问自然:你如何制造能量?

以下是从仿生学研究所改编的Ask的策略和产品，灵感来自于大自然性质类别，以应对21世纪最伟大的设计挑战。找出这里完全收集。

人类正变得越来越依赖我们通过技术连接的能力，并容易地访问能源网。实际上，我们生活的方方面面不知何故都插上了电源。然而，随着我们对能源需求的增加，我们获取和使用能源的创新和生活友好的方式也必须增加。

这里有一个灯泡的想法：怎么做自然使能源？对于那些已经在地球上存在的物种数十亿，人类是唯一谁也对能源的不可持续的，非本地源这样的溢价。那么如何，而产生相对较少的能源浪费并自然平衡它的能量的书？

这个系列探讨如何大自然已经发现了辉煌的方式就是这样。大自然是如何有效地利用太阳能满足自身需要的呢?生命系统是如何用很少的能量消耗来装下巨大的冲击力的?大自然是否应用有效的化学过程来产生能源和产生惰性废物?下一个合乎逻辑的步骤是依靠大自然来解决一些我们最紧迫的能源问题。

树叶形状最适合阳光照射:橄榄树

在一些落叶乔木，在树冠外部的叶子从那些树冠内不同。外部叶片被称为“太阳叶子”，而内部的叶子是“绿荫叶子。”这些叶子在外形，内部解剖和化学过程转化为专业能力有效地使用不同种类的太阳辐射的差异。

太阳叶通常比遮荫叶更小、更长、更厚，有更多层含有叶绿素的组织和更广泛的内部维管系统。人们认为，太阳叶子更适合捕捉和使用太阳直接辐射(当它不是太强烈，导致热量和其他压力相关的损害)。它们细长的形状也与到达遮荫叶所在的内冠层的更高水平的太阳辐射有关。

遮荫的叶子似乎有效地利用了漫反射的太阳辐射，这些辐射在被其他物体散射后到达了内部的树冠层，比如外部的太阳叶子，在光线直射的路径上。遮荫的叶子也可以在外部遮荫的一边，面对盛行的太阳。

“弹簧运动”已经被用于弹簧单高跷和一些假肢的设计中。

表面的太阳叶特征似乎会随着环境条件的变化而变化(表现出可塑性)，其形状尤其会影响遮荫叶片所处的冠层内部环境。太阳叶片的可塑性似乎有助于稳定内部冠层条件，缓冲非生物胁迫。遗传变异和树的大小也会影响树叶的特性，但似乎整棵树的光合作用可以通过让阳光和阴影的叶子对环境做出不同的反应而得到优化。其他物种也有遮阳叶和遮阴叶。在橡树，外部叶的裂片较窄，而遮荫叶的裂片较宽。

生物创意产品和应用理念

应用理念:设计结构以响应变化的光照条件和可用性。改变太阳能收集表面的形状，以利用不同类型的辐射。优化而不是最大化光线进入建筑的方式。

对该战略感兴趣的工业部门:建筑，能源

肌腱储存和返回能量：尤金袋鼠

虽然大多数陆地动物在地面上奔跑、跳跃或小跑需要消耗更多的代谢能量才能跑得更快，但跳起来的塔马尔沙袋鼠可以跑得更快，而不需要增加一点点或根本不需要增加能量消耗。此外，雌性塔玛尔沙袋鼠可以在不增加移动成本的情况下，把幼袋鼠装在育儿袋里。

这些功勋卓著可能是由于存储和弹性能量的回收通过在袋鼠的后腿大的弹性肌腱。在跳周期跳跃，空中阶段，袋鼠的向前运动代表动能和重力拉回到地面势能的形式。这些能量转化为拉伸筋的弹性应变能当脚击中地面。能源则在那些筋的弹性回缩，有助于推动袋鼠背部离开地面恢复。

虹鳟鱼可以采用一种特殊的游泳行为，这可能使它们能够通过从附近的水漩涡中吸取能量来节省自己的能量。

多达90％存储在腱的能量可以回收这样的重用。这种能量回收的关键是，附着在肌腱肌肉僵硬足以使它们的长度变化不大，因为它们产生的力量。如果肌肉长度发生了很大变化，他们可能会吸收和消散肌腱的弹性能量，使其无法到下一跳供电。的袋鼠变为更快和更重的负载，更弹性能量被存储和恢复的，因此运动的成本可与速度或负载过速度的正常范围内保持不变。

使用肌腱和弹性能量也被在许多其他大型动物发现运行（如马和火鸡），但在节能那些在袋鼠和袋鼠观察方面具有少得多的戏剧性的程度。这是因为目前还不清楚究竟为什么这些macropods在储能经历这样的高储蓄作为提高运动效率在各种游泳动物也观察到，从鱿鱼海豚的一种手段。

采用弹性储能能够在各种移动结构的人性化设计考虑提高能源效率。弹簧运动在弹簧单高跷和部分假肢的设计中得到了应用。

生物创意产品和应用理念

应用程序的想法:汽车动能存储产品。假肢。机捕获的能量在其他应用程序中使用。该泵夺回输入能量。

对该战略感兴趣的工业部门:制造、运输betway必威娱乐

机身采用旋涡，以节省能源：虹鳟鱼

许多鱼类游泳用自己的身体的起伏运动。折弯所述主体和稳定，连续的游泳过程中产生这些运动的肌肉活动可以花费的能量的量显著。但是，一些鱼类，如虹鳟鱼，可以采用一种特殊的游泳行为可能使他们从附近的水漩涡中提取能量，以节省自己的能量。

在流体环境，旋涡往往释放（或“棚”）从静止的目的和其它的水或空气的漩涡包括其他鱼类在内的生物中，在迎面而来的流的路径。通过调节它们的典型游泳行为从上游源其优点来自己的方式使用鳟鱼水涡流，以产生涡流之间的“回转”运动。身体弯曲增加幅度和曲率，以及在一个频率处旋涡是频率相匹配的尾部节拍棚上游。肌肉活动的沿着身体的格局也发生变化，其中只有肌肉紧贴头部活跃。

这与典型的波浪运动不同，在波浪运动中，全身肌肉收缩，从头部开始向尾部移动，产生移动的身体波，推动鱼向前移动。研究人员假设，这些肌肉活动和身体运动的变化有助于鳟鱼定位自己的身体，以便它能以特定的方式与漩涡相互作用。

这种相互作用的确切性质仍在调查，但一个解释是，鱼控制其主体的角度，使得从涡流局部流动产生在主体上的连续力的上游。科学家詹姆斯·廖采用了比喻：“我们猜测，鳟鱼用自己的身体像帆粘性上游。”

利用其他物体后面变化的液体流动来减少运动时的能量消耗的一般概念也存在于人类行为中，例如，自行车手们为了节省能量而互相拖在后面。

生物创意产品和应用理念

应用程序的想法:利用大型建筑或其他大型结构周围的涡流工作的风力涡轮机。利用涡流产生能量的海洋能源装置。

对该战略感兴趣的工业部门:建筑，能源，建筑，交通betway必威娱乐