Bioddynwared

Oddi ar Wicipedia
Jump to navigation Jump to search
Carrapicho
y pelinni bach mewn manau priodol ...
Tâp Velcro
... ysbrydoli'r Velcro.

dyluniad cerbyd hedfa da Vinci yn bioddynwared strwythur adennydd ystlum Mae'r biomddynwared (weithiau biomimetig) yn faes gwyddoniaeth sy'n anelu at astudio strwythurau biolegol a'u swyddogaethau, gan geisio dysgu o natur, eu strategaethau a'u datrysiadau, a defnyddio'r wybodaeth hon mewn gwahanol feysydd gwyddoniaeth. Y gair Saesneg yw biomimicry neu biomimetics a daw'r gair hwnnw o gyfuno'r geiriau Groeg βίος ("bios"), sy'n golygu bywyd a μίμησις (mīmēsis), sy'n golygu dynwared. Yn syml, bioddynwared yw dynwared bywyd. Mae'n werth nodi bod Bionics, er gwaethaf tebygrwydd y diffiniad, yn ceisio dynwared trwy beiriannau heb fod o reidrwydd yn astudio natur (perfformiad), tra bod Biomddynwared yn deall a dygsu o'r ffenomenon naturiol.

Hanes[golygu | golygu cod y dudalen]

Yr ymffurfiant amddiffynnol y testudo yn bioddynwarediad cynnar

Gellir dadlau fod yr ymffurfiant amddiffynnol y testudo gan y fyddin Rufeinig o greu cragen warchodol o dariannau yn ffurf gynnar ar bioddynwared hefyd wrth iddynt ddynwared ymgais crwban neu ddraenog i amddiffyn ei hun. Yn wir, ystyr testudo yw "crwban".

Ceisiodd Leonardo da Vinci gynllunio cerbydau hedfan neu hofran ar sail bioddynwared (er nad oedd y cysyniad wedi eu greu y pryd hynny). Manylwyd ar ei syniadau yn ei Codecs ar Hediad Adar.[1] Dyluniodd parachute a gleider ysgafn.[2]

Ardal amlddisgyblaeth[golygu | golygu cod y dudalen]

Mae astudiaethau biomimetig yn perthyn i ardal amlddisgyblaeth hynod, sy'n cynnwys canghennau amrywiol o wyddoniaeth. Mae meysydd fel Bioleg, Cemeg, Ffiseg, Gwybodeg, Dylunio, Mathemateg ac Electroneg yn cael eu trafod yn gyffredinol. Ym myd Natur, ceir miliynau o rywogaethau ond dim ond llai na dwy filiwn ohonynt wedi'u catalogio hyd yn hyn. Mae hyn yn cynnig yr opsiwm o gronfa ddata enfawr o atebion a ysbrydolir gan systemau biolegol ar gyfer datrys problemau peirianneg a meysydd eraill technolegol. Mewn pensaernïaeth, mae biomddynwared byd natur yn cynnig atebion arloesol sy'n gwella effeithlonrwydd adeiladu o ran economi, gwydnwch a chysur.

Enghreifftiau[golygu | golygu cod y dudalen]

Gwisg nofio Michael Phelps sy'n bioddynwarediad
Yr "Ystlum awyren" gan Clément Ader sy'n enghraifft o gynllun bioddynwarediad

Gan fod amcanion fel dynwared Natur, y ddealltwriaeth o'i weithrediad ac, o ganlyniad, gwella perfformiad cydrannau cyfredol, byddai rhai modelau biomimetaidd yn:

Velcro[golygu | golygu cod y dudalen]

Datblygwyd y "Velcro" yn 1941 gan y peiriannydd o'r Swistir, Georges de Mestral, a oedd yn cerdded mewn goedwigoedd gyda'i gi ac yn sylwi bod rhai hadau wedi'u dal yn ei drwsus a ffwr ei gi. Wrth arsylwi hwn, dechreuodd feddwl am y posibilrwydd o ddefnyddio'r un fecanwaith i atgyweirio gwrthrychau trwy system o fachau bach a ffabrig.[3]

Shrilk[golygu | golygu cod y dudalen]

Mae Shrilk yn ddeunydd bioddiraddadwy a biocompatible o olewder eithafol, cryfder a hyblygrwydd a ddatblygwyd o'r labordy yn ail-greu'r strwythur cemegol a laminar sy'n bresennol yn y rhisgl o arthropodau a chribenogiaid.[4]

Arwynebau ffrithiant isel[golygu | golygu cod y dudalen]

Wedi'i ysbrydoli gan y ffordd y mae croen y pysgod yn ymateb i gysylltu â dŵr, helpodd y dechnoleg hon, wella gwisg y nofiwr Michael Phelps yn ei lwyddiannau yn y pwll nofio. Mae'r un dechnoleg hefyd wedi'i chymhwyso ar cyrff llongau, llongau tanfor a hyd yn oed awyrennau.[5]

Sgriniau "adain glöyn byw"[golygu | golygu cod y dudalen]

Dylunir arwynebau sydd â ddefnydd pŵer isel iawn, yn seiliedig ar y ffordd y mae adenydd y glöynnod byw yn adlewyrchu golau.[6]

Tyrbin "Morfil"[golygu | golygu cod y dudalen]

Wedi'i ysbrydoli gan siâp y morfil cefngrwm, mae llafnau asennog y math hwn o dyrbin gwynt yn cynhyrchu 32% yn llai ffrithiant a 8% o ddadleoliad aer na llafnau fflat confensiynol.[7]

Car Bionig[golygu | golygu cod y dudalen]

Wedi'i ddatblygu gan Mercedes-Benz o siâp y 'pysgod saff' (y rhywogaeth Ostraciidae), mae'r car bionic yn cyflawni cyfernod aerodynamig o 0.19 ac yn defnyddio 20% yn llai o danwydd na cherbyd confensiynol o bŵer cyfatebol.[8]

Ymsymudiad anifeiliaid[golygu | golygu cod y dudalen]

Mae llawer o wyddonwyr cyfoes yn defnyddio robotiaid i egluro ffenomenau a arsylwyd mewn anifeiliaid nad ydynt yn cael eu deall yn dda. Er bod y gwyddonydd o MIT, Sangbae Kim, yn canolbwyntio ei astudiaethau ar amrywiad dynamig ffrithiant rhwng siwgrau coesau y gecko mewn ffenomen a elwir yn adlyniad cyfeiriadol (mae'r cynefin ffrithiant yn amrywio yn ôl cyfeiriad y grym),[9] mae'r gwyddonydd, Andre Rosendo, o Brifysgol o Gaergrawnt, yn defnyddio cyhyrau artiffisial i astudio sut mae'r bwa atgoffa, sy'n bresennol yn y cyhyrau, yn helpu'r corff i gynnal cydbwysedd yn ystod symuededd (locomotion) dynol.[10]

Effaith Lotus[golygu | golygu cod y dudalen]

Yn seiliedig ar sut mae dail lotws yn ailgylchu dŵr a baw, mae'r diwydiant yn datblygu atebion amrywiol ar gyfer gwneud cais mewn ffabrigau, metelau, gwyntiau gwynt a goleuadau ceir.[11] Gwelir enghraifft o hyn yn nghynllun y Groasis Waterboxx a ddabtlygwyd gan Pieter Hoff o'r Iseldiroedd er mwyn sicrhau bod y mwyaf posib o ddŵr sy'n cronni ar y wyneb y Growboxx yn arllwys yn syth i danc y blwch er mwyn arbed dŵr i fwydo planhigion mewn tiroedd crin.

Sylwebaeth arbenigol[golygu | golygu cod y dudalen]

Mae biomddynwaredwyr yn arsylwi Natur ac yn ceisio esbonio ac atgynhyrchu mewn ffenomenau systemau synthetig tebyg i'r rhai a geir mewn systemau biolegol. Mae'r astudiaeth hon yn caniatáu datblygu neu wella atebion peirianneg newydd, ysgogi syniadau newydd, a bod biomimetigwyr yn dod o hyd i Natur yn fodel perffaith o ysbrydoliaeth a ffug.

Dywedodd y Gwyddonydd, Stephen Wainwright, fod "bioddynwared yn fwy na bioleg moleciwlaidd ac yn ei ddisodli fel gwyddoniaeth biolegol fwyaf heriol a phwysig y 21g". Meddai'r Athro Mehmet Sarikaya: "Rydyn ni ar drothwy chwyldro materol sy'n cyfateb i Oes yr Haearn a'r Chwyldro Diwydiannol. Rydym yn cychwyn yn gyflym mewn cyfnod newydd o ddeunyddiau. Rwy'n credu y bydd biomimetig yn newid yn sylweddol ein ffordd o fyw mewn canrif. "

Bioddynwared a Chymru[golygu | golygu cod y dudalen]

Cawfwy trafodaeth ar bioddynwared gan ddarlithydd yn dylunio cynnyrch, Dr Peredur Williams ym Mhrifysgol Bangor[12] ar raglen Aled Hughes ar BBC Radio Cymru ar 21 Ionawr 2019.[13]

Dolenni[golygu | golygu cod y dudalen]

Cyfeiriadau[golygu | golygu cod y dudalen]