Ever stopped to think about how incredible your own hand is? The way it moves, grasps, and helps you do countless tasks is truly amazing! But how do engineers design an artificial hand that can mimic those complex movements? Get ready to explore the fascinating world of bionics, where science meets engineering to create incredible solutions.
Bionics is an exciting field that combines engineering with the science of the natural world to create uses in modern technology. Bionics is also called biologically inspired engineering or biomimicry. Scientists often observe, study, and learn from nature, while engineers take and apply that knowledge to solve problems and improve existing solutions. For example, some hulls of boats have been engineered to mimic the thick skin of dolphins. Sonar, radar, and ultrasound imaging is based on animal echolocation. Researchers at NASA’s Jet Propulsion Laboratory were inspired by gecko feet to design a gripping system for space. Drone engineers have studied animals like box turtles, bees, and even pufferfish to improve drone designs.
In medicine, bionics can help people by replacing or enhancing organs and body parts, such as eyes and legs, with human-engineered versions. For example, a person with a missing hand can use a bionic prosthetic to recover some abilities. Another example of bionics are humanoid robots that imitate human functions. NASA engineers have been working on robots that can be used on the International Space Station. The space station is designed for human hands so creating a robot with the same dexterity (ability to perform a task) and motion of a human is difficult. But when they are successful, robots will be helpful in performing tasks like routine maintenance of the space station, which would free up the astronauts to perform other tasks like scientific research.
How can you improve on this design? Our first idea is rarely the best idea and engineers spend a lot of time iterating on, or improving, their designs. Think about what would happen if you used different types of materials, like plastic or sturdier cardboard? What happens if you add more fingers or create a model with fewer fingers? Can you make a bionic foot? Take what you’ve learned and make something new and different. That’s part of engineering!
Dr. Nina Gaissert is a biologist who studied dragonflies and applied the mechanics of dragonfly flight to ultralight flying objects. She works in corporate bionic research at Festo (a multinational industrial control and automation company) and has degrees from the University of Stuttgart, MIT, and the Max Planck Institute.
¿Alguna vez te has parado a pensar en lo increíble que es tu propia mano? ¡La forma en que se mueve, agarra y te ayuda a realizar innumerables tareas es realmente asombrosa! Pero ¿cómo diseñan los ingenieros una mano artificial que pueda imitar esos complejos movimientos? Prepárate para explorar el fascinante mundo de la biónica, donde la ciencia se fusiona con la ingeniería para crear soluciones increíbles.
La Biónica es un campo apasionante que combina la ingeniería con la ciencia del mundo natural para crear aplicaciones en la tecnología moderna. La biónica también se denomina ingeniería de inspiración biológica o biomimética. Los científicos a menudo observan, estudian y aprenden de la naturaleza, mientras que los ingenieros toman y aplican ese conocimiento para resolver problemas y mejorar las soluciones existentes. Por ejemplo, algunos cascos de barcos han sido diseñados para imitar la piel gruesa de los delfines. Las imágenes de sonar, radar y ultrasonido se basan en la ecolocalización de animales. Los investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA se inspiraron en las patas de los gecos para diseñar un sistema de agarre para el espacio. Los ingenieros de drones han estudiado animales como tortugas de caja, abejas e incluso peces globo para mejorar los diseños de drones.
En medicina, la biónica puede ayudar a las personas al reemplazar o mejorar órganos y partes del cuerpo, como ojos y piernas, con versiones diseñadas por humanos. Por ejemplo, una persona a la que le falta una mano puede usar una prótesis biónica para recuperar algunas habilidades. Otro ejemplo de biónica son los robots humanoides que imitan las funciones humanas. Los ingenieros de la NASA han estado trabajando en robots que pueden usarse en la Estación Espacial Internacional. La estación espacial está diseñada para manos humanas, por lo que es difícil crear un robot con la misma destreza y movimiento de un ser humano.
¿Cómo puedes mejorar este diseño? Nuestra primera idea rara vez es la mejor idea y los ingenieros pasan mucho tiempo iterando en, o mejorando, sus diseños. Piensa en lo que sucedería si usaras diferentes tipos de materiales, como plástico o cartón más resistente. ¿Qué sucede si agregas más dedos o crea un modelo con menos dedos? ¿Puedes hacer un pie biónico? Toma lo que has aprendido y haz algo nuevo y diferente. ¡Eso es parte de la ingeniería!
La Dra. Nina Gaissert es una bióloga que estudió las libélulas y aplicó la mecánica del vuelo de las libélulas a objetos voladores ultraligeros. Trabaja en investigación biónica corporativa en Festo (una empresa multinacional de automatización y control industrial) y tiene títulos de la Universidad de Stuttgart, el MIT y el Instituto Max Planck.
