スミソニアン自然史博物館の昆虫学コレクション部門である鱗pid目部門について最初に気付くのは、かすかに、とらえどころのない匂いです。 モスボール。 私は、研究昆虫学者であるボブ・ロビンズに目を向ける前に、moth（そして蝶、日中に飛ぶように進化したの系統）でいっぱいの部屋で、モスボールの宇宙的な皮肉を簡単に考えました。 「乾燥した昆虫を食べる昆虫はたくさんあります」と彼は言いました。「伝統的に、ナフタレンや防虫剤を使ってこれらの害虫を排除していました。」
この物語から
[×]閉じる
科学者たちは、モルフォス蝶の虹色の羽は、人間に利益をもたらす技術で使用できると信じています
ビデオ：蝶の羽がどのようにイノベーションを刺激するか
関連性のあるコンテンツ
- この巻き貝からヒントを得た素材は、ヘルメットと防具をより安全にする
- 自然に触発され、技術によって可能になった航空機設計
- 科学者は、地面に沿って少しだけ動くことができる虫のようなロボットを作成します
- 動物が発明を刺激するとき
- 自然が私たちを賢くする方法
防虫剤は段階的に廃止されました（害虫を殺すために新しい標本を凍結することを支持します）が、その長引く匂いと、ガラスの下にピン留めされ、分類学的後世のためにスチールキャビネットの列の後に注意深く並べられた昆虫の無限の引き出し静かな部屋の年齢感を高めます。 時間は数百万の標本と同じように残っているようです。
しかし、それらの引き出しの中、アゲハとサンセットガの正確に間隔を空けた飛行隊を通り抜けて、別のアイデアが形成され始めます。これは休止中のリポジトリではなく、非常に成功した企業を調査する研究所です。 約1億5千万年にわたって、これらの「製品」は、容赦なくプロトタイプ化、市場テスト、アップグレード、改良され、また、周囲の世界の変化に合わせて新たに改良されてきました。 これらの壊れやすい標本のそれぞれは、理解され、適応されるのを待っている革新のパッケージです。
これは、生物模倣のますます影響力のある学問の背景にある考え方です。進化の目を瞬くだけのために物を作ろうとしている私たち人間は、自然選択の長いプロセスから多くのことを学びます。翼をより空力的にしたり、都市をより弾力的にしたり、電子ディスプレイをより鮮やかにしたりします。 10年以上前、マークマイルズというMIT卒業生は、微小電気機械および材料処理の分野で手を出していました。 彼は科学雑誌をめくると、蝶が羽の色をどのように生成するかについての記事で止められました。 たとえば、さまざまなMorpho種の鮮やかな虹色の青は、顔料ではなく「構造色」に由来します。これらの翼には、ナノスケールの屋根板のナノスケールの集合体があります。反射光の波長がブリリアントブルーを生成します。 同じ青色の色素を作成するには、はるかに多くのエネルギーが必要です。エネルギーは、飛行、給餌、および複製に使用する方が効果的です。
マイルズは、この機能が何らかの方法で悪用される可能性があるのではないかと考えました。 薄いパッケージで信じられないほど鮮やかな色が必要な場所は他にありますか？ もちろん：電子デバイスのディスプレイ。 Milesが技術開発のために設立した会社を買収したQualcommは、Mirasolディスプレイでそれを使用しました。 「光学干渉の現象を利用しています」と、クアルコムの製品管理担当シニアディレクターのブライアンガリーは言います。 ガラス表面の下に隠れているのは、適切な色を作り出すためにマイクロ秒単位で上下に動く本質的に微視的（10〜50ミクロンの正方形）のミラーである干渉変調器の広大な配列です。
蝶の羽のように、「ディスプレイは私たちの周りの白い周囲光、白い光、または日光を取り込んでおり、干渉によってカラー画像を送り返します」とガリーは言います。 従来のLCDスクリーンとは異なり、Mirasolは独自の光を生成する必要はありません。 「ディスプレイの明るさは周囲の光に合わせて自動的に調整されます。」その結果、MirasolはLCDリーダーの10分の1の電力を消費します。 Qualcommはディスプレイを電子書籍リーダーで使用し、他の企業にライセンスを提供しています。
バイオミミクリーは何十年も人間のイノベーションに影響を与えてきましたが、最もよく引用される例の1つはベルクロです。スイスのエンジニア、ジョルジュドメストラは1955年に衣服へのバリの付着を研究した後、特許を取得しました。 。 ドイツの研究者クラウス・マテックが作成し、オペルとメルセデスの車で使用されている設計ソフトウェアは、木と骨が強度と荷重を分散する方法を反映しています。 Pax Scientificが作成したファンは、空気をより効率的に移動させるために、渦巻く昆布、オウムガイ、および貝のパターンを取り入れています。 カタール砂漠の塩水灌漑温室では、ラクダの鼻から集めた凝縮と蒸発のトリックを使用します。 現在、ナノスケール製造の継続的な革新のおかげで、メーカーは拡大する製品を市場に投入しています。
バイオミミクリは、それ自体が製品ではなくプロセスであり、自然の有機体やプロセスを利用してイノベーションを誘発します。 生物学者であり、モンタナ州に拠点を置くコンサルタント会社であるBiomimicry 3.8のメンバーであるTim McGee氏は、組織や都市でさえ、インスピレーションを求めて生態系に目を向けることができます。 最終的にそこに30万人以上の人々のために家を建てることを望む開発者によって「インドで最初に計画された丘陵都市」と呼ばれるLavasaで、ギルドはランドスケープアーキテクトと相談しました。 したがって、植林戦略には落葉樹が含まれており、キャノピーをキャッチしてから蒸発させて、それに当たるモンスーン雨のほぼ3分の1を反映します。 その効果は「モンスーンの内陸部を駆動するエンジンのように」作用し、そこでの干ばつを防ぐのに役立つMcGee氏は言います。 バンヤンツリーの葉の水力学的に効率的な形状は、より良い水を分散する屋根板の設計に影響を与えました。一方、水迂回システムは、収穫者のアリが巣から水を遠ざける方法に触発されました。 最初のLavasaの「町」が完成し、2020年までにさらに4つが計画されています。
誰もが人の足跡を減らす方法、または「ネットゼロ」の影響を得る方法について話している。 しかし、自然はさらに一歩進んだものであると言います。「ゼロになることはほとんどありません。そのシステムからの出力は、通常、周囲のすべてに有益です。」都市を同じように構築できたらどうでしょうか。 「もし、ニューヨーク市で雨が降ったとき、イーストリバーに流れ込んだ水が落ちたときよりもきれいだったら？」そして、森が火を放ったとき、依存しない手段によって炎を消すことができたら？有毒物質について？ 「自然は非毒性の難燃剤を生み出します」とMcGee氏は述べています。 「どうしてできないの？」
何年もの間、研究者は結果なしで難燃剤の化学に焦点を合わせてきました。 しかし、おそらく自然なプロセスが研究室の革新への道を提供する可能性がある、とMcGeeは言います。 多分それは、ジャックパインコーンが熱に直面して開く方法（火が森を破壊しても再生できるようにするため）、またはユーカリの木が酸素を吸い取り、メインから火を取り除くために急速に燃える樹皮の散らばった部分を流す方法ですトランク。 テキサスA＆Mの機械エンジニアであるJaime Grunlanは、ロブスターとエビの殻（および蝶の羽のキチンに関連する化学物質）から得られる再生可能な素材であるキトサンを使用して、ナノレイヤーポリマーコーティングを作成する耐火ファブリックを開発しました熱にさらされると、布地を保護するカーボン「シェル」が生成されます。
鱗pid目は、何千年にもわたって自然のワークベンチで打ち出された問題のいくつかを要約しています。 捕食者と捕食者の間の進化の呼び出しと応答では、多くのmothがコウモリの超音波クリックを検出する能力を開発し、一部は混乱する反信号を送ることさえできます。 蝶の羽は、熱を奪うのを助けるために、体の近くで黒くなる傾向があります。 これらの翼は、汚れに強いコーティングで覆われており、自浄式です。 これらの翼の装飾的な「目」は、捕食者を追い払うためのもので、蝶が噛まれた場合に翼の損傷を最小限に抑えるために、しばしば端の近くに配置されます。
そして、色があります。蝶について考えるとき、私たちが考えるものです。 「人々はそれらを空飛ぶ花と呼びます」とロビンズは言います。 カモフラージュに色を使用する人もいますが、最も鮮やかな種は別の経路に進み、派手なディスプレイで捕食者になる可能性のある毒性を宣伝しています。 作家のデイビッド・クァメンは、「自然界のビンボ」、「純粋な装飾的過剰の進化的実験」をダブします。全体として、クァメンは、「無慈悲な進化の自由のほとんど無実に思える理想的な甘さと優雅さを表す蝶」を書きます。そして、これらのgoの翼に飛び乗るのを待っているたくさんのインスピレーションがあります。
上海交通大学の研究者たちは、鳥の羽の黒い領域（翼の黒い部分がほぼ完全な光吸収を可能にして熱を閉じ込める）に触発され、構造的に類似した超黒色アモルファスカーボンフィルムを作成して、より効率的なソーラーテクノロジーを生み出しています。 ブリティッシュコロンビアのサイモンフレイザー大学での研究から生まれたNOtESと呼ばれるプロジェクトは、ナノスケールの光干渉構造を使用して、ホログラムよりも割れにくく、銀行だけでなく「印刷」できる偽造防止スタンプを作成します。ノート、しかし他のオブジェクトの全範囲に。 無線周波数識別（RFID）タグは、在庫の追跡からタイヤの性能の検知までのすべてに使用されますが、特に水や金属がある極端な環境ではうまく機能しない傾向があります。 そのため、Omni-IDという会社は、無線信号の伝送を改善するためにタグに小さな金属スケールを使用して、より信頼性の高いRFIDを作成する干渉原理を採用しました。
モルフォが注目を集めるために色を展開することを考えると、蝶が人間のファッションにも影響を与えていることが適切であると思われます。 オーストラリアのシドニーにあるファッションデザイナーのドナ・スグロは、「時折鱗pid類」と自称し、光学干渉により色を発色する色素を含まない虹色の素材であるモルフォテックスと呼ばれる生地から3つのドレスを作成しました。 Sgro氏によると、Morphotexは色素の必要性をなくし（したがって、環境フットプリントが小さくなる可能性があります）、彼女の関心は、バイオミミストが従う傾向がある通常の「問題解決型の設計アプローチ」を超えたものでした。 結局のところ、ファッションは衣服の基本的なニーズ以上のものです。 自然が美学をどのように使用するかが、私たちのやり方にどのように情報を与えることができますか？ Sgroは現在、メルボルンのRoyal Institute of Fashionで生体模倣とファッションの博士号を取得するために勉強しています。
ロビンズと私は自然史博物館のコレクションセンターを出て、近くのバタフライパビリオンに行きました。まるで鱗pid目をしたラブフェストのようでした。 女性がスマートフォンを傾けて、花を食べているモナークを撮影しました。 湾岸ヒョウタンが彼女のショルダーバッグに上陸したと叫んだ日本人観光客。 Morpho peleidesとして鳴き声を上げた子供は、虹色に輝く青い翼をゆっくりと漂わせました。 このシーンが他の昆虫で発生することを想像するのは簡単ではありません。 公正かどうかにかかわらず、私たちはグラブやアリのパビリオンには行きません。
私はこれらの昆虫の独特の魅力について尋ねました。 「彼らは刺さないで、噛まない」と彼は言った。 「人々が見るものは一般的にきれいです。 農業的に有害なものもありますが、彼らは非常に友好的な人であり、他のほとんどの昆虫よりもはるかにきれいです。」
