Sistemas Bioinspiradoswebx.ubi.pt/~felippe/texts2/intr_bioeng_ppt05p.pdf · Sistemas bioinspirados estão a tornar-se comum nos meios científicos, e já está vinculado no trabalho

“Sistemas Bioinspirados”

sistemas bioinspirados

ou

sistemas biomiméticos (Biomimetics)

ou

sistemas biónicos

Quando a ciência se inspira na natureza, seja

1) imitando os seus modelos, ou

2) valorizando os seus conhecimentos, ou

3) mudando o paradigma da extracção pura e simples

a) pelo do aprendizado, ou

b) pelo fazer as coisas à maneira da natureza.

Sistemas Bioinspirados ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Os benefícios do estudo dos sistemas bioinspirados podem ser

vistos em muitas aplicações, incluindo aerodinâmica de veículos,

estruturas, materiais multifuncionais, drogas, robôs, etc., etc.

Sistemas bioinspirados estão a tornar-se comum nos meios

científicos, e já está vinculado no trabalho de diversos cientistas

(engenheiros, químicos, físicos, biólogos, etc.) que procuram

copiar os processos biológicos e aplicá-los em diferentes áreas

tecnológicas e científicas.

A ideia fundamental é:

“se a natureza levou milhões

de anos para aprimorar os seus

próprios mecanismos, por que

não copiá-los?”


Quando se fala em adaptar a forma à função, a natureza nos dá

inúmeros exemplos:

são duas vezes mais duras que a cerâmica

produzida pela tecnologia actual

tecem fios (teia) que são cinco vezes mais

resistentes que o aço

conchas marinhas (marine shells)

aranhas (spiders)


é uma substância calcária de origem animal, ‘dura’ e ‘brilhante’.

Ela é produzida principalmente por moluscos bivalves.

madrepérola ou nácar (mother of pearl)

inspiração para:

cerâmica mais dura já fabricada pelo homem e

outras aplicações tal como a concepção de próteses.


mesmo debaixo de água, se grudam nas rochas com uma força

muito maior que qualquer tipo de cola já inventado até então

mexilhões (mussels)


velcro


velcro


velcro


Arctium lappa, or spiny cocklebur, or velcro weed


Arctium lappa,

or spiny cocklebur,

or velcro weed


VELCRO = velours + crochet [em francês]

(veludo) (gancho)

• inventado por Georges de Mestral (suíço) em 1941

• patenteado em 1951

Georges de Mestral identificou o princípio usado por esta

planta para espalhar suas sementes (pequenos ganchos que

se entrelaçam com pequenos laços) e reproduziu-o no

velcro.


Produção de velcro


morcegos (bats)


morcegos (bats)


radar

inspiração para:

morcegos (bats)


radar


A água escorre pelas micro ranhuras reduzindo assim o atrito

As escamas também inibem a adesão de algas

formada por escamas

pele de tubarão (shark skin)

que dão-lhes vantagens

hidrodinâmicas como reduzir a

turbulência enquanto nadam


• material que é rígido sem ser quebradiço

• reduz a quantidade de ‘arrasto’ conforme o tubarão nada

• diminui o ‘atrito’ da água que flui pelo corpo do tubarão

• se livra das parasites

• minimiza a área na qual os ‘organismos’ (mexilhões) podem aderir

• o tubarão é dos peixe que se locomove de forma mais ‘eficiente’

pele de tubarão (shark skin) é coberta por pequenas escamas


• fatos de competição para natação

inspiração para:


Michael Phelps



inspiração para:



Michael Phelps


Michael Phelps






• revestimentos para os cascos dos navios (ship design)


também inspiração para:


• revestimentos para os cascos dos navios (ship design) economia de milhões de euros em combustível e custos de limpeza


• revestimentos para os cascos dos submarinos também

• aviões militares também



• fatos de competição para a natação

• revestimentos para os cascos dos navios

• revestimentos para os cascos dos submarinos

• aviões militares

• revestimentos para carros

Toyota claims

that it improves

gas mileage by

18-20%

inspiração para:


O baixo coeficiente de arrasto ajuda o peixe-cofre a ter velocidade

equivalente a seis vezes o comprimento de seu corpo por segundo,

usando como estabilizadores as bordas da carapaça em forma de

quilha.

peixe-cofre (box fish)

inspiração para:

Bionic Car da Mercedes Benz


O fluxo de ar do teste num

túnel de vento comprova a

excelente aerodinâmica do

veículo.

Prevê-se um rendimento

superior a 30 km por litro de

combustível.

peixe-cofre (box fish)


formigas (ants)

Bioinformática também recorre a analogias com situações da vida e da

natureza para resolver problemas humanos usando ‘ciência da computação’,

como por exemplo:

o ‘controlo do tráfico’inspiração para:


o ‘controlo do tráfico’

Los Angeles


térmitas (termites)


sistemas natural de ventilação

casa das térmitasinspiração para:


Eastgate Centre, Harare, Zimbabwe

sistema natural de

ventilação inspirado

nas térmitas


sistema natural de ventilação no Eastgate Centre (Zimbabwe)

o primeiro edifício no mundo a utilizar arrefecimento natural

neste nível de sofisticação


Parte interior

da asa do

Airbus 380

tem um design

semelhante

aos ossos das

aves (bird's

bones)


bioinspired systems

Portanto:

Bionic Systems(from the scientific point of view)


Felippe de Souza

[email protected]

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