المحاكاة الحيوية

📅 آخر تحديث: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 14 صور
الموسوعة الحرة
لدغ
شريط لاصق
الخطافات الصغيرة الموجودة على ثمار البور (يسار) ألهمت شريط الفيلكرو (يمين) بتصميم الخطاف والحلقة.
كانت المحاور العملاقة لحبار الشاطئ ذي الزعانف الطويلة ( Doryteuthis pealeii ) حاسمة بالنسبة للعلماء لفهم جهد الفعل . [ 1 ]

المحاكاة الحيوية هي محاكاة نماذج وأنظمة وعناصر الطبيعة بهدف حل المشكلات البشرية المعقدة. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] مصطلحا "المحاكاة الحيوية" و"المحاكاة الحيوية" مشتقان من اليونانية القديمة : βίος ( bios ) وتعني الحياة، وμίμησις ( mīmēsis ) وتعني التقليد، من μιμεῖσθαι ( mīmeisthai ) وتعني التقليد، من μῖμος ( mimos ) وتعني الفاعل. وبذلك ، يصبح المعنى المشترك للكلمة هو محاكاة الحياة. ويُعدّ علم المحاكاة الحيوية مجالًا وثيق الصلة بهذا المجال . [ 5 ] أما المحاكاة الحيوية النانوية فهي تخصص في المحاكاة الحيوية النانوية على المستوى النانوي . [ 6 ] [ 7 ]

تُعدّ نظرية التطور سمةً مميزةً للأنظمة البيولوجية لأكثر من 3.8 مليار سنة، وفقًا لتقديرات ظهور الحياة المرصودة. [ 8 ] وتفترض النظرية تطور أنواع ذات أداء عالٍ باستخدام مواد شائعة. تتفاعل أسطح المواد الصلبة مع أسطح أخرى ومع البيئة، وتستمد خصائصها. تتميز المواد البيولوجية بتنظيم دقيق على المستويات الجزيئية والنانو والميكرو والماكرو، وغالبًا ما يكون هذا التنظيم هرميًا، مع بنية نانوية معقدة تُشكل في النهاية عددًا لا يُحصى من العناصر الوظيفية المختلفة. [ 9 ] وتنتج خصائص المواد والأسطح عن تفاعل معقد بين بنية السطح وشكله، والخصائص الفيزيائية والكيميائية. وتوفر العديد من المواد والأسطح والأشياء عمومًا وظائف متعددة.

قام المهندسون وعلماء المواد والكيميائيون وعلماء الأحياء بتصنيع مواد وهياكل وأجهزة متنوعة لأغراض تجارية، بينما قام الفنانون والمعماريون بتصنيعها لأغراض جمالية وهيكلية وتصميمية. وقد حلت الطبيعة مشاكل هندسية مثل القدرة على التئام الذات، وتحمل الظروف البيئية ومقاومتها، وكراهية الماء ، والتجميع الذاتي، وتسخير الطاقة الشمسية . ويُعدّ الأثر الاقتصادي للمواد والأسطح المستوحاة من الطبيعة كبيرًا، حيث يصل إلى مئات المليارات من الدولارات سنويًا على مستوى العالم.

تاريخ

من الأمثلة المبكرة على المحاكاة الحيوية دراسة الطيور والخفافيش لتمكين الإنسان من الطيران . ورغم أن ليوناردو دافنشي (1452-1519) لم ينجح قط في ابتكار "آلة طائرة"، إلا أنه كان مراقبًا دقيقًا لتشريح الطيور والثدييات وطيرانها، وقد دوّن العديد من الملاحظات ورسم العديد من الرسومات التخطيطية حول ملاحظاته، بالإضافة إلى رسومات تخطيطية لـ"آلات طائرة". [ 10 ] ويُزعم أن الأخوين رايت ، اللذين نجحا في تحليق أول طائرة أثقل من الهواء عام 1903، استوحيا فكرتهما من ملاحظاتهما للحمام أثناء الطيران. [ 11 ]

استوحى ليوناردو دافنشي تصميمه لآلة طائرة ذات أجنحة من بنية أجنحة الخفافيش.

خلال خمسينيات القرن العشرين، طوّر عالم الفيزياء الحيوية الأمريكي والموسوعي أوتو شميت مفهوم "المحاكاة الحيوية". [ 3 ] وخلال بحثه لنيل درجة الدكتوراه، طوّر جهاز شميت من خلال دراسة الأعصاب في الحبار، محاولًا هندسة جهاز يحاكي النظام البيولوجي لانتشار الإشارات العصبية . [ 12 ] وواصل تركيزه على الأجهزة التي تحاكي الأنظمة الطبيعية، وبحلول عام 1957، كان قد توصل إلى رؤية معاكسة للنظرة السائدة في الفيزياء الحيوية آنذاك، وهي رؤية أطلق عليها لاحقًا اسم "المحاكاة الحيوية". [ 3 ]

لا تُعدّ الفيزياء الحيوية موضوعًا بحد ذاتها، بل هي وجهة نظر. إنها منهجٌ لحلّ مشكلات العلوم البيولوجية باستخدام نظريات وتقنيات العلوم الفيزيائية. في المقابل، تُعتبر الفيزياء الحيوية أيضًا منهجًا بيولوجيًا لحلّ مشكلات العلوم الفيزيائية والهندسية، على الرغم من إهمال هذا الجانب إلى حد كبير.

— أوتو هربرت شميت، في التقدير، حياة من العلاقات [ 13 ]

في عام 1960، صاغ جاك إي. ستيل مصطلحًا مشابهًا، وهو علم الأحياء ، في قاعدة رايت-باترسون الجوية في دايتون، أوهايو، حيث كان يعمل أوتو شميت أيضًا. عرّف ستيل علم الأحياء بأنه "علم الأنظمة التي لها وظيفة ما مُستنسخة من الطبيعة، أو التي تُمثل خصائص الأنظمة الطبيعية أو نظائرها". [ 5 ] [ 14 ] وخلال اجتماع لاحق في عام 1963، صرّح شميت بما يلي:

دعونا نفكر فيما أصبح يعنيه علم الأحياء من الناحية العملية، وماذا ينبغي أن يعنيه هو أو كلمة مشابهة (أفضل مصطلح المحاكاة الحيوية) من أجل الاستفادة الجيدة من المهارات التقنية للعلماء المتخصصين، أو بالأحرى، ينبغي أن أقول، الذين يتخلون عن تخصصهم في هذا المجال البحثي.

— أوتو هربرت شميت، تقديراً لحياة مليئة بالروابط: أوتو هربرت شميت، 1913 - 1998

في عام 1969، استخدم شميت مصطلح "المحاكاة الحيوية" في عنوان إحدى أوراقه البحثية، [ 15 ] وبحلول عام 1974، أُدرج المصطلح في قاموس ويبستر . وكان مصطلح "علم الهندسة الحيوية" قد دخل القاموس نفسه في وقت سابق من عام 1960، حيث عُرِّف بأنه "علم يهتم بتطبيق البيانات المتعلقة بوظائف الأنظمة البيولوجية لحل المشكلات الهندسية". واكتسب مصطلح "علم الهندسة الحيوية" دلالة مختلفة عندما أشار مارتن كايدن إلى جاك ستيل وعمله في رواية "سايبورغ" ، والتي نتج عنها لاحقًا المسلسل التلفزيوني " الرجل ذو الستة ملايين دولار" عام 1974 ، بالإضافة إلى مسلسلات مشتقة منه. وأصبح مصطلح "علم الهندسة الحيوية" مرتبطًا بـ"استخدام أجزاء جسم اصطناعية تعمل إلكترونيًا" و"امتلاك قدرات بشرية عادية مُعززة أو كما لو كانت بمساعدة هذه الأجهزة". [ 16 ] ونظرًا لأن مصطلح "علم الهندسة الحيوية " اكتسب دلالة القوة الخارقة، فقد تخلى عنه المجتمع العلمي في البلدان الناطقة باللغة الإنجليزية إلى حد كبير. [ 14 ]

ظهر مصطلح المحاكاة الحيوية في وقت مبكر من عام 1982. [ 17 ] وقد شاع استخدام هذا المصطلح بفضل العالمة والكاتبة جانين بينيوس في كتابها الصادر عام 1997 بعنوان "المحاكاة الحيوية: ابتكار مستوحى من الطبيعة" . يُعرّف الكتاب المحاكاة الحيوية بأنها "علم جديد يدرس نماذج الطبيعة، ثم يحاكيها أو يستلهم منها تصاميمها وعملياتها لحل المشكلات البشرية". وتقترح بينيوس النظر إلى الطبيعة باعتبارها "نموذجًا ومقياسًا ومرشدًا"، وتؤكد على الاستدامة كهدف من أهداف المحاكاة الحيوية. [ 18 ]

تمّ تحديد الآثار المحتملة طويلة الأجل للمحاكاة الحيوية كميًا في تقرير صادر عام 2013 عن معهد فيرمانيان للأعمال والاقتصاد، بتكليف من حديقة حيوان سان دييغو . وأظهرت النتائج الفوائد الاقتصادية والبيئية المحتملة للمحاكاة الحيوية، والتي يمكن ملاحظتها بشكل أكبر في نهج "managemANT" الذي وضعه يوهانس-بول فلادرر وإرنست كورتزمان. [ 19 ] يصف هذا المصطلح (وهو مزيج من كلمتي "إدارة" و"نمل") استخدام الاستراتيجيات السلوكية للنمل في الاستراتيجيات الاقتصادية والإدارية. [ 20 ] [ 21 ]

التقنيات المستوحاة من الطبيعة

يمكن من حيث المبدأ تطبيق المحاكاة الحيوية في العديد من المجالات. ونظرًا لتنوع الأنظمة البيولوجية وتعقيدها، فإن عدد الخصائص التي يمكن محاكاتها كبير. وتمر تطبيقات المحاكاة الحيوية بمراحل تطوير مختلفة، بدءًا من التقنيات التي قد تصبح قابلة للاستخدام التجاري وصولًا إلى النماذج الأولية. [ 4 ] وقد أُعيد اشتقاق قانون موراي ، الذي كان يحدد في صيغته التقليدية القطر الأمثل للأوعية الدموية، لتقديم معادلات بسيطة لقطر الأنبوب الذي يُعطي نظامًا هندسيًا بأقل كتلة. [ 22 ]

الحركة

يحاكي التصميم الانسيابي لسلسلة قطارات شينكانسن 500 (يسار) منقار طائر الرفراف (يمين) لتحسين الديناميكا الهوائية.

يستلهم تصميم أجنحة الطائرات [ 23 ] وتقنيات الطيران [ 24 ] من الطيور والخفافيش. وقد صُممت ديناميكيات الهواء للتصميم الانسيابي لقطار شينكانسن 500 الياباني فائق السرعة المحسن على غرار منقار طائر الرفراف . [ 25 ]

تشمل الروبوتات الحيوية القائمة على فسيولوجيا الحيوانات وأساليب حركتها: روبوت "بيونيك كانجارو" الذي يتحرك مثل الكنغر، موفراً الطاقة من كل قفزة لينقلها إلى القفزة التالية؛ [ 26 ] وروبوتات "كاميجامي" ، وهي لعبة أطفال، تحاكي حركة الصرصور للجري بسرعة وكفاءة على الأسطح الداخلية والخارجية، [ 27 ] وروبوت "بليوبوت"، وهو روبوت مستوحى من الروبيان لدراسة السباحة المتزامنة وتأثيراتها البيئية على البيئة. [ 28 ]

الروبوتات الطائرة المحاكية للطبيعة (BFRs)

طائرة BFR ذات جناح خافق أثناء الحركة

تستوحي الطائرات ذات الأجنحة المتحركة (BFRs) تصميمها من الثدييات والطيور والحشرات الطائرة. قد تحتوي هذه الطائرات على أجنحة خافقة تولد قوة الرفع والدفع، أو قد تعمل بمراوح. تتميز الطائرات ذات الأجنحة الخافقة بكفاءة حركة أكبر، وقدرة أعلى على المناورة، واستهلاك أقل للطاقة مقارنةً بالطائرات ذات المراوح. [ 29 ] تتشابه الطائرات ذات الأجنحة المتحركة المستوحاة من الثدييات والطيور في خصائص الطيران واعتبارات التصميم. فعلى سبيل المثال، تعمل كلتا الطائرتين على تقليل رفرفة الحواف وانحناء أطراف الأجنحة الناتج عن الضغط ، وذلك من خلال زيادة صلابة حواف وأطراف الأجنحة. كما تتميز هذه الطائرات بمقاومتها للصدمات، مما يجعلها مفيدة في البيئات المزدحمة.

تستوحي الطائرات بدون طيار المُصممة على غرار الثدييات تصميمها عادةً من الخفافيش، ولكن السنجاب الطائر ألهم أيضًا تصميم نموذج أولي. [ 30 ] من أمثلة هذه الطائرات: بات بوت [ 31 ] ودالر. [ 32 ] يمكن تصميم هذه الطائرات لتكون متعددة الأنماط؛ لذا فهي قادرة على الطيران والتحرك على الأرض. ولتقليل قوة الارتطام عند الهبوط، يمكن تركيب ممتصات صدمات على طول الأجنحة. [ 32 ] بدلاً من ذلك، يمكن للطائرة بدون طيار أن تميل للأعلى لزيادة مقاومة الهواء التي تواجهها. [ 30 ] بزيادة قوة مقاومة الهواء، ستتباطأ الطائرة وتقلل من قوة الارتطام عند ملامستها للأرض. كما يمكن تطبيق أنماط مشي مختلفة على الأرض. [ 30 ]

جهاز BFR مستوحى من اليعسوب.

يمكن استلهام تصميم الطائرات المُسيّرة المُستوحاة من الطيور من الجوارح والنوارس، وغيرها. ويمكن تعديل أجنحة هذه الطائرات لزيادة زاوية الهجوم التي يمكن للنموذج الأولي العمل ضمنها قبل التوقف. [ 33 ] تسمح أجنحة هذه الطائرات بتشوهها في مستوى الجناح، ويمكن تعديل هذا التشوه لزيادة كفاءة الطيران إلى أقصى حد، وذلك بحسب نمط الطيران. [ 33 ] ومن الأمثلة على الطائرات المُسيّرة المُستوحاة من الجوارح، النموذج الأولي الذي صممه سافاستانو وآخرون. [ 34 ] يتميز هذا النموذج بأجنحة قابلة للتشوه بالكامل، وقادر على حمل حمولة تصل إلى 0.8  كجم أثناء القيام بصعود مكافئ، وهبوط حاد، واستعادة سريعة. أما النموذج الأولي المُستوحى من النوارس الذي صممه جرانت وآخرون، فيُحاكي بدقة دوران الكوع والمعصم لدى النوارس، وقد وجدوا أن توليد قوة الرفع يكون في أقصى حالاته عندما يكون تشوه الكوع والمعصم متعاكسًا ومتساويًا. [ 35 ]

تستوحي الطائرات ذات المحركات النفاثة المستوحاة من الحشرات تصميمها عادةً من الخنافس أو اليعاسيب. ومن الأمثلة على الطائرات ذات المحركات النفاثة المستوحاة من الخنافس النموذج الأولي الذي صممه فان وبارك [ 36 ] ، بينما يُعد النموذج الأولي الذي صممه هو وآخرون [ 37 ] مثالًا على الطائرات ذات المحركات النفاثة المستوحاة من اليعاسيب. تتميز هذه الطائرات بتردد رفرفة أعلى بكثير من غيرها، ويعود ذلك إلى خصائصها الديناميكية الهوائية أثناء الطيران [ 38 ] . كما أنها أصغر حجمًا بكثير من تلك المستوحاة من الثدييات أو الطيور، مما يجعلها أكثر ملاءمة للبيئات المكتظة. وقد استوحى النموذج الأولي الذي صممه فان وبارك تصميمه من خنفساء وحيد القرن، مما يُمكّنه من مواصلة الطيران بنجاح حتى بعد الاصطدام عن طريق تغيير شكل جناحيه الخلفيين.

الهندسة المعمارية المحاكية للطبيعة

تكيّفت الكائنات الحية مع بيئة متغيرة باستمرار خلال التطور من خلال الطفرات وإعادة التركيب والانتقاء. [ 39 ] تقوم الفكرة الأساسية للفلسفة المحاكية للطبيعة على أن سكان الطبيعة، بما في ذلك الحيوانات والنباتات والكائنات الدقيقة، يمتلكون أكبر قدر من الخبرة في حل المشكلات، وقد وجدوا بالفعل أنسب الطرق للبقاء على كوكب الأرض. [ 40 ] وبالمثل، تسعى العمارة المحاكية للطبيعة إلى إيجاد حلول لبناء الاستدامة مستوحاة من الطبيعة. وبينما تُعدّ الطبيعة نموذجًا يُحتذى به، إلا أن هناك أمثلة قليلة على العمارة المحاكية للطبيعة التي تهدف إلى أن تكون صديقة للبيئة. [ 41 ]

شهد القرن الحادي والعشرون هدرًا واسع النطاق للطاقة نتيجةً لتصاميم المباني غير الفعّالة، فضلًا عن الإفراط في استهلاك الطاقة خلال المرحلة التشغيلية من دورة حياة المبنى. [ 42 ] في الوقت نفسه، أتاحت التطورات الحديثة في تقنيات التصنيع والتصوير الحاسوبي وأدوات المحاكاة إمكانيات جديدة لمحاكاة الطبيعة عبر مختلف المقاييس المعمارية. [ 39 ] ونتيجةً لذلك، شهدنا نموًا سريعًا في ابتكار مناهج وحلول تصميمية مبتكرة لمواجهة مشكلات الطاقة. تُعدّ العمارة المحاكية للطبيعة أحد هذه المناهج متعددة التخصصات للتصميم المستدام ، والتي تتبع مجموعة من المبادئ بدلًا من القواعد الأسلوبية، متجاوزةً مجرد استخدام الطبيعة كمصدر إلهام للمكونات الجمالية للشكل المبني، لتسعى بدلًا من ذلك إلى استخدام الطبيعة لحل مشكلات تشغيل المبنى وترشيد استهلاك الطاقة.

صفات

يشير مصطلح العمارة المحاكية للطبيعة إلى دراسة وتطبيق مبادئ البناء الموجودة في البيئات الطبيعية والكائنات الحية، والتي تُترجم إلى تصميم حلول معمارية مستدامة. [ 39 ] تستخدم العمارة المحاكية للطبيعة الطبيعة كنموذج ومقياس ومُلهم لتقديم حلول معمارية على مختلف المستويات، مستوحاة من الكائنات الحية التي حلت مشاكل مماثلة في الطبيعة. ويشير استخدام الطبيعة كمقياس إلى استخدام معيار بيئي لقياس الاستدامة وكفاءة الابتكارات البشرية، بينما يشير مصطلح "المُلهم" إلى التعلم من المبادئ الطبيعية واستخدام علم الأحياء كمصدر إلهام. [ 18 ]

من ناحية أخرى، يشير مصطلح العمارة البيومورفية، أو ما يُعرف أيضاً بالزخرفة الحيوية، [ 39 ] إلى استخدام العناصر الشكلية والهندسية الموجودة في الطبيعة كمصدر إلهام للخصائص الجمالية في التصميم المعماري، وقد لا يكون لها بالضرورة وظائف غير مادية أو اقتصادية. ويعود مثال تاريخي على العمارة البيومورفية إلى الحضارات المصرية واليونانية والرومانية، حيث استُخدمت أشكال الأشجار والنباتات في زخرفة الأعمدة الإنشائية. [ 43 ]

إجراءات

في مجال العمارة المحاكية للطبيعة، يمكن تحديد إجراءين أساسيين، هما: النهج التصاعدي (المدفوع بالبيولوجيا) والنهج التنازلي (المدفوع بالتكنولوجيا). [ 44 ] الحدود بين هذين النهجين غير واضحة، مع إمكانية الانتقال بينهما تبعًا لكل حالة على حدة. عادةً ما تُنفذ العمارة المحاكية للطبيعة ضمن فرق متعددة التخصصات، حيث يعمل علماء الأحياء وغيرهم من علماء الطبيعة بالتعاون مع المهندسين وعلماء المواد والمعماريين والمصممين والرياضيين وعلماء الحاسوب.

في النهج التصاعدي، تنطلق العملية من نتيجة جديدة من البحوث البيولوجية الأساسية الواعدة للتطبيقات المحاكية للأنظمة الحيوية. على سبيل المثال، تطوير نظام مواد محاكية للأنظمة الحيوية بعد التحليل الكمي للخصائص الميكانيكية والفيزيائية والكيميائية لنظام بيولوجي.

في النهج التنازلي، يتم البحث عن ابتكارات تحاكي الطبيعة لتطوير منتجات موجودة بالفعل وحققت نجاحًا في السوق. ويركز التعاون على تحسين أو تطوير منتج قائم.

أمثلة

درس الباحثون قدرة النمل الأبيض على الحفاظ على درجة حرارة ورطوبة ثابتتين تقريبًا في تلاله في أفريقيا، على الرغم من تباين درجات الحرارة الخارجية بين 1.5 و40 درجة مئوية (34.7 إلى 104.0 درجة فهرنهايت) . في البداية، قام الباحثون بمسح تلة نمل أبيض ضوئيًا، وأنشأوا صورًا ثلاثية الأبعاد لهيكلها، مما كشف عن بنية قد تؤثر على تصميم المباني البشرية . على سبيل المثال، يحافظ مركز إيستجيت ، وهو مجمع مكاتب متوسط ​​الارتفاع في هراري ، زيمبابوي ، [ 45 ] على برودته بفضل نظام تبريد سلبي يستهلك 10% فقط من طاقة مبنى تقليدي بنفس الحجم.  

واجهة واغنر -بيرو ذات الطبقتين قيد التركيب في مبنى وان أنجل سكوير ، مانشستر . يمكن رؤية تركيب الواجهة الخارجية البنية على الواجهة الداخلية البيضاء بواسطة دعامات. تُشكل هذه الدعامات ممرًا بين الطبقتين للتهوية والتظليل الشمسي والصيانة.

استلهم باحثون في جامعة سابينزا بروما من التهوية الطبيعية في تلال النمل الأبيض، وصمموا واجهة مزدوجة تقلل بشكل ملحوظ من المناطق المضاءة بشكل مفرط في المبنى. وقد حاكى العلماء الطبيعة المسامية لجدران التلال بتصميم واجهة ذات لوحين، مما قلل من الحرارة المكتسبة بالإشعاع وزاد من فقدان الحرارة بالحمل الحراري في الفراغ بين اللوحين. وانخفض إجمالي حمل التبريد على استهلاك الطاقة للمبنى بنسبة 15%. [ 46 ]

استُلهم تصميم واجهة ذات تهوية طبيعية بفتحة تهوية صغيرة من الجدران المسامية لتلال النمل الأبيض. يُحفز هذا التصميم تدفق الهواء بفعل تأثير فنتوري ، ويُعيد تدوير الهواء الصاعد باستمرار في فتحة التهوية. وقد لوحظ انتقال ملحوظ للحرارة بين سطح الجدار الخارجي للمبنى والهواء المتدفق فوقه. [ 47 ] يُدمج هذا التصميم مع تشجير الواجهة، حيث يُسهم الجدار الأخضر في تبريد طبيعي إضافي عبر التبخر والتنفس والنتح في النباتات. كما تُعزز التربة الرطبة للنباتات تأثير التبريد. [ 48 ]

السيبيوليت في الحالة الصلبة

تمكن علماء من جامعة شنغهاي من محاكاة البنية المجهرية المعقدة لشبكة القنوات الطينية في التلال، وذلك لمحاكاة التحكم الممتاز في الرطوبة فيها. واقترحوا مادة مسامية للتحكم في الرطوبة (HCM) باستخدام السيبيوليت وكلوريد الكالسيوم ، بمحتوى امتصاص وإطلاق بخار الماء يبلغ 550 غرامًا لكل متر مربع. يُعد كلوريد الكالسيوم مادة مجففة ، ويُحسّن خاصية امتصاص وإطلاق بخار الماء في مادة Bio-HCM. تتميز مادة Bio-HCM المقترحة بوجود مسامات متوسطة بين الألياف تعمل كخزان صغير. وقد قُدّرت قوة الانحناء للمادة المقترحة بـ 10.3 ميجا باسكال باستخدام المحاكاة الحاسوبية. [ 49 ] [ 50 ]

في مجال الهندسة الإنشائية، قام المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا ( EPFL ) بدمج خصائص المحاكاة الحيوية في جسر "الشد المتكامل" القابل للنشر والتكيف. يتميز هذا الجسر بقدرته على التشخيص الذاتي والإصلاح الذاتي. [ 51 ] كما تم تعديل ترتيب أوراق النبات لتحسين جمع الطاقة الشمسية. [ 52 ]

ألهم تحليل التشوه المرن الذي يحدث عند هبوط حشرة ملقحة على الجزء الشبيه بالغمد من زهرة ستريليتزيا ريجينا (المعروفة باسم زهرة طائر الجنة ) مهندسين معماريين وعلماء من جامعتي فرايبورغ وشتوتغارت لابتكار أنظمة تظليل بدون مفصلات تتفاعل مع بيئتها. تُباع هذه المنتجات المستوحاة من الطبيعة تحت اسم فليكتوفين. [ 53 ] [ 54 ]

تشمل الأنظمة الأخرى المستوحاة من الطبيعة والتي لا تحتوي على مفصلات نظام فليكتوفولد. [ 55 ] وقد استُلهم نظام فليكتوفولد من نظام الاحتجاز الذي طورته نبتة ألدروفاندا فيزيكولوزا اللاحمة .

المواد الهيكلية

هناك حاجة ماسة لمواد هيكلية جديدة خفيفة الوزن ولكنها توفر مزيجًا استثنائيًا من الصلابة والقوة والمتانة .

ستحتاج هذه المواد إلى تصنيعها بكميات كبيرة وبأشكال معقدة وبتكلفة منخفضة، وستخدم في مجالات متنوعة كالبناء والنقل وتخزين الطاقة وتحويلها. [ 56 ] في مسائل التصميم التقليدية، غالبًا ما تكون المتانة والصلابة صفتين متناقضتين، أي أن المواد القوية هشة والمواد الصلبة ضعيفة. مع ذلك، تتميز المواد الطبيعية ذات التدرجات المادية المعقدة والهرمية، والتي تمتد من النطاق النانوي إلى النطاق الماكروي، بالمتانة والصلابة معًا. عمومًا، تستخدم معظم المواد الطبيعية مكونات كيميائية محدودة، لكنها تتميز ببنية مادية معقدة تُكسبها خصائص ميكانيكية استثنائية. إن فهم المواد البيولوجية شديدة التنوع ومتعددة الوظائف، واكتشاف طرق لمحاكاة هذه البنى، سيؤدي إلى تقنيات متقدمة وأكثر كفاءة. يُعد العظم ، وصدفة الأذن البحرية، والأسنان، وأصابع الروبيان، والخيزران أمثلة رائعة على المواد المقاومة للتلف. [ 57 ] تُعزى المقاومة الاستثنائية للعظام للكسر إلى آليات التشوه والتقوية المعقدة التي تعمل على نطاقات أحجام مختلفة - من البنية النانوية لجزيئات البروتين إلى المقياس الفسيولوجي العياني. [ 58 ]

صورة مجهرية إلكترونية لسطح متصدع من عرق اللؤلؤ

يُظهر عرق اللؤلؤ خصائص ميكانيكية مشابهة، ولكنه يتميز ببنية أبسط. فهو يُشبه الطوب والملاط، ويتكون من طبقة معدنية سميكة (0.2-0.9  ميكرومتر) من هياكل الأراغونيت المتراصة، ومصفوفة عضوية رقيقة (حوالي 20  نانومتر). [ 59 ] ورغم إنتاج أغشية رقيقة وعينات ميكرومترية تُحاكي هذه البنى، إلا أن إنتاج مواد هيكلية حيوية مُحاكية بكميات كبيرة لا يزال بعيد المنال. ومع ذلك، فقد اقتُرحت العديد من تقنيات المعالجة لإنتاج مواد شبيهة بعرق اللؤلؤ. [ 57 ] غالبًا ما تُشكل خلايا الرصف ، وهي خلايا البشرة الموجودة على سطح أوراق وبتلات النباتات، أنماطًا متشابكة متموجة تُشبه قطع أحجية الصور المقطوعة، وقد ثبت أنها تُعزز مقاومة الأوراق للكسر، وهو أمر أساسي لبقاء النبات. [ 60 ] كما ثبت أن نمطها، الذي تم نسخه في عينات من بولي (ميثيل ميثاكريلات) المحفورة بالليزر ، يؤدي إلى زيادة مقاومة الكسر. ويُقترح أن ترتيب الخلايا ونمطها يلعبان دورًا في التحكم في انتشار الشقوق في الأنسجة. [ 60 ]

التمعدن الحيوي هو تقنية تُنتج مواد ذات أشكال وبنى تُحاكي الكائنات الحية الطبيعية، وذلك باستخدام البنى الحيوية كقوالب للتمعدن. وبالمقارنة مع طرق إنتاج المواد الأخرى، يُعد التمعدن الحيوي سهلاً، وصديقاً للبيئة، واقتصادياً. [ 61 ]

استخدم باحثون في مختبر لورانس بيركلي الوطني تقنية التجميد بالصب (التشكيل بالثلج)، وهي طريقة غير مكلفة لمحاكاة التراكيب الطبقية الطبيعية، لإنتاج مركبات طبقية من الألومينا-Al-Si و IT HAP-إيبوكسي، تُحاكي الخصائص الميكانيكية للعظام ذات المحتوى المعدني/العضوي المكافئ. [ 62 ] كما استخدمت دراسات أخرى [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ] [ 66 ] أساليب مماثلة لإنتاج مركبات عالية القوة والمتانة تتضمن مجموعة متنوعة من الأطوار المكونة.

أظهرت دراسات حديثة إنتاج هياكل نسيجية متماسكة وداعمة ذاتيًا تحاكي الأنسجة الحية ، وذلك بطباعة عشرات الآلاف من القطرات النانوية غير المتجانسة في أشكال هندسية ثلاثية الأبعاد بمقياس المليمتر، مُحددة بواسطة برمجيات. [ 67 ] كما تُبذل جهود لمحاكاة تصميم الصدف في المواد المركبة الاصطناعية باستخدام نمذجة الترسيب المنصهر [ 68 ] ، والهياكل الحلزونية لأطراف قشريات القشريات في تصنيع مركبات ألياف الكربون والإيبوكسي عالية الأداء. [ 69 ]

استُخدمت تقنيات تصنيع إضافية متنوعة، راسخة وحديثة، مثل الطباعة بتقنية PolyJet، والكتابة المباشرة بالحبر، والطباعة المغناطيسية ثلاثية الأبعاد، والطباعة ثلاثية الأبعاد متعددة المواد بمساعدة مغناطيسية، والصب الانزلاقي بمساعدة مغناطيسية، لمحاكاة البنى الميكروية المعقدة للمواد الطبيعية، مما يفتح آفاقًا واسعة للبحوث المستقبلية. [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]

خيوط العنكبوت أقوى من الكيفلار المستخدم في السترات الواقية من الرصاص . [ 73 ] من حيث المبدأ، يمكن للمهندسين استخدام هذه المادة، إذا أمكن إعادة هندستها لتدوم لفترة طويلة، في صناعة حبال المظلات، وكابلات الجسور المعلقة، والأربطة الاصطناعية للأغراض الطبية، وغيرها. [ 18 ] وقد تم تقليد خاصية الشحذ الذاتي للأسنان لدى العديد من الحيوانات لصنع أدوات قطع أفضل. [ 74 ]

كما تم ابتكار أنواع جديدة من السيراميك تُظهر تخلفًا كهربائيًا هائلاً. [ 75 ]

الحواسيب العصبية

الحواسيب والمستشعرات العصبية هي أجهزة كهربائية تحاكي بنية ووظيفة الخلايا العصبية البيولوجية لأغراض الحوسبة. ومن الأمثلة على ذلك كاميرا الأحداث التي لا تُحدَّث فيها إلا وحدات البكسل التي تستقبل إشارة جديدة إلى حالة جديدة، بينما تبقى باقي وحدات البكسل ثابتة دون تحديث حتى تستقبل إشارة. [ 76 ]

مواد ذاتية الشفاء

في بعض الأنظمة البيولوجية، يحدث التئام ذاتي عبر إطلاق مواد كيميائية في موضع الكسر، مما يحفز استجابة جهازية لنقل عوامل الترميم إلى موضع الكسر. وهذا يعزز التئام الأنسجة ذاتيًا. [ 77 ] ولإثبات استخدام شبكات الأوعية الدموية الدقيقة في التئام الأنسجة ذاتيًا، طور الباحثون بنية طلاء-ركيزة للأوعية الدموية الدقيقة تحاكي جلد الإنسان. [ 78 ] كما طُوّرت هيدروجيلات ملونة هيكلية ذاتية التئام مستوحاة من الطبيعة، تحافظ على استقرار بنية الأوبال المعكوسة وألوانها الهيكلية الناتجة. [ 79 ] وطُوّر غشاء ذاتي الإصلاح مستوحى من عمليات الإغلاق الذاتي السريعة في النباتات، وذلك للهياكل الخفيفة القابلة للنفخ مثل القوارب المطاطية أو هياكل Tensairity. وقد طبّق الباحثون طبقة رقيقة من رغوة البولي يوريثان الخلوية الناعمة على السطح الداخلي لركيزة نسيجية، مما يؤدي إلى إغلاق الشق في حال ثقب الغشاء بمسمار. [ 80 ] وقد تم إنتاج مواد وبوليمرات ومواد مركبة ذاتية الإصلاح قادرة على ترميم الشقوق، بالاعتماد على مواد بيولوجية. [ 81 ]

يمكن أيضًا تحقيق خصائص الإصلاح الذاتي عن طريق كسر وإعادة تشكيل الروابط الهيدروجينية عند تعرض المادة للإجهاد الدوري. [ 82 ]

الأسطح

تهدف الأسطح التي تحاكي خصائص جلد القرش إلى تمكين حركة أكثر كفاءة في الماء. وقد بُذلت جهود لإنتاج أقمشة تحاكي جلد القرش. [ 22 ] [ 83 ]

تُجرى أبحاثٌ حول محاكاة التوتر السطحي في التقنيات المستخدمة، مثل الطلاءات الكارهة للماء أو المحبة للماء، والمحركات الدقيقة. [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ]

التصاق

الالتصاق الرطب

تستطيع بعض البرمائيات، مثل ضفادع الأشجار وضفادع الجداول والسلمندر الشجري ، التشبث بالبيئات الرطبة أو حتى المغمورة بالمياه والتحرك فوقها دون السقوط. تمتلك هذه الكائنات وسادات أصابع رطبة باستمرار بفعل المخاط الذي تفرزه غدد تفتح في قنوات بين خلايا البشرة. تلتصق هذه الكائنات بالأسطح عن طريق الالتصاق الرطب، وهي قادرة على تسلق الصخور المبللة حتى عند تدفق الماء فوق سطحها. [ 4 ] كما استُلهمت نقوش إطارات السيارات من وسادات أصابع ضفادع الأشجار . [ 89 ] وقد لوحظ أن نماذج الأسطح الهرمية المطبوعة ثلاثية الأبعاد، والمستوحاة من تصميم وسادات أصابع ضفادع الأشجار وضفادع الجداول، توفر قوة جر أفضل على الأسطح الرطبة مقارنةً بتصميم الإطارات التقليدي. [ 90 ]

تستطيع بلح البحر الالتصاق بسهولة وكفاءة بالأسطح تحت الماء في ظل الظروف القاسية للمحيط. تستخدم بلح البحر خيوطًا قوية للالتصاق بالصخور في المناطق المدية للشواطئ التي تجتاحها الأمواج، مما يمنعها من الانجراف بفعل التيارات البحرية القوية. تعمل بروتينات قدم بلح البحر على ربط هذه الخيوط بالصخور والقوارب وأي سطح تقريبًا في الطبيعة، بما في ذلك بلح البحر الآخر. تحتوي هذه البروتينات على مزيج من بقايا الأحماض الأمينية التي تم تكييفها خصيصًا لأغراض الالتصاق . استعار باحثون من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا التركيبات الكيميائية التي تستخدمها قدم بلح البحر للتغلب على هذا التحدي الهندسي المتمثل في الالتصاق الرطب، وقاموا بتبسيطها لإنتاج بوليمرات مشتركة [ 91 ] وأنظمة لاصقة أحادية المكون [ 92 ] ذات إمكانية استخدامها في بروتوكولات التصنيع النانوي . كما اقترحت أبحاث أخرى استخدام غراء لاصق مستخلص من بلح البحر .

الالتصاق الجاف

تتمتع وسادات تثبيت الأرجل لدى العديد من الحيوانات، بما في ذلك العديد من الحشرات (مثل الخنافس والذباب ) والعناكب والسحالي (مثل الوزغ ) ، بالقدرة على الالتصاق بمجموعة متنوعة من الأسطح، وتُستخدم للتنقل، حتى على الجدران العمودية أو الأسقف. وتتشابه أنظمة التثبيت في هذه الكائنات الحية في بنيتها عند نقاط التلامس الطرفية، والمعروفة باسم الشعيرات . وقد ألهمت هذه الأمثلة البيولوجية في إنتاج روبوتات التسلق، [ 93 ] [ 94 ] والأحذية والأشرطة اللاصقة. [ 95 ] كما طُوّرت شعيرات اصطناعية لإنتاج المواد اللاصقة الجافة.

مقاومة السوائل

تشير خاصية النفور الشديد من السوائل إلى خاصية سطحية مميزة، حيث يُظهر سطح صلب نفورًا شديدًا من السوائل، مما يؤدي إلى تكوّن قطرات الماء على شكل قطرات وتدحرجها فورًا عند ملامستها. ينشأ هذا السلوك من بنى سطحية معقدة وتفاعلات على المستوى النانوي، مما يمنع السوائل فعليًا من ترطيب السطح أو الالتصاق به. يُشتق مصطلح "النفور الشديد من السوائل" من " النفور الشديد من الماء "، الذي يصف الأسطح شديدة المقاومة للماء. تتجاوز الأسطح فائقة النفور من السوائل مجرد طرد الماء، إذ تُظهر خصائص طاردة لمجموعة واسعة من السوائل، بما في ذلك تلك ذات التوتر السطحي المنخفض جدًا أو التي تحتوي على مواد فعالة سطحية. [ 2 ] [ 96 ]

تظهر خاصية النفور الشديد من السوائل عندما يمتلك سطح صلب خشونة دقيقة، مما يؤدي إلى تكوين أسطح تلامس مع القطرات من خلال التبلل مع تغيير زوايا التلامس. يعتمد هذا السلوك على عامل الخشونة (R<sub> f</sub> )، الذي يحدد نسبة مساحة السطح الصلب-السائل إلى إسقاطه، مما يؤثر على زوايا التلامس. على الأسطح الخشنة، تُشكل السوائل غير المبللة أسطح تلامس مركبة من صلب-سائل-هواء، وتُحدد زوايا التلامس الخاصة بها من خلال توزيع مساحات التبلل وجيوب الهواء. يتطلب تحقيق خاصية النفور الشديد من السوائل زيادة المساحة الهندسية المسطحة الجزئية (f<sub> LA</sub> ) وR<sub> f</sub> ، مما يؤدي إلى أسطح تطرد السوائل بنشاط. [ 97 ] [ 98 ]

يستمد تصميم هذه الأسطح إلهامه من براعة الطبيعة، ويتجلى ذلك في " تأثير اللوتس ". فأوراق النباتات الطاردة للماء، كاللوتس، تُظهر بنى هرمية متأصلة تتضمن طبقات شمعية نانوية. [ 99 ] [ 100 ] ومن الأسطح الطبيعية الأخرى التي تتمتع بهذه الخصائص، دروع الخنافس، [ 101 ] وأشواك الصبار، [ 102 ] التي قد تُظهر خصائص خشنة على مستويات أحجام متعددة. تؤدي هذه البنى إلى خاصية النفور الشديد من الماء، حيث تستقر قطرات الماء على فقاعات الهواء المحصورة، مما ينتج عنه زوايا تلامس عالية وتخلف ضئيل في زاوية التلامس. يُرشد هذا المثال الطبيعي إلى تطوير أسطح فائقة النفور من السوائل، مستفيدًا من الأشكال الهندسية الداخلية التي يمكنها صد السوائل ذات التوتر السطحي المنخفض وتحقيق زوايا تلامس شبه معدومة. [ 103 ]

يتطلب ابتكار أسطح فائقة النفور من السوائل دمج أشكال هندسية ذات زوايا داخلية مع مواد ذات طاقة سطحية منخفضة، مثل المواد المفلورة أو السيليكونات السائلة. [ 102 ] تتضمن هذه الأشكال الهندسية بروزات تتسع أسفل السطح، مما يتيح خاصية الطرد حتى مع زوايا التلامس الصغيرة. تُستخدم هذه الأسطح في التنظيف الذاتي، ومقاومة التجمد، ومقاومة الضباب، ومقاومة التلوث، وزيادة التكثيف، [ 102 ] وغيرها، مقدمةً حلولاً مبتكرة لتحديات في مجالات الطب الحيوي، وتحلية المياه، وحصاد المياه من الغلاف الجوي، وتحويل الطاقة.

باختصار، تعتمد خاصية النفور الشديد من السوائل، المستوحاة من نماذج طبيعية كأوراق اللوتس، على الأشكال الهندسية الداخلية وخصائص الأسطح لإنشاء واجهات طاردة للسوائل بفعالية. تحمل هذه الأسطح إمكانات هائلة في مجموعة واسعة من التطبيقات، إذ تعد بتحسين الأداء والوظائف في مختلف السياقات التكنولوجية والصناعية.

بصريات

تحظى المواد المحاكية للطبيعة باهتمام متزايد في مجال البصريات والفوتونيات . ولا يزال هناك عدد قليل من المنتجات المستوحاة من الطبيعة أو المحاكية لها، والتي تستخدم الخصائص الفوتونية للنباتات أو الحيوانات. ومع ذلك، فإن فهم كيفية تصميم الطبيعة لهذه المواد البصرية من موارد بيولوجية يُعد مجالًا بحثيًا راهنًا.

صورة مجهرية لغشاء معلق من بلورات السليلوز النانوية مصبوب على طبق بتري (القطر: 3.5 سم)

استلهام من الفواكه والنباتات

يُعدّ النبات أحد مصادر الإلهام في مجال المحاكاة الحيوية . فقد أثبتت النباتات قدرتها على توليد مفاهيم للوظائف التالية: التفاعل، والتكيف الذاتي، والإصلاح الذاتي، والاكتفاء الذاتي بالطاقة. ولأن النباتات لا تمتلك وحدة مركزية لاتخاذ القرارات (أي دماغًا)، فإن معظمها يمتلك نظامًا ذاتيًا لا مركزيًا في مختلف أعضائها وأنسجتها. ولذلك، فهي تتفاعل مع محفزات متعددة كالضوء والحرارة والرطوبة. [ 104 ]

من الأمثلة على ذلك نبات ديونيا موسيبولا (مصيدة فينوس)، وهو نبات لاحم. على مدى السنوات الخمس والعشرين الماضية، انصبّ التركيز البحثي على مبادئ حركة هذا النبات لتطوير روبوتات اصطناعية تحاكي مصيدات فينوس. وقد ألهمت حركة النبات أثناء اصطياد الفريسة أنظمة الحركة الروبوتية المرنة. تبدأ حركة إغلاق المصيدة السريعة (خلال 100-300 مللي ثانية) عندما تلامس الفريسة شعيرات النبات خلال فترة زمنية محددة (مرتين خلال 20 ثانية ) . توجد أنظمة اصطناعية تحاكي مصائد فينوس، حيث تُفعّل حركات إغلاق المصيدة بواسطة المغناطيسية، والكهرباء، والهواء المضغوط، وتغيرات درجة الحرارة. [ 104 ]  

مثال آخر على محاكاة النباتات هو ثمرة "بوليا كوندنساتا" ، المعروفة أيضًا باسم "التوت الرخامي". وقد استُغلّ التجميع الذاتي الكيرالي للسليلوز، المستوحى من ثمرة "بوليا كوندنساتا"، لصنع أغشية نشطة بصريًا. [ 105 ] [ 106 ] تُصنع هذه الأغشية من السليلوز، وهو مورد حيوي قابل للتحلل الحيوي، يُستخرج من الخشب أو القطن. تتميز الألوان البنيوية بإمكانية ثباتها، وبألوان أكثر حيوية من تلك الناتجة عن الامتصاص الكيميائي للضوء. ليست "بوليا كوندنساتا" الفاكهة الوحيدة التي تُظهر قشرة ملونة بنيويًا؛ إذ يُلاحظ التلألؤ أيضًا في ثمار أنواع أخرى، مثل "مارغريتاريا نوبيليس" . [ 107 ] تُظهر هذه الثمار ألوانًا متقزحة في المنطقة الزرقاء والخضراء من الطيف المرئي، مما يمنحها مظهرًا معدنيًا لامعًا. [ 108 ] تنشأ الألوان البنيوية من تنظيم سلاسل السليلوز في غلاف الثمرة الخارجي ، وهو جزء من قشرتها. [ 108 ] تتكون كل خلية من خلايا الغلاف الخارجي للثمرة من غلاف متعدد الطبقات يعمل كعاكس براغ . ومع ذلك، فإن الضوء المنعكس من قشرة هذه الثمار غير مستقطب، على عكس الضوء الناتج عن النسخ المصنعة التي يتم الحصول عليها من التجميع الذاتي لبلورات السليلوز النانوية في شكل حلزوني، والتي تعكس فقط الضوء المستقطب دائريًا يساريًا . [ 109 ]

تُظهر ثمار نبات Elaeocarpus angustifolius لونًا بنيويًا ناتجًا عن وجود خلايا متخصصة تُسمى الإيريدوسومات، والتي تتميز ببنية طبقية. [ 108 ] وقد وُجدت إيريدوسومات مماثلة في ثمار نبات Delarbrea michieana . [ 108 ]

في النباتات، توجد تراكيب متعددة الطبقات إما على سطح الأوراق (فوق البشرة)، كما هو الحال في نبات سيلاجينيللا ويلدينوي [ 108 ] ، أو داخل عضيات خلوية متخصصة تُعرف باسم الإريدوبلاستات، والتي تقع داخل خلايا البشرة العليا. [ 108 ] على سبيل المثال، تحتوي نباتات الغابات المطيرة، مثل بيجونيا بافونينا، على إريدوبلاستات داخل خلايا البشرة. [ 108 ]

وقد تم العثور على ألوان هيكلية أيضًا في العديد من الطحالب، مثل الطحلب الأحمر Chondrus crispus (الطحلب الأيرلندي). [ 110 ]

استلهام من الحيوانات

فراشة مورفو.
تم محاكاة اللون الأزرق النابض بالحياة لفراشة المورفو ، الناتج عن التلوين الهيكلي، بواسطة مجموعة متنوعة من التقنيات.

يُنتج التلوين البنيوي ألوان قوس قزح الموجودة في فقاعات الصابون وأجنحة الفراشات والعديد من حراشف الخنافس. [ 111 ] [ 112 ] [ 113 ] وقد استُخدم فصل الطور لتصنيع أغشية تشتيت فائقة البياض من بولي ميثيل ميثاكريلات ، تحاكي خنفساء سيفوكيلوس . [ 114 ] ويمكن تصميم مصابيح LED لمحاكاة أنماط الحراشف على بطون اليراعات ، مما يُحسّن كفاءتها. [ 115 ]

تتميز أجنحة فراشة المورفو بلونها البنيوي الذي يُنتج لونًا أزرقًا زاهيًا لا يتغير بتغير زاوية الرؤية. [ 116 ] ويمكن محاكاة هذا التأثير باستخدام تقنيات متنوعة. [ 117 ] وتدّعي شركة لوتس للسيارات أنها طورت طلاءً يُحاكياللون الأزرق البنيوي لفراشة المورفو . [ 118 ] وفي عام 2007،سوّقت شركة كوالكوم تقنية عرض مُعدِّل التداخل ، "ميراسول"، باستخدامتداخل بصري مشابه لتداخل فراشة المورفو . [ 119 ] وفي عام 2010، صممت مصممة الأزياء دونا سكرو فستانًا من" مورفوتكس " من شركة تيجين فايبرز ، وهو قماش غير مصبوغ منسوج من ألياف ملونة بنيويًا، يُحاكي البنية المجهرية لحراشفأجنحة فراشة المورفو . [ 120 ] [ 121 ] [ 122 ] [ 123 ] [ 124 ]

تستخدم تقنية طلاء الهياكل دون الطول الموجي من شركة كانون هياكل إسفينية الشكل بحجم الطول الموجي للضوء المرئي. تُحدث هذه الهياكل الإسفينية تغيرًا مستمرًا في معامل الانكسار أثناء مرور الضوء عبر الطلاء، مما يقلل بشكل كبير من توهج العدسة . وهذا يُحاكي بنية عين العثة. [ 125 ] وقد حاول علماء بارزون، مثل الأخوين رايت وليوناردو دافنشي، محاكاة الطيران الذي يُلاحظ لدى الطيور. [ 126 ] وفي محاولة للحد من ضوضاء الطائرات، اتجه الباحثون إلى الحافة الأمامية لريش البومة ، التي تحتوي على مجموعة من الزعانف الصغيرة أو المحور المُكيّف لتشتيت الضغط الديناميكي الهوائي وتوفير طيران شبه صامت للطائر. [ 127 ]

النظم الزراعية

يهدف الرعي المخطط الشامل ، باستخدام الأسوار و/أو الرعاة ، إلى استعادة المراعي من خلال التخطيط الدقيق لتحركات قطعان الماشية الكبيرة لمحاكاة القطعان الضخمة الموجودة في الطبيعة. النظام الطبيعي الذي يُحاكى ويُستخدم كنموذج هو رعي الحيوانات التي تتجمع بفعل الحيوانات المفترسة التي يجب أن تنتقل بعد الأكل والدوس وتسميد منطقة ما، ولا تعود إلا بعد أن تتعافى تمامًا. وقد ادعى مؤسس هذا النظام، آلان سافوري ، وآخرون، إمكانية استخدامه في بناء التربة، [ 128 ] وزيادة التنوع البيولوجي، وعكس التصحر . [ 129 ] ومع ذلك، فقد شكك العديد من الباحثين في ادعاء سافوري. فقد وجدت الدراسات في كثير من الأحيان أن هذه الطريقة تزيد من التصحر بدلاً من الحد منه. [ 130 ] [ 131 ]

تحديد الموقع الجغرافي

يمكن أن تشمل المحاكاة الحيوية أيضًا إعادة ابتكار كيفية إدراك الحشرات وتنقلها. تستخدم العديد من الحشرات أنماط استقطاب ضوء السماء لتقدير الشمال وتحديد موقعها الجغرافي. وقد أظهر مشروع مفتوح المصدر قدرته على محاكاة قياس أنماط الاستقطاب للمساعدة في تطوير أنظمة تحديد المواقع الجغرافية التي تستخدمها. [ 132 ] ويدّعي المشروع أنه يوفر بدائل مستقبلية محتملة لأنظمة تحديد المواقع العالمية التقليدية مثل نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS) ، لا سيما في المناطق النائية، وقد يُستخدم أيضًا للمساعدة في تدريب الشبكات العصبية على التعرف على أنماط الاستقطاب. [ 132 ]

استخدامات أخرى

تستخدم بعض أنظمة تكييف الهواء تقنية المحاكاة الحيوية في مراوحها لزيادة تدفق الهواء مع تقليل استهلاك الطاقة. [ 133 ] [ 134 ]

تكهّن خبراء تقنيون مثل جاس جوهل بإمكانية استخدام وظائف خلايا الفجوة العصارية لتصميم أنظمة أمنية عالية المرونة. [ 135 ] "تُبرز وظائف الفجوة العصارية، وهي بنية بيولوجية تحمي وتُعزز النمو، قيمة المرونة كمبدأ توجيهي للأمن." تتسم وظائف الفجوات العصارية وأهميتها بطبيعتها الكسورية، إذ لا يمتلك هذا العضي شكلاً أو حجماً أساسياً؛ ويتغير تركيبه وفقاً لمتطلبات الخلية. لا تقتصر وظائف الفجوات العصارية على عزل التهديدات واحتواء الضروريات وتصدير الفضلات والحفاظ على الضغط فحسب، بل تُساعد الخلية أيضاً على التوسع والنمو. ويؤكد جوهل أن هذه الوظائف ضرورية لأي تصميم لنظام أمني. [ 135 ] وقد استخدم قطار شينكانسن من سلسلة 500 المحاكاة الحيوية لتقليل استهلاك الطاقة ومستويات الضوضاء مع زيادة راحة الركاب. [ 136 ] فيما يتعلق بالسفر إلى الفضاء، سعت وكالة ناسا وشركات أخرى إلى تطوير طائرات مسيّرة فضائية من نوع الأسراب مستوحاة من أنماط سلوك النحل، وطائرات مسيّرة أرضية من نوع ثور الأرجل مصممة بالاستناد إلى عناكب الصحراء. [ 137 ]

تقنيات أخرى

استُخدم طي البروتين للتحكم في تكوين المواد اللازمة لهياكل نانوية وظيفية ذاتية التجميع . [ 138 ] وقد استُلهم تصميم جامعات حرارية وملابس من فراء الدب القطبي. [ 139 ] كما دُرست خصائص انكسار الضوء في عين العثة لتقليل انعكاسية الألواح الشمسية. [ 140 ]

صورة مجهرية إلكترونية لجزيئات فيروس تبرقش التبغ (TMV) ذات الشكل العصوي
صورة مجهرية إلكترونية ماسحة لجزيئات فيروس تبرقش التبغ ذات الشكل العصوي

استلهمت شركة سويدية من رذاذ طارد قوي من خنفساء بومباردييه لتطوير تقنية رش "الرذاذ الدقيق"، والتي يُزعم أنها ذات تأثير كربوني منخفض (مقارنةً برذاذ الأيروسول). تقوم الخنفساء بخلط المواد الكيميائية وإطلاق رذاذها عبر فوهة قابلة للتوجيه في نهاية بطنها، مما يسبب لسعةً وارتباكاً للضحية. [ 141 ]

معظم الفيروسات لها غلاف خارجي  يتراوح قطره بين 20 و300 نانومتر. تتميز أغلفة الفيروسات بمتانتها الفائقة وقدرتها على تحمل درجات حرارة تصل إلى 60  درجة مئوية، كما أنها مستقرة ضمن نطاق الأس الهيدروجيني من 2 إلى 10. [ 61 ] يمكن استخدام أغلفة الفيروسات في تصنيع مكونات الأجهزة النانوية، مثل الأسلاك النانوية والأنابيب النانوية والنقاط الكمومية. يمكن استخدام جزيئات الفيروسات الأنبوبية، مثل فيروس تبرقش التبغ (TMV) ، كقوالب لتصنيع الألياف النانوية والأنابيب النانوية، نظرًا لأن الطبقتين الداخلية والخارجية للفيروس عبارة عن أسطح مشحونة قادرة على تحفيز تكوين البلورات. وقد تم إثبات ذلك من خلال إنتاج أنابيب نانوية من البلاتين والذهب باستخدام فيروس تبرقش التبغ كقالب. [ 142 ] كما ثبت أن جزيئات الفيروسات المُعدّنة تتحمل قيمًا مختلفة للأس الهيدروجيني من خلال تعديلها بمواد مختلفة مثل السيليكون وكبريتيد الرصاص (PbS ) وكبريتيد الكادميوم (CdS) ، وبالتالي يمكن استخدامها كحوامل مفيدة للمواد. [ 143 ] يتميز فيروس نباتي كروي يُسمى فيروس تبرقش اللوبياء الكلوروتيكي (CCMV) بخصائص تمدد مثيرة للاهتمام عند تعرضه لبيئات ذات درجة حموضة أعلى من 6.5. عند تجاوز هذه الدرجة، تبدأ 60 مسامًا مستقلًا بقطر حوالي 2 نانومتر بتبادل المواد مع البيئة المحيطة. يمكن الاستفادة من التحول البنيوي للغلاف الفيروسي في التمعدن الحيوي لامتصاص المعادن وترسيبها بشكل انتقائي عن طريق التحكم في درجة حموضة المحلول. تشمل التطبيقات المحتملة استخدام القفص الفيروسي لإنتاج جسيمات نانوية من أشباه الموصلات ذات شكل وحجم موحدين من خلال سلسلة من عمليات الغسل بدرجة حموضة مختلفة. يُعد هذا بديلًا لتقنية قفص الأبوفيريتين المستخدمة حاليًا لتصنيع جسيمات نانوية موحدة من سيلينيد الكادميوم (CdSe). [ 144 ] يمكن أيضًا استخدام هذه المواد لتوصيل الأدوية بشكل مُستهدف، حيث تُطلق الجسيمات محتوياتها عند تعرضها لمستويات حموضة محددة. 

نموذج التجديد متعدد المحاكاة (MRM)

في عام ٢٠٢٥، اقترح الباحثان ياسر تركي وكيلزار أريان نموذج التجديد متعدد المحاكاة (MRM) كإطار عمل موسع مستوحى من المحاكاة الحيوية. يدمج هذا النموذج ستة مجالات مترابطة - المحاكاة الحيوية، والمحاكاة الكيميائية، والمحاكاة الفيزيائية، والمحاكاة الجيولوجية، والمحاكاة الكونية، والمحاكاة الإشارية - لوصف كيفية عمل عمليات التجديد عبر الأنظمة البيولوجية والكيميائية والفيزيائية والجيولوجية والكونية والإشارية. ويسعى نموذج التجديد متعدد المحاكاة إلى توفير منهج علمي وتصميمي موحد للابتكار التجديدي. [ ١٤٥ ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ جينيفر ل. هيلير، محررة. (2015). الدماغ والجهاز العصبي وأمراضهما . سانتا باربرا، كاليفورنيا: غرينوود. ISBN 978-1-61069-337-0. OCLC 880809097 . 
  2. 1 2 المحاكاة الحيوية .
  3. 1 2 3 فينسنت، جوليان إف في؛ بوغاتيريفا، أولغا أ.؛ بوغاتيريف، نيكولاي ر.؛ بوير، أدريان؛ باهل، أنيا-كارينا (21 أغسطس 2006). "المحاكاة الحيوية: ممارستها ونظريتها" . مجلة الجمعية الملكية للواجهات . 3 (9): 471-482 . doi : 10.1098 / rsif.2006.0127 . PMC 1664643. PMID 16849244 .  
  4. 1 2 3 بهوشان، بهارات (15 مارس 2009). "المحاكاة الحيوية: دروس من الطبيعة - نظرة عامة". المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية . 367 (1893): 1445-1486 . ​​Bibcode : 2009RSPTA.367.1445B . doi : 10.1098/rsta.2009.0011 . PMID 19324719. S2CID 25035953 .  
  5. 1 2 ماري مكارتي. "حياة مؤسس علم الإلكترونيات الحيوية مغامرة رائعة" . دايتون ديلي نيوز ، 29 يناير 2009.
  6. ↑ ديركس، يان-هينينغ؛ بروغمان، دوروثيا (25-09-2024). "مستقبل الابتكار المستوحى من الطبيعة: استكشاف إمكانات المحاكاة النانوية الحيوية" . رسائل نانو . 24 (38): 11765-11767 . doi : 10.1021/acs.nanolett.4c02816 . ISSN 1530-6984 . PMC 11440637. PMID 39264746 .   
  7. ^ كوهين، دانا؛ مشياخ، رعوت؛ هوبين، لوثار؛ أندريا غاليسوفا؛ العدادي، يوسف؛ كين، ديفيد؛ لوبارت، أليسا؛ بلايندر، بابلو؛ ألوش أرنون، هيلا؛ بار شير، أمنون (2021-04-27). "Glyconanofluorides كمركبات مناعية ذات تركيبة أساسية قابلة للضبط للتصوير بالرنين المغناطيسي في النقاط الساخنة الحساسة للنشاط الالتهابي" . ايه سي اس نانو . 15 (4): 7563-7574 . دوى : 10.1021/acsnano.1c01040 . ISSN 1936-086X . بمك 8155386 . بميد 33872494 .   
  8. ↑ غوردون، جيه إي. العلم الجديد للمواد القوية، أو لماذا لا تسقط عبر الأرضية ( الطبعة الثانية). لندن، المملكة المتحدة: بليكان-بينغوين. 
  9. ↑ ألبرتس، ب؛ جونسون، أ؛ لويس، ج؛ راف، م؛ روبرتس، ك؛ والتر، ب. (2008). البيولوجيا الجزيئية للخلية . نيويورك: جارلاند ساينس.
  10. ^ رومي ، فرانشيسكا (2008). ليوناردو دافنشي . الصحافة أوليفر. ص. 56. ردمك  978-1-934545-00-3.
  11. ↑ قارن: هوارد، فريد (1998). ويلبر وأورفيل: سيرة الأخوين رايت . منشورات دوبر. ص 33. ISBN  978-0-486-40297-0بحسب ويلبر ، اكتشف هو وشقيقه طريقة الطيور في التحكم الجانبي ذات يوم أثناء مراقبة سرب من الحمام. [...] كتب أورفيل عام ١٩٤١: «على الرغم من أننا راقبنا الطيور وهي تطير باهتمام على أمل أن نتعلم منها شيئًا، إلا أنني لا أستطيع أن أتذكر أي شيء تم تعلمه بهذه الطريقة لأول مرة».
  12. ↑ «أوتو هـ. شميت، سكان كومو في الماضي» . كوني سوليفان، مقال تاريخي عن كومو. مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 أكتوبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 سبتمبر 2012. قام بتطوير الزناد من خلال دراسة الأعصاب في الحبار ومحاولة هندسة جهاز يحاكي النظام الطبيعي الذي تنتشر من خلاله أعصاب الحبار.
  13. ↑ تقديرًا، حياة مليئة بالروابط : أوتو هربرت شميت، 1913 - 1998
  14. 1 2 فينسنت، جوليان إف في (نوفمبر 2009). "المحاكاة الحيوية - مراجعة". وقائع مؤسسة المهندسين الميكانيكيين، الجزء ح: مجلة الهندسة في الطب . 223 ( 8): 919-939 . doi : 10.1243/09544119JEIM561 . PMID 20092091. S2CID 21895651 .  
  15. ↑ شميت أو. المؤتمر الدولي الثالث للفيزياء الحيوية. 1969. بعض التحويلات الحيوية المثيرة للاهتمام والمفيدة. ص 297.
  16. ↑ سوانز، كاثرين؛ هوكر، سارة (2008). قاموس أكسفورد الإنجليزي المختصر . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0-19-953296-4.
  17. ↑ ميريل، كوني لانج (1982). المحاكاة الحيوية للموقع النشط للأكسجين في بروتينات النحاس الهيموسيانين وأكسيداز السيتوكروم (أطروحة دكتوراه). جامعة رايس. hdl : 1911/15707 .
  18. 1 2 3 بينيوس، جانين (1997). المحاكاة الحيوية: ابتكار مستوحى من الطبيعة . نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: ويليام مورو وشركاه . ISBN 978-0-688-16099-9.
  19. ^ كورزمان، إرنست؛ فلاديرر، يوهانس بول (2017). ManagemANT Was Fach- und Führungskräfte von Ameisen lernen können (1. Auflage ed.). فرانكفورتر ألجماينه بوخ. رقم ISBN  978-3-95601-208-2.
  20. ↑ فلادرر، يوهانس-بول؛ كورتزمان، إرنست (نوفمبر 2019). حكمة الجماعة: كيفية إنشاء التنظيم الذاتي وكيفية استخدام الذكاء الجماعي في الشركات والمجتمع انطلاقًا من الإدارة . كتب حسب الطلب. ISBN 978-3-7504-2242-1.
  21. ↑ كينيدي، إميلي (2017). "المحاكاة الحيوية: التصميم بالقياس على علم الأحياء" . إدارة تكنولوجيا البحث . 60 (6): 51-56 . doi : 10.1080/08956308.2017.1373052 .
  22. 1 2 ويليامز، هوغو ر.؛ تراسك، ريتشارد س.؛ ويفر، بول م.؛ بوند، إيان ب. (2008). " شبكات الأوعية الدموية ذات الكتلة الدنيا في المواد متعددة الوظائف" . مجلة الجمعية الملكية للواجهات . 5 (18): 55-65 . doi : 10.1098/rsif.2007.1022 . PMC 2605499. PMID 17426011 .  
  23. ↑ مجلة المهندس (31 مارس 2017). "تطور جناح الطائرة" . مؤرشف من الأصل في 31 مارس 2017. تم الاطلاع عليه في 10 ديسمبر 2018 .
  24. ↑ "طائرة بدون طيار بأرجل تستطيع أن تحط وتراقب وتمشي مثل الطائر" . مجلة نيو ساينتست التقنية . 27 يناير 2014. تاريخ الاطلاع: 17 يوليو 2014 .
  25. ↑ "كيف ساهم طائر الرفراف في إعادة تشكيل قطار الطلقة الياباني" . بي بي سي . 26 مارس 2019. مؤرشف من الأصل في 7 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه في 20 يونيو 2020 .
  26. ↑ أكرمان، إيفان (2 أبريل 2014). " أحدث روبوت من فيستو هو كنغر إلكتروني قافز " . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . مجلة IEEE Spectrum . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 أبريل 2014 .
  27. ↑ "أبرز ما في عالم الروبوتات: روبوتات مستوحاة من صرصور كاميجامي" . CRA . 18-07-2016 . تاريخ الاسترجاع: 16-05-2017 .
  28. ^ أوليفيرا سانتوس، سارة. تك، نيلز؛ سو، يونشينغ؛ كوينكا جيمينيز، فرانسيسكو؛ موراليس لوبيز، أوسكار؛ جوميز فالديز، ب. أنطونيو؛ م فيلهيلموس، مونيكا (13 يونيو 2023). "Pleobot: حل آلي معياري للسباحة المتغيرة" . التقارير العلمية . 13 (1): 9574. أرخايف : 2303.00805 . بيب كود : 2023NatSR..13.9574O . دوى : 10.1038/s41598-023-36185-2 . بمك 10264458 . بميد 37311777 . S2CID 257280019 .   
  29. ↑ تشانغ، جون؛ تشاو، نينغ؛ كو، فييانغ (15 نوفمبر 2022). "روبوتات ذات أجنحة خافقة مستوحاة من الطبيعة، قابلة للطي أو التشكيل: مراجعة". الإلهام الحيوي والمحاكاة الحيوية . 18 (1): 011002. doi : 10.1088/1748-3190/ac9ef5 . ISSN 1748-3182 . PMID 36317380. S2CID 253246037 .   
  30. شين، وون دونغ ؛ بارك، جايجون؛ بارك، هاي وون (1 سبتمبر 2019). " تطوير وتجارب روبوت مستوحى من الطبيعة متعدد الأنماط في الحركة الجوية والبرية" . الإلهام الحيوي والمحاكاة الحيوية . 14 (5): 056009. رمز Bibcode : 2019BiBi...14e6009S . doi : 10.1088/1748-3190/ab2ab7 . ISSN 1748-3182 . PMID 31212268. S2CID 195066183 .   
  31. ↑ رامزاني، علي رضا؛ شي، شيشن؛ تشونغ، سون جو؛ هاتشينسون، سيث (مايو 2016). "بات بوت (B2)، آلة طائرة مستوحاة من علم الأحياء". المؤتمر الدولي لهندسة الروبوتات والأتمتة (ICRA) لعام 2016. ستوكهولم، السويد: IEEE. الصفحات 3219-3226 . doi : 10.1109/ICRA.2016.7487491 . ISBN  978-1-4673-8026-3. S2CID 8581750 . 
  32. 1 2 دالر، لودوفيتش؛ مينتشيف، ستيفانو؛ ستيفانيني، سيزار؛ فلوريانو ، داريو (2015/01/19). "روبوت طائر ومشي متعدد الوسائط مستوحى من الحيوية" . الإلهام الحيوي والمحاكاة الحيوية . 10 (1) 016005. بيب كود : 2015BiBi...10a6005D . دوى : 10.1088/1748-3190/10/1/016005 . ردمك 1748-3190 . بميد 25599118 . S2CID 11132948 .   
  33. 1 2 كيليان، لوكاس؛ شهيد، فرزين؛ تشاو، جينغ شان؛ نايري، كريستيان نافيد (2022-07-01). "أجنحة متغيرة الشكل مستوحاة من الطبيعة: التصميم الميكانيكي وتجارب نفق الرياح". الإلهام الحيوي والمحاكاة الحيوية . 17 (4): 046019. Bibcode : 2022BiBi...17d6019K . doi : 10.1088/1748-3190/ac72e1 . ISSN 1748-3182 . PMID 35609562. S2CID 249045806 .   
  34. ↑ سافاستانو، إي.؛ بيريز-سانشيز، في.؛ أرو، بي سي؛ أوليرو، أ. (يوليو 2022). "جناح متحول عالي الأداء للمركبات الجوية غير المأهولة واسعة النطاق المستوحاة من الطبيعة". رسائل IEEE في مجال الروبوتات والأتمتة . 7 (3): 8076-8083 . Bibcode : 2022IRAL....7.8076S . doi : 10.1109/LRA.2022.3185389 . ISSN 2377-3766 . S2CID 250008824 .  
  35. ↑ جرانت، دانيال ت.؛ عبد الرحيم، مجاهد؛ ليند، ريك (يونيو 2010). "ديناميكيات طيران طائرة متغيرة الشكل تستخدم حركة جناح مستقلة متعددة المفاصل" . المجلة الدولية للمركبات الجوية الصغيرة . 2 (2): 91-106 . doi : 10.1260/1756-8293.2.2.91 . ISSN 1756-8293 . S2CID 110577545 .  
  36. ↑ فان، هوانغ فو؛ بارك، هون تشول (2020-12-04). "آليات استعادة التوازن بعد التصادم في الخنافس الطائرة والروبوتات ذات الأجنحة الخفاقة" . مجلة ساينس . 370 (6521): 1214-1219 . رمز Bibcode : 2020Sci...370.1214P . doi : 10.1126/science.abd3285 . ISSN 0036-8075 . PMID 33273101. S2CID 227257247 .   
  37. ↑ هو، تشنغ؛ مكولي، ريموند؛ شيفر، ستيف؛ دينغ، شينيان (مايو 2009). "ديناميكا الهواء لطيران اليعسوب وتصميم الروبوتات". المؤتمر الدولي لهندسة الروبوتات والأتمتة لعام 2009، معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . الصفحات 3061-3066 . doi : 10.1109/ROBOT.2009.5152760 . ISBN  978-1-4244-2788-8. S2CID 12291429 . 
  38. ↑ بالتا، ميكيل؛ ديب، ديبان؛ طه، هيثم إي (2021-10-26). "تصوير التدفق وقياس قوة تأثير التصفيق في الروبوتات الطائرة المستوحاة من الطبيعة". الإلهام الحيوي والمحاكاة الحيوية . 16 (6): 066020. رمز Bibcode : 2021BiBi...16f6020B . doi : 10.1088/1748-3190/ac2b00 . ISSN 1748-3182 . PMID 34584023. S2CID 238217893 .   
  39. 1 2 3 4 كنيبرز، جان؛ نيكل، كلاوس ج.؛ سبيك، توماس، محرران. (2016). البحث في المحاكاة الحيوية للهندسة المعمارية وبناء المباني: التصميم البيولوجي والهياكل التكاملية . تشام: سبرينغر. ISBN 978-3-319-46374-2. OCLC 967523159 . 
  40. ^ كولينز ، جورج ر. (1963). “أنطونيو غاودي: الهيكل والشكل”. بيرسبيكتا . 8 : 63 – 90. دوى : 10.2307/1566905 . ISSN 0079-0958 . جستور 1566905 .  
  41. ↑ "العلوم الحضرية" . www.mdpi.com . تاريخ الاسترجاع: 2024-05-05 .
  42. ↑ رضوان، جيهان. أ. ن.؛ أسامة، نوران (2016). "المحاكاة الحيوية، منهج لتصميم واجهات المباني الموفرة للطاقة" . وقائع العلوم البيئية . 34 : 178-189 . Bibcode : 2016PrEnS..34..178R . doi : 10.1016 /j.proenv.2016.04.017 .
  43. ↑ عزيز، محب صبري؛ الشريف، عمرو ي. (مارس 2016). "المحاكاة الحيوية كنهج للهياكل المستوحاة من الطبيعة بمساعدة الحوسبة" . مجلة الإسكندرية الهندسية . 55 (1): 707-714 . doi : 10.1016/j.aej.2015.10.015 .
  44. ↑ سبيك، توماس؛ سبيك، أولغا (2019). فيغنر، لارس هـ.؛ لوتج، أولريش (محرران). "الظهور في أنظمة المواد المحاكية للأنظمة الحيوية" . الظهور والنمطية في علوم الحياة . تشام: دار نشر سبرينغر الدولية: 97-115 . doi : 10.1007/978-3-030-06128-9_5 . ISBN 978-3-030-06127-2. S2CID 139377667 . تم الاسترجاع بتاريخ 23-11-2020 . 
  45. ↑ «معهد المحاكاة الحيوية - أمثلة على التصميم المستدام المستوحى من الطبيعة» . معهد المحاكاة الحيوية . مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 يناير 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 يوليو 2019 .
  46. ↑ الأحمر، سلمى وفيورافانتي، أنطونيو. (2015). التصميم المحاكي للطبيعة والحاسوبي للواجهات المزدوجة في المناخات الحارة: واجهة مطوية مسامية لمباني المكاتب.
  47. ↑ بار، مايكل يوهان؛ بيتوتشنيغ، ألكسندر (8 يوليو 2017). "واجهة ذات تهوية طبيعية مستوحاة من المحاكاة الحيوية - دراسة مفاهيمية" . مجلة تصميم وهندسة الواجهات . 4 ( 3-4 ): 131-142 . doi : 10.3233/FDE-171645 .
  48. ↑ وونغ، نيوك هين؛ كوانغ تان، أليكس يونغ؛ تشين، يو؛ سيكار، كاناجي؛ تان، بوي يوك؛ تشان، ديريك؛ تشيانغ، كيلي؛ وونغ، نغيان تشونغ (مارس 2010). "التقييم الحراري لأنظمة المساحات الخضراء الرأسية لجدران المباني" . البناء والبيئة . 45 (3): 663-672 . Bibcode : 2010BuEnv..45..663W . doi : 10.1016/j.buildenv.2009.08.005 . مؤرشف من الأصل في 16 يونيو 2024. تم الاسترجاع في 28 سبتمبر 2025 .
  49. ↑ ليو، شياوبينغ؛ تشين، تشانغ؛ يانغ، غوانغ؛ غاو، يانفنغ (2 أبريل 2019). "مادة مسامية هرمية مستوحاة من أعشاش النمل باستخدام كلوريد الكالسيوم كمادة مضافة للتحكم الذكي في رطوبة الأماكن المغلقة" . مجلة البحوث في الكيمياء الصناعية والهندسية . 58 (17): 7139-7145 . doi : 10.1021/acs.iecr.8b06092 . S2CID 131825398 . 
  50. ↑ لان، هاوران؛ جينغ، تشنزي؛ لي، جيان؛ مياو، جياجون؛ تشين، يوتشيان (أكتوبر 2017). "تأثير أبعاد مسام المواد على أداء التنظيم الذاتي للرطوبة". رسائل المواد . 204 : 23-26 . Bibcode : 2017MatL..204...23L . doi : 10.1016/j.matlet.2017.05.095 .
  51. ↑ كوركماز، سنان؛ بل حاج علي، نزار؛ سميث، إيان إف سي (يونيو 2011). "تحديد استراتيجيات التحكم لتحمل الأضرار في هيكل التنسيغريتي النشط". هندسة الإنشاءات . 33 (6): 1930-1939 . Bibcode : 2011EngSt..33.1930K . CiteSeerX 10.1.1.370.6243 . doi : 10.1016/j.engstruct.2011.02.031 . 
  52. ↑ "سر متتالية فيبوناتشي في الأشجار" . مقالات فائزة لعام 2011. المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي . 1 مايو 2014. تم الاطلاع عليه في 17 يوليو 2014 .
  53. ↑ لينارد، ج؛ شلايشر، س؛ بوبينغا، س؛ ماسيلتر، ت؛ ميلويتش، م؛ سبيك، ت؛ نيبرز، ج (29-11-2011). "فليكتوفين: آلية رفرفة بدون مفصلات مستوحاة من الطبيعة". الإلهام الحيوي والمحاكاة الحيوية . 6 (4) 045001. رمز Bibcode : 2011BiBi....6d5001L . doi : 10.1088 / 1748-3182/6/4/045001 . ISSN 1748-3182 . PMID 22126741. S2CID 41502774 .   
  54. ↑ يورغن بيرتلينغ (15 مايو 2012)، فليكتوفين ، مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 2021 ، تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2019
  55. ↑ كورنر، أ؛ بورن، ل؛ مادير، أ؛ ساكس، ر؛ سافاريان، س؛ ويسترميير، أ.س؛ بوبينغا، س؛ بيشوف، م؛ غريسر، ج.ت (12 ديسمبر 2017). "فليكتوفولد - جهاز تظليل متوافق مع المحاكاة الحيوية للواجهات ذات الأشكال الحرة المعقدة" . المواد والهياكل الذكية . 27 (1): 017001. doi : 10.1088/1361-665x/aa9c2f . ISSN 0964-1726 . S2CID 139146312 .  
  56. ↑ المواد الهجينة الحيوية التركيبية والجسيمات النانوية الحيوية، المحررون: ألكسندر بوكر، باتريك فان راين، الجمعية الملكية للكيمياء، كامبريدج 2016، https://pubs.rsc.org/en/content/ebook/978-1-78262-210-9 ، مؤرشف بتاريخ 9 يوليو 2021 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  57. 1 2 ويغست، أولريك جي كي؛ باي، هاو؛ سايز، إدواردو؛ تومسيا، أنتوني بي؛ ريتشي، روبرت أو. (26-10-2014). "مواد هيكلية مستوحاة من الطبيعة". مجلة نيتشر ماتيريالز . 14 ( 1): 23-36 . doi : 10.1038/nmat4089 . ISSN 1476-1122 . PMID 25344782. S2CID 1400303 .   
  58. ↑ لاوني، ماكسيميليان إي.؛ بوهلر، ماركوس جيه.؛ ريتشي، روبرت أو. (يونيو 2010). "حول الأصول الميكانيكية لصلابة العظام". المراجعة السنوية لبحوث المواد . 40 (1): 25-53 . Bibcode : 2010AnRMS..40...25L . CiteSeerX 10.1.1.208.4831 . doi : 10.1146/annurev-matsci-070909-104427 . ISSN 1531-7331 . S2CID 6552812 .   
  59. ↑ وانغ، ريزي؛ غوبتا، هيمادري س. (2011-08-04). "آليات تشوه وكسر العظام والصدف". المراجعة السنوية لبحوث المواد . 41 (1): 41-73 . Bibcode : 2011AnRMS..41...41W . doi : 10.1146/annurev-matsci-062910-095806 . ISSN 1531-7331 . 
  60. 1 2 بيدهندي، أمير ج.؛ لامبرون، أوليفييه؛ جوسلين، فريدريك ب.؛ جيتمان، أنيا (ديسمبر 2023). "هندسة الخلية تنظم كسر الأنسجة" . نيتشر كوميونيكيشنز . 14 (1): 8275. Bibcode : 2023NatCo..14.8275B . doi : 10.1038/ s41467-023-44075-4 . PMC 10719271. PMID 38092784 .  
  61. 1 2 تونغ شيانغ، سوك كوون، دي تشانغ. "التمعدن الحيوي: من علم الأحياء إلى المواد". مختبر الدولة الرئيسي للمركبات المعدنية. شنغهاي: جامعة شنغهاي جياوتونغ، بدون تاريخ 545-1000.
  62. ↑ ديفيل، سيلفان؛ سايز، إدواردو؛ نالا، رافي ك.؛ تومسيا، أنتوني ب. (27 يناير 2006). "التجميد كطريقة لبناء مركبات معقدة". مجلة ساينس . 311 (5760): 515-518 . arXiv : 1710.04167 . Bibcode : 2006Sci...311..515D . doi : 10.1126/science.1120937 . ISSN 0036-8075 . PMID 16439659. S2CID 46118585 .   
  63. ↑ مونش، إي.؛ لوني، إم. إي.؛ السيم، دي. إتش.؛ سايز، إي.؛ تومسيا، إيه. بي.؛ ريتشي، آر. أو. (2008-12-05). " مواد هجينة متينة مستوحاة من الطبيعة" . مجلة ساينس . 322 (5907): 1516-1520 . رمز Bibcode : 2008Sci...322.1516M . doi : 10.1126/science.1164865 . ISSN 0036-8075 . OSTI 952576. PMID 19056979. S2CID 17009263 .    
  64. ↑ ليو، تشيانغ؛ يي، فنغ؛ غاو، يي؛ ليو، شيتشاو؛ يانغ، هايكسيا؛ تشو، تشي تشيانغ (فبراير 2014). "تصنيع مركب جديد متصل من SiC/2024Al ذي بنية مجهرية صفائحية وخواص ميكانيكية عالية". مجلة السبائك والمركبات . 585 : 146-153 . doi : 10.1016/j.jallcom.2013.09.140 . ISSN 0925-8388 . 
  65. ↑ روي، سيدهارتا؛ بوتز، بنيامين؛ وانر، ألكسندر (أبريل 2010). "تطور الضرر والتباين على مستوى النطاق في مركبات المعدن/السيراميك التي تُظهر بنى مجهرية صفائحية". أكتا ماتيريليا . 58 (7): 2300-2312 . Bibcode : 2010AcMat..58.2300R . doi : 10.1016/j.actamat.2009.12.015 . ISSN 1359-6454 . 
  66. ↑ بوفيل، فلوريان؛ مير، إريك؛ ميل، سيلفان؛ فان دي مورتيل، برتراند؛ ستيفنسون، آدم جيه؛ ديفيل، سيلفان (23 مارس 2014). "سيراميك حيوي قوي ومتين وصلب مصنوع من مكونات هشة". مجلة نيتشر ماتيريالز . 13 (5): 508-514 . arXiv : 1506.08979 . Bibcode : 2014NatMa..13..508B . doi : 10.1038 / nmat3915 . ISSN 1476-1122 . PMID 24658117. S2CID 205409702 .   
  67. ↑ فيلار، غابرييل؛ غراهام، ألكسندر د.؛ بايلي، هاغان (5 أبريل 2013). "مادة مطبوعة شبيهة بالأنسجة" . مجلة ساينس . 340 (6128): 48-52 . رمز Bibcode : 2013Sci...340...48V . doi : 10.1126/science.1229495 . ISSN 0036-8075 . PMC 3750497. PMID 23559243 .   
  68. ↑ إسبينوزا، هوراسيو د.؛ جاستر، أليسون ل.؛ لاتورت، فيليكس ج.؛ لوه، أوين ي.؛ جريجوار، ديفيد؛ زافاتيري، بابلو د. (2011-02-01). "أصل التقوية على مستوى الأقراص في أصداف أذن البحر وتطبيقه على المواد المركبة الاصطناعية" . نيتشر كوميونيكيشنز . 2 (1): 173. Bibcode : 2011NatCo...2..173E . doi : 10.1038/ncomms1172 . ISSN 2041-1723 . PMID 21285951 .  
  69. ^ جروننفيلدر، إل كيه؛ سوكسانجبانيا، ن.؛ ساليناس، سي. ميليرون، ج. ياراجي، ن.؛ هيريرا، S .؛ إيفانز لوترودت، ك.؛ نوت ، ريال . زافاتيري، ب. كيسيلوس، د. (2014/09/01). “مركبات مقاومة للصدمات مستوحاة من الحيوية”. اكتا المواد الحيوية . 10 (9): 3997–4008 . دوى : 10.1016/j.actbio.2014.03.022 . ردمك 1742-7061 . بميد 24681369 .  
  70. ↑ داس، راتول؛ أحمد، زين؛ نوروزبايفا، جميلة؛ ميشرا، هيمانشو (13 مايو 2020). "خاصية النفور الفائق من جميع السوائل بدون طلاء محاكي حيوي" . التقارير العلمية . 10 (1): 7934. Bibcode : 2020NatSR..10.7934D . doi : 10.1038/s41598-020-64345-1 . ISSN 2045-2322 . PMC 7221082. PMID 32404874 .   
  71. ↑ ستودارت، أندريه ر. (2016). "التصنيع الإضافي للمواد المستوحاة من الطبيعة". مجلة الجمعية الكيميائية . 45 (2): 359-376 . doi : 10.1039/c5cs00836k . ISSN 0306-0012 . PMID 26750617. S2CID 3218518 .   
  72. ↑ إسلام، محمد كمرول؛ هازيل، بول جيه؛ إسكوبيدو، خوان بي؛ وانغ، هونغشو (يوليو 2021). "استراتيجيات تصميم الدروع المحاكية للأنظمة الحيوية للتصنيع الإضافي: مراجعة" . المواد والتصميم . 205 109730. doi : 10.1016/j.matdes.2021.109730 .
  73. ^ قو، يون تشينغ؛ يو، لينجزي؛ مو، جيغانغ؛ وو، دنغهاو؛ تشو، بيجيان؛ شو ، ماوسين (2020-08-24). "الخصائص الميكانيكية وتحليل التطبيقات لمادة حرير العنكبوت الإلكترونية" . البوليمرات الإلكترونية . 20 (1): 443-457 . دوى : 10.1515/epoly-2020-0049 . ردمك 2197-4586 . S2CID 221372172 .  
  74. ↑ كيليان، كريستوفر إي. (2010). "آلية الشحذ الذاتي لأسنان قنفذ البحر". مواد وظيفية متقدمة . 21 (4): 682-690 . doi : 10.1002/adfm.201001546 . S2CID 96221597 . 
  75. ↑ ياو، ي.؛ وانغ، ك.؛ وانغ، هـ.؛ تشانغ، ب.؛ تشاو، س.؛ وانغ، ز.؛ شو، ز.؛ وو، ي.؛ هوانغ، و.؛ تشيان، ب.-ي.؛ تشانغ، إكس إكس (2013). "مركبات نانوية مُجمَّعة حيويًا في أصداف المحار تُظهر تخلفًا كهربائيًا هائلًا". مواد متقدمة . 25 (5): 711-718 . Bibcode : 2013AdM....25..711Y . doi : 10.1002/adma.201202079 . PMID 23090938. S2CID 205246425 .  
  76. ↑ فانارس، أنوب؛ أوسيران، آدم؛ راساو، ألكسندر (2016). "مراجعة للمناهج العصبية الشكلية الحالية لأجهزة الاستشعار البصرية والسمعية والشمية" . مجلة فرونتيرز في علم الأعصاب . 10 : 115. doi : 10.3389/fnins.2016.00115 . PMC 4809886. PMID 27065784 .  
  77. ↑ يونغبلود، جيفري ب.؛ سوتوس، نانسي ر. (أغسطس 2008). "مواد مستوحاة من الطبيعة للتنظيف الذاتي والترميم الذاتي" . نشرة جمعية أبحاث المواد . 33 (8): 732-741 . doi : 10.1557/mrs2008.158 . ISSN 1938-1425 . 
  78. ↑ توهي، كاثلين س.؛ سوتوس، نانسي ر.؛ لويس، جينيفر أ.؛ مور، جيفري س.؛ وايت، سكوت ر. (10 يونيو 2007). "مواد ذاتية الإصلاح بشبكات وعائية دقيقة". مجلة نيتشر ماتيريالز . 6 (8): 581-585 . رمز Bibcode : 2007NatMa...6..581T . doi : 10.1038/nmat1934 . ISSN 1476-1122 . PMID 17558429 .   
  79. ↑ فو، فانفان؛ تشين، تشويوي؛ تشاو، زي؛ وانغ، هوان؛ شانغ، لوران؛ غو، تشونغزي؛ تشاو، يوانجين (2017-06-06). "هيدروجيل ملون هيكلي ذاتي الإصلاح مستوحى من الطبيعة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 114 (23 ) : 5900-5905 . Bibcode : 2017PNAS..114.5900F . doi : 10.1073/pnas.1703616114 . ISSN 0027-8424 . PMC 5468601. PMID 28533368 .   
  80. ↑ رامبف، ماركوس؛ سبيك، أولغا؛ سبيك، توماس؛ لوشينجر، رولف هـ. (سبتمبر 2011). "أغشية ذاتية الإصلاح للهياكل القابلة للنفخ مستوحاة من عملية الالتئام السريع للجروح لدى النباتات المتسلقة". مجلة الهندسة الحيوية . 8 (3): 242-250 . doi : 10.1016/s1672-6529(11)60028-0 . ISSN 1672-6529 . S2CID 137853348 .  
  81. ↑ يوان، واي سي؛ يين، تي؛ رونغ، إم زد؛ تشانغ، إم كيو (2008). "الترميم الذاتي في البوليمرات والمركبات البوليمرية. المفاهيم والتطبيق والتوقعات: مراجعة" . رسائل البوليمر السريعة . 2 (4): 238-250 . doi : 10.3144/expresspolymlett.2008.29 .
  82. ↑ كامينغز، شون سي؛ دودو، أوبيد جيه؛ هول، ألكسندر سي؛ تشانغ، بوروي؛ مايرز، كامرين بي؛ سباركس، جيسيكا إل؛ كونكوليفيتش، دومينيك (13 مارس 2020). "الكمية أم الجودة: هل البوليمرات والمطاطات ذاتية الإصلاح أقوى دائمًا مع المزيد من الروابط الهيدروجينية؟". مجلة ACS للمواد البوليمرية التطبيقية . 2 (3): 1108-1113 . Bibcode : 2020AAPM....2.1108C . doi : 10.1021/acsapm.9b01095 . S2CID 214391859 . 
  83. ↑ "مستوحى من الطبيعة" . شركة شاركليت تكنولوجيز، 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يونيو 2014 .
  84. ↑ يوان، تشي تشينغ (15 نوفمبر 2013). "طريقة مبتكرة لتصنيع سطح فائق الكراهية للماء ذي بنية هرمية شديدة التشابه مع بنية ورقة اللوتس على صفيحة نحاسية". مجلة علوم الأسطح التطبيقية . 285 : 205-210 . Bibcode : 2013ApSS..285..205Y . doi : 10.1016/j.apsusc.2013.08.037 .
  85. ↑ هوه، دونغيون (25 يونيو 2010). "إعادة بناء وظائف الرئة على مستوى العضو على شريحة" . مجلة ساينس . 328 ( 5986): 1662-1668 . Bibcode : 2010Sci...328.1662H . doi : 10.1126 / science.1188302 . PMC 8335790. PMID 20576885. S2CID 11011310 .   
  86. ↑ مايسر، ماتياس (12 يونيو 2014). "طبقات الهواء في الماء أسفل سرخس سالفينيا العائم تتعرض لتقلبات في الضغط" . علم الأحياء التكاملي والمقارن . 54 (6): 1001-1007 . doi : 10.1093/icb/icu072 . PMID 24925548 . 
  87. ↑ بورنو، روبا (21 سبتمبر 2006). "التحفيز بالنتح: تصميم وتصنيع وتوصيف المحركات الدقيقة المحاكية للأنظمة الحيوية والتي تعمل بتوتر سطح الماء" (ملف PDF) . مجلة الميكانيكا الدقيقة والهندسة الدقيقة . 16 (11): 2375-2383 . Bibcode : 2006JMiMi..16.2375B . doi : 10.1088/0960-1317/16/11/018 . hdl : 2027.42/49048 . S2CID 2571529 . 
  88. ↑ جارود، ر. (4 أكتوبر 2006). "محاكاة ظهر خنفساء ستينوكارا للتكثيف الدقيق باستخدام أسطح فائقة الكراهية للماء وفائقة المحبة للماء ذات أنماط كيميائية بلازمية". لانغمير . 23 (2): 689-693 . doi : 10.1021/la0610856 . PMID 17209621 . 
  89. ↑ "ShieldSquare Captcha" . iopscience.iop.org .
  90. ↑ بانيك، أرنوب؛ تان، كويك-تزي (2020). "أداء الاحتكاك الديناميكي لنمط سطحي هرمي محاكٍ حيويًا مستوحى من وسادة إصبع قدم الضفدع" . واجهات المواد المتقدمة . 7 (18) 2000987. doi : 10.1002/admi.202000987 . ISSN 2196-7350 . S2CID 225194802 .  
  91. ^ سيو، سونجبايك؛ داس، سوراب. زاليكي، بيوتر ج.؛ ميرشفيان، راضية؛ آيزنباخ، كلاوس د.؛ إسرائيلاشفيلي، جاكوب ن.؛ وايت، ج. هربرت؛ آهن، ب. كولبي (29/07/2015). "سلوك الطور الصغير والتماسك الرطب المعزز للبوليامفوليتات الاصطناعية المستوحاة من بروتين قدم بلح البحر" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 137 (29): 9214–9217 . بيب كود : 2015JAChS.137.9214S . دوى : 10.1021/jacs.5b03827 . ISSN 0002-7863 . بميد 26172268 . S2CID 207155810 .   
  92. ↑ آهن، ب. كولبي؛ داس، سوراب؛ لينستادت، روسكو؛ كوفمان، يائير؛ مارتينيز-رودريغيز، نادين ر.؛ ميرشافيان، رازيه؛ كيسلمان، إلينا؛ تالمون، يشعياهو؛ ليبشوتز، بروس هـ. (19-10-2015). "مواد لاصقة عالية الأداء مستوحاة من بلح البحر ذات تعقيد مُبسط" . نيتشر كوميونيكيشنز . 6 8663. Bibcode : 2015NatCo...6.8663A . doi : 10.1038/ncomms9663 . PMC 4667698. PMID 26478273 .  
  93. ↑ أونفر، أ.؛ أونيري، أ.؛ أيدمير، أ.؛ سيتي، م. (2006). "جيكوبوت: روبوت تسلق مستوحى من الوزغة باستخدام مواد لاصقة مطاطية" . وقائع المؤتمر الدولي لهندسة الروبوتات والأتمتة IEEE لعام 2006. ICRA 2006. IEEE. الصفحات 2329-2335 . doi : 10.1109/robot.2006.1642050 . ISBN  0-7803-9505-0.
  94. ↑ كيم، سانغ باي؛ سبينكو، ماثيو؛ تروخيو، سالومون؛ هاينمان، باريت؛ ماتولي، فيرجيلو؛ كوتكوسكي، مارك ر. (أبريل 2007). "الالتصاق الكامل للجسم: تحكم هرمي واتجاهي وموزع في قوى الالتصاق لروبوت متسلق" . وقائع المؤتمر الدولي لهندسة الروبوتات والأتمتة لعام 2007. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. الصفحات 1268-1273 . doi : 10.1109/robot.2007.363159 . ISBN  978-1-4244-0602-9.
  95. ↑ "شريط جيكو" . جامعة ستانفورد . مؤرشف من الأصل في 23 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه في 17 يوليو 2014 .
  96. ↑ توتيجا، أنيش؛ تشوي، وونجاي؛ ما، مينغلين؛ مابري، جوزيف م.؛ مازيلا، سارة أ.؛ روتليدج، غريغوري س.؛ ماكينلي، غاريث هـ.؛ كوهين، روبرت إي. (2007-12-07). "تصميم أسطح فائقة الكراهية للزيوت" . مجلة ساينس . 318 (5856): 1618-1622 . Bibcode : 2007Sci...318.1618T . doi : 10.1126/science.1148326 . ISSN 0036-8075 . PMID 18063796. S2CID 36967067 .   
  97. ↑ وينزل، روبرت ن. (أغسطس 1936). "مقاومة الأسطح الصلبة للتبلل بالماء" . الكيمياء الصناعية والهندسية . 28 (8): 988-994 . doi : 10.1021/ie50320a024 . ISSN 0019-7866 . 
  98. ↑ كاسي، ABD؛ باكستر، S. (1944). "قابلية ترطيب الأسطح المسامية" . معاملات جمعية فاراداي . 40 : 546. doi : 10.1039/tf9444000546 . ISSN 0014-7672 . 
  99. ↑ نينهاوس، سي (يونيو 1997). "توصيف وتوزيع أسطح النباتات ذاتية التنظيف والطاردة للماء" . حوليات علم النبات . 79 (6): 667-677 . Bibcode : 1997AnBot..79..667N . doi : 10.1006/anbo.1997.0400 .
  100. ↑ بارثلوت، دبليو؛ نينهاوس، سي. (30 أبريل 1997). "طهارة اللوتس المقدس، أو النجاة من التلوث في الأسطح البيولوجية" . بلانتا . 202 (1): 1-8 . Bibcode : 1997Plant.202....1B . doi : 10.1007/s004250050096 . ISSN 0032-0935 . S2CID 37872229 .  
  101. ↑ تشو، هاي؛ غو، تشيغوانغ (2016). "مواد هندسية هجينة ذات كفاءة عالية في تجميع المياه مستوحاة من خنافس صحراء ناميب". مجلة الاتصالات الكيميائية . 52 (41): 6809-6812 . doi : 10.1039/C6CC01894G . ISSN 1359-7345 . PMID 27125658 .  
  102. زارعي ، مجتبى؛ دبير، بهرام؛ إسماعيليان، نيما؛ وارسنجر، ديفيد م. (2025). " أسطح وعرة صديقة للبيئة تحاكي الطبيعة لتحسين حصاد مياه الندى والضباب" . مجلة هندسة عمليات المياه . 70 106950. Bibcode : 2025JWPE ...7006950Z . doi : 10.1016/j.jwpe.2025.106950 .
  103. ↑ توتيجا، أنيش؛ تشوي، وونجاي؛ ماكينلي، غاريث هـ.؛ كوهين، روبرت إي.؛ روبنر، مايكل ف. (أغسطس 2008). "معايير تصميم خاصية النفور الشديد من الماء والزيت" . نشرة جمعية أبحاث المواد . 33 (8): 752-758 . doi : 10.1557/mrs2008.161 . ISSN 0883-7694 . S2CID 138093919 .  
  104. سبيك ، توماس؛ بوبينغا، سيمون؛ سبيك، أولغا؛ تاوبر، فالك (23-09-2021). "أنظمة المواد المتحركة الشبيهة بالحياة والمستوحاة من الطبيعة: تغيير الحدود بين الأنظمة الحية والتقنية في عصر الأنثروبوسين" . مجلة الأنثروبوسين . 9 ( 2 ): 237-256 . doi : 10.1177/20530196211039275 . ISSN 2053-0196 . S2CID 244195957 .  
  105. ↑ فيغنوليني، سيلفيا؛ رودال، باولا جيه؛ رولاند، أليس في؛ ريد، أليسون؛ مويرود، إدويج؛ فادن، روبرت بي؛ بومبيرغ، جيريمي جيه؛ غلوفر، بيفرلي جيه؛ شتاينر، أولريش (25-09-2012). "اللون البنيوي التنقيطي في ثمار البوليا" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 109 (39): 15712-15715 . Bibcode : 2012PNAS..10915712V . doi : 10.1073/pnas.1210105109 . ISSN 0027-8424 . PMC 3465391. PMID 23019355 .   
  106. ^ دومانلي، AG. فان دير كويج، جلالة الملك؛ ريزنر، E.؛ بومبرج، جي جي؛ شتاينر، يو. فيجنوليني ، سيلفيا (2014). "اللون الرقمي في أفلام البلورات السليلوزية النانوية" . المواد والواجهات التطبيقية لـ ACS . 7 (15): 12302– 12306. بيب كود : 2014AAMI....612302D . دوى : 10.1021/am501995e . بمك 4251880 . بميد 25007291 .  
  107. ↑ فيغنوليني، سيلفيا؛ غريغوري، توماس؛ كول، ماتياس؛ ليثبريدج، ألفي؛ مويرود، إدويج؛ شتاينر، أولريش؛ غلوفر، بيفرلي جيه؛ فوكوسيتش، بيتر؛ رودال، باولا جيه. (2016-11-01). "اللون البنيوي الناتج عن بنية جدار الخلية الحلزونية في ثمار نبات مارغريتاريا نوبيليس" . مجلة الجمعية الملكية للعلوم البينية . 13 (124) 20160645. doi : 10.1098/rsif.2016.0645 . ISSN 1742-5689 . PMC 5134016. PMID 28334698 .   
  108. 1 2 3 4 5 6 7 فيغنوليني، سيلفيا؛ مويرود، إدويج؛ غلوفر، بيفرلي جيه؛ شتاينر، أولريش (2013-10-06). "تحليل البنى الفوتونية في النباتات" . مجلة الجمعية الملكية للواجهات . 10 (87) 20130394. Bibcode : 2013JRSI...1030394V . doi : 10.1098 / rsif.2013.0394 . ISSN 1742-5689 . PMC 3758000. PMID 23883949 .   
  109. ^ باركر، ريتشارد م. جيديتي، جوليا؛ ويليامز، سماوي A.؛ تشاو، تيانهينغ؛ ناركيفيسيوس، أوريماس؛ فيجنوليني، سيلفيا؛ فركا-بيتيسيتش، برونو (2017/12/18). “التجميع الذاتي للبلورات السليلوزية النانوية: التصميم الهرمي للمظهر المرئي” (PDF) . مواد متقدمة . 30 (19) 1704477. دوى : 10.1002/adma.201704477 . ISSN 0935-9648 . بميد 29250832 .  
  110. ↑ تشاندلر، كريس جيه؛ ويلتس، بودو دي؛ فيغنوليني، سيلفيا؛ برودي، جولييت؛ شتاينر، أولريش؛ رودال، بولا جيه؛ غلوفر، بيفرلي جيه؛ غريغوري، توماس؛ ووكر، راشيل إتش. (2015-07-03). "اللون البنيوي في طحلب الكوندراس كريسبوس" . التقارير العلمية . 5 (1) 11645. Bibcode : 2015NatSR...511645C . doi : 10.1038/srep11645 . ISSN 2045-2322 . PMC 5155586. PMID 26139470 .   
  111. ↑ شرودر، توماس بي إتش؛ هوتالينغ، جاريد؛ ويلتس، بودو دي؛ ماير، مايكل (مارس 2018). "ليست عيبًا، بل ميزة: المواد الوظيفية في الحشرات" . المواد المتقدمة . 30 (19) 1705322. Bibcode : 2018AdM....3005322S . doi : 10.1002/adma.201705322 . hdl : 2027.42/143760 . PMID 29517829 . 
  112. ↑ شينك، فرانزيسكا؛ ويلتس، بودو د.؛ ستافينغا، دوكيلي ج. (نوفمبر 2013). "خنفساء الجوهرة اليابانية: تحدٍّ للرسام" . الإلهام الحيوي والمحاكاة الحيوية . 8 (4) 045002. رمز Bibcode : 2013BiBi....8d5002S . doi : 10.1088/ 1748-3182 /8/4/045002 . PMID 24262911. S2CID 41654298 .  
  113. ↑ أحمد، عباس؛ تشو، شواي؛ يو، بينهونغ؛ لي، تيانتيان؛ بودين، جوش ن.؛ زينغ، سونغشان؛ جيانغ، شويسونغ؛ صن، لويي (25-06-2025). "أجهزة ضوئية متعددة الوظائف وديناميكية لضبط الألوان مستوحاة من الطبيعة" . مراجعات كيميائية . 125 (12): 5626-5673 . doi : 10.1021/acs.chemrev.4c00844 . ISSN 0009-2665 . PMID 40489799 .  
  114. ↑ سيوريك، جوليا؛ جاكوتشي، جياني؛ أونيللي، أوليمبيا د.؛ هولشر، هندريك؛ فيغنوليني، سيلفيا (22 فبراير 2018). "شبكات عالية التشتت مستوحاة من الطبيعة عبر فصل طور البوليمر" . مواد وظيفية متقدمة . 28 (24) 1706901. Bibcode : 2018AdvFM..2806901S . doi : 10.1002/adfm.201706901 .
  115. ↑ آير، جيمس (9 يناير 2013). "مصابيح LED أكثر سطوعًا مستوحاة من اليراعات، وزيادة في الكفاءة بنسبة 55%" . كلين تكنيكا . مؤرشف من الأصل في 4 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه في 4 يونيو 2019 .
  116. ↑ بول، فيليب (مايو 2012). "خدع الألوان في الطبيعة" . مجلة ساينتفك أمريكان . 306 (5): 74-79 . رمز Bibcode : 2012SciAm.306e..74B . doi : 10.1038/scientificamerican0512-74 (غير نشط في 9 يوليو 2025). PMID 22550931. مؤرشف من الأصل في 11 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه في 12 سبتمبر 2012 . {{cite journal}}: صيانة CS1: رقم التعريف الرقمي غير نشط اعتبارًا من يوليو 2025 ( رابط )
  117. ↑ سونغ، بوكوانغ؛ جوهانسن، فيلادس إيغيدي؛ سيغموند، أولي؛ شين، جونغ هـ. (أبريل 2017). " إعادة إنتاج تسلسل الفوضى لانعكاس اللون واسع الزاوية المستوحى من مورفو" . التقارير العلمية . 7 (1) 46023. Bibcode : 2017NatSR...746023S . doi : 10.1038/srep46023 . PMC 5384085. PMID 28387328 .  
  118. ↑ "الأزرق الهيكلي: إعادة تصور اللون / اكتشف عالم لكزس العالمي" . discoverlexus.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 سبتمبر 2018 .
  119. ↑ كاثي، جيم (7 يناير 2010). "الطبيعة أعلم: ما تعلمنا إياه الأشواك والسحالي والنمل الأبيض عن التصميم" . كوالكوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 أغسطس 2015 .
  120. ↑ تشيرني-سكانلون، زينيا (29 يوليو 2014). "سبعة أقمشة مستوحاة من الطبيعة: من ورقة اللوتس إلى الفراشات وأسماك القرش" . صحيفة الغارديان . تاريخ الاطلاع: 23 نوفمبر 2018 .
  121. ↑ سغرو، دونا. "حول" . دونا سغرو . تم الاسترجاع في 23 نوفمبر 2018 .
  122. ↑ سغرو، دونا (9 أغسطس 2012). "المحاكاة الحيوية + ممارسة الموضة" . منتدى الموضة المبكرة، المعرض الوطني في كانبرا. الصفحات 61-70 . مؤرشف من الأصل في 22 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 23 نوفمبر 2018 . 
  123. ↑ "التقرير السنوي 2006" (ملف PDF) . شركة تيجين اليابانية . يوليو 2006. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 23 نوفمبر 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 نوفمبر 2018. يتميز مورفوتكس، أول ألياف ملونة هيكليًا في العالم، ببنية مكدسة تضم عشرات الطبقات النانوية من ألياف البوليستر والنايلون ذات معاملات انكسار مختلفة، مما يسهل التحكم في اللون باستخدام التصوير المقطعي التوافقي البصري. ويعني التحكم الهيكلي أن الليف الواحد سيُظهر دائمًا نفس الألوان بغض النظر عن موقعه.
  124. ↑ "مورفوتكس" . ترانس ماتيريال . ١٢ أكتوبر ٢٠١٠. مؤرشف من الأصل في ١٦ نوفمبر ٢٠١٨. تم الاطلاع عليه في ٢٣ نوفمبر ٢٠١٨ .
  125. ↑ "طلاء هيكلي دون الطول الموجي" . شبكة كانون الاحترافية . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 يوليو 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يوليو 2019 .
  126. ↑ كولكارني، أموغ؛ ساراف، تشينماي (ديسمبر 2019). "التعلم من الطبيعة: تطبيقات المحاكاة الحيوية في التكنولوجيا". المؤتمر الدولي لفرع بونا التابع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (PuneCon) لعام 2019. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. الصفحات 1-6 . doi : 10.1109/punecon46936.2019.9105797 . ISBN  978-1-7281-1924-3. S2CID 219316015 . 
  127. ↑ ستيفنسون، جون (18 نوفمبر 2020). "الزعانف الصغيرة على ريش البومة تشير إلى إمكانية تقليل ضوضاء الطائرات" . Phys.org . تم الاطلاع عليه في 20 نوفمبر 2020 .
  128. ↑ تيغ، دبليو آر؛ داوهور، إس إل؛ بيكر، إس إيه؛ هايل، إن؛ ديلاون، بي بي؛ كونوفير، دي إم (مايو 2011). "تأثيرات إدارة الرعي على الغطاء النباتي، والكائنات الحية الدقيقة في التربة، والخصائص الكيميائية والفيزيائية والهيدرولوجية للتربة في البراري العشبية الطويلة". الزراعة، النظم البيئية والبيئة . 141 ( 3-4 ): 310-322 . Bibcode : 2011AgEE..141..310T . doi : 10.1016/j.agee.2011.03.009 .
  129. ↑ ويبر، ك. ت.؛ جوخال، ب. س. (يناير 2011). "تأثير الرعي على محتوى الماء في التربة في المراعي شبه القاحلة بجنوب شرق ولاية أيداهو" (ملف PDF) . مجلة البيئات القاحلة . 75 (5): 264-270 . Bibcode : 2011JArEn..75..464W . doi : 10.1016/j.jaridenv.2010.12.009 . تاريخ الاسترجاع: 5 مارس 2019 .
  130. ↑ بريسك، ديفيد د.؛ بيستلماير، براندون ت.؛ براون، جويل ر.؛ فولندورف، صموئيل د.؛ واين بولي، هـ. (أكتوبر 2013). "لا يمكن لأسلوب سافوري أن يُخضّر الصحاري أو يُعكس تغير المناخ" . المراعي . 35 (5): 72-74 . doi : 10.2111/RANGELANDS-D-13-00044.1 . hdl : 10150/639967 . مؤرشف من الأصل في 9 يوليو 2024. تم الاسترجاع في 31 مايو 2024 .
  131. ↑ مونبيوت، جورج (4 أغسطس/آب 2014). "تناول المزيد من اللحوم وأنقذ العالم: أحدث معجزة زراعية غير معقولة" . صحيفة الغارديان . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0261-3077 . مؤرشف من الأصل في 2 يناير/كانون الثاني 2022. تاريخ الاسترجاع 30 مايو/أيار 2024 . 
  132. موتينيه ، أنطوان؛ بوغون، ليو؛ تولون، برونو؛ سيريس، جوليان ر.؛ فيوليت، ستيفان (2024). "OpenSky: محاكي معياري ومفتوح المصدر لقياسات استقطاب السماء" . معاملات IEEE في مجال الأجهزة والقياس . 73 : 1-16 . Bibcode : 2024ITIM ... 7374965M . doi : 10.1109/TIM.2024.3374965 .
  133. ↑ " Multi V 5 | VRF | حلول تكييف الهواء | للأعمال | إل جي العالمية" . www.lg.com
  134. ↑ "مروحة | تكييف الهواء والتبريد | دايكن العالمية" . www.daikin.com
  135. 1 2 جوهل، جاس (20 سبتمبر 2019). "المحاكاة الحيوية: 5 مبادئ تصميم أمني من مجال البيولوجيا الخلوية" . ميديوم .
  136. ↑ وارسون، سكيبر تشونغ (2 يناير 2018). "نظرة أعمق في المحاكاة الحيوية: كيف تُلهم الطبيعة التصميم" . ميديوم . مؤرشف من الأصل في 25 نوفمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 16 ديسمبر 2019 .
  137. ↑ تشين، ريك (16 أبريل 2019). "روبوتات ناسا الطائرة الجديدة: التواجد في الفضاء لأول مرة" . ناسا . مؤرشف من الأصل في 7 سبتمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 29 مايو 2020 .
  138. ↑ غراديشار، هيلينا؛ جيرالا، رومان (3 فبراير 2014). "البنى النانوية الحيوية ذاتية التجميع: البروتينات تتبع خطى البنى النانوية للحمض النووي" . مجلة تكنولوجيا النانو الحيوية . 12 (1): 4. doi : 10.1186/1477-3155-12-4 . PMC 3938474. PMID 24491139 .  
  139. ↑ ستيغماير، توماس؛ لينكه، مايكل؛ بلانك، هاينريش (29 مارس 2009). "التقنيات الحيوية في المنسوجات: عوازل حرارية مرنة وشفافة لتطبيقات الطاقة الشمسية الحرارية". معاملات الجمعية الملكية أ . 367 (1894): 1749-1758 . رمز Bibcode : 2009RSPTA.367.1749S . doi : 10.1098 / rsta.2009.0019 . PMID 19376769. S2CID 17661840 .  
  140. ↑ ويلسون، إس. جيه. ويلسون؛ هاتلي، إم. سي. (1982). "الخواص البصرية لأسطح "عين العثة" المضادة للانعكاس". مجلة البصريات الحديثة . 29 (7): 993-1009 . Bibcode : 1982AcOpt..29..993W . doi : 10.1080/713820946 .
  141. ↑ المحاكاة الحيوية السويدية: تقنية منصة μMist، مؤرشفة في 13 ديسمبر 2013، على موقع Wayback Machine . تم الاطلاع عليها في 3 يونيو 2012.
  142. ↑ دوجاردان، إريك؛ بيت، تشارلي؛ ستوبس، جيرالد؛ كولفر، جيمس ن.؛ مان، ستيفن (مارس 2003). "تنظيم الجسيمات النانوية المعدنية باستخدام قوالب فيروس موزاييك التبغ". رسائل نانو . 3 (3): 413-417 . Bibcode : 2003NanoL...3..413D . doi : 10.1021/nl034004o .
  143. ↑ دوغلاس، تريفور؛ يونغ، مارك (يونيو 1999). "جسيمات الفيروس كقوالب لتخليق المواد". المواد المتقدمة . 11 (8): 679-681 . Bibcode : 1999AdM....11..679D . doi : 10.1002/(SICI)1521-4095(199906)11:8 < 679::AID-ADMA679 > 3.0.CO ; 2-J .
  144. ↑ ياماشيتا، إيشيرو؛ هاياشي، جونكو؛ هارا، ماساهيكو (سبتمبر 2004). "تخليق جسيمات نانوية متجانسة من سيلينيد الكادميوم باستخدام بروتين أبوفيريتين ذي الشكل القفصي". رسائل الكيمياء . 33 (9): 1158-1159 . doi : 10.1246/cl.2004.1158 .
  145. ↑ تركي، ياسر؛ أريان، كيلزار (2025). "نموذج المحاكاة المتعددة التجديدي (MRM): إطار موحد للتصميم التجديدي وابتكار الأنظمة". زينودو . doi : 10.5281/zenodo.17559519 .

للمزيد من القراءة

  • بينيوس، جيه إم (2001). جاء العنكبوت . سييرا، 86(4)، 46-47.
  • هارجروفز، ك.د. وسميث، م.هـ. (2006). الابتكار المستوحى من الطبيعة: المحاكاة الحيوية . إيكوس، (129)، 27-28.
  • مارشال، أ. (2009). التصميم البري: مشروع المحاكاة البيئية ، كتب شمال الأطلسي: بيركلي.
  • باسينو، كيفن م. (2004). المحاكاة الحيوية للتحسين والتحكم والأتمتة. سبرينغر.
  • بايبر، دبليو. (2006). محاكاة الطبيعة: صعود علم البيئة الصناعية . إيكوس، (129)، 22-26.
  • سميث، ج. (2007). إنه أمر طبيعي . عالم البيئة، 37(8)، 52-55.
  • تومسون، دارسي دبليو ، عن النمو والشكل . دوفر 1992 إعادة طبع الطبعة الثانية لعام 1942 (الطبعة الأولى، 1917).
  • فوغل، س. (2000). مخالب القطط والمقاليع: العوالم الميكانيكية للطبيعة والبشر . نورتون.