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“Sistemas Bioinspirados”
sistemas bioinspirados
ou
sistemas biomiméticos (Biomimetics)
ou
sistemas biónicos
Quando a ciência se inspira na natureza, seja
1) imitando os seus modelos, ou
2) valorizando os seus conhecimentos, ou
3) mudando o paradigma da extracção pura e simples
a) pelo do aprendizado, ou
b) pelo fazer as coisas à maneira da natureza.
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Os benefícios do estudo dos sistemas bioinspirados podem ser
vistos em muitas aplicações, incluindo aerodinâmica de veículos,
estruturas, materiais multifuncionais, drogas, robôs, etc., etc.
Sistemas bioinspirados estão a tornar-se comum nos meios
científicos, e já está vinculado no trabalho de diversos cientistas
(engenheiros, químicos, físicos, biólogos, etc.) que procuram
copiar os processos biológicos e aplicá-los em diferentes áreas
tecnológicas e científicas.
A ideia fundamental é:
“se a natureza levou milhões
de anos para aprimorar os seus
próprios mecanismos, por que
não copiá-los?”
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Quando se fala em adaptar a forma à função, a natureza nos dá
inúmeros exemplos:
são duas vezes mais duras que a cerâmica
produzida pela tecnologia actual
tecem fios (teia) que são cinco vezes mais
resistentes que o aço
conchas marinhas (marine shells)
aranhas (spiders)
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é uma substância calcária de origem animal, ‘dura’ e ‘brilhante’.
Ela é produzida principalmente por moluscos bivalves.
madrepérola ou nácar (mother of pearl)
inspiração para:
cerâmica mais dura já fabricada pelo homem e
outras aplicações tal como a concepção de próteses.
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mesmo debaixo de água, se grudam nas rochas com uma força
muito maior que qualquer tipo de cola já inventado até então
mexilhões (mussels)
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velcro
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velcro
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velcro
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Arctium lappa, or spiny cocklebur, or velcro weed
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Arctium lappa,
or spiny cocklebur,
or velcro weed
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VELCRO = velours + crochet [em francês]
(veludo) (gancho)
• inventado por Georges de Mestral (suíço) em 1941
• patenteado em 1951
Georges de Mestral identificou o princípio usado por esta
planta para espalhar suas sementes (pequenos ganchos que
se entrelaçam com pequenos laços) e reproduziu-o no
velcro.
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Produção de velcro
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morcegos (bats)
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morcegos (bats)
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radar
inspiração para:
morcegos (bats)
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radar
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A água escorre pelas micro ranhuras reduzindo assim o atrito
As escamas também inibem a adesão de algas
formada por escamas
pele de tubarão (shark skin)
que dão-lhes vantagens
hidrodinâmicas como reduzir a
turbulência enquanto nadam
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• material que é rígido sem ser quebradiço
• reduz a quantidade de ‘arrasto’ conforme o tubarão nada
• diminui o ‘atrito’ da água que flui pelo corpo do tubarão
• se livra das parasites
• minimiza a área na qual os ‘organismos’ (mexilhões) podem aderir
• o tubarão é dos peixe que se locomove de forma mais ‘eficiente’
pele de tubarão (shark skin) é coberta por pequenas escamas
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• fatos de competição para natação
inspiração para:
pele de tubarão (shark skin)
Michael Phelps
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• fatos de competição para natação
inspiração para:
pele de tubarão (shark skin)
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Michael Phelps
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Michael Phelps
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• fatos de competição para natação
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• revestimentos para os cascos dos navios (ship design)
pele de tubarão (shark skin)
também inspiração para:
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• revestimentos para os cascos dos navios (ship design) economia de milhões de euros em combustível e custos de limpeza
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• revestimentos para os cascos dos submarinos também
• aviões militares também
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pele de tubarão (shark skin)
• fatos de competição para a natação
• revestimentos para os cascos dos navios
• revestimentos para os cascos dos submarinos
• aviões militares
• revestimentos para carros
Toyota claims
that it improves
gas mileage by
18-20%
inspiração para:
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O baixo coeficiente de arrasto ajuda o peixe-cofre a ter velocidade
equivalente a seis vezes o comprimento de seu corpo por segundo,
usando como estabilizadores as bordas da carapaça em forma de
quilha.
peixe-cofre (box fish)
inspiração para:
Bionic Car da Mercedes Benz
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O fluxo de ar do teste num
túnel de vento comprova a
excelente aerodinâmica do
veículo.
Prevê-se um rendimento
superior a 30 km por litro de
combustível.
peixe-cofre (box fish)
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formigas (ants)
Bioinformática também recorre a analogias com situações da vida e da
natureza para resolver problemas humanos usando ‘ciência da computação’,
como por exemplo:
o ‘controlo do tráfico’inspiração para:
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o ‘controlo do tráfico’
Los Angeles
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térmitas (termites)
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sistemas natural de ventilação
casa das térmitasinspiração para:
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Eastgate Centre, Harare, Zimbabwe
sistema natural de
ventilação inspirado
nas térmitas
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sistema natural de ventilação no Eastgate Centre (Zimbabwe)
o primeiro edifício no mundo a utilizar arrefecimento natural
neste nível de sofisticação
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Parte interior
da asa do
Airbus 380
tem um design
semelhante
aos ossos das
aves (bird's
bones)
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bioinspired systems
Portanto:
Bionic Systems(from the scientific point of view)
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