阿克伦大学仿生学研究与创新中心(BRIC)致力于受自然启发的创新。认识三位UA研究人员,他们正在研究自然以促进社会发展。
亨利Astley

亨利Astley
亨利·阿斯特利的研究重点是动物运动的生物力学,将生物学和物理学联系起来,研究动物必须使用的过程,以穿越有时复杂的环境。他的研究重点是蛇、青蛙和早期四足动物。
我们如何从爬行动物、两栖动物和四足动物的系统中学到什么?
比较生物学的一个关键概念是,某些动物是测试某些原理的理想对象,因为这些原理对这些物种来说非常重要。
例如,许多青蛙有一种类似于弹射器的“弹簧负载”跳跃,它依赖于弹性肌腱,因此青蛙是研究生理学和形态学之间相互作用的理想选择,特别是肌肉、骨骼和肌腱的不同结构如何产生蟾蜍的适度跳跃或树蛙的非凡跳跃。
另一个例子是蛇的运动,这是它们独特的形式和主要的环境影响对一种沿着地面滑动的动物的交叉点。
最早爬出水面的脊椎动物——早期四足动物的运动,显示了形态、行为和环境之间的相互作用如何影响了一个关键而戏剧性的进化转变。
这些知识如何改善我们的世界?
了解动物运动的机制可以让我们深入了解基本的进化问题,也可以让我们制造假肢和机器人来模仿动物的策略。
从青蛙跳跃的角度设计的假肢可以提供更好的加速度,而机器蛇可以在地震后穿过碎石的微小缝隙寻找幸存者,两栖机器人可以监测浅水水道。
你目前在研究自然的哪个方面?
我目前正在研究水下行走,研究螃蟹或蝾螈是如何在海底行走的,这被广泛认为是先于陆地行走的能力。通过结合众多物种的见解,我希望既能理解这种很少被研究的行为,又能在机器人中复制它。我还在继续研究蛇的运动,包括侧身和树栖运动,以及青蛙的跳跃,在每种情况下,我都计划研究这些行为的生物和机器人实现。
佩格鲁伯

佩格鲁伯
佩特拉·格鲁伯是一位对跨学科设计有着浓厚兴趣的建筑师。除了作为建筑师的专业工作外,她于2008年在奥地利维也纳科技大学获得建筑仿生学博士学位。
作为一名建筑师,您最初是如何发现仿生在设计中的好处的?
我一直对生物学和设计都很感兴趣,当我发现仿生学领域可以整合这两门学科时,我感到很幸运。我第一次接触生物灵感是在我的建筑学毕业论文中,我学习了德国Frei Otto的作品,并研究了生物学和建筑。
你能举一个在自然界中发现的系统/解决方案导致(或可能导致)建筑创新的例子吗?
20世纪80年代发现的自清洁或莲花效应是一个非常成功的仿生转移的好例子,在不同的技术背景下导致了数百种具有该功能的产品。在建筑行业中,自清洁广泛应用于玻璃和立面材料的表面。该原则的发展是一种所谓的基于解决方案的方法,导致一种适用于广泛产品范围的技术。
你目前在研究自然的哪个方面?
我们正在研究生物学中空间和空间结构的各个方面,以及它们如何与结构设计或热性能方面可转移到技术中的特定功能相关联。我们还将建筑和艺术的工具应用于科学研究问题,以建立调查和探索生物学的新方法,并将发现重新解释为新的技术和艺术解决方案。
在UA的仿生学研究和创新中心的工作中,你最兴奋的是什么?
我最兴奋的是有机会在一个跨学科的环境中与一群人一起工作,希望将仿生学领域进一步推向未知的领域。
猎人王

猎人王
2012年至2016年,金在哈佛大学工程与应用科学学院L. Mahadevan教授小组担任博士后学者,研究白蚁丘通风。他的研究重点是生物工程结构的力学以及非平衡态和软物质物理。
你能举个例子,说明我们能从白蚁建造土丘的方式中学到什么吗?
建设过程中,我们还有很多需要了解的地方,成千上万的盲人工人在没有蓝图和中央决策权的情况下同步完成。然而,我们已经了解了一些白蚁丘的功能,它似乎充当了一个外部肺,将巢中的代谢气体与环境交换。
在白蚁丘的设计中,最让我惊讶的工程原理是从环境温度的日常波动中被动地推导出有用的功(在这个例子中是通风)。这种紧急策略似乎与典型的人类工程学明显不同,在典型的人类工程学中,工作是从通过系统的单向能量流中利用的。
你还研究过哪些生物工程结构?我们还能从中学到什么?
我们正在开始研究从风中捕获雾和微粒物质的生物结构,以及无序、无粘性的木棍形成刚性鸟巢的机制。
在UA的仿生学研究和创新中心的工作中,你最兴奋的是什么?
我很高兴有机会将我的研究定位在不同学科之间,利用当地在生物学的丰富性和复杂性、材料操纵和聚合物科学表征以及设计创造性发展方面的专业知识。我个人需要学习的东西太多了,我相信多元化社区的共同努力将使所有相关人员受益。
关于金砖四国
阿克伦大学仿生学研究与创新中心(BRIC)是一个致力于推动受自然启发的创新的中心。与区域合作伙伴一起,该中心正在建设一个国际公认的仿生研究、设计、教学和培训中心。
金砖四国的工作是将科学家、工程师、艺术家和企业家的创意结合起来,促进发明创造。通过将我们现有的仿生研究专业知识与五大湖仿生学(GLBio)的商业领袖合作,金砖四国模式为以自然启发的技术为动力的可持续经济和教育创新奠定了基础。
首席研究员为博士。Ali Dhinojwala,高分子科学教授;Matthew Kolodziej,艺术教授;Christopher Miller,土木工程副教授;以及生物学教授Peter Niewiarowski。
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