Většina lidí nemyslí na dynamiku tekutin, pokud jde o porod. Ale Megan Leftwich ano.
Související obsah
- Teenage Inventor Alexis Lewis si myslí, že děti mají řešení světových problémů
Profesor mechanického a kosmického inženýrství na George Washington University ve Washingtonu, DC studuje biologicky inspirované toky, jako jsou mechanismy, které umožňují ryby plavat nebo interakce mezi tekutinami a jinými silami, když dítě prochází porodním kanálem.
Poté, co pozoroval plavecké vzorce lachtanů během rodinné cesty do Smithsonianské národní zoo, začal Leftwich přemýšlet o způsobu plavání lachtanů se svými předními ploutvemi spíše než se svými zadními ploutvemi. Savci jsou účinnými plavci a téměř neprobíhají . Ve spolupráci s Národní zoo Leftwich natáčel lachtany, vystopoval půvabné klapky svých ploutví a navrhl robotický ploutev, který kopíruje pohyb. Doufá, že do konce léta bude mít funkční prototyp.
Robotický ploutev sleduje dlouhou řadu vynálezů inspirovaných přírodou. Inženýr George de Mestral studoval špičatou hlavu lopuchu pod mikroskopem a patentoval na suchý zip v roce 1955. A nedávno, lesk motýlích křídel inspiroval obrazovku pro elektronické čtenáře. Evoluce již vyřešila mnoho problémů, s nimiž se tak či onak setkáváme u jiných živých věcí.
Nakonec Leftwich předpokládá bezpilotní vozidla s robotickými ploutvemi místo vrtulí, která by mohla dělat věci, jako je prozkoumávání podvodních minových polí, aniž by způsobovala velká rušení, která by vyrazila živé bomby a výzkumná plavidla tak účinná, že by mohla cestovat na velkou baterii na velké vzdálenosti.
Jak vás příroda inspiruje?
Jsem tak inspirován přírodním světem, protože v něm žijeme a stále to vidíme. Je pro mě opravdu snadné vidět listy vlající ve větru a pak si pomyslet: „Hm, zajímalo by mě, kolik síly může tento list trvat, než se roztrhne?“ Tyto otázky je do jisté míry mohu prožít, a tak vždycky vidím něco nového, abych prozkoumal. Fascinuje mě, že přirozený proces, že evoluce našla tolik řešení tolika různých problémů. Pokud vidím způsob, jakým toto řešení, ať už je to, jak interaguje tvar květu nebo trávy rostoucí v určitém směru s tekutinami kolem něj, mohu problém prozkoumat.
Proč studujete organismy, které plavou?
Spousta ryb prostě plave tak, že mávnou kaudální ploutví, ale delfíni a velryby ji mávají nahoru a dolů. Kalamáry a medúzy stahují svá těla a střílejí z trysky a mořští hadi pohybují celým tělem nahoru a dolů. Takže i tato jediná myšlenka pohybu po vodě již máme tolik řešení. Opravdu mě zajímalo, jaké je základní spojení mezi všemi těmito řešeními.
Mořští lvi se pohánějí svými předními ploutvemi způsobem, který produkuje jen velmi málo vzhůru. (Jon Betz) Můžete popsat manévry, které mořští lvi dělají?
Mořští lvi jsou skvělí plavci. Jsou velmi pohybliví a hraví, takže mohou dělat věci, jako jsou opravdu úzké zatáčky, na kterých se pohybují vpřed, a najednou se otočí a 180 stupňů ve velmi těsném poloměru. Pokud jdou kupředu a najednou chtějí za sebou něco vidět, vytáhnou hlavu nahoru a ve skutečnosti prostě provedou backflip a jdou jiným směrem. Budou dělat válečky a otáčet nosem jako osou. Jsou extrémně pohybliví.
Protože na rozdíl od ocasu plavou se svými předními ploutvemi, nevytvářejí typickou brázdu, kterou očekáváte za rybou, delfínem nebo velrybou. A pokud rozumíme tomu, jak to dokážou a dokážeme to zabudovat do bezpilotního vozidla, například bychom mohli vytvořit vozidlo, které je mnohem těžší detekovat ve vodě, což je hydrodynamicky tiché.
Jaké to bylo setkat se s lachtany v Národní zoo?
Ne, že mnoho lidí dostane příležitost mazlit se lachtana. Myslel jsem, že budou slizký, ale nebyli. Bylo to jako mokrý doberman pinč.
Téměř dva roky jsem pracoval s lachtany, setkal jsem se s ním a dotkl se ho a uviděl, jak se cítí srst lachtanů, opravdu osvícující a přidal hloubku porozumění tomuto problému, který studujeme na obrazovce počítače nebo alespoň pomocí šest palců skla.
Leftwich studuje film lachtanů národní Zoo. (Jon Betz) Považujete se za inovátora?
Ne vždy řeším problém, ale opravdu věřím, že řeším problémy budoucnosti. Myslím, že tato znalostní základna se bude promítat do řešení problémů, o nichž ani nevíme, že máme, nebo že víme, že je máme a nemají zájem řešit právě teď. Možná, že vysoký počet chirurgických dodávek v naší zemi není velkým problémem, je to problém, a pokud bychom měli lepší řešení, nebylo by to úžasné? Určitě si myslím, že hodně toho, co dělám, je hledat základní fyziku, kde si lidé nemyslí, že existuje.
