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「バイオミメティクス(生物模倣)」  生物から学ぶ先端技術。製品開発に応用

長い年月を経て 進化した生物は、優れた機能や体構造を持っている。これらを模倣し、技術開発やものづくりに生かすバイオミメティクス。「バイオミミクリー, バイオミメティックス 」とも。 【検索用:生物エレクトロニクス、バイオエレクトロニクス、学ぶ、いきもの、生き物, biomimetics、例 】

更新日: 2017年07月27日

guggugu-さん

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進化の過程で洗練された 生物の優れた「機能」に学ぶ。

生体のもつ優れた機能や形状を模倣し、工学・医療分野に応用すること。
http://nationalgeographic.jp/nng/magazine/0804/feature02/index.shtml

 ハスの葉の撥水効果、サメ肌の流体抵抗の低減効果、ヤモリの指の粘着力などが材料開発などで実用化されている。

「独創的な手法やアイデアをもたらしてくれる。」と、材料科学者は話す。

バイオミメティクスは、素材、機械、医療、環境、エネルギー、交通システムなど多様な分野に貢献するものとして期待されているが、生物学と工学(材料、分子、機械、ロボットなど)や医学など異分野の技術・知見の連携が必須。
http://www.dir.co.jp/research/report/esg/keyword/20140212_008201.html
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出典greenz.jp

スイス人の発明家の飼い犬の毛についたオナモミの実がなかなか取れなかったというエピソードからヒントを得た。1951年に特許出願し、1955年に認定された。

 オナモミの実が持つイガは先端がフックのように曲がっている。
http://greenz.jp/2009/06/28/biomimicry_products

シールド工法とは、地盤中にトンネルを構築する工法。
http://www.shimz.co.jp/tw/topics/daisindo/const.html

1800年代初頭、イギリスのマーク・ブルネルは、フナクイムシが木を掘ると同時に木材の膨張からどのようにして身を守るのかを解明。
 その結果を応用し、トンネルを掘り進むシールド工法を発明。テムズ川の下を通るトンネルの工事を成功させた。

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●日本経済新聞
  テクノロジー > 環境・エネルギー > 特集:生物模倣
   http://www.nikkei.com/tech/ecology/page/?uah=DF300520127904

●NHK解説委員室 オンライン
  NHKクローズアップ現代
   http://www.nhk.or.jp/gendai/kiroku/detail02_3373_all.html

世界で最も強じんな繊維と言われるクモの糸。最新のバイオテクノロジーで、人工合成への道が開かれ、世界が注目しています。
 壁や天井を自由自在に歩ける、ヤモリの謎。ナノテクノロジーを駆使して、足の裏の構造を再現したヤモリテープは、驚異の性能を実現しました。

既に、製品化されている生物模倣製品 (例)

シャープは、「イルカ」「アホウドリ」「トンボ」「ネコ」「アサギマダラ(蝶)」といった動物や昆虫を参考にした製品を送り出している。今回は、そのキーパーソンであるシャープ、ネイチャーテクノロジー推進プロジェクトチームのチーフ、大塚雅生氏に「生物模倣技術」を取り入れるきっかけから成果まで詳しく聞いた。

http://www.itmedia.co.jp/lifestyle/articles/1402/19/news098.html

アホウドリの羽根を真似て作ったファンは、風効率を20%も効率を高めることに成功した。

日東電工はヤモリの足の裏にヒントを得た接着テープ「ヤモリテープ」を開発した。
ナノテクノロジーの進化で、生物が持つ微細構造を忠実にまねることができた。
http://www.nikkei.com/article/DGXNASDD2705O_X20C12A4000000/

このテープ、接着剤なしでツルツルのガラスに貼り付く。1cm2のテープ片があれば4.6キログラムの重さに耐えられる。強力なのに、端をつまめば簡単にはがせる。
http://www.nikkei.com/article/DGXMZO82551240Z20C15A1X11000/

カタツムリの殻がいつも清潔に保たれている理由を研究したところ、薄い水の膜が油汚れをはじいていたことがわかったのです。これをタイルの製法に応用した。
http://www.lixil.co.jp/products/tile/trivia/trivia07.html

アクチュエータとはエネルギーを動力に変える機器のこと。イオンの移動を利用して力を­発生する高分子アクチュエータは、オジギソウが葉をたたむのと同じ原理を使って開発さ­れた動力源です。

ヘビと同じ形状を持つロボットは、地震などの災害時、危険ながれきの中や人が身動きを取れない場所で行う探索作業に適しています。また、水道配管や原子炉の点検などでも活用できるほか、小型化すれば内視鏡のように体内で外科手術を支援する医療用ロボットへの応用も考えられます。
http://www.smbc.co.jp/hojin/eco/topics/detail15.html

太陽光電池を搭載することで長期間の活動が可能なこのクラゲロボは、アメリカ海軍による監視装置として、2012年にアメリカのテキサス大学とバージニア工科大学によって設計された。

蛍の点滅同期をヒントにした、無線「アドホック」ネットワークの効率化の研­究成果

蛾の目は、夜間に目に入った光が反射して外敵に自分の存在を知られないよう光を反射しない微細構造(無反射構造)をもっている。この構造を模倣したフィルムを液晶画面に貼付けることで、強い光源下や太陽光下でも見やすい画面を実現している。

http://www.mrc.co.jp/press/p08/080116.html

空気抵抗を少なくするために、パンタグラフを翼型へと改良。

また、支柱側面の突起物が空力騒音を減らす。
フクロウの風切羽には他の鳥にはないセレーションと呼ばれるギザギザがあり、これが空気をうまく逃がして抵抗を少なくする。それまでの騒音を30%もカット。

http://www.7midori.org/katsudo/kouhou/kaze/meister/16/

カワセミは高速で水中に飛び込んで魚を獲りますが、そのとき空気中と水中で1000倍もの抵抗差が生じている。にもかかわらず、水しぶきが極めて少ない。
車体の断面を円形にした。それにより走行抵抗が30%減り、トンネル出口での騒音が解決、消費電力も15%減った。

トヨタは、86の開発途上で燃費に影響を与えずに操安性を高める空力アイテムを模索していた際、そのヒントを「カジキ」に求めた。

「カジキ」のプロポーションである胴幅÷体長の比率=0.14を模した 「エアロ スタビライジング フィン」なる空力アイテムを新たに生み出すこととなり、トヨタ86のフロアアンダーカバーやリヤコンビランプの側面に採用。

布地の表面に、ハスの葉と同じ加工をすることによって、化学薬品を使わずに撥水加工をすることに成功した。
シンプルにして、エコ

光の屈折の違いで発色させるので、見る角度や光の強度によっても微妙に色も違う。

ファッション用途としても使い方が広い「モルフォッテクス」の糸。
http://www.jcfa.gr.jp/fiber/topics/no19/topics19.html

「キリギリス」の足裏は、六角形がタイル状に規則正しく配列された模様になっており、安定した動きができるようになっています。 トヨタは、この構造を低摩擦材料としての実用化を目指し開発を続けています。

ピンニックスライトは蚊の針をまねて、針の先を波打たせることにより痛みを低減。
国内では2012年から発売が開始されており、調剤薬局などで購入可能。

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guggugu-さん

理系の事象を中心に、まとめてみます。