Biomimetik: Teknik Imiterar Naturen

< <
8 / total: 12

Organ med överlägsen teknologi

I en pressrelease den 12 jul 2001 publicerad av USA: s Sandia National Laboratories meddelades att de genom sitt arbete hade "uppnått ögats synskärpa".

Rapporten uppgav att man genom att använda 64 datorer har framställt en digital bild som endast tog dem några sekunder för att uppnå.85 

Detta är en mycket viktig utveckling men en punkt bör inte glömmas bort. I så lite som en tiondel av en sekund bildar mänskliga ögon en bild som inte tar upp mer utrymme än en kvadratmillimeter på näthinnan. Med detta i åtanke kan man inse att det mänskliga ögat är mycket snabbare och mer funktionell än 64 datorer - även med den allra senaste tekniken.

 

Teknik kan inte matcha designen av människohjärtat

Människor lever i genomsnitt mellan 70 och 80 år. Det mänskliga hjärtat slår cirka 70 till 80 slag per minut, totalt flera miljarder gånger under en individs livstid. Företaget Abiomed, känt för sin forskning om konstgjorda hjärtan, har sagt att trots allt sitt arbete kommer det inte att kunna imitera det felfritt funktionen som hjärtat uppvisar framgångsrikt genom åren. För bolagets nyutvecklade konstgjorda hjärta att slå 175 miljoner slag, eller cirka fem år, ter sig som ett viktigt mål.86

Som en produkt av den senaste tekniken, har detta konstgjorda hjärta testats i kalvar före människor, även om kalvarna överlevde bara några månader. Det konstgjorda hjärta som har utvecklats av företaget har genomgått säkerhets studier i mänskliga patienter med hjärtsvikt under 2004. Men uppenbarligen har forskarna svårt att imitera det mänskliga hjärtat. Steven Vogel från Duke University, en biomekaniker som också har skrivit en bok om detta ämne, beskriver varför:

Det är att motorerna som vi har tillgängliga, oavsett effekt eller effektivitet. Muskel är en mjuk, fuktig, kontraktil motor och den är så olikt allt i vår teknologiska arsenal. Så du kan inte härma ett hjärta. . . 87

Liksom den äkta varan, består Abiomeds artificiella hjärta av två ventriklar. Där slutar dock likheterna. Alan Snyder i Penn State, en bioingenjör som ledde forskningen, förklarar skillnaden i dessa termer: "I det naturliga hjärtat använder du muskler som en behållare och behållaren pumpar på egen hand." 88 Pumpar som arbetar längs samma linjer som hjärtat innehåller en behållare och ett system som pumpar vätskan. I hjärtat, utför behållaren sin egen pumpning. Det är skillnaden som Snyder sammanfattade.

Alan Snyder

Forskare som funderade på hur man kunde göra ett hjärta som kontraherar av sig själv satte de inre väggarna av de två ventriklarna i rörelse genom att placera en separat motor mellan dem. Detta artificiella hjärta arbetar med hjälp av ett batteri som ligger i patientens buk. Detta batteri måste laddas kontinuerligt genom radiovågor som avges av en uppladdningsbart batteripaket som patienter kommer att bära i en sele.

Vårt naturliga hjärta, å andra sidan, har inget behov av ett batteri för energi, eftersom de uppvisar en makalös muskulös utformning som kan skapa sin egen energi i varje cell. En annan funktion i hjärtat som inte kan kopieras är den makalösa effektiviteten i pulseringen. I själva verket kan hjärtat pumpa fem liter blod per minut i vila, vilket kan stiga till 25-30 liter under träning. Kung, Abiomeds direktör, beskriver denna extraordinära tempoväxling som "en utmaning som ingen mekanisk anordning för närvarande kan överträffa". Det konstgjorda hjärtat som har framställts av företaget kan som bäst endast pumpa 10 liter per minut, vilket inte räcker för en stor del vanliga activiteter.89

Det verkliga hjärtat får näring och förstärkning efter sina behov från blodet den pumpar. Ett sådant hjärta kan fungera under 50 till 60 år utan behov av reparationer. Hjärtat har även förmågan att förnya sig, varför det aldrig förlorar sin förmåga till oavbrutet arbete. Detta är ytterligare en funktion som gör det omöjligt att, artificiellt, imitera.

Vårt hjärta, som forskarna enbart kan drömma om att matcha med dagens teknik, visar oss den överlägsna kunskapen hos vår Skapare och vår stora Herre - Gud.

Från immunförsvaret, en lösning på datavirus hotet

När en enda dator påverkas av ett virus, innebär detta att andra datorer i världen också snart kan vara angripna. Många företag har därför sett det nödvändigt att inrätta ett "immunsystem" för att skydda sina nätverkssystem från virus och fortsätter att bedriva intensiv forskning inom detta område. En av de centra som utför detta arbete är virusisolerings laboratoriet vid IBM: s Watson Research Center i New York. Där arbetar man i ett mikrobiologiskt laboratorium, med maximal säkerhet, med dödliga virus och även med produktion av program som hitintills kan diagnostisera ungefär 12000 virus och även isolera virus från en dator på ett säkert sätt och sedan döda dem.

IBM är bara ett av de företag som försöker bygga ett världsomspännande immunförsvar för att skydda sina befintliga datorsystem från virushot i cyberrymden. Steve White, en av företagets chefer, säger att detta mål kräver att ett immunsystem liknande det som finns hos människan.

Det är enbart det faktum att det finns ett immunförsvar som gör att mänskligheten kan existera. Endast ett immunförsvar i cyberrymden gör det möjligt för cyberrymden att existera. 90

Genom att arbeta vidare med denna analogi mellan datorn och levande varelser, har forskare börjat tillverka skyddande program som fungerar som vårt eget immunsystem. De tror på det som vi har lärt oss av epidemiologi (den gren av vetenskap som studerar smittsamma sjukdomar) och immunologi (som handlar om immunsystemet), att detta kan skydda elektroniska program från nya hot på samma sätt som antikroppar skyddar levande organismer.

Datorvirus är smarta självreplikerande program framställda för att infiltrera datorer, självmultiplicera genom att kopiera sig själva och skada eller "kapa" de datorer som de angriper. Indikationer på att sådana virus finns närvarande ett långsammare datasystem, tillfälliga mystiska skador på filer, och ibland, fullständigt funktionsavbrott eller "kraschar" i själva datorn på ett snarlikt sätt som de olika sjukdomar som drabbar människor.

För att skydda våra datorer mot hotet från virus söker identifierings program varje kod i datorns minne för att hitta spår av virus som tidigare har identifierats och lagrats i programmens minne. Datorvirus bär spår av undertecknandet av programvarans författare som möjliggör att de ska avkännas. När datorns sökprogram känner av ett avslöjande signatur varnar den att datorn har smittats av ett virus.

Ändå kan anti-virus program inte erbjuda fullständigt skydd för datorer. Vissa programmerare kan skriva nya virus inom loppet av ett par dagar och åter infoga dem i cyberrymden genom en infekterad dator. Därför är det viktigt att antivirusprogram ständigt uppdateras så att de har den information de behöver för att känna igen nya virus. Nya antivirusprogram måste därför läggas till hela tiden för att skydda mot virus hot.

Med den ökande spridningen av den globala användningen av Internet, har dessa virus börjat sprida sig mycket snabbare och tillfoga allvarlig skada på infekterade datorer. IBM forskare har hittat lösningar genom att imitera naturliga exempel. Till att börja med, precis som biologiska virus i naturen, använder konstgjorda virus värd programmeringen för att föröka sig. Med utgångspunkt från detta undersökte forskarna hur det mänskliga immunsystemet arbetar för att skydda kroppen.

När den stöter på en främmande organism börjar kroppen omedelbart att bilda antikroppar som känner igen inkräktare och förstör dem. Immunsystemet behöver inte analysera hela cellen som kan resultera i en sjukdom. När en preliminär infektion har undertryckts håller kroppen ett antal av de lämpliga antikropparna i beredskap för att omedelbart insättas vid framtida återfall. Tack vare dessa standby antikroppar, finns det ingen anledning att undersöka hela den infekterade cellen. Likaså innehåller befintliga antivirusprogram också en "antikropp" som känner igen, inte hela datavirus, utan snarare dess signatur.

Som vi har sett finns lösningarna på många problem i den tekniska arenan som vi brottas med redan i naturen. Vårt immunförsvar, som i varje detalj har varit genomtänkt och som fungerar perfekt, var redo att skydda oss innan vi ens var födda. Det är vår Herre som vakar och skyddar alla. I en vers det avslöjas:

Men om ni vänder mig ryggen, [kom ihåg att] jag har framfört till er det [budskap] med vilket jag sändes till er. Min Herre kan låta ett annat folk ta er plats men ni kan inte i något avseende vålla Honom skada. Min Herre vakar över allt."
(11:57)

Från ögat till kameran: Synens teknik

1. Object
2. Lens

3. Diaphragm
4. Image on the film

5. Image on the retina
6. Iris

Ögonen hos ryggradsdjur liknar sfärer med öppningar som kallas pupiller igenom vilka ljus kommer in. Bakom pupillerna finns linserna. Ljus passerar först genom dessa linser, sedan genom den vätska som fyller ögongloben för att slutligen träffa näthinnan. I näthinnan finns omkring 100 miljoner celler som kallas tappar och stavar. Stavarna skiljer mellan ljus och mörker, och tapparna upptäcker färger. Alla dessa celler omvandlar det infallande ljuset till elektriska signaler och skickar dem till hjärnan via synnerven. Ögat reglerar intensiteten av ljuset som kommer in med hjälp av irisen som omger pupillen. Irisen kan expandera och kontrahera tack vare sina små muskler. På liknande sätt begränsas mängden ljus som kommer in en kamera av en anordning som kallas bländare. I sin bok Wild Technology, beskriver Phil Gates hur kameran är en mycket enkel kopia av ögat:

Kameror är primitiva, mekaniska versioner av ryggradsdjurens ögon. De är ljustäta lådor utrustade med en lins för att fokusera en bild på film som under en kort tidsperiod exponeras när en slutare öppnas. I ögat fokuseras bilden genom att ändra formen av linsen, men kameror fokuseras genom att ändra avståndet mellan linsen från filmen.91

 

Fokusering

1. Lenses
2. Light

3. Film
4. Iris diaphragm

Detta är det första steget I att ta ett fotografi. Samma typ av fokusering av en bild är också nödvändig för att den skall vara tydlig på ögats känsliga näthinna. Med kameror, detta görs för hand eller automatiskt i mer avancerade modeller. Mikroskop och teleskop, som används för att se på nära håll och långt borta, kan fokuseras, men denna process innebär alltid en viss tidsförlust.

Det mänskliga ögat, å andra sidan, utför denna process kontinuerligt, självständigt och mycket snabbt. Dessutom är metoden den använder så överlägsen att det omöjligen kan imiteras. Tack vare musklerna runt den, sänder linsen bilden till näthinnan. Mycket flexibel, ändrar det här linsen lätt form, för att ge skärpa åt den punkt där ljuset faller genom att expandera eller kontrahera.

Om linsen inte gjorde det automatiskt, om vi till exempel var tvungna att medvetet fokusera på föremålet för vår uppmärksamhet skulle vi behöva göra ett ständigt arbete för att kunna se. Bilder i våra ögon skulle vara suddiga genom att vara i och ur fokus. Vi skulle behöva tid för att se något ordentligt och som ett resultat skulle alla våra åtgärder ske långsammare.

Eftersom Gud har gjort våra ögon perfekta upplever vi inga av dessa svårigheter. När man vill se något, behöver ingen att brottas med inställning av ögonens fokus och göra olika optiska beräkningar. För att se ett objekt klart är det tillräckligt med att vi tittar på det. Resten av processen hanteras automatiskt av ögat och hjärnan, för övrigt sker inom loppet av tiden det tar att vilja göra det.

Ljusinställningar

Ett fotografi tagen under dagen kommer att vara mycket tydlig, men inte när samma film används för att ta en bild av natthimlen. Men även om våra ögon öppnas och sluts på mindre än en tiondels sekund kan vi se stjärnorna tydligt eftersom våra ögon automatiskt ställa in sig beroende på olika ljusintensiteter. Musklerna runt pupillen möjliggör detta. Om vår omgivning är mörk expandera dessa muskler, pupillen vidgas och mer ljus släpps in i ögat. Vid större ljusintensitet kontraheras musklerna och pupillen minskar och mindre ljus tillåts komma in. Det är därför som vi har tydligt seende både natt och dag.

Ett fönster mot en färgrik värld

Ögat "snäpper" både en svart-vit och en färgad bild på en och samma gång. Dessa två bilder kombineras sedan i hjärnan, där de antar sitt vanliga utseende, ungefär på samma sätt som fyrfärgsfotografering kombinerar svart med rött, gult och blått för att producera en realistisk full färgbild.

Stavarna i näthinnan uppfattar objekt i svart och vitt, men på ett detaljerat sätt och tapparna identifierar färgerna. Som ett resultat, analyseras de mottagna signalerna, och våra hjärnor bildar en färgad bild av omvärlden.

Ögats överlägsna teknik

Jämfört med ögat har kameror har en väldigt primitiv struktur. Visuella bilder är många gånger mer exakta än de som kan erhållas även med de mest utvecklade kameror. Som ett resultat uppfattas bilder av ögat är av mycket högre kvalitet än de som av någon konstgjord utrustning.

Hela denna idé kan bättre uppfattas om man undersöker principerna för en TV-kamera som fungerar genom att sända ett stort antal ljuspunkter. Under sändning används ett skanningsförfarande och objektet framför kameran är således uppdelad i ett visst antal linjer. En fotocell avsöker alla punkter i varje rad i följd från vänster till höger. Efter att ha avslutat skanning av en linje flyttar den till nästa och processen fortsätter. Ljusvärdena för varje punkt analyseras och den resulterande signalen avges. Denna fotocell skannar 625 eller 819 linjer på 1/20 dels sekund. När en hel bild är klar, är en ny sänds. På detta sätt är mängden utsända signaler mycket hög alla skapade med en bländande hastighet.

 

Ögats mekanism är mycket mer funktionell. Man kan tydligt förstå den häpnadsväckande perfektionen av dess struktur när man betänker att det aldrig behöver repareras eller delar bytas ut.

Allt eftersom medicinsk vetenskap gör nya framsteg är det mänskliga ögats mirakulösa natur lättare att förstå. Genom att tillämpa den kunskap vi förvärvar om ögat till teknik kan allt mer avancerade kameror och oräkneliga optiska system utvecklas. Men oavsett hur mycket tekniken går framåt förbli de elektroniska enheter som tillverkas en primitiv kopia av ögat självt. Ingen datorunderstödd kamera eller annan konstgjord mojäng kan konkurrera med det mänskliga ögat.92

Hur uppstår då ögats komplexa struktur?

Det är otvivelaktigt omöjligt för någon struktur med denna komplexitet att bilda sig själv genom försök och misslyckande över en lång tidsperiod. Ögats struktur är sådan att det inte kommer att kan fungera om ens en komponent saknas. Ingen design kan ske av en slump och ögat avslöjar en mycket tydlig och ojämförlig design. Detta leder oss till frågan om vem som designat det. Den enda upphovsmannan till designen är Gud. Det faktum att ett sådant organ har givits till oss så att vi kan uppfatta allt runt oss på bästa möjliga sätt utgör en stor anledning för oss att tacka Honom. Eftersom vi får veta i en vers i Koranen:

SÄG [Muhammad]: "Det är Han som har skapat er och begåvat er med hörsel, syn och förstånd - men var är er tacksamhet?"
(67:23)

Forskarnas försök för att imitera ögat

evren

1. Inner Retina
2. Outer Retina
3. Optic Nerve

4. Iris
5. Cornea

Förvånad över ögats funktion och att försöka duplicera dess överlägsna funktioner inom det tekniska området har forskare nyligen närmare börjat undersöka de felfria mekanismerna hos levande ting i naturen. Ett antal studier i biomimik har kraftigt påskyndat utvecklingen på den tekniska arenan.

Datorkretsar imiterar naturen

De retinala cellerna i våra ögon känner igen och tolkar ljus och sedan skickas denna information till andra celler till vilka de är anslutna. Alla dessa visuella processer har inspirerat en ny modell för datorer.

Näthinnan, bestående av nervceller tätt kopplade till varandra, är inte begränsad till enbart uppfatta ljus. Innan signaler från näthinnan överförs till hjärnan genomgår de ett stort antal processer. Till exempel till celler som utgör den information näthinnan processen accentuera kanterna av objekt, som kallas "kant utvinning," öka uteffekten hos den elektriska signalen och utföra justeringar, beroende på om den omgivande belysningen är mörk eller ljus. Ja, kraftfulla moderna datorer kan utföra liknande funktioner men näthinnans neurala nätverk använder en relativt mycket mindre mängd energy.93

 

Carver Mead

En forskargrupp ledd av Carver Mead vid California Institute of Technology undersöker hemligheterna som gör att näthinnan kan utföra alla dessa processer så lätt. Tillsammans med Caltech biologen Misha Mahowald konstruerade Mead elektroniska kretsar innehållande lätta receptorer, som de i ögat, med en struktur som liknar näthinnans neurala nätverk. Liksom i näthinnan är dessa lätta receptorer kopplade till andra vilket gör att elektroniska kretskomponenterna kan kommunicera med varandra precis som näthinneceller gör.94

Men trots alla dessa ansträngningar har det är visat sig vara omöjligt att imitera näthinnans nätverkets kretsar på grund av det stora antalet enskilda celler i den levande näthinnan och kopplingarna mellan dem. Konstruktörer försöker nu därför förstå hur näthinnans neurala nätverk fungerar och designa enklare kretsar som kan utföra liknande funktioner.

Flugans öra kommer att innebära en revolution i hörapparatens värld

Ron Hoy

Forskare från Cornell University i Ithaca NY började studera hörapparater i naturen för att utforma mer känslig hörselutrustning. Som ett resultat insåg de att örat hos Ormia ochracea och dess utomordentliga design kan leda till en revolution i hörapparater. Örat hos denna art av fluga kan identifiera riktningen av ett ljud på ett mycket exakt sätt. Som en artikel av US National Institute on Dövhet och andra kommunikationsstörningar beskriver det:

Människan ansågs vara en av de bästa organismerna på att lokalisera ljud ... Eftersom människor har ungefär sex inches mellan sitt höger och vänster öra är skillnaden mellan vad varje öra hör större vilket gör det lättare att beräkna ljudkällans placering. Men med sitt högra öra bara en halv millimeter ifrån vänster har Ormia en mycket större utmaning att avgöra skillnaden.95

Att identifiera riktningen av ljud är en förutsättning för Ormias överlevnad eftersom den måste hitta syrsor som en källa till mat för sina larver. Flugan lägger sina ägg ovanpå syrsan och flugans larver livnär sig på insekten när de dyker.

Ormia har mycket känsliga öron för att fastställa läget av en kvittrande syrsa. Den kan fastställa ljud utomordentligt väl.

För att lokalisera ljud använder den mänskliga hjärnan en liknande metod som den hos Ormia. För att uppnå detta är det tillräckligt för ljudet att nå det närmast örat först sedan den mer avlägsna. När en ljudvåg träffar trumhinnans membran omvandlas den till en elektrisk signal och överförs omedelbart till hjärnan. Hjärnan beräknar millisekunder mellan ljudet hos båda öronen och därmed bestäms riktningen som ljudet kom från. Flugan vars hjärna är inte större än ett knappnålshuvud utför denna beräkning på endast 50 nanosekunder vilket är 1000 gånger snabbare än människan. 96

Forskare försöker använda den exceptionellt funktionella designen hos denna lilla flugas öra i tillverkningen av hörsel och avlyssningsutrustning under varumärket ORMIAFON. Som vi har visat har även den lilla flugan en överlägsen struktur och design som demolerar evolutionens nonsens teori om "tillfällighet". På samma sätt uppvisar varje organ och egenskap hos denna lillaorganism den oändliga makten och kunskapen hos vår Skapare. Det är omöjligt för en sådan liten men komplex organism att återskapas även av skickliga forskare som arbetar tillsammans och använder den mest avancerade tekniken, än mindre genom en tänkt "evolutionär" process.

Även denna lilla fluga är ett självklart bevis på Guds överlägsna skapelse.

MÄNNISKOR! Hör på den liknelse, som här framställs [för er]: de som ni anropar i Guds ställe kommer aldrig att kunna skapa [ens] en fluga, även om de förenar [alla sina krafter] för [att åstadkomma] detta. Och om en fluga stjäl något från dem, kan de inte ta det ifrån denna [fluga]. Lika maktlös är den bedjande som den till vilken bönen ställs!
De underskattar Gud [när de likställer sina ömkliga avgudar med Honom]; Gud har all styrka, all makt.
(22:73-74)

 

Notes

85 "New standard set for scientific visualizations",Sandia National Laboratories, News Releases, July 12, 2001; http://www.sandia.gov/media/NewsRel/NR2001/vizcor.htm

86 Robert Kunzig, "The Beat Goes On,"Discover, January 2000.

87 Ibid.

88 Ibid.

89 Ibid.

90 "The Internet strikes back," New 230 Biomimetics: Technology Imitates Nature Scientist, May 24, 1997.

91 Phil Gates, Wild Technology, p. 54.

92 David H.Hubbel, Eye Brain and Vision, Scientific American Library, 1988, p. 34.

93 Jim Giles, "Think Like A Bee," Nature, March 29, 2001, pp. 510-512.

94 Ibid.

95 Peter M.Narins Acoustics: In a Fly's Ear, Nature 410, 644-645 (2001)

96 Peter M.Narins Acoustics: In a Fly's Ear, Nature 410, 644-645 (2001)

 

8 / total 12
Ni kan läsa Harun Yahyas bok Biomimetik: Teknik Imiterar Naturen online, dela den på sociala nätverk som Facebook och Twitter, ladda ned på din dator, använda den till era hemläxor och hemtentor, publicera, kopiera eller reproducera på era egna hemsidor eller bloggar helt gratis, utan några som helst upphovrätts avgifter, så länge ni hänvisar denna hemsida som referens.
Om denna hemsida | Gör till din hemsida | Lägg till favoriter | RSS Feed
All material kan kopieras, skrivas ut och distribueras genom hänvisning till denna hemsida
(c) All publication rights of the personal photos of Mr. Adnan Oktar that are present in our website and in all other Harun Yahya works belong to Global Publication Ltd. Co. They cannot be used or published without prior consent even if used partially.
1994 Harun Yahya www.harunyahya.com
page_top