Parte III: "I Segni Negli Esseri Viventi" / Natura E Tecnologia

Robot e Insetti

Gli scienziati che si dedicano alla tecnologia dei robot non mancano, durante le loro ricerche, di osservare il comportamento degli insetti. Questi robot, costruiti facendo riferimento alle zampe degli insetti, hanno una presa più sicura sul suolo. Ed avendo dei meccanismi a ventosa posti sulle punte dei loro piedi, riescono a camminare sui muri e sul soffitto come le mosche.

La Fascia Velcro e il Ricciolo

L'ingegnere Svizzero Georges de Mestral ideò un nuovo sistema di abbottonatura, chiamato Fascia Velcro, imitando i riccioli delle piante. Dopo molti sforzi spesi per liberarsi dei frammenti delle piante che rimanevano attaccati ai suoi abiti, Mestral pensò di usare questa caratteristica dei vegetali nell'industria tessile. Introdusse infatti lo stesso sistema d'aggancio imitando i frammenti a uncino delle piante, e mettendoli in un lato di un soprabito, con i riccioli tipici delle pelli degli animali nell'altro lato. Data la flessibilità degli uncini e dei riccioli, il sistema permette l'attacco e il distacco dei lati con facilità, senza che il tessuto si deteriori. Questa è la ragione perché le tute degli astronauti sono dotate delle fasce Velcro.

IL CONCORDE E IL DELFINO

Il muso affusolato del delfino è servito da modello per i disegnatori del Concorde, inspirando gli ingegneri che studiavano come ridurre l'attrito dell'aria sulla superficie esterna dell'aereo. La pinna della coda del delfino funziona come un motore nell'acqua. E così anche i motori del Concorde sono stati messi in una posizione simile nel retro dell'aereo, ottenendo degli ottimi risultati.

LA PRUA DELLA NAVE E IL DELFINO

Il muso del delfino è stato preso a modello anche per le prue delle navi moderne. Invece che la solita prua a "V", nelle enormi navi che si costruiscono oggigiorno, viene usata una struttura simile al muso del delfino. Una prua così sagomata solca la superficie dell'acqua più efficacemente, ottenendo pertanto una navigazione più veloce ed un minore consumo di energia. Con questo tipo di prua si risparmia fino al 25% del carburante.

IL SONAR E IL DELFINO

Da uno speciale organo posto sulla fronte i delfini emettono degli ultrasuoni a 200.000 hertz (vibrazioni per secondo). Grazie a queste vibrazioni riescono non solo a individuare gli ostacoli sulla loro strada ma anche, valutando il tipo di eco, a stimare la direzione, la distanza, la velocità, le dimensioni e la forma degli oggetti davanti a loro. Il principio funzionale del sonar è lo stesso di questa prerogativa dei delfini.

I SOTTOMARINI E IL DELFINO

La forma a spola della struttura dei delfini permette loro di muoversi velocemente in acqua. Gli scienziati hanno scoperto anche un'altra loro caratteristica, che ha un ruolo importante nell'agilità dei delfini:

La loro pelle ha tre strati. Uno strato esterno molto sottile e flessibile, ed uno interno spesso e composto di peli flessibili che lo fa somigliare ad un pettine di plastica. Il terzo strato, l'intermedio, è invece fatto di una sostanza simile ad una spugna. Nel caso di un'improvvisa pressione, che potrebbe aver un qualche effetto su un delfino che sta nuotando velocemente, questa viene assorbita e trasmessa agli strati interni. Dopo una ricerca durata quattro anni, gli ingegneri Tedeschi costruttori di sottomarini sono riusciti a fabbricare un rivestimento sintetico con le stesse caratteristiche di assorbimento, che consiste di due strati di gomma tra i quali sono inserite delle bolle simili alle cellule della pelle dei delfini. La velocità dei sottomarini ricoperti da tale rivestimento è aumentata fino del 250%.

CIMINIERE ISOLATE DAL CALDO E L'ORTICA

L'interno delle ortiche è rivestito da uno strato rigido fatto di calce e silicio, che protegge la pianta dal liquido caustico che produce. Una società Tedesca ha iniziato ad usare questa proprietà protettiva dell'ortica nella costruzione delle ciminiere delle fabbriche.

LO SCHELETRO DELLA SPUGNA

La spugna di mare ha una struttura scheletrica intessuta con fibre di vetro e impalcature sottili come spilli. Questo scheletro la protegge da ogni tipo di condizioni acquatiche. L'edificio della BMW, che è costruito con una tecnica simile, è comunque molto più malfermo se paragonato alla struttura scheletrica della spugna che vive in acqua.

L'ELICOTTERO E LA LIBELLULA

MBB, una società produttrice di armamenti e missili, ha preso a modello la struttura aerodinamica e lo stile di volo della libellula per la costruzione degli elicotteri del tipo BO-105. La Società Americana di Elicotteri Sikorsky ha sviluppato un nuovo design adottando direttamente i metodi di volo delle libellule per gli elicotteri che costruisce. Questo processo è mostrato sopra con le fasi intermedie durante il design dell'elicottero.

LE ALI DELL'AEROPLANO E LA LIBELLULA

Negli anni '30 gli ingegneri iniziarono a modificare i bordi delle ali degli aeroplani al fine di impedirne le vibrazioni prodotte dalle correnti d'aria, che avrebbero causato dei danni. Venti anni più tardi, gli scienziati hanno scoperto che questo sistema era già presente nelle ali della libellula. Le piccole celle nere in cima alle ali della libellula danno lo stesso risultato del peso sulla punta delle ali degli aeroplani.

L'AVVOLTOIO E L'AEROPLANO

L'avvoltoio apre le penne all'estremità delle ali come le dita di una mano, facendo così diminuire i vortici d'aria causati dalle sue ali. (a sinistra). L'illustrazione di sopra mostra un modello che viene preparato per adottare la stessa struttura aerodinamica agli aeroplani.

L'AEROPLANO E IL PESCE GATTO

La forma appiattita del pesce gatto, molto efficiente da un punto di vista idrodinamico, è stata presa come modello per il design degli aeroplani, al punto che oggigiorno questo tipo di sagoma appiattita è comunemente usato sia nell'industria degli armamenti sia nell'aviazione civile. Ad esempio la conformazione somigliante ad un pesce gatto del modello "Orient Express" della McDonald Douglas, che riduce al minimo la resistenza all'aria, gli permette di volare due volte più veloce del suono.

IL RADAR E IL PIPISTRELLO

Avendo una vista tanto debole da farli considerare "ciechi", i pipistrelli emettono delle onde sonore, chiamate ultrasuoni, ad altissima frequenza, di oltre 20.000 hertz (cicli al secondo), non percepibili dagli esseri umani. Queste onde sonore vengono riflesse dagli altri uccelli in volo, dagli animali al suolo e da tutti gli altri oggetti che si trovano sul loro percorso. Il pipistrello determina così l'orientamento e la direzione da prendere. Il funzionamento dei radar si basa sullo stesso principio.

IL SEME DELLA CICORIA E IL PARACADUTE

I semi della pianta della cicoria viaggiano a lungo fluttuando nell'aria spinti dai venti. Il principio alla base del funzionamento dei paracadute è lo stesso di quello dei semi di cicoria.

IL SEME DELL'ACERO E L'ELICA

La forma del seme dell'acero ne causa una rotazione molto rapida su se stesso durante la caduta al suolo. Questa forma ha ispirato Sir George Cayley, uno dei primi esperti dell'aviazione.

IL SOTTOMARINO E IL PESCE ARGONAUTA

Quando si vuole immergere, questo pesce riempie d'acqua delle piccole cavità nel suo corpo. Quando vuole riemergere pompa del gas che lui stesso produce in queste celle e fa scaricare l'acqua. Lo stesso tipo di cavità serbatoio sono utilizzate nei sottomarini, dove l'acqua che vi viene immessa per l'immersione viene poi scaricata per riemergere.

LA BOCCA DELLA MOSCA E LO ZIP

Le chiusure a zip sono state inventate solo un secolo fa. Eppure le mosche hanno sempre usato questo sistema, sin da quando furono create, centinaia di migliaia di anni fa, per chiudere il loro labbro inferiore. La loro proboscide si allarga alla punta per scoprire il loro zip naturale.

LA FARFALLA E IL TUBO FLESSIBILE

La proboscide della farfalla è uno strumento avanzato dotato di numerosi particolari tecnici. Nei momenti di riposo la proboscide viene avvolta come se fosse una molla d'orologio. Quando la farfalla vuole mangiare, un muscolo speciale nella proboscide entra in azione srotolandola, e facendole prendere la forma di un tubo, con il quale la farfalla può suggere il nettare anche dai petali più reconditi dei fiori. È lo stesso sistema che usiamo noi quando beviamo delle bibite con una cannuccia

L'ARCHITETTURA E LA RAGNATELA

La compatta struttura della ragnatela tessuta dal ragno della rugiada non permette che questi ve ne venga strappato. Oggigiorno questa struttura è stata adottata dagli ingegneri civili, i quali usano lo stesso sistema aiutandosi con del filo spinato. L'Air Terminal dell'aeroporto di Jeddah e lo Zoo di Monaco in Germania sono due degli edifici costruiti con questo principio.

IL TELESCOPIO E L'APE E IL SUO NIDO

I nidi d'ape sono presi a modello per i telai dei telescopi. Le lenti di un telescopio spaziale, che è progettato per raccogliere i raggi-x emessi dai corpi celesti, sono costruite come specchi esagonali, a imitazione degli alveari. La ragione per cui vengono usate delle forme esagonali è che con queste non si spreca dello spazio e l'intera struttura risulta rinforzata. Una sequenza di esagoni, inoltre, permette di costruire un telescopio di ottima qualità che fornisce un ampio campo visivo. È davvero interessante notare che gli occhi delle api sono realizzati con sezioni esagonali sin da quando sono stati creati, milioni di anni fa, proprio come questo telescopio.

LA FLUIDITÀ E LA TROTA BLU

I vigili del fuoco di New York inseriscono nei serbatoi d'acqua dei loro veicoli una sostanza chiamata Yolioks, che è simile alla sostanza vischiosa e gelatinosa prodotta dalle trote blu. Questa sostanza fa aumentare la velocità del flusso dell'acqua dall'ugello dei loro idranti antincendio. Un sistema che fa aumentare del 50% il volume dell'acqua in uscita. Il liquido mucoso che copre la pelle delle trote blu riduce l'attrito dell'acqua allo stesso modo, permettendo così a questi pesci di nuotare facilmente nonostante la

LO SNORKEL E LA LARVA DELLA ZANZARA

La larva della zanzara, che si sviluppa nell'acqua, soddisfa il suo fabbisogno di ossigeno usando una cannuccia naturale che fa affiorare in superficie. L'aria che vi si forma attorno impedisce all'acqua di penetrarvi, proprio come fa il fermo posto all'estremità dello snorkel.

LA TORRE EIFFEL E LE OSSA UMANE

Quando stava progettando la costruzione della famosa torre, Maurice Koechlin, assistente di Eiffel, fu ispirato dal femore, l'osso più leggero e più forte del corpo umano. Di conseguenza la struttura della torre, come quella del femore, è forte e autoventilata. Quest'osso, fonte di tale ispirazione, ha una forma a tubo ed ha una struttura interna fusiforme, che si restringe cioè a metà lunghezza e si allarga ad ogni estremità. Questo tipo di struttura fornisce flessibilità e leggerezza alle ossa, senza tuttavia pregiudicarne la robustezza. Negli edifici realizzati con questo sistema, si risparmia sul materiale usato per la costruzione, l'intelaiatura della quale ne guadagna in solidità e flessibilità.

IL ROBOT E IL VERME

I ricercatori dell'Università Amiens hanno peso il verme a modello e hanno realizzato un robot che gli somiglia, e che consiste di segmenti indipendenti. Questo robot riesce a penetrare nelle condutture e nei canali, dove l'uomo non potrebbe muoversi, per individuare perdite d'acqua o per effettuare misurazioni.

IL FIORE DELLO ZAFFERANO E IL TERMOMETRO SENSIBILE.

Lo zafferano è un fiore, provvisto di un termometro biologico, la cui corolla si apre quando la temperatura raggiunge un grado sopportabile, e inizia a richiudersi se la temperatura scende. La Società Schott, che ha imitato la sensibilità per ogni cambiamento di temperatura propria di questo fiore, realizza dei termometri che misurano variazioni anche se solo di un millesimo di grado. (Bild Der Wissenschaft, febbraio 1990)

LA RADICE DEL GRANTURCO E I CAVI CONDUTTORI DI LUCE

Un equivalente dei cavi conduttori di luce esisteva già migliaia di anni fa. I ricercatori però hanno solo recentemente scoperto che i cavi possono convogliare la luce. Il germoglio del seme di granturco può indirizzare la luce del giorno fin nelle profondità della sua radice, aiutandone così lo sviluppo. Le fibre ottiche, che possiedono questa stessa capacità di incanalare la luce, sono diffusamente usate in molte situazioni, dai segnali stradali fino allo spostamento dei dati all'interno dei computer.

LO STADIO OLIMPICO DI MONACO E LA RAGNATELA

nella realizzazione dei rivestimenti del soffitto dello Stadio Olimpico di Monaco, è stata presa a modello la struttura del nido del ragno della lodola dalla gola gialla, che questi realizza distendendo la sua ragnatela sull'erba e sugli arbusti

LO STADIO OLIMPICO DI MONACO E LE ALI DELLA LIBELLULA

Nonostante la sua sottigliezza, l'ala della libellula è molto robusta poiché è composta di circa 1.000 comparti. Grazie a questa struttura frazionata, le ali non si lacerano e possono resistere alla pressione dell'aria. Il tetto dello Stadio Olimpico di Monaco è stato costruito seguendo lo stesso principio (si veda la piccola foto)

LA PAGLIA E L'IMPIANTO SCHELETRICO DEGLI EDIFICI

La struttura interna a ragnatela della paglia è flessibile e robusta. La stessa tecnica costruttiva è usata negli impianti scheletrici degli edifici.

IL RAGNO E L'INDUSTRIA DEL FILO

La struttura interna a ragnatela della paglia è flessibile e robusta. La stessa tecnica costruttiva è usata negli impianti scheletrici degli edifici.