admin26.06.2018

Научные открытия, которые людям помогли совершить животные

Они не носят белых халатов, не берут в руки пробирки, но существа большие и маленькие могут помочь учёным изучать глобальное потепление, проблемы рака, землетрясения и многое другое. Узнаем, как!

Суслики помогают космонавтам

Невесомость оказывает глубокое влияние на организм человека: астронавты, которые возвращаются из даже кратких посещений космоса, страдают от значительных проблем с мышцами и костями и проводят недели, восстанавливая свои силы. Для подсказок о том, как исправить эту проблему, учёные внимательно изучают американского суслика, пушистого грызуна, который пробуждается от многомесячной спячки без заметной разницы в мышцах или костях. Если мы сможем понять, как они это делают, мы можем воспроизвести это у людей.

Плюшевый суслик.

Киберплазма на основе морской миноги

Киберплазма, микро-робот по образцу морской миноги, вскоре сможет плавать внутри вас.

Этот робот будет иметь биомимикирующие роботизированные компоненты с фактическими клетками млекопитающих, чтобы создать роботизированные системы и датчики, которые реагируют на стимулы, такие как химикаты и свет, как это делают живые организмы. Датчики "глаз" и "носа" робота будут получены из клеток животных, а искусственная электронная нервная система будет записывать данные из окружения киберплазмы и реагировать на внешние стимулы через искусственные мышцы, которые питаются от глюкозы.

Вся система строится по образцу морской миноги, существа из Атлантики с простой нервной системой, которую сравнительно легко имитировать. Используя миногу в качестве модели, исследователи надеются создать прототип длиной в один сантиметр, способный самостоятельно плавать и ощущать. Версии в будущем планируется строить в нано-маштабе, чтобы они смогли плавать внутри человеческого тела и искать потенциальные заболевания.

Нарвалы мониторят изменения климата

Фигурка нарвала от Safari.

Учёные, надеющиеся зафиксировать последствия изменения климата в водах Гренландского залива Баффин, заручились помощью нарвалов, так называемых "единорогов океана", известных своими одиночными 3-метровыми бивнями и способностью противостоять замерзанию воды. В 2010 году морской биолог из Вашингтонского университета Кристин Лэйдре и её команда прикрепили термометры и спутниковые передатчики к 14 нарвалам и отслеживали китов, пока они проводили зиму в заливе. Полученные данные включали наиболее полный сбор данных о температуре воды, когда-либо зарегистрированных для данного района.

Бионический ассистент на основе хобота слона

Безопасное взаимодействие человека и машины!

На первый взгляд, ассистент работает как гибкая рука, смоделированная на основе хобота слона. Система используется исследователями Festo (немецкими разработчиками модели) в качестве платформы, которая сочетает в себе широкий спектр технологий и компонентов.

Бионический ассистент работает в лёгком, свободном режиме, безопасно даже при непосредственном контакте между человеком и машиной. В 2012 году разработчики добавили в ассистент функцию распознавания образов и речи. Это позволяет системе брать предметы без потребности для программирования или ручной операции. Адаптивные захватные пальцы позволяют брать даже хрупкие сложные формы.

Таким образом, Festo предлагает новые подходы к вопросу о том, как человек может взаимодействовать с машинами на заводе завтрашнего дня простым, эффективным и, прежде всего, безопасным способом.

Данио-рерио раскрывают тайны рака

Удивительно, но у рыбок данио-рерио и людей есть значительное количество общих генов, включая ген, связанный с раком толстой кишки. Эти прозрачные полосатые рыбки хорошо размножаются и развиваются до взрослых особей в течение всего нескольких дней, и это позволяет учёным исследовать рак в медицинских исследовательских центрах, изучая их развивающиеся клетки. Нет предела воздействия, которая эта рыбёшка может оказать на разгадку тайны болезни человека.

Крысы обнаруживают мины

В Мозамбике, Таиланде, Камбодже и других странах скрытые наземные мины, оставшиеся после десятилетий военных конфликтов, всё ещё усеивают ландшафт, препятствуя развитию стран и замедляя экономический рост. К счастью, Танзанийская организация Apopo, возможно, нашла четвероногое решение. Группа обучает гамбийских хомяковых крыс вынюхивать мины, которые затем обезвреживаются. Крысы достаточно лёгкие, чтобы не взорвать мину и могут надёжно проверить землю быстрее, чем человек с металлоискателем.

Дикие животные предсказывают землетрясения

Увлекательное исследование в Перу может подтвердить широко распространённое мнение, что животные обнаруживают землетрясения за несколько недель до того, как они слкчатся. За 23-дневный период до землетрясения магнитудой 6,9, которое произошло к югу от Лимы 28 октября 2011 года, учёные зафиксировали уменьшение количества животных. За неделю до землетрясения специалисты не наблюдали в данном районе движений животных вообще. Животные имеют потенциал быть надёжными прогнозистами землетрясений и могут быть использованы наряду с другими системами мониторинга.

Пиявки показывают, какие животные находятся в лесу

В густом лесу вы, вероятно, не можете обнаружить всех животных, живущих там. Вот почему учёные обращаются к пиявкам и жукам, чтобы они рассказали им о лесных животных. Паразиты содержат ДНК животных, от которых они питаются, поэтому исследователи надеются, что их изучение поможет им изучить разнообразие млекопитающих в Папуа Новой Гвинее, не выслеживая самих животных.

Попугаи нашли дыры в принятых теориях

Учёные привязали крошечные очки на попугая, затем отправили его пролететь через лазеры. Результаты показали, что вихри воздуха двигались иначе, чем предсказывали установленные научные теории. Все три опробованные модели оказались очень неточными, потому что они делают предположения, которые не обязательно верны.

Глаз лобстера и рентгеновская астрономия

Мягкая игрушка Russ "Лобстер Пиперс: Берни".

Британские астрономы разрабатывают революционный новый рентгеновский телескоп, который основан на глазах омара. Повторяя способность ракообразных наблюдать объекты вокруг него, не поворачивая головы, учёные уверены, что новый инструмент позволит сделать большой прорыв в рентгеновской астрономии.

Небо, наблюдаемое на рентгеновских длинах волн, является непредсказуемым. Многие источники светлеют без предупреждения, а затем исчезают так же внезапно. Другие циклически меняются в течение периода, который может варьироваться от минут до лет.

Таким образом, идеальный рентгеновский телескоп будет наблюдать всё небо, всё время — идеал, который может показаться недостижимым, но к которому приближается концепция "глаза лобстера". Большим преимуществом является почти неограниченное поле зрения.

Глаз Омара по существу — массив трубчатых каналов с квадратным поперечным сечением. Новый инструмент окажет влияние почти на все области астрофизики: от исследований рентгеновского излучения комет до звёзд и квазаров, от регулярных рентгеновских двойников до катастрофических событий взрыва сверхновой и загадочных гамма-всплесков.

Киты и секрет долголетия

Как самые долгоживущие млекопитающие в мире, гренландские киты могут скрыть омолаживающие секреты для людей. Исследователи считают, что ключом к жизни до 211 лет было отсутствие у китов рака, что ещё более впечатляет, учитывая тот факт, что у китов в 2000 раз больше клеток, чем у людей, и у них должен быть гораздо более высокий риск рака. Учёные пытаются найти ключ в их геномах к тому, в чём причина их долголетия.

Зимородки вдохновили появление пулевых поездов

Когда японские инженеры изобрели сумасшедшие скоростные 200-мильные "поезда-пули" (Синкансэн), они не учли звуковой хлопок, который создавали поезда, покидая туннели. Поезд толкает перед собой воздух, создавая стену ветра. Когда эта стена ударяется о воздух за пределами тоннеля, возникает громкий звук, а поезд испытывает колоссальное давление. При этом пассажиры жаловались на неуловимое ощущение того, что поезд сплющивается. Чтобы заставить свои поезда замолчать, учёные взяли идею от зимородков, чьи остроконечные клювы позволяют им нырять в воду без всплеска. С новыми длинными носами высоко-эффективные поезда стали более тихими. Форма клюва зимородка оказалась оптимальной для лобовой части поезда. Сегодня у японских высокоскоростных поездов длинная, похожая на птичий клюв лобовая часть, которая помогает им тихо и спокойно выезжать из тоннелей.

Кроме того, кое-что взято здесь и от совы: конструкция носа похожа на совиные крылья, которые настолько бесшумны, что их не слышат даже мыши.

Овцы и козы предсказывают извержения вулканов

Отслеживая коз и овец в Италии, немецкий учёный Мартин Викельский обнаружил, что скот может предсказать извержения вулканов за четыре-шесть часов. Они просыпались и нервно шагали, а затем переходили в безопасные районы — и чем больше растительности было в месте, тем больше вероятность того, что лава пропускала его раньше.

Октобот, мягкотелый робот, который движется как осьминог

Octobot — автономный робот, стилизованный под осьминога. Пневматическая сеть (розового цвета) встроена в корпус и сверхупругие рычаги привода (синего цвета).

Наши будущие повелители роботов никогда не выглядели такими мягкими. Команда учёных, возглавляемая Гарвардским университетом, сумела создать полностью мягкого робота, вдохновлённого осьминогом. Такие роботы могут быть использованы для поиска и спасения, разведки и более безопасного взаимодействия с людьми.

Традиционно роботы рассматривались как жёсткие, угловые объекты, изготовленные из металла и других жёстких материалов (вспоминаем C-3PO в Star Wars).

C-3PO из Звёздных войн. Фигурки Игровая атрибутика.

Но для этого есть хорошая историческая причина. Роботы обычно используются в производственных контекстах, которые включают хорошо структурированные среды. Но если вы вытащите этих роботов из фабрик и поместите их в реальный мир, всё станет рискованным. Они не очень-то безопасны для людей, потому что сделаны из твёрдых частей и не могут точно регулировать силу, которой они обладают. Таким образом, исследователи работали над созданием мягких (или, по крайней мере, более мягких) роботов в течение десятилетий, и со временем они становились всё лучше и лучше. Они искали вдохновение от природы, смотря на разных животных, от медуз до тараканов. Но создание полностью мягкого робота остаётся сложной задачей.

Наука биомиметика (бионика)

Сегодня наука, занимающаяся копированием природы и известная под названием биомиметика (бионика), превратилась в отрасль с многомиллиардными капиталами. Здесь нас ждём ещё много открытий и изобретений.