تقنية

ما هي المحاكاة الحيوية؟ وما هي أهم تطبيقاتها؟

<div id&equals;"wtr-content" &NewLine;&Tab; &Tab;data-bg&equals;"&num;FFFFFF" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-width&equals;"6" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mute&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-fgopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedopacity&equals;"1&period;00" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement&equals;"bottom" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-content-offset&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-placement-touch&equals;"bottom" &NewLine;&Tab;&Tab; data-placement-offset-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-transparent&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-shadow&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-touch&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;data-non-touch&equals;"0" &NewLine;&Tab; &Tab;data-comments&equals;"" &NewLine;&Tab; &Tab;data-commentsbg&equals;"&num;ffcece" &NewLine;&Tab; &Tab;data-location&equals;"page" &NewLine;&Tab; &Tab;data-mutedfg&equals;"&num;dd9933" &NewLine;&Tab; &Tab;data-endfg&equals;"transparent" &NewLine;&Tab; &Tab;data-rtl&equals;"1" &NewLine;&Tab; &Tab;>&NewLine;<p>ما هي المحاكاة الحيوية؟ وما هي أهم تطبيقاتها؟ تعرف <strong>&colon;«<&sol;strong>المحاكاة الحيوية-Biomimetics» بأنها عملية محاكاة <strong>«<&sol;strong>النماذج-models» والأنظمة&nbsp&semi; وعناصر الطبيعة بقصد استخدامها&nbsp&semi; في حل بعض المشاكل المعقدة التي تواجه البشرية وهو علم حديث النشأة&period; اُشتقت كلمة&nbsp&semi;<strong>«<&sol;strong>Biomimetics» من الكلمة اليونانية <strong>«<&sol;strong>βίο&sigmav;» وتعني الحياة و <strong>«<&sol;strong>μίμησι&sigmav;»Ùˆ تعني المحاكاة أو التقليد&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">ما هي أهم المحطات الرئيسية والبدايات في تاريخ علم المحاكاة الحيوية؟<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>مع مطلع القرن العشرين، استلهم البشر العديد من التقنيات من الكائنات الحية وفي فيما يلي أهم تلك التقنيات&colon;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>1903 أول نموذج طيران&colon;<&sol;strong> نجاح نموذج «Ø§Ù„أخوين رايت-Orville and Wilbur Wright’s» في الطيران لأقل من دقيقة، حيث كانت آلية التحكم بالجناح مستوحاة من الطريقة التي تستخدم فيها الطيور تيارات الهواء لتكسب قوة دفع وتغيير الاتجاه&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>1969 البداية&colon;<&sol;strong> استخدم عالم الفيزياء الحيوية «Ø£ÙˆØªÙˆ شميت-otto Schmitt» مصطلح «Ø§Ù„محاكاة الحيوية-biomimicry» لأول مرة&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>1986 تطوير المركبات الفضائية&colon;<&sol;strong> اختبرت وكالة ناسا وشركة «3M» الأمريكية تكنولوجيا مستوحاة من الأخاديد الموجودة في جلد سمكة القرش، عبارة عن أسنان صغيرة تُربط مع الغلاف الخارجي للمركبة الفضائية بمادة لاصقة لتقليل قوة الإعاقة للهواء وتجعل من المحرك النفاث أفضل من حيث الحركة الهوائية&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>1997 الكتاب الأهم للمحاكاة الحيوية&colon;<&sol;strong> ألفت الكاتبة والعالمة «Ø¬Ø§Ù†ÙŠÙ† بينيوس- Janine Benyus» كتابها «Biomimicry&colon; Innovation Inspired by Nature»ØŒ وهي الآن تعتبر المبشرة الأهم بعلم المحاكاة الحيوية&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>2012 عبوات مائية&colon;<&sol;strong> أنتجت جامعة بوسطن عبوات ماء مستوحاة من خنفس صحراء ناميب الذي يسحب الماء عن طريق جمع الماء المتكاثف بواسطة المضخات المكروسكوبية الموجودة في الجزء الخلفي من جسمه، بالتالي تجمع هذه العبوات الرطوبة الجويّة وتقوم بتخزين حتى 3 ليترات من الماء القابل للشرب كل ساعة&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>2014 ابتكار بطارية تخزين&colon;<&sol;strong> صمم علماء ومهندسين من جامعة هارفارد بطارية من جزيئات ذات أساس كربوني متوفرة في الطبيعة تدعى«Ø§Ù„كينونات-quinone»ØŒ مشابهة لتلك التي تخزن الطاقة في النباتات والحيوانات&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading"><strong>أهم التطبيقات التقنية والهندسية المستوحاة من الكائنات الحية<&sol;strong><&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>على الرغم من البراعة المذهلة والقدرة الهندسية التي أظهرها البشر على مدى آلاف السنين الماضية ، فإننا نبحث باستمرار عن إلهام جديد وطرق لتحسين تصميماتنا ونمط حياتنا&period; ليس غريبًا أن يتخذ البشرمن الطبيعة مرجع لهم نظرًا لأن الكائنات الحية مرت بمراحل التطور خلال ملايين السنين حتى وقتنا الحاضر لذا فمن المنطقي أن يصمم البشر تقنياتهم اعتمادًا على تصميم الكائنات الحية وفيما يلي أبرز تلك التقنيات&colon; <&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>1 – بدلة السباحة المستلهمة من جلد سمكة القرش&colon;<&sol;strong> استخدمت في الأولمبياد الصيفية لعام&nbsp&semi; 2008 حيث ارتداها السباح مايكل فيليبس، وتظهر تحت المجهرمؤلفة من عدد لا نهائي من الأسنان الصغيرة التي تتحرك محاذية لاتجاه جريان الماء مما يسهل عملية السباحة&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>2<strong>&&num;8211&semi;&nbsp&semi; بدلة غوص مستوحاة من جلد السمور&colon;<&sol;strong> يتألف جلد السمور من طبقة كثيفة من الدهن تجعله دافئًا أثناء الغوص والسباحة، وأيضا ً&nbsp&semi; يمتلك فرو كثيف يحصر الجيوب الهوائية الدافئة بين الطبقات مما يجعله جافًّا، وقد صمّم المهندسون بمهعد ماساتشوستس للتكنولوجيا جلود مطاطية تشبه الفرو ويمكن استخدامها مثلا ً في بذلات الغوص&period; &nbsp&semi;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>3- لاصق «ÙÙŠÙ„كرو-Velcro»&colon; <&sol;strong>المستخدم في الأحذية والذي استوحاه المهندس السويسر&nbsp&semi;«Ø¬ÙˆØ±Ø¬ دي ميسترال-George de Mestral» من «Ø§Ù„قشوروالشوك-burrs» الموجودة في جلد الكلب&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>4<strong>-عنفات مستوحاة من الحيتان &colon;<&sol;strong> اكتشف العلماء في جامعة دوك في أميركا أن النتوءات الموجودة في الحافة الأمامية لزعنفة الحوت تقلل حوالي 32 بالمائة من قوة الإعاقة وتزيد من قوة الرفع 8 بالمائة، وتقوم الشركات حاليًّا&nbsp&semi; بتطبيق هذه الفكرة على شفرات عنفات الرياح &nbsp&semi;ومراوح التبريد وأجنحة الطائرات&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image"><figure class&equals;"aligncenter size-large"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2020&sol;11&sol;whale&period;png" class&equals;"wp-image-32797" &sol;><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>5- أشكال الطائرت المستوحاة من شكل أسراب الطيور<&sol;strong>&colon; يزيد التشكيل على شكل حرف V لأسراب الطيور من القدرة على الطيران بمقدار 70 بالمائة، عندما يقوم أحد الطيور بخفق جناحيه، تنشأ قوة رفع صغيرة ترفعه للخلف وعندما يمر كل طائر يضيف طاقته إلى السرب مساعدًا باقي الطيور على البقاء في حالة الطيران&period; فكر علماء من جامعة ستانفورد باستخدام هذا التكتيك عند التقاء طائرات الساحل الغربي للولايات المتحدة مع الساحل الشرقي، حيث تتجمع الطائرات على شكل V مما يوفر حوالي 15 المائة من استهلاك الوقود مقارنة مع الطيران المنفرد&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image"><figure class&equals;"aligncenter size-large"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2020&sol;11&sol;04c947f7ee9827e3dc829d13a66c6236&period;gif" class&equals;"wp-image-32798" &sol;><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><strong>6- الطلاء المستوحى من زهرة اللوتس&colon;<&sol;strong> يوجد على سطح زهرة اللوتس نتوءات شبيهة بالأظافر تعمل على منع جزيئات الغبار من التجمع على الورقة، وقد قامت شركة Ispo الألمانية بتطوير طلاء يملك نفس الخواص &period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image"><figure class&equals;"aligncenter size-large"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2020&sol;11&sol;lots&period;png" class&equals;"wp-image-32796" &sol;><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p> <strong>7- تجميع الماء المستوحى من خنفساء ستينوكارا&colon;<&sol;strong> تمتلك خنفساء ستينوكارا التي تعيش في الصحاري مضخة تجمع الرطوبة المتكاثفة والضباب ويحاول العلماء من معهد ماساتشوستس ابتكار مواد بنفس هذه الخاصية تقوم بجمع المياه من الهواء&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<div class&equals;"wp-block-image"><figure class&equals;"aligncenter size-large"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2020&sol;11&sol;bug&period;png" class&equals;"wp-image-32795" &sol;><&sol;figure><&sol;div>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p>وأخيرًا تكمن أهميّة المحاكاة الحيوية في كون النماذج المستوحاة من الطبيعة مستدامة بيئيًّا، وتوفر في استهلاك الطاقة، وتقلل من الهدر، وتقلل من كلفة التصنيع، والكثير من الميزات الأخرى&period;<&sol;p>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<h2 class&equals;"wp-block-heading">المصادر<&sol;h2>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<p><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;treehugger&period;com&sol;amazing-examples-of-biomimicry-4869336" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">treehugger<&sol;a><br><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;sciencefocus&period;com&sol;future-technology&sol;biomimetic-design-10-examples-of-nature-inspiring-technology&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">sciencefocus<&sol;a><br><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;en&period;wikipedia&period;org&sol;wiki&sol;Biomimetics" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">wikipedia<&sol;a><br><a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;foreignpolicy&period;com&sol;2014&sol;12&sol;01&sol;biomimetics-a-short-history&sol;" target&equals;"&lowbar;blank" rel&equals;"noreferrer noopener">foreignpolicy<&sol;a><&sol;p>&NewLine;<div class&equals;"uwp&lowbar;widgets uwp&lowbar;widget&lowbar;author&lowbar;box bsui sdel-9a8e25eb" ><div class&equals;"d-block text-center text-md-start d-md-flex p-3 bg-light ">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;kaher-mohamed-abdo-nagy&sol;"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;wp-content&sol;plugins&sol;userswp&sol;assets&sol;images&sol;no&lowbar;profile&period;png" class&equals;"rounded-circle shadow border border-white border-width-4 me-3" width&equals;"60" height&equals;"60" alt&equals;"Qaher Naji"><&sol;a>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<div class&equals;"media-body">&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<h5 class&equals;"mt-0">Author&colon; <a href&equals;"https&colon;&sol;&sol;elakademiapost&period;com&sol;profile&sol;kaher-mohamed-abdo-nagy&sol;">Qaher Naji<&sol;a><&sol;h5>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<p>درست تخصص هندسة كهربائية والكترونية، حاصل على درجة الماجستير في قسم التحكم الآلي، مهتم بالتكنولوجيا والهندسة&period;<&sol;p>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div>&NewLine;&Tab;&Tab;&Tab;<&sol;div><&sol;div><&sol;div><div style&equals;'text-align&colon;center' class&equals;'yasr-auto-insert-visitor'><&excl;--Yasr Visitor Votes Shortcode--><div id&equals;'yasr&lowbar;visitor&lowbar;votes&lowbar;6386cdd82752e' class&equals;'yasr-visitor-votes'><div class&equals;"yasr-custom-text-vv-before yasr-custom-text-vv-before-32790">اضغط هنا لتقييم التقرير<&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-second-row-container-6386cdd82752e' &NewLine; class&equals;'yasr-vv-second-row-container'><div id&equals;'yasr-visitor-votes-rater-6386cdd82752e' &NewLine; class&equals;'yasr-rater-stars-vv' &NewLine; data-rater-postid&equals;'32790' &NewLine; data-rating&equals;'0' &NewLine; data-rater-starsize&equals;'32' &NewLine; data-rater-readonly&equals;'false' &NewLine; data-rater-nonce&equals;'79bfbbed13' &NewLine; data-issingular&equals;'true' &NewLine; ><&sol;div><div class&equals;"yasr-vv-stats-text-container" id&equals;"yasr-vv-stats-text-container-6386cdd82752e"><svg xmlns&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;w3&period;org&sol;2000&sol;svg" width&equals;"20" height&equals;"20" &NewLine; class&equals;"yasr-dashicons-visitor-stats" &NewLine; data-postid&equals;"32790" &NewLine; id&equals;"yasr-stats-dashicon-6386cdd82752e"> &NewLine; <path d&equals;"M18 18v-16h-4v16h4zM12 18v-11h-4v11h4zM6 18v-8h-4v8h4z"><&sol;path> &NewLine; <&sol;svg><span id&equals;"yasr-vv-text-container-6386cdd82752e" class&equals;"yasr-vv-text-container">&lbrack;Average&colon; <span id&equals;"yasr-vv-average-container-6386cdd82752e">0<&sol;span>&rsqb;<&sol;span><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-loader-6386cdd82752e' class&equals;'yasr-vv-container-loader'><&sol;div><&sol;div><div id&equals;'yasr-vv-bottom-container-6386cdd82752e' class&equals;'yasr-vv-bottom-container'><&sol;div><&sol;div><&excl;--End Yasr Visitor Votes Shortcode--><&sol;div>

Related Post
Qaher Naji

درست تخصص هندسة كهربائية والكترونية، حاصل على درجة الماجستير في قسم التحكم الآلي، مهتم بالتكنولوجيا والهندسة.

View Comments

Share
Published by
Qaher Naji

Recent Posts

بديل اللحم النباتي المبتكر.. ثورة صحية على مائدتك من دقيق عباد الشمس!

وفقاً للباحثين، يمهد هذا الابتكار الطريق لاستخدام عباد الشمس على نطاق واسع في صناعة الأغذية…

4 ساعات ago

فك شفرة الزمن: جينوم مصري قديم بعمر 4800 عام يعيد كتابة تاريخ البشرية

في خطوة علمية رائدة تُحدث تحولاً جذرياً في فهمنا لأصول الحضارة المصرية القديمة، نجح فريق…

يوم واحد ago

ثورة في فهمنا للتطور: ديدان الأرض تُعيد كتابة قوانين التطور

لطالما سيطرت نظرية التطور لداروين، التي تفسر الحياة على أنها نتاج تراكم بطيء وتدريجي لتغيرات…

يوم واحد ago

الجينوم الزراعي: مستقبل الأمن الغذائي ومقاومة التغيرات المناخية

شراكة عالمية بين أكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا وجامعة ولاية فرجينيا الغربية مصر والولايات المتحدة إطلاق…

يومين ago

الصندوق الأسود داخل الخلية يُفتح أخيراً: “الهيميفيوزوم”، كيف ستعيد “محطة شحن” خلوية كتابة الطب الحديث؟

في كل لحظة، وداخل كل خلية من خلايا أجسادنا التي تُعد بالمليارات، تحدث عمليات معقدة…

3 أيام ago

نحو مستقبل خالٍ من اللدائن الدقيقة: كيف تفتح البامية والحلبة آفاقًا جديدة لمكافحة التلوث البلاستيكي في المياه؟

يُمثل التلوث باللدائن الدقيقة (Microplastics) تحديًا بيئيًا عالميًا متصاعدًا وغير مرئي، يهدد سلامة أنظمتنا البيئية…

4 أيام ago