ביומימיקרי

משמעות המונח ביומימיקרי היא חיקוי החיים (Biomimicry: Bio=life; mimesis=imitate). ביומימיקרי היא דיסיפלינה רב-תחומית המקדמת חיקוי ולמידה מהטבע לפתרון בעיות בדרכים מקיימות.

חדש(נ)ות מהטבע דצמבר 2017


קוראים יקרים שלום,


החודש נספר לכם על שני רובוטים חדשים, אחד מעופף באויר והשני חופר באדמה. עוד נספר על פיתוח חדשני לטיהור אויר מגורמים מחוללי מחלות.
אנו מזכירים כי

1.     הרשמה לקורס ביומימיקרי בשיתוף לשכת המהנדסים בעיצומה, מספר המקומות מוגבל. קורס בן 48 שעות אקדמיות הכולל גם סיור חוויתי בספארי. לראשונה הקורס מוכר לגמול השתלמות. קישור לסילבוס והרשמה.

2.      כנס ביומימיקרי – אקדמיה ותעשייה יתקיים השנה במתכונת בינלאומית בשיתוף
ISBE - International Society of Bionic Engineering
הכנס יתקיים ב- 14.06.18 באוניברסיטת תל אביב בשפה האנגלית. שמרו את התאריך.
מצ"ב קישור לקול קורא. ניתנת הארכה להגשת תקצירים עד ה- 01.02.2018. גורמים מהתעשייה המעוניינים להציג בכנס מוזמנים לפנות ל: yael@biomimicry.org.il

 גם החודש שמחים לפנות לחוקרים ומהנדסים המעוניינים לתמוך בתוכניות חינוך בתחום הביומימיקרי ברחבי הארץ. השנה התוכניות מועברות בכל הארץ בשיתוף תעשיידע. קישור לפרטים.

בהזדמנות זו אנו מאחלים לכל הקוראים שלנו שנה אזרחית מלאת השראה ועשייה,

צוות ארגון הביומימיקרי הישראלי









 

שורש העניין: רובוט לפעולות תת קרקעיות בהשראת שורשי צמחים


מאת: אמיר גילדור

הרובוט "Plantoid", שפותח באיטליה, עשוי לשמש בעתיד במגוון משימות מחקר תת-קרקעיות כגון בחינת קרקעות לחקלאות או איתור מוקשים.

חוקרים מהמרכז הטכנולוגי האיטלקי (IIT) פיתחו אבטיפוס למתקן בעל זרועות חישה רובוטיות שנועדו לחדור לקרקע בכיוונים משתנים על בסיס גירויים שהן קולטות ממנה. החוקרים פנו לטבע בחיפוש מקור השראה שיאפשר לשפר את כלי המחקר התת-קרקעי, הסובל מנחיתות טכנולוגית בהשוואה לכלים העיליים, שלא נדרשים להתמודד עם התווך המוצק. כך קיבל המתקן את שמו: "Plantoid".ההשראה לתכנון ולעיצוב המתקן הגיעה משורשי הצמחים, שהנם המנגנון הטבעי המתוחכם והיעיל ביותר לחישה תת-קרקעית.

המתקן בנוי מ"גזע" ומחמישה "שורשים": הגזע הוא רכיב עילי המקשר בין השורשים לבין המחשב וספק הכוח, בעוד השורשים חודרים לקרקע ומבצעים חישה תת-קרקעית. בדומה להתנהגות השורשים בטבע, גם כאן כל שורש מתקדם במרחב באופן עצמאי, על בסיס הגירויים שהוא קולט ולא ולאו דווקא ביחס לשורשים האחרים.

כל "שורש" מורכב מבסיס השורש (המחובר לגזע), קצה השורש (רכיב החישה החודר לקרקע) ומשלושה קפיצים המחברים בין הרכיבים ומעניקים לשורש חופש תנועה בכל זווית. בסיס השורש כולל שלושה מנועים זעירים שמאפשרים להעמיק את החדירה של קצה השורש לקרקע ולשלוט בכיוון החדירה בהתאם לגירויים מהסביבה. בדומה לשורש הטבעי, קצה השורש הרובוטי נושא חיישני גרביטציה, לחות, טמפרטורה ומגע הניתנים להתאמה לפי צרכי המשימה.

 


בנוסף למנגנון המכני, ההשראה מהצומח באה לידי ביטוי גם בפיתוח התוכנה שמפעילה את המתקן: האלגוריתמים פותחו בהשראת יכולת הצמח לקלוט ולעבד סוגים רבים של קלט בו-זמנית. דמיון נוסף לצמח הוא הצורך להגדיר את ה'דנ"א' של המתקן לפני תחילת פעולתו, קרי, התנאים הסביבתיים האופטימליים שהשורש צריך לשאוף להגיע אליהם. כמו כן, ניתן להגדיר בדנ"א משקל שונה לכל גירוי שנקלט בחיישנים השונים. כך, זווית הכיפוף של השורש בעת תנועתו מוכתבת על ידי אלגוריתם המשקלל את כלל הגירויים הנקלטים בחיישנים השונים, בהתאם להגדרות הדנ"א.

"Plantoid" הינו אבטיפוס ראשון מסוגו לרובוט הפועל בתווך תת-קרקעי בהשראת צמחים. שדרוגו מבחינת יכולת החדירה לקרקע ואיכות החיישנים, יכול להביא לכך שישמש בעתיד למגוון משימות תת-קרקעיות, ביניהן בחינת קרקעות לחקלאות, זיהוי מקורות זיהום קרקע, מציאת מחצבים, חילוץ נעדרים באסונות טבע ואף איתור מוקשים.





 

נושמים לרווחה


מאת: יעל הלפמן כהן

טכנולוגיה לטיהור אוויר מגורמים מחוללי מחלות בהשראת מנגנון ההיצמדות הטבעי של חיידקים ווירוסים לתאים בגופינו.
 
כאשר נוחתים בשדה תעופה באסיה, סימן ההיכר הבולט המסמן את הגיענו לשערי אסיה, הוא אנשים המתהלכים עם מסיכות על הפנים. אוויר בטוח לנשימה, נקי מחיידקים ווירוסים, הוא מצרך יקר ומבוקש באזורים מסוימים בעולם. חברה מהונג קונג פיתחה את טכנולוגיית ה- Biofriend, פתרון ביומימטי מוגן פטנט למיגור חיידקים ווירוסים.  
BioFriend מנטרל פתוגנים (גורמים מחוללי מחלות), חיידקים ווירוסים. הפתרון מבוסס על תפיסה ייעודית וסלקטיבית של החיידקים והווירוסים. ההיבט הביומימטי של הפתרון קשור לחיקוי קולטנים בתאי גופינו אליהם באופן טבעי נקשרים, נצמדים, או פולשים הפתוגנים על מנת לגרום למחלה.  חיקוי מבנה הקולטנים מאפשר את תפיסת הפתוגנים ואז פגיעה בהם באמצעות יצירת הפרעה במשטח או בדפנות התא.
בסרטון הבא ניתן לצפות בהסבר לפעולת ה BioFriend.
 
 
 Biofreind נותן מענה לטווח רחב של מחוללי מחלות לרבות דלקת ריאות, שפעת, והצטננות, ומותאם לשימוש על סוגי מצע שונים ולמגוון יישומים. הוא מאפשר לשמור על חפצים הנמצאים במגע ושימוש יומיומי, ונוטים להזדהם מחיידקים ובקטריות, נקיים ובטוחים לשימוש. יישום אפשרי למשל יכול להיות לידיות של דלתות החשופות למגע אנושי רב.
בטבע אסטרטגיות אלגנטיות להרחקת חיידקים ובקטריות, המבוססות על פתרון מבני ולא חומרי (אנטיביוטיקה).  כך למשל חברת Sharklet technologies מציעה אריחים המונעים היצמדות חיידקים למשטחים בהשראת עור הכריש. Biofriend      מציעה פתרון נוסף ואלגנטי המאפשר לנו לנשום לרווחה במוקמות בהם יש חשש לאיכות האוויר, או להשתמש בבטחה במוצרים הנוטים להזדהם בשימוש יומיומי. 
לאתר החברה: https://www.rkmask.com/



זה מטוס? זו ציפור? זה בעצם שניהם.

מאת: אור עמר

נקבת הבז, מנפנפת בכנפיה כ-30 מטר מעל שדה התעופה (שדה"ת) אדמונטון, קנדה - התנהגות האופיינית לציד. היא רודפת אחרי להקת זרזירים שממהרים לתפוס מחסה בבטחת היער. נקבת הבז היא מלכותית, מלאת חן ותקיפה.
בנוסף לכל אלה, היא גם מלאכותית - סוללה, חיישנים, מערכת
GPS, ברומטר ומערכת בקרת טיסה ממוחשבת שנמצאת בתוך גוף דמוי בז שנצבע ביד אדם ונשלט על ידי אדם מהקרקע.

הרוֹבָּז (תרגום חופשי של robird) היא מכונה המסיירת בשמי שדה”ת אדמונטון. משימתה לחקות התנהגות בז, על מנת למנוע איום רציני בתעופה - התנגשות ציפור או להקה עם מטוס. הרובז לא תופסת טרף, מטרתה היא לגרום לציפורים להיזהר מנוכחות ה"טורף" ולעודד אותן להתרחק משדה”ת.
על מה כל הבאז? ציפורים גדולות או להקת ציפורים קטנות עלולות לגרום לנזק רציני אם הן נכנסות למנוע מטוס  ("נבלעות" במונחי עולם התעופה). במקרה הגרוע ביותר, ציפורים משביתות את שני מנועי המטוס, כמו שהעולם נוכח ב-2009 כאשר להקת אווזים קנדיים השביתה מטוס US Airways, שם האירוע נגמר במזל וכל הנוסעים ניצלו בנס הדסון.
על פי רשות התעופה הפדרלית, מתוך 142,000 מטוסי נוסעים בארה"ב שסבלו מהתנגשויות ציפורים בין 1990 ל-2013, 62 מטוסים נהרסו, 279 נוסעים נפצעו ו-25 נהרגו.
עופו מפה...לשדה"ת יש דרכים רבות להתמודד עם ציפורים. להיפטר מיבולים סביב השדה או גירוש על ידי רעשים, אבל ציפורים הן חכמות ולומדות מהר את ההטעיות של שדה"ת.
בחלק משדה"ת משתמשים בבזים אמיתיים. הבעיה היא שגם הבזים המאולפים ביותר צריכים טיפול, אוכל ומנוחה. בנוסף לא ניתן לשלוט בהם לחלוטין ולכן יכול להיגרם נזק ללהקות הציפורים או אפילו לבז עצמו. חשוב לזכור שבאופן מצער, ציפורים נהרגות בשדה"ת. על פי סוכנות הידיעות האמריקאית
AP, מאז נס הדסון, נהרגו יותר מ-70,000 ציפורים רק בניו-יורק.
נפנוף לשלום? מבחינה טכנולוגית, פיתוח הרובז היוותה אתגר. בזים מנופפים בכנפיהם בזמן ציד ולכן היה צורך לחקות פעולה זו, מאחר ונסיקה פשוטה לא תהיה אמינה. אז איך גורמים למכונה לחקות פעולת נפנוף כנפיים?
 

הרובז תלויה באופן בלעדי בנפנוף כנפיים כדי להניע. למעשה, זו הייתה התכנית המקורית של האחים רייט, שהוחלפה באחת הכוללת כנפיים עומדות ומדחפים. רוברט ג'ונקר (
Robert Jonker), מנהל תפעול בקליר פלייט סולושנס (Clear Flight Solutions), טוען שעבד על הרובז 13 שנים ויותר בכדי לחקות את כיפוף ועילוי כנף הבז הנודד, שנבחר כיוון שהוא נפוץ בעולם ולכן חיות רבות נרתעות ממנו.
3, 2, 1... ממריאים: אדמונטון היה שדה”ת הראשון שבו ניסו את הרובז, לתקופה של 3 חודשים. לאחר שג'ול ווג'נובסקי (Jul Wojnowski), מומחה לחיות בר, נסע בשטח שדה”ת העצום ובחן איפה להקות הציפורים ואילו מינים נוכחים, מפעילי הרובז החליטו היכן להטיס אותה, בעודם משנים את לוח זמני ההטסות. זאת כיוון שחייבים לבצע את ההטסות באקראיות, אחרת הציפורים יתרגלו לשגרה מסוימת. את הרובז מטיסים על ידי השלכה מהיד והיא מסוגלת לשהות 15 דקות באוויר, 10 דקות יותר מבז שמבצע טיסות בטבע.
מממצאים ראשונים ניתן לראות שהרובז אכן גורמת לציפורים לעזוב את אזורי התעופה שלהן. זה לא בהכרח יחליף אמצעים אחרים אבל זהו כלי טוב. וככל שהטכנולוגיה והטכניקות יתפתחו, הרובז תהיה משמעותית ויעילה יותר.
אז כבר באביב הקרוב, כאשר הציפורים יחזרו לשדה”ת אדמונטון, יחכה להם הדורס המכני בשמיים.
 

חדש(נ)ות מהטבע נובמבר 2017

קוראים יקרים שלום,

החודש נדווח על הזוכה במקום הראשון בתחרות Biomimicry global design challenge, חברת Nexloop  שפיתחה מערכת ביומימטית לקצירת, אחסון, והפצת מים כפתרון לצורך הולך וגובר במקורות מים ומזון בערים. עוד נרחיב על שני פיתוחים רפואיים הקשורים לדם. האחד, מכשיר להוצאת גורמים מזהמים מהדם בהשראת הטחול, והשני, התקן לזיהוי תאים סרטניים בדגימת דם, בהשראת זרועות המדוזה.
נסיים בדיווח על דלק ביולוגי בהשראת האצה הכחולה.

 אנו שמחים לבשר על:

1.      פתיחת ההרשמה לקורס ביומימיקרי בשיתוף לשכת המהנדסים. קורס בן 48 שעות אקדמיות הכולל גם סיור חוויתי בספארי. לראשונה הקורס מוכר לגמול השתלמות. קישור לסילבוס והרשמה.

2.      כנס ביומימיקרי – אקדמיה ותעשייה יתקיים השנה במתכונת בינלאומית בשיתוף
ISBE - International Society of Bionic Engineering
 
הכנס יתקיים ב- 14.06.18 באוניברסיטת תל אביב בשפה האנגלית. שמרו את התאריך.
מצ"ב קישור לקול קורא. יש להגיש תקצירים עד ה- 01.01.2018. גורמים מהתעשייה המעוניינים להציג בכנס מוזמנים לפנות ל: yael@biomimicry.org.il

 גם החודש שמחים לפנות לחוקרים ומהנדסים המעוניינים לתמוך בתוכניות חינוך בתחום הביומימיקרי ברחבי הארץ. השנה התוכניות מועברות בכל הארץ בשיתוף תעשיידע. קישור לפרטים.

 
בברכת קריאה מהנה

צוות ארגון הביומימיקרי הישראלי