수 있습니다. 오늘날 "패스 파인더"와 유사한 기능입니다. 오늘날에는 비슷한 기능을 가진 "초음파 안경"이 만들어졌습니다.
7. 시아노박테리아의 불완전한 광합성 메커니즘을 시뮬레이션하여 대량의 수소를 얻기 위한 생체 모방 광분해 장치가 설계되었습니다.
8. 인체 골격근 시스템과 생체 전기 제어에 대한 연구를 바탕으로 인간의 근력 증강 장치인 보행기를 재현했습니다.
9. 현대 크레인의 갈고리는 많은 동물의 발톱에서 유래했습니다.
10. 골판지 지붕은 동물의 비늘을 모방했습니다.
11. 노는 물고기의 지느러미를 모방합니다.
12. 톱은 사마귀의 팔이나 풀을 베는 것을 배웠다.
13. 크랜베리 식물은 벨크로의 발명에 영감을 주었다.
14. 냄새를 맡는 바닷가재는 사람들에게 냄새 탐지기를 만드는 아이디어를 주었다.
15. 도마뱀 발가락은 재사용 가능한 테이프 제작에 대한 고무적인 전망을 제시했습니다.
16. 조개류의 단백질은 매우 강력한 콜로이드를 생성하여 수술 봉합부터 선박 수리에 이르기까지 모든 분야에 적용할 수 있습니다.
돌고래 가죽의 구조를 모방한 '돌고래 가죽 수영복'과 같은 유명한 예가 많이 있습니다. 과학자들이 고래 가죽을 연구하던 중 홈과 골짜기를 발견한 한 과학자는 고래 가죽의 구조를 바탕으로 평평한 표면에 멤브레인을 만들었습니다. 실험에 따르면 3%의 에너지를 절약할 수 있다고 합니다. 전국의 비행기가 이러한 표면으로 덮여 있다면 매년 수십억 달러를 절약 할 수 있습니다. 또 다른 예로 일부 과학자들은 거미를 연구한 결과 거미는 다리에 근육이 없고 다리가 있는 동물은 주로 근육 수축을 통해 걸을 수 있다는 사실을 발견했습니다. 거미는 왜 근육 없이 걸을까요? 연구 끝에 거미는 근육 수축이 아닌 "유압" 구조로 걷기 때문에 사람들은 유압 보행기를 발명했습니다... 요컨대, 우리는 자연에서 영감을 얻고 그 구조를 모방하여 발명하고 창조합니다. 이것이 바로 바이오닉스입니다. 이것은 우리가 자연에서 배우는 것의 한 측면입니다. 반면에 우리는 자연의 법칙에서 영감을 얻어 그 원리를 설계(알고리즘 설계 포함)에 적용할 수도 있습니다. 이것이 바로 지능형 컴퓨팅의 개념입니다.
바이오닉스에 대한 조류의 기여
조류의 출현부터 현재까지 수억 년의 긴 진화 과정에서 조류는 놀랍도록 민감하고 효율적이며 정확하고 가뭄에 강한 여러 가지 효과적인 탐색, 인식, 계산, 에너지 변환 시스템을 개발해 왔습니다. 사람들은 이러한 구조적, 기능적 원리를 연구하고 시뮬레이션하여 기존 기계, 기구, 공정을 개선하거나 새로운 공정을 만드는데, 이는 생체공학 연구의 중요한 부분입니다.
새는 뛰어난 비행 기술을 가지고 있습니다. 물론 현대의 비행기는 많은 성능 면에서 새를 훨씬 능가하지만, 에너지 절약에 있어서는 왜소합니다. 예를 들어, 바다 위 4,000킬로미터 이상을 비행하는 새는 0.06킬로그램의 무게를 잃고, 작은 벌새는 수직으로 이착륙할 뿐만 아니라 꿀을 빨면서 직립 자세를 취하고 공중에 자유롭게 매달려 앞뒤로 움직이며 매우 유연하게 움직일 수 있습니다. 이러한 특수 기능에 대한 연구와 활용은 항공기의 성능을 더욱 향상시킬 것입니다.
예를 들어 청둥오리는 9,500미터의 준고도에서 여유롭게 날 수 있지만, 4,500미터까지 올라가는 사람은 이미 호흡곤란을 겪을 것입니다. 새의 뇌혈관이 희박한 공기 속에서도 열려 있는 이유를 연구하는 것은 인간이 산소 공급이 부족한 환경에서 정상적으로 생활하고 수명을 연장하는 데 중요합니다.
비둘기는 생체 공학에 큰 공헌을 해왔습니다. 비둘기의 다리에는 작지만 민감한 특수 구조가 있어 지진을 감지할 수 있습니다. 이 원리를 바탕으로 새로운 지진계를 복제하여 지진 예보를 더욱 정확하게 할 수 있게 되었습니다. 비둘기의 눈은 특별한 인식 능력을 가지고 있는데, 망막에 날개 밝기 감지, 정상 가장자리 감지, 볼록 가장자리 감지, 방향 감지, 수직 가장자리 감지, 수평 감지 등 6가지 기능을 가진 신경절 세포가 있기 때문입니다. 비둘기 망막의 세포 구조를 모방하여 만든 비둘기 눈의 전자 모델은 복잡하고 완벽하지는 않지만 조기 경보 레이더에 설치되어 관련 데이터를 처리하는 컴퓨터에 적용될 수 있는 광범위한 전망을 가지고 있습니다.
해수는 지구 전체 물의 97%를 차지합니다. 현재 해수 인공 담수화 장치 장비는 거대하고 복잡한 구조로 에너지 소비가 높습니다. 하지만 갈매기나 알바트로스 같은 바닷새는 눈 근처의 염분 분비샘을 통해 마신 바닷물의 염분을 배출할 수 있습니다. 이 기능에 대한 시뮬레이션이 완료되면 인간의 해양 이용 가능성이 더욱 넓어질 것입니다.
또 매의 눈 구조를 모방한 호크아이 시스템 미사일이 개발되고 있는데, 이 미사일은 목표물을 비행하면서 자동으로 감지하고 인식하여 추적하여 공격할 수 있습니다.
나비와 생체 공학
이색 무늬, 갈색 정맥, 특히 햇빛을 받으면 황금색 날개, 녹색 날개, 파란색 날개를 가진 형광 날개 나비와 같은 화려한 나비를 예로 들 수 있습니다. 과학자들은 나비의 색깔을 연구하여 군사 방어에 큰 이점을 가져왔습니다. 제2차 세계대전 중 독일군은 레닌그라드를 포위하고 폭격기로 군사 목표물과 기타 방어 시설을 파괴하려 했습니다. 당시 소련의 곤충학자였던 슈바르제네거는 위장술에 대한 지식이 부족했던 상황에서 나비의 색깔이 꽃에서 쉽게 감지되지 않는다는 원리를 발견하고 군사 시설을 나비 모양의 위장술로 덮었습니다. 그 결과 레닌그라드의 군사 기지는 독일군의 총력전에도 불구하고 방해를 받지 않았고, 최종 승리를 위한 확고한 기반을 마련할 수 있었습니다. 이후 같은 원리를 바탕으로 위장 군복이 생산되어 전투에서 사상자를 크게 줄일 수 있었습니다.
우주에서 위성의 위치가 계속 바뀌면 급격한 온도 변화가 발생하고 때로는 온도 차이가 200~300도까지 높아져 많은 기기의 정상적인 작동에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 과학자들은 햇빛의 방향에 따라 자동으로 각도를 바꿔 체온을 조절하는 나비의 비늘에서 영감을 받아 위성의 온도 제어 시스템을 날개 전후의 복사 및 방열 능력에 큰 차이가 있는 셔터 스타일로 만들었습니다. 각 창문의 회전 위치에는 온도에 민감한 금속 와이어가 설치되어 온도 변화에 따라 창문의 개폐를 조절할 수 있어 위성 내부 온도를 일정하게 유지하여 우주 산업의 주요 문제를 해결했습니다.
- 딱정벌레와 생체 공학
딱정벌레는 자기 방어를 위해 악취가 나는 뜨거운 액체를 '발사체'로 분사하여 적을 혼란시키고 자극하며 위협할 수 있습니다. 과학자들은 딱정벌레를 해부한 결과 몸속에 비스페놀, 과산화수소, 생물학적 효소 용액을 저장하는 세 개의 방이 있다는 사실을 발견했습니다. 디오페놀과 과산화수소를 세 번째 챔버에 넣고 화학 반응을 일으킨 생물학적 효소를 100℃에서 순식간에 독으로 만들어 빠르게 살포합니다. 이 원리는 현재 군사 기술에도 적용되고 있습니다. 제2차 세계대전 중 독일 나치는 이 메커니즘을 기반으로 강력한 출력과 안전하고 안정적인 성능을 갖춘 새로운 유형의 엔진을 만들어 순항 미사일에 장착하여 더 빠르고 안전하며 안정적으로 비행하고 명중률을 향상시켰습니다. 영국 런던은 폭격으로 큰 피해를 입었습니다. 미국 군사 전문가들은 딱정벌레 살포 원리에서 영감을 받아 첨단 바이너리 무기를 개발했습니다. 이러한 무기는 두 개의 개별 용기에 두 가지 이상의 독소 생성 화학 물질이 들어 있습니다. 포탄이 발사되면 다이어프램이 파열되고 발사 후 8~10초 이내에 두 가지 독성 중간체가 섞여 반응하여 목표물에 도달하는 순간 치명적인 독소를 생성하여 적을 죽입니다. 생산, 보관, 운반이 용이하고 안전하며 고장에 강합니다. 반딧불은 화학 에너지를 빛 에너지로 직접 변환 할 수 있으며 변환 효율은 100 % 인 반면 일반 전기 램프의 발광 효율은 6 %에 불과합니다. 사람들은 차가운 광원의 반딧불 발광 원리를 모방하여 발광 효율을 10 배 이상 향상시켜 에너지를 크게 절약 할 수 있습니다. 또한 딱정벌레의 명백한 운동 반응 메커니즘을 기반으로 한 공대지 속도계가 항공에 성공적으로 적용되었습니다.
-잠자리와 생체 공학
잠자리는 날개를 진동시켜 주변 대기와 다른 국부적으로 불안정한 기류를 생성하고, 웰스는 기류에 의해 생성된 와류를 이용해 몸을 들어 올릴 수 있습니다. 잠자리는 앞쪽뿐만 아니라 뒤쪽과 좌우로도 아주 적은 추진력으로 날아오를 수 있으며, 최대 시속 72km/h의 속도로 앞으로 날 수 있습니다. 또한 잠자리는 두 쌍의 날개만 계속 펄럭이는 단순한 비행 습성을 가지고 있습니다. 과학자들은 이 구조적 기초를 바탕으로 헬리콥터를 성공적으로 개발했습니다. 항공기가 고속으로 비행하면 심한 진동이 발생하고 때로는 날개가 부러져 항공기가 추락하는 경우도 있습니다. 잠자리는 날개에 무게추를 달아 고속으로 안전하게 비행하기 때문에 사람들은 잠자리의 예에서 착안하여 고속 비행으로 인한 진동이라는 까다로운 문제를 해결하기 위해 항공기의 두 날개에 평형추를 추가했습니다.
-파리와 생체 공학
곤충학자들은 파리의 뒷날개가 한 쌍의 균형추로 변질된다는 사실을 발견했습니다. 파리가 날 때 균형봉은 기계적으로 진동하여 날개의 움직임을 방향 전환하고 파리의 균형을 유지하는 내비게이터 역할을 합니다. 이 원리를 바탕으로 과학자들은 차세대 내비게이터 인 진동 자이로 스코프를 개발하여 항공기 LlJ의 비행 성능을 크게 향상시켜 항공기가 가장 복잡한 급회전 중에도 위험한 측면 비행을 자동으로 중지하고 신체가 강하게 기울어지면 자동으로 균형을 회복 할 수 있도록했습니다. 파리의 복합 눈에는 독립적으로 이미지화할 수 있는 4,000개의 단일 눈이 포함되어 있어 거의 360°에서 물체를 볼 수 있습니다. 파리의 눈에서 영감을 받아 한 번에 1,329장의 고해상도 사진을 촬영할 수 있는 1,329개의 작은 렌즈로 구성된 플라이아이 카메라가 만들어졌습니다. 이 카메라는 군사, 의료, 항공, 우주 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 파리의 후각은 특히 예민해서 수십 가지 냄새를 빠르게 분석하고 즉각적으로 대응할 수 있습니다. 과학자들은 파리의 후각 기관의 구조에 따라 다양한 화학 반응을 전기 충격으로 변환하여 우주선, 잠수함, 광산 및 기타 가스 성분 감지에 널리 사용되는 매우 민감한 소형 가스 분석기를 만들어 과학 연구 및 생산의 안전 계수를보다 정확하고 신뢰할 수있게 만들었습니다.
꿀벌과 바이오닉스
벌집은 깔끔하게 배열된 작은 육각형 벌집으로 구성되어 있으며, 각 벌집은 바닥에 3개의 동일한 마름모로 이루어져 있습니다. 이 구조는 현대 수학자들이 정확하게 계산한 마름모의 둔각은 109 28', 예각은 70 32'로 정확히 일치합니다. 마름모꼴은 가장 물질적으로 효율적인 구조였으며, 매우 넓고 매우 튼튼하여 많은 전문가들이 감탄했습니다. 사람들은 그 구조를 모방하여 강하고 가벼우며 소리와 열을 쉽게 전도하지 않는 다양한 재료로 벌집 샌드위치 구조 패널을 만들었습니다. 우주 왕복선, 우주선 및 인공위성을 만드는 데 이상적인 소재입니다. 편광의 방향에 민감한 편광 렌즈는 꿀벌의 복합 눈의 각 단일 눈 안에 서로 인접하여 배열되어 있으며 태양에 의해 정확하게 위치를 파악할 수 있습니다. 이 원리를 바탕으로 과학자들은 항해에 널리 사용되는 편광 내비게이터를 개발하는 데 성공했습니다.
-기타 곤충과 생체 공학
벼룩의 높은 점프 능력은 항공 전문가들의 많은 연구 대상이 되어 왔습니다. 영국의 한 항공기 제조 회사는 벼룩의 수직 이착륙에서 영감을 얻어 거의 수직으로 이착륙할 수 있는 해리어 항공기를 개발하는 데 성공했습니다. 곤충의 단일 복합 눈의 구조적 특성에 따라 현대 TV 기술은 대형 컬러 TV를 만들었으며, 작은 컬러 TV 화면으로 구성하여 대형 화면을 형성 할 수도 있으며, 동일한 화면의 모든 위치에 여러 개의 특정 작은 이미지로 프레임을 구성 할 수 있으며 동일한 이미지 또는 다른 이미지를 재생할 수 있습니다. 곤충의 복합 눈의 구조적 특성에 따라 과학자들은 목표물을 쉽게 찾을 수있는 다중 조리개 광학 시스템 장치를 성공적으로 개발했으며 일부 중요한 외국 무기 시스템에 적용되었습니다. 특정 수생 곤충의 복합 눈의 단안 눈 사이의 상호 억제 원리에 따라 다양한 사진 시스템에서 사용할 수있는 측면 억제 전자 모델이 제작되었습니다. 촬영 된 사진은 이미지의 가장자리 대비를 향상시키고 이미지의 윤곽을 강조 할 수 있으며 레이더의 디스플레이 감도를 개선하고 텍스트 및 그림 인식 시스템의 전처리에도 사용할 수 있습니다. 미국은 곤충의 복합 눈의 정보 처리 및 방향 탐색 원리를 기반으로 실용적인 가치가 큰 최종 안내 가이드 헤드의 엔지니어링 모델을 개발했습니다. 일본은 곤충의 형태와 특성을 이용해 육각 로봇과 같은 엔지니어링 기계 및 건축물의 새로운 공법을 개발했습니다.
-미래 전망
곤충은 수십억 년에 걸쳐 환경 변화에 대응하여 점진적으로 진화해 왔으며, 각기 다른 정도의 생존 기술을 발전시켜 왔습니다. 사회가 발전함에 따라 사람들은 다양한 생명 활동에 대한 지식 측면에서 곤충이 인류에게 미치는 중요성에 대해 점점 더 많이 인식하고 있습니다. 정보 기술, 특히 곤충학의 차세대 컴퓨터 생명 전자 기술의 응용과 함께 곤충의 지각 능력을 시뮬레이션하여 물질의 종류와 농도를 감지하는 바이오 센서 개발, 곤충의 신경 구조를 참조하여 뇌의 활동을 모방하여 개발 된 컴퓨터 등 일련의 생명 공학 프로젝트가 과학자들의 구상에서 현실로 전환되어 다양한 분야로 진출 할 것이며 곤충은 인류에 더 큰 공헌을 하게 될 것입니다.
-곤충은 많은 것을 알고 있습니다
모기는 말라리아, 황열병, 뎅기열 등의 질병으로 매년 3백만 명이 사망하는 등 인간에게 가장 해로운 곤충입니다.
개미는 가장 강력한 곤충으로 자기 몸무게의 300배를 지탱할 수 있습니다.
벼룩은 자기 몸길이의 200배를 뛰어넘는 챔피언 높이뛰기 선수입니다. 이는 사람이 400미터 높이에서 점프하는 것과 같습니다.
메뚜기는 가장 뛰어난 비행 능력을 가진 곤충입니다. 메뚜기는 9시간 동안 연속으로 날 수 있습니다.
먹이를 가장 많이 먹는 나방 애벌레는 생후 첫 달에 자기 몸무게의 80,000배를 먹을 수 있습니다.
누에 한 마리는 1킬로미터가 넘는 길이의 섬유를 뽑을 수 있습니다.
가장 빠르게 움직이는 곤충은 열대 바퀴벌레로, 초당 몸길이의 40~43배를 움직일 수 있으며, 이는 사람이 초당 130m를 이동하는 것과 같습니다.
날개가 달린 곤충 중 가장 빠른 펄부시는 초당 6억 번 날갯짓을 합니다.
가장 대조적인 곤충은 아프리카에서 온 나비로, 아름답지만 냄새가 심하고 독성이 강합니다.
나방은 후각이 예민한 곤충으로, 수컷 나방은 10km 이상 떨어진 암컷 나방이 내뿜는 냄새를 맡을 수 있습니다. 암컷 나방이 방출하는 페로몬의 양은 0.0001mg에 불과하지만
눈이 가장 많은 곤충은 잠자리로, 28,000개의 단일 눈으로 구성된 복합 눈을 가지고 있습니다.
가장 열심히 일하는 곤충은 꿀벌로, 죽을 때까지 꽃가루와 꿀을 찾기 위해 지칠 줄 모르고 일생을 보낸다.
벌집에서 40g의 왁스로 만든 벌집에는 2kg의 꿀을 담을 수 있습니다.
벌은 1티스푼의 꿀을 생산하기 위해 2,000개의 꽃에서 꿀을 모아야 합니다.
반딧불이는 빛 에너지 전환율이 가장 뛰어난 곤충입니다. 반딧불이는 에너지의 90퍼센트를 빛 에너지로 전환할 수 있습니다. 우리가 일반적으로 사용하는 전구의 에너지 전환율은 5.5퍼센트에 불과합니다.
가장 작은 곤충은 북아메리카 벌레로 길이가 0.25mm에 불과하고 바늘구멍을 통과할 수 있습니다.
가장 큰 곤충은 날개 폭이 33cm인 인도네시아의 절지동물 소대나무와 날개 길이가 30cm인 인도 누에나방입니다.
가장 원시적으로 생긴 곤충은 2억 5천만 년 동안 거의 변하지 않은 바퀴벌레입니다.
흰개미는 단백질의 60%를 함유하고 있는데 반해 스테이크는 15%에 불과하기 때문에 곤충을 먹는 사람들이 점점 늘어나고 있습니다. 흰개미는 미래에도 인간에게 중요한 단백질 공급원 중 하나가 될 것으로 예상할 수 있습니다.
가장 예쁜 곤충은 금색, 사파이어색, 스모키 블랙, 레몬 옐로우, 핑크, 완두콩 녹색이 조화를 이루고 반짝이는 보라색 촉수를 가진 꽃황금거북목의 꽃황금거북이 종입니다. 개당 최대 5만 달러에 거래되는 것으로 알려져 있습니다.
가장 다양한 곤충은 나비목입니다. 과학자들은 지구상에 300만 종 이상이 존재할 것으로 추정하지만, 지금까지 알려진 동물 종의 약 30%, 곤충 종의 절반에 해당하는 50만 종 정도가 기록되어 있습니다.
생체공학의 관점에서 가장 많이 연구된 곤충은 파리로, 눈, 발, 균형추, 빨아먹는 입 부분, 면역력, 비행 기술 등 다양한 생체공학 결과가 인간 생활의 여러 측면에 적용되고 있습니다.
지렁이(유폴리파가, 스테파니과)는 과산화수소와 하이드로퀴논을 섞은 부식성 가스를 섭씨 100도 정도에서 분사하여 침입자를 격퇴합니다. 몸 길이의 4배인 5cm 범위에서 총처럼 20회 연속으로 쏘아댑니다. 이 딱정벌레는 열이나 부식성 가스에 의해 해를 입지 않습니다.
아이큐가 가장 높은 곤충은 꿀벌입니다. 한 아름다운 과학자가 1, 2, 4, 8, 16, 32... 규칙에 따라 바닥에 있는 하얀 사각형에 설탕을 더하고 있습니다. 32개를 다 더하고 64번째 사각형으로 가려고 하는데 이미 많은 벌들이 기다리고 있었어요. 좌절한 과학자는 "내가 벌들을 실험하는 건지 벌들이 나를 실험하는 건지 모르겠다"고 말했습니다. . 이 발견은 일부 동물도 추상적 사고를 할 수 있다는 것을 증명합니다.
곤충들 사이에서 가장 잔인하고 가장 큰 전쟁은 개미들 사이에서 벌어지는데, 저는 이를 직접 목격했습니다. 거의 1평방미터의 공간에 개미들이 가득 차 있었습니다. 개미들은 수많은 사망자와 부상자를 내며 치열하게 싸우고 있었습니다. 남미에서 벌어지는 개미 전쟁의 규모는 훨씬 더 크다고 합니다. 이런 종류의 전쟁 장면은 쉽게 볼 수 없습니다.
곤충과 생체공학
"바이오닉 플라이"라는 로봇은 전장 수술에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 외과의사가 수술하기에는 너무 위험한 전장에서 부상당한 병사에게 가져가 긴급하게 치료할 수 있는 최초의 로봇이 될 것입니다.
이전 외과의사 로봇은 부상당한 병사가 들고 다니기 때문에 매우 제한적이었습니다.
바이오닉 플라이는 부상자를 발견하면 모터로 구동되는 팔을 펴고 수백 마일 떨어진 곳에 있는 의사의 지시에 따라 수술합니다. 이 새로운 로봇은 원격 수술에 양쪽 팔을 모두 사용하는 최초의 로봇입니다.
이 로봇은 이번 주 후반에 헤이그에서 열리는 국제 의료 시뮬레이션 및 교육 컨퍼런스에서 시연될 예정입니다.
원격 수술은 카메라, 3D 비디오 이미지, 스테레오스코픽 및 원격 도구, 힘 피드백을 사용하여 로봇을 제어합니다. 외과의가 도구를 움직이면 바이오닉 파리의 팔이 따라 움직입니다. 로봇이 연조직에 닿으면 외과의는 힘 피드백을 통해 저항을 느낍니다.
미군 의사들이 훈련 보조 도구로 사용하거나 동물의 복잡한 수술을 수행하는 데 사용되었습니다.
벌
벌에는 많은 종류가 있습니다. 어떤 벌은 약 12마리의 벌이 무리지어 살기도 하고, 어떤 벌은 혼자 살기도 합니다. 가장 사회적인 벌은 벌통에 80,000마리까지 살 수 있는 벌입니다.
벌집의 가장 큰 특징은 여러 개의 벌통이 모여 하나의 벌집을 이루는 벌집입니다. 각 벌통은 육각형으로 입체적인 모양입니다. 다른 모양에 비해 왁스와 노력을 절약할 수 있습니다.
벌통의 일부는 벌이 꽃에서 채집한 꽃가루와 꿀인 먹이를 저장하는 데 사용됩니다. 꿀은 벌통 안에서 꿀로 변합니다. 모든 알은 여왕벌이 낳는데, 여왕벌은 각 벌통에 알을 하나씩 낳습니다. 그 다음에는 암컷 일벌이 알을 돌봅니다.
각 벌통은 벌이 분비하는 밀랍으로 만들어집니다. 일벌은 입과 앞다리로 밀랍을 집어넣어 밀랍을 처리합니다.
일벌은 꽃에서 꽃으로 날아다닐 때 수집한 꽃가루를 뒷다리의 꽃가루 주머니에 저장합니다.
벌집에는 여러 개의 벌집이 있으며 벌집의 벽은 같은 두께로 되어 있습니다. 벌집을 짓는 일벌은 촉수로 벽을 뚫고 몇 개가 뚫리는지 확인하여 벽의 두께를 판단합니다.
--개미 '뱀파이어' 발견, 개미 진화 미스터리 풀려
마다가스카르에서 육식성 개미 군락이 발견되었습니다. 화요일 과학자들에 따르면 개미는 세계에서 가장 성공적인 곤충 종으로, 이번 육식 개미 발견은 개미 진화의 미스터리를 푸는 데 매우 중요한 역할을 할 것이라고 합니다.
이 개미는 무섭게 생겼어요. 이 개미를 발견한 사람들은 이 개미를 드라큘라 개미라고 명명했습니다. 이 개미는 배가 고프면 자신의 애벌레의 즙을 빨아먹어 영양분을 섭취합니다. 이 행동은 수백만 년 전에 개미와 말벌 사이에서 진화한 것으로 추정됩니다.
캘리포니아 과학 아카데미의 브라이언 피셔는 마다가스카르의 수도 안타나나리보에서 55마일 떨어진 썩은 나무 그루터기에서 이 육식성 개미를 발견했습니다.
개미는 인간에게 알려진 곤충 종 중 가장 약하지만, 지구상에 가장 널리 분포하며 지구상의 다른 어떤 생물보다 많은 수를 차지하고 있습니다. 연구자들은 개미가 성공적으로 진화할 수 있었던 이유를 알고 싶어합니다.
마다가스카르는 아프리카 남동부에 있는 섬나라입니다. 상대적으로 생태적으로 고립되어 있고 새로운 종과의 경쟁이 없기 때문에 일부 오래된 종이나 '유물' 종들이 이곳에서 살아남을 수 있어 오랫동안 생물학적 정보의 보고로 여겨져 왔습니다.
"드라큘라" 개미는 1993년 마다가스카르에서 처음 발견되었지만, 피셔의 발견은 이 개미의 살아있는 서식지 중 최초의 발견입니다. 과학자들은 이를 통해 개미의 진화에 대해 더 많은 것을 배울 수 있을 것입니다. 피셔는 드라큘라 개미와 초기 말벌 사이에 확실한 연관성이 있다고 믿습니다.
이 군집에서 여왕개미와 일개미는 배가 고프면 굴의 유충 방으로 가서 어린 개미에게 구멍을 뚫어 체액을 흡수하고 영양분을 얻습니다.
피셔는 이 개미의 이름을 뱀파이어를 연상시키는 '드라큘라'로 지은 이유에 대해 설명했습니다. 그는 "매우 잔인한 학살 행위라고 생각하기 때문"이라고 말했습니다.
그는 '드라큘라' 개미에 대한 향후 연구를 통해 과학자들이 개미의 행동 발달에 대한 더 많은 단서를 얻을 수 있을 것이라고 믿습니다. 결국 과학자들은 개미 진화에 대한 모든 생각을 재고할 수 있을 것입니다. "이러한 예비 연구 결과는 개미 진화에 대한 현재의 가정이 부정확하다는 것을 말해줍니다. 이 발견에서 가장 중요한 것은 새로운 종을 발견했다는 것이 아니라 생명 진화의 수수께끼를 푸는 데 도움이 된다는 것입니다."-나비 날개에서 위조 방지 지폐까지
일반인에게 나비 날개와 위조 방지 지폐 또는 위조 방지 신용카드는 전혀 연관성이 없는 전혀 다른 것들입니다. 그러나 1,000단어도 안 되는 이 짧은 글을 인내심을 가지고 읽어보시면 업보가 관련되어 있다는 것을 이해하게 될 것이며, 바이오닉스의 또 다른 멋진 용도를 보게 될 것입니다. 계속 읽어보세요!
바이오닉스는 말 그대로 생물의 구조와 기능을 모방하여 인류에게 도움이 되는 장치나 물체를 만드는 방법을 연구하는 학문입니다. 인도네시아에 서식하는 나비의 날개 색깔이 어떻게 형성되는지에 대한 영국 학술지 네이처에 실린 이야기는 우리에게 자연의 신비를 보여줄 뿐만 아니라 악당들이 더 이상 위조할 수 없는 새로운 위조 방지 지폐를 개발할 수 있는 바이오닉 아이디어를 열어줍니다.
영국 엑서터 대학교 박막 광자학 연구소의 물리학자인 부비시치와 다른 두 명의 동료는 몇 년 전 우연히 파필리오라는 나비의 날개를 연구하기 시작했습니다. 이 나비의 날개는 원래 노란색과 파란색이었지만 사람의 눈에는 반짝이는 녹색으로 보였습니다. 연구진은 현미경으로 파필리오 나비의 날개를 살펴본 결과 나비의 날개가 구멍으로 덮여 있는 것을 발견했습니다. 구덩이의 크기는 0.4센티미터에 불과할 정도로 매우 작아서 바닥은 노란색, 경사면은 파란색이었는데, 우위식 박사는 왜 사람의 눈에 호랑나비 날개가 녹색으로 보이는지 설명했습니다. 빛이 구덩이의 바닥에 닿으면 노란색으로 반사되고, 구덩이의 한쪽 경사면에 닿은 빛은 다시 반사되는데 이 반사된 빛이 다른 경사면에 입사되어 다시 반사되는 원리입니다. 이 시점에서 구덩이는 너무 작아서 사람의 눈으로는 두 번 반사된 파란색 빛과 반사된 노란색 빛을 구분할 수 없었기 때문에 녹색으로 느껴졌습니다. 또한 두 번의 반사로 인해 빛의 편광 방향이 바뀌는 것을 발견했는데, 사람의 눈으로는 구분할 수 없지만 벌과 같은 곤충은 감지할 수 있는 변화였습니다. 빛의 편광 방향을 설명하는 데는 약간의 전문 지식이 필요합니다. 간단하지만 부정확한 설명은 전자기장에서의 광자 진동 방향입니다.
우리 평범한 사람들이 이 비밀을 발견했다면 아마도 자연의 경이로움에 하이파이브만 하고 다른 일을 하지 않았을 것입니다. 하지만 우위식 씨와 다른 사람들이 생각해낸 것은 위조지폐입니다. 현재 이들은 호랑나비의 날개 구조를 모방하는 방법을 연구하고 있으며, 지폐나 신용카드의 작은 구멍에 만족하지 않고 위조 동전이 진폐와 아무리 비슷해도 진폐와 같은 분포와 크기의 작은 구멍으로 덮을 수 있는 기술을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 특수 광학 장비를 사용하여 편광을 방출하고 반사된 빛의 편광 방향을 보면 진짜와 가짜를 구별할 수 있고 우리가 힘들게 번 돈을 더 이상 사기꾼에게 속지 않을 수 있습니다. 나비 날개가 위조 방지 지폐와 관련이 있다고 생각하시나요?
--누에: 미래의 이상적인 '곤충 공장'
중국 원산인 누에는 최고의 천연 섬유를 생산하며 인류의 삶을 아름답게 만드는 데 지울 수 없는 공헌을 해왔습니다. 생명공학의 발전으로 21세기에는 첨단 의약품과 기타 유용한 물질을 생산하는 '곤충 공장'이 되어 인류에 새로운 공헌을 할 수 있을 것입니다.
일본 농림성은 츠쿠바 사이언스 시티에 누에 농업 기술 연구소를 설립하고 누에를 이용한 '곤충 공장' 건설에 관한 연구를 진행하고 있습니다. 이곳의 과학자들은 기본적으로 유용 물질을 생산하는 유전자 변형 누에, 양잠 자동화 시스템, 체액 동결 및 해동 등 누에 '곤충 공장'에 필요한 다양한 '장비'와 공정을 개발했습니다.
예를 들어 타무라 도시유키가 이끄는 유전공학 연구실은 해파리의 DNA(데옥시리보핵산)와 녹색 형광 단백질 유전자를 누에의 염색체에 마커로 이식해 발광 누에를 배양하는 데 성공했다. 이 성과는 녹색 형광 단백질의 유전자를 다른 유용한 물질의 유전자로 대체하면 누에가 그러한 물질의 '공장'이 될 수 있음을 의미합니다.
첨단 의약품 생산을 위한 '곤충 공장'으로서 형질전환 누에의 사육 환경은 매우 청결하게 유지되어야 합니다. 이에 연구소는 자동화된 사료 제조 및 공급 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 인공 사료 제조 장치, 다단계 사이클 형질 전환 누에 사육 장치 및 사료 공급 장치로 구성됩니다. 전체 공정은 컴퓨터로 제어되며, 실내 온도, 습도, 공기 등을 자동으로 조절할 수 있습니다. 시스템을 조작할 사람이 없기 때문에 이물질이나 박테리아, 바이러스가 실내로 유입되지 않습니다. 이 자동화 시스템은 누에 2만 마리를 사육할 수 있어 '곤충 공장'의 생산 규모가 상당합니다.
대장균과 개미에 비해 누에는 상대적으로 거대합니다. 그러나 누에는 결국 곤충이며 누에가 생산할 수 있는 유용한 물질은 매우 적습니다. 유전자 변형 누에에서 유용한 물질을 효율적으로 추출하는 방법은 '곤충 공장' 기술 개발의 과제 중 하나가 되었습니다. 과학자 미야자와 히로시는 냉동 유충(주로 나비목)이 녹으면 크기가 줄어드는 현상을 이용하여 '체액을 동결 및 용해하는 방법'을 개발했습니다. 이 방법에서는 마취된 형질전환 누에를 70% 에탄올에 넣고 섭씨 영하 30도에서 냉동시킵니다. 이 상태에서 누에의 복발을 잘라 항멜라닌제가 포함된 완충액으로 옮겨 해동하면 해동 시 수축으로 인해 복발의 잘린 부위에서 유용한 체액이 직접 흘러나오게 됩니다. 이 방법의 장점은 특별한 장비 나 복잡한 절차가 필요하지 않으며 냉동하면 누에에서 생성 된 유용한 물질이 오랫동안 유지된다는 것입니다. 이 과학자는 이 방법을 사용하여 누에 500마리에서 370ml의 체액을 추출했는데, 이는 매우 효율적이었습니다. 그는 체액 채취 방법에 대한 국제 특허를 출원했습니다.
연구소장이자 농학 박사인 기타무라 시빈 박사는 '곤충의 기능 활용'이 연구소의 주요 연구 분야 중 하나이며 잠자리, 개미, 메뚜기, 코끼리, 꿀벌, 고구마 나방, 유니콘, 미국 바퀴벌레, 사선밤나방 등 약 50종의 곤충이 여러 부서에서 연구되고 있다고 말했다. 이들의 독특한 조직 구조, 뇌신경계, 생식 기능, 운동 기능 등을 활용해 신소재(예: 아미노산 분리막, 인공 피부, 항응고 물질, 뼈 결합 물질, 항균 단백질, 항혈전제, 면역 활성 물질 등)를 제조하는 것이 목표입니다. 생체 모방 기술 개발(예: 바이오센서, 바이오칩, 해충, 가축 및 어류에 대한 미세 기계 및 행동 제어 기술 등). . 누에를 이용한 '곤충 공장'을 설립하는 것이 우선 과제 중 하나입니다.
키타무라는 누에가 '곤충 공장'으로 사용하기에 이상적이라고 생각합니다. 그 이유는 누에는 몸집이 매우 크고 단백질을 생산하는 기관인 실크샘이 많기 때문입니다. 지금까지 과학자들은 생리학, 생화학 및 유전학의 관점에서 누에를 연구했기 때문에 기술 개발이 쉽습니다. 또한 누에는 날지 않기 때문에 고립된 상태에서 관리하기 쉽고 안전성이 높습니다. 지금까지 누에를 변형하고 활용하기 위해 형질전환 기술을 적용한 국제적인 선례는 없으며, 일본 과학자들의 연구는 획기적인 것입니다.