Bio mimicry

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I am working at KWS (Kenya Wildlife Service) in Malindi, as a volunteer of JICA. My job is teacher of environment. This presentation is about invention of new technology, which human being studied about creatures. The primary industry in Kenya is safari. Therefore, there are various kinds of nature exist in Kenya. I wanted to tell children, which I think there are many chance to study those nature to develop new technology in Kenya.

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  • 探検隊の漫画 と 研究者の漫画 挿入
  • くちばしの空気抵抗についても書け
  • 課題 1 新幹線の高速走行実験を繰り返す中で、空気との衝突が原因で起こる騒音が問題になったのです。住宅のすぐ脇を走らなければならない日本の新幹線の騒音基準は世界一厳しく、 75 ホン以下と定められていました。この騒音基準は、一般の掃除機が出す音より小さいというのですから驚きます。 騒音の原因の一つは、電線から電気を供給するために車体から出っ張っている「パンタグラフ」でした。この出っ張りは、高速になるほど空気抵抗を増し、騒音の原因となる大きな空気の渦を発生させます。 仲津氏は、趣味のバードウォッチングに出かけた時に、鳥の中でフクロウが一番静かに飛ぶことを友人から聞きました。そこで氏は、フクロウに独特な風切り羽根に注目。風切り羽根にあるノコギリ状のギザギザが空気を拡散し、静かな飛行を実現することを発見しました。そして、新幹線のパンタグラフに風切り羽根をまねたギザギザをつけ、 30 %の騒音削減に成功したのです。
  • 仲津氏は、趣味のバードウォッチングに出かけた時に、鳥の中でフクロウが一番静かに飛ぶことを友人から聞きました。そこで氏は、フクロウに独特な風切り羽根に注目。風切り羽根にあるノコギリ状のギザギザが空気を拡散し、静かな飛行を実現することを発見しました。そして、新幹線のパンタグラフに風切り羽根をまねたギザギザをつけ、 30 %の騒音削減に成功したのです。
  • 蜂の巣 = ダンボール 六角形が規則正しく並んだ蜂の巣(ハニカム)の形を真似て  ダンボールなどを作る技術が有名です。  この技術は「航空機をいかに軽くするか」という研究から生まれました。  蜂の巣の構造を真似ることで、素材が驚くほど強度になりました。 
  • 痛くない注射針 蚊の針 = 痛くない注射針 兵庫県西宮市にあるライトニックスが開発したもので、蚊の針とほぼ同じ直径、一番太い部分が200マイクロメートル、1ミリの5分の1の細さで表面がギザギザの注射針です。  この針は、体の中で分解される、ポリ乳酸というプラスチックを使っているので針の中に薬を閉じ込めて注射でき、産業廃棄物にならずに環境にやさしいのです。
  • 蜘蛛の巣  イスラエルのヘブライ大学で、クモの糸と同程度の繊維を人工的に製造  この繊維は防弾チョッキや外科手術の糸 クモの糸の強度は、同じ太さの鋼鉄の 5 倍、 伸縮率はナイロンの 2 倍もあります。 パプアニューギニアでは竹の棒の間にこのクモの網を張って漁を行うほどです。  クモの糸を新たな繊維に生かせないかという試みが行われています。  クモの糸を利用する試みは古くから存在していますが、  最近では、イスラエルのヘブライ大学で、クモの糸と同程度の繊維を  人工的に製造することに成功しています。  この繊維は防弾チョッキや外科手術の糸への利用を検討しています。  近い将来、私たちが身につけているセーターやマフラーが  クモの糸から出来ている、そんな日が来るかも知れません。
  • 電子顕微鏡でヤモリの足の裏を撮影したものです。 ヤモリの足にはたくさんの毛が密集しています。  片足に50万本近い毛があり、さらに枝毛のようになっていて、 一本の毛の先端が100本から1000本の毛に分かれています。 その先端が大きく広がった構造をしていて、これらの面が  分子の間に働くファンデルワールス力と呼ばれる力で、  壁などに接触しくっついています。  一匹のヤモリはこのような構造を10億個も持っているそうです。 イギリスのマンチェスター大学の研究チームが  大量生産も可能な新素材の開発に成功しています。  このテープは0.5cm四方のもので100g以上のものを貼り付けることが可能で、 試験者がテープを手に巻きつけたところ、  片手で天井にぶら下がる事が出来たということです。  ただ、このテープは生産コストが高く、粘着力も長続きしないなど  商用化に時間がかかりそうだということです。  しかし、世界中でこうした研究が行われているので、  このテープを利用した手袋をはめてビルがよじ登れるかもしれません。
  • ハコフグの形をヒントに空気抵抗の少ないトラック 「バイオニック・カー」ベンツ デザインの原型は、魚のハコフグ( Yellow Box Fish ) 。 ハコフグをモデルにした車を使って走行実験を行ったところ、 実際に流体が滑らかに流れて抵抗が少ないことがわかりました。 モデル実験から得られた結果を基にして、試作車「バイオニック・カー」が作られました。 バイオニック・カーは、ハコフグの骨格を車体のボディ構造に応用することで、 ドアパネルの強度は 40 %強くなりました。 さらに、この骨格を車体全体に取り入れることで、 強度や衝突時の安全性を損なうことなく、 重量を従来の 3 分の 1 まで軽くすることができ、 また 20% の燃料節約を達成できました。 また、バイオニック・カーは箱形をしているので車内が広く、 快適に乗車することができる設計になっています。 ハコフグは、その名の通り「箱形」をしたフグの仲間で、 英語でもボックス・フィッシュ( box fish )と呼ばれています。 尾びれや胸びれを、パタパタと一生懸命動かして泳ぐ様がユーモラスなハコフグですが、 その形には素晴らしい性能が秘められているのです。 流線型ではない形は抵抗が大きそうに見えますが、 意外にも水が滑らかに流れて抵抗が少ないのです。 ハコフグの一番の特徴である箱形は、鱗(うろこ)が変形した 「骨板」と呼ばれる堅い板が連結してできており、 外敵から全身を守る非常に頑丈な甲羅として働いています。 見た目は不格好な上、他の魚のように体全体をくねらせて 速く泳ぐ事はできませんが、その代わりに、ハコフグは防御 と流体抵抗に優れた素晴らしい骨格を持っているのです。
  • サバンナの空調エコアイデア きのこと水で空調するシロアリの塚 アフリカのシロアリ塚の自慢はおいしい空気 きのこの栽培室で熱とCO2を制御し、 そびえるダクトで新鮮な空気を入れ換えます しかも夏は地下水を蒸発させて冷却。 寒い冬はきのこの発酵熱で30度に保ちます。
  • 中が空洞である蟻塚の空洞配列を模した空調システム 冷却装置のコストは従来の10%で済み、エネルギー消費もハラレ市内の同規模の施設と比べて35%も少ない。日中に建物の壁で熱を吸収し、夜間にファンを使用して内部へ送り込む仕組みだ。 最新の研究ではアリ塚は人間の肺のような 動きをするらしく、正しい構造の理解を深めれば、「風を取り込んで温度調節を行う今までにない画期的な手法の確立」につながる、とニューヨーク州立大学環境 科学森林学カレッジの生物学教授スコット・ターナー氏 シロアリのアリ塚(写真上)は、いわば小さな都市である。地下にまでトンネルが縦横に張り巡らされ、数十万匹が暮らす。さらに、内部の温度をほぼ一定に保つ仕組みが備わっているという。アフリカ南部のジンバブエでは1996年、シロアリの知恵を空調に応用したビルが建設された。
  • Bio mimicry

    1. 1. Bio Mimicry-Wisdom and Evolution- Takatoshi AKAI 23-1 JOCV KWS Malindi Marine Park
    2. 2. What is Bio Mimicry• To study about creatures and use their character to new technology
    3. 3. Rapid Train 1 In 1999, JR started project to develop new rapid train “Model 500” Previous type of rapid train took 6 hours from Tokyo to Hakata. Its distance is 1064.3km.Nairobi – Mombasa is 450km.15 hours by train.
    4. 4. Model
    5. 5. Tunnel Don Phenomenon• When the rapid train enter tunnel, it sounded like shot of air gun. This called “Tunnel Don Phenomenon”.• King Fisher dive into water to get fish. They are very fast, but there is only few spray.• Bill of King Fisher has less air resistance compare with other birds.In 1996 March, Japan invented new rapid train mimic with King Fisher, and solved “Tunnel Don Phenomenon”.
    6. 6. Rapid Train: Problem①Problem  Noise pollution Japanese rapid train has most strict standard towards noise. (↓75 phon) Much quiet, compare with vacuum cleaner.②Cause Pantograph Whirl of air increase with speed up. This whirl of air makes noise.
    7. 7. Rapid Train: Solution• Owl fly without noise at night.• Their feather has indent( ギザギザ ).• This indent diffuse air, so became noiseless.• The train reduced 30% of noise.
    8. 8. Air plane• Air plane also mimic wing of owl.• To reduce noise.• To reduce weight.
    9. 9. Corrugated CardboardHexagonal Honeycomb Structure. This technology was born by research of “How to lighter the air plane”. To mimic honeycomb structure, material became much stronger.
    10. 10. Injection without painInvented by Lightnix Inc. in Hyogo prefecture, Japan.As same as needle of mosquito, diameter is 200 micro meter. (1/5 of 1mm)The surface has indentation. ( ギザギザ )This needle made by plastic named lactic acid, which decompose inside body.So, put medicine inside the needle and insert into body.
    11. 11. Bulletproof vest• Hebrew University in Israel invented new fiber as same as spider thread.• This fiber use for bulletproof vest, and thread for surgical operation.• Spider thread is 5 times stronger than iron of same thickness.• Spider thread is 2 times more stretch compare with nylon.• In Papua New Guinea, people practice fishing by using this spider web and branch.
    12. 12. Gummed Tape Gecko has 500 thousands bristle on the hand. Each bristle branched 100 to 1000 bristle. So they can stick on the wall, which call “Van der Waals force”. In Manchester University invented new gummed tape researched by gecko. It can hold 100g by 0.5 square cm.
    13. 13. Bionic Car Benz Use style of body frame about new car. The door panel has 40% stronger than previous. The weight became 1/3 compare with previous. The fuel reduced 20% compare with previous. Yellow Box Fish has less current resistance. Also, the frame is strong to protect from enemy.
    14. 14. Air Conditioning SystemAir condition in Savanna.White ants use mushroom andwater to control air .To cultivate mushroom, reduce heatand CO2 inside of anthill.The high duct replace CO2 and freshair.In summer, cool down byevaporation of underground water.In winter, fermentation of mushroomstabilize temperature around 30℃ .
    15. 15. Air Conditioning System • Inside of anthill is cavern. • The cost of cooling down takes only 10% compare with previous system. • The energy consumption is 35% lower compare with other similar buildings. • Absorb heat during the day, and use fan to circulate heat at night.
    16. 16. East Gate Center• In 1996 Zimbabwe, constructed mega shopping center named “East Gate Center”.• This building applied air condition system of white ants.
    17. 17. Conclusion• In conclusion, human being started to learn from nature.• There are huge potentiality of new business and products in Bio Mimicry.

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