วิศวกร วิศวกรอยู่ในธุรกิจของการแก้ปัญหา เป็นหน้าที่ที่จะหาวิธีบรรลุผลลัพธ์บางอย่าง ปัญหาอาจเกี่ยวข้องกับการหาวิธีสร้างตึกระฟ้า ที่สามารถต้านทานลมพายุเฮอร์ริเคนได้ หรืออาจเป็นการค้นพบวิธีการส่งยาตามปริมาณที่กำหนดไปยังเซลล์เดียวในร่างกายมนุษย์ วิศวกรมักจะมองหาธรรมชาติ เพื่อดูว่ามีวิธีแก้ไขปัญหาที่เผชิญอยู่หรือไม่ ไม่เพียงต้องรู้จักวิธีแก้ปัญหาเท่านั้น แต่ยังสามารถศึกษา คัดลอก และปรับปรุงโซลูชันนั้น เพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากมันได้
โดยมีคำพิเศษสำหรับแนวทางนี้ไบโอมิเมติกส์ ท้ายที่สุดแล้ว การสร้างของวิศวกรจะเลียนแบบโครงสร้าง หรือหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพ ผลลัพธ์อาจเป็นเรื่องน่าตกใจหรือเป็นสิ่งที่ผู้คนมักมองข้าม แต่แม้แต่สิ่งประดิษฐ์พื้นฐานก็ไม่มีทางเป็นไปได้หากวิศวกรไม่ให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดกับวิธีการทำงานของสิ่งต่างๆในธรรมชาติ จะมาดูห้าวิธีสร้างแรงบันดาลใจในการเทคโนโลยีที่พึ่งพา โดยไม่ได้เรียงตามลำดับโดยเฉพาะการพัฒนาปัญญาประดิษฐ์
ซึ่งปัญญาประดิษฐ์เป็นคำที่ถูกโยนทิ้งมานานหลายทศวรรษ ในอดีต คอมพิวเตอร์เป็นเพียงเครื่องจักรทรงพลังที่สามารถบดขยี้จำนวนมหาศาลได้ ไม่สามารถคิดด้วยตนเองได้ คอมพิวเตอร์สามารถปฏิบัติตามคำแนะนำที่ชัดเจนเท่านั้น ปัจจุบันวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ กำลังพยายามก้าวกระโดดจากการคำนวณไปสู่การคิด ได้พบกับความก้าวหน้าบางอย่าง ในปี 2008 นักวิทยาศาสตร์ใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ BlueGene L เพื่อจำลองสมองของหนู
นั่นอาจฟังดูเหมือนง่ายแต่สมอง แม้แต่สมองที่เป็นของเมาส์เสมือน นั้นซับซ้อนอย่างไม่น่าเชื่อ ในความเป็นจริงแล้วซับซ้อนมากจนคอมพิวเตอร์ทรงพลังสามารถเรียกใช้การจำลองได้ในเวลา 10 วินาทีเท่านั้น ในปี 2009 นักวิจัยของคอร์เนลได้สร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่สามารถรับกฎพื้นฐานของการเคลื่อนที่โดยการวิเคราะห์การเคลื่อนไหวของลูกตุ้ม โปรแกรมใช้ชุดการวัดและใช้อัลกอริทึมทางพันธุกรรมเพื่อคาดการณ์กฎพื้นฐานของฟิสิกส์
ในอนาคต อาจเห็นเครื่องจักรที่สามารถแก้ปัญหาทางวิศวกรรมที่ซับซ้อนได้อาจถึงจุดที่คอมพิวเตอร์ออกแบบเครื่องจักรที่ทรงพลังยิ่งกว่าเดิมด้วยซ้ำ เป็นอย่างไรสำหรับการคิดลึกๆ การบุกรุกเซลล์มะเร็ง มีทีมวิศวกร นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ และแพทย์ที่ทำงานหาวิธีรักษามะเร็งและโรคอื่นๆแบบเซลล์ต่อเซลล์ โซลูชันหนึ่งที่กำลังดำเนินการคือการออกแบบเทคโนโลยีการจัดส่งในระดับนาโน กำลังสร้างอนุภาคนาโนทางการแพทย์ซึ่งเป็นวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่า 100 นาโนเมตร
นาโนเมตรคือหนึ่งในพันล้านของเมตร ในความเป็นจริงแล้วระดับนาโนมีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถดูอนุภาคนาโนได้แม้จะใช้กล้องจุลทรรศน์แบบแสงช่วยก็ตาม แนวคิดนี้ยอดเยี่ยมมาก สร้างอนุภาคนำส่งยาที่สามารถค้นหาเซลล์มะเร็ง แทรกซึมเข้าไปในเซลล์และส่งยาไปยังตำแหน่งที่ต้องการได้ แพทย์หวังว่าจะสามารถกำจัดโรคได้ในขณะที่ลดผลข้างเคียงใดๆด้วยการกำหนดเป้าหมายไปที่เซลล์มะเร็ง
เซลล์ที่แข็งแรงจะไม่ได้รับผลกระทบ นี่เป็นเรื่องยากกว่าที่คิด แต่ทีมเหล่านี้มีแบบจำลองทางธรรมชาติที่สามารถศึกษาเพื่อสร้างอนุภาคนาโน ไวรัส ไวรัสสามารถวัดความยาวได้เพียงไม่กี่นาโนเมตรและสามารถค้นหาเซลล์ชนิดใดชนิดหนึ่งก่อนที่จะทำซ้ำ แพทย์หวังว่าจะสร้างอนุภาคนาโนที่เลียนแบบความสามารถนี้ได้ การติดกับผนัง นับตั้งแต่รุ่งอรุณ มนุษย์ได้ค้นหาวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการยึดบางสิ่งไว้กับสิ่งอื่น
ในสมัยโบราณสิ่งนี้อาจเกี่ยวข้องกับการตอกเดือยแหลมขนาดใหญ่ ผ่านที่ซ่อนของแมมมอธเพื่อทำให้ถ้ำมีลมโกรกน้อยลง ทุกวันนี้ วิศวกร มองหาต้นไม้ที่มีเสี้ยนหรือสิ่งมีชีวิตอย่างตุ๊กแกเพื่อเป็นแรงบันดาลใจ ย้อนกลับไปในปี 1941 จอร์จ เดอ เมสทรัล วิศวกรชาวสวิสกำลังเก็บเสี้ยนที่ติดเสื้อผ้าและขนสุนัขออก เขาวางเสี้ยนไว้ใต้กล้องจุลทรรศน์และสังเกตเห็นว่ามันมีหนามเล็กๆที่ช่วยให้สามารถยึดติดกับสิ่งมีชีวิตที่ผ่านไปได้ วิศวกรคิดแผนการอันยอดเยี่ยม
สร้างวัสดุที่ใช้หนามเล็กๆเหล่านี้ เป็นตัวยึด วัสดุนั้นคือสิ่งที่เรียกว่า เวลโคร จากนั้นมีเทปตุ๊กแก ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้เส้นขนระดับนาโนเพื่อยึดติดกับพื้นผิวโปร่งแสง ขนเลียนแบบขนที่คุณพบบนเท้าของตุ๊กแก วันหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์อาจสร้างชุดทั้งหมดโดยใช้วัสดุนี้ ชุดนี้จะช่วยให้ผู้สวมใส่สามารถไต่ผนังและอาจเดินข้ามเพดานได้ อีกไม่นาน อาจโทรหาสไปเดอร์แมนเพื่อนบ้านที่เป็นมิตรได้ การนำทางโดยอัตโนมัติ ในอนาคตจะมีหุ่นยนต์
ไม่ว่าจะตอบสนองทุกความต้องการหรือตามล่าเป็นกลุ่ม มันยังคงมีให้เห็นไม่ว่าจะด้วยวิธีใด ฟีเจอร์โรบ็อตหนึ่งตัวจะต้องบรรลุศักยภาพที่แท้จริงคือการนำทางอัตโนมัติ หุ่นยนต์ส่วนใหญ่ ต้องการเส้นทางที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าหรือเพียงตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมเมื่อใดก็ตามที่พบสิ่งกีดขวาง น้อยคนนักที่จะหาทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งได้ด้วยตัวเอง วิศวกรบางคนพยายามที่จะเอาชนะปัญหานี้โดยการศึกษามด มดสีเงินสะฮาราเป็นมดที่พบในทะเลทรายซาฮาร่า
มดสีเงินสะฮาราไม่เหมือนกับมดชนิดอื่นๆ ไม่อาศัยเส้นทางฟีโรโมน เพื่อนำทางผ่านสภาพแวดล้อม นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามดใช้การผสมผสานระหว่างการนำทางด้วยภาพ การรวมเส้นทาง และการค้นหาอย่างเป็นระบบ วิศวกรหวังว่าการทำความเข้าใจอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับวิธีที่สิ่งมีชีวิตเช่น มดสีเงินสะฮารานำทาง สามารถสร้างหุ่นยนต์ที่มีความสามารถคล้ายกันได้ การบินในปี 2000 วอลต์ดิสนีย์พิกเชอส์ ได้เปิดตัวแฟนตาเซียฉบับแก้ไขใหม่
ภาพยนตร์ที่ได้รับการปรับปรุงนี้ มีซีเควนซ์ใหม่หลายฉาก โดยหนึ่งในนั้นนำเสนอฝูงวาฬหลังค่อมที่บิน ไปยังสายพันธุ์ของต้นสนแห่งโรม โดยออตโตริโน เรสปิกิ แม้ว่าจะไม่ได้เห็นวาฬหลังค่อมทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้า แต่ลำดับเหตุการณ์ที่น่าอัศจรรย์ได้นำเสนอการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่เกิดขึ้นจริง ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2547 นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรกลุ่มหนึ่งได้ตีพิมพ์บทความทางวิทยาศาสตร์ในวารสารฟิสิกส์ของของไหล
ทีมงานได้สร้างแบบจำลองของครีบอกของวาฬหลังค่อม ในรูปแบบหนึ่งรวมตุ่มซึ่งเป็นตุ่มที่คุณพบบนตีนกบของวาฬจริงๆในรุ่นอื่นใช้พื้นผิวที่เรียบ ทดสอบทั้งสองรุ่นในอุโมงค์ลมที่โรงเรียนนายเรือสหรัฐ การทดสอบแสดงให้เห็นว่าตีนกบที่มีตุ่ม เห็นการปรับปรุง 8 เปอร์เซ็นต์ ในการยกนอกจากนี้ ฟลิปเปอร์มีโอกาสน้อยที่จะประสบกับอาการโคลงที่มุมลมที่สูงชัน และสร้างแรงต้านน้อยลงถึง 32 เปอร์เซ็นต์ เร็วๆนี้จะได้เห็นเครื่องบินที่มีปีกเป็นหลุมเป็นบ่อ
หรือไม่เป็นไปได้ทั้งหมดการค้นพบของทีมงานชี้ให้เห็นว่าธรรมชาติได้สร้างอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพ สำหรับการเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมของของไหล อาจเป็นเรื่องโง่เขลาที่จะไม่ใช้ประโยชน์จากการค้นพบเหล่านี้ มีตัวอย่างอื่นๆอีกหลายร้อยตัวอย่างที่แสดงว่าธรรมชาติได้ชี้นำการพัฒนาทางเทคโนโลยีตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์อย่างไร ดังนั้น ครั้งต่อไปที่คุณต้องแก้ปัญหาทางเทคนิคที่ซับซ้อน คุณอาจลองดูที่สวนหลังบ้านเองก่อน
นานาสาระ: แผ่นดินไหว แผ่นดินไหวในแม่น้ำมิสซิสซิปปีและเขตแผ่นดินไหวนิวมาดริด
