Hosted by OSOS , contributed by goodalia on 27 May 2018
Finding technological solutions inspired by nature for people with special needs
The students will meet people with special needs (disabilities) from their community, learn about their daily life and together they will find a problem they wish to solve. During the project the students will be exposed to the field of Biomimicry through a visit to the local petting zoo and through lectures and activities given by experts and teachers. The students will work in groups to plan and design a product according to the engineering design process. The product that will be developed will solve the special needs people's problem and will be inspired by nature. The final products will be presented to the community during a pick event with all the people that were involved in the project and other representatives from the municipality and from the Ministry of Education.
AVAILABLE PARTNERSHIP OPPORTUNITIES:
|
Families |
Helping in planning and building the technological product |
|
Academies |
Students from the academy as mentors for school students |
|
Local petting Zoo |
Guided tour in the petting Zoo and the option to visit independently |
|
Science Center |
Scientific Lectures and demonstration; Technical support in planning and building technological products. |
|
Other local schools |
Presenting their projects to other schools that close to them |
|
Associations |
Association of people with special needs or an institute that live there people with special needs. |
RESOURCES NEEDED:
The school will need help in finding academy experts in the Biomimicry and engineering fields. The school will also require money for students' travels. The school will also need some equipment for building the products, some of it will be provided by the local science center.
על מנת לשפר את המוצר שלנו יש לחקור חומרים שיתאימו ליצור מבנה כמו של הנוצות ברמת הננו.
להרגיש
אנחנו גרות בחיפה ליד הים. בחיפה נהוג לגלוש ולצלול גם בחורף כשהמים מאד קרים. החלטנו לחפש פיתרון לבעיה.
כיצד ניתן לבודד את הגוף מהמים הקרים?
לדמיין
חיפשנו פיתרוןן לבעיה זו אצל בעלי חיים החיים בתנאי קיצון ובכל זאת ששומרים על חום הגוף:
הפינגווין היא ציפור יונקת שמסוגלת לבודד את עצמה מהקור בעזרת שכבת הנוצות שיש לה על העור. שכבת הנוצות מבודדת כאשר נלכד אוויר בפלומות שיש על החלק הקשיח של הנוצות.
כשהפינגווין שוחה הלחץ שהמים מפעילים על הנוצות גורם לנוצות של הפינגווין להתעקם וככה האוויר שנלכד בין הפלומות קטן והנוצות נצמדות אחת לשנייה.
כך יש אפקט של בידוד בתוך המים וגם מחוץ למים.
ההתנהגות
הפינגווינים הן עופות שיכולות לנוע במים.
במים הם נעים באצילות רבה ובמהירות של עד 14 קמ"ש.
זנבם ורגליהם בעלי קרומי שחיה שיכולים לחתור ולבלום תוך שהם מזנקים על פני המים מדי פעם כדי לשאוף אוויר.
הפינגווינים צוללים בדרך כלל עד עומק של 100 מטרים.
הפינגווין יכול לצוד כשהוא צולל או כשהוא צף על פני המים.
הם צדים דגים, דיונונים והם פעילים לעיתים ביום ולעיתים בלילה.
בין הפינגווינים יש תקשורת בקולות- היא כוללת מגוון רחב של סוגי צלילים, שירת הפינגווינים מתבצעת בשני פסי תדירויות בו זמנית.
הפינגווינים מבודדים קור גם בעזרת שכבת שמן טבעי שהם מורחים על הנוצות שלהם. השמן לא רק מבודד אותם מהמים הקרים אלא גם עוזר להם לנוע ב"חלקלקות" ובמהירות במים.
נוצות משומנות הם חלק מתהליך הטיפוח שמיפה את הפינגווין.
מבנים חוזרים
לפינגווין יש שתי שכבות בעור:
השכבה הראשונה- שכבת עור והיא השכבה הפנימית.
השכבה השנייה- שכבת נוצות עבה והיא השכבה החיצונית המבודדת את הפינגווין מהקור מכמה סיבות:
ראשית, הנוצה של הפינגווין מורכבת משני חלקים, חלק נוקשה וחלק פלומתי שנמצא קרוב לגוף הפינגווין, והלוכד שכבות אוויר שנוצרות בין החלק הפלומתי לעור והן מוסיפות "בלם" בין העור לסביבה (האוויר הקר).
במים חמים הפינגווינים "מבלגנים" את הנוצות שלהם וככה שכבות האוויר המבודדות מתפרקות והפינגווינים מתקררים.
כשהפינגווינים שוחים במים, המים מפעילים
לחץ על הנוצות שלהם, לחץ זה "מעקם" את הנוצות נגד הגוף של הפינגווין,
כך ששכבות האוויר הופכות לדקות יותר וזה גורם לנוצות להיצמד אחת אל השנייה,
כך נוצר אפקט של בידוד על גופם של הפינגווינים גם בזמן שחיה (בתוך המים).
כשהפינגווינים יוצאים מהמים כל הנוצות שלהם חוזרת למקומם ושכבות
האוויר משתחזרות.
יש כ- 70 נוצות על כל 2.5 ס"מ בגוף הפינגווין.
בנוסף, לפינגווין יש שכבת שומן מתחת לעור שעוזרת לו להתחמם.
יצירה
הפיתוח הביומימטי
הפיתוח הביומימטי שלנו היא חליפת צלילה הקולטת חמצן ויוצרת שכבה עבה של החמצן וכאשר הצוללן נכנס איתה למים מימדה קטן מה שגורם לחומר שממנו היא עשויה להצטופף תהליך זה משמש לשמירה על גוף חם גם כאשר הצוללן נמצא במים קרים והחליפה גורמת לצוללן לנוע מהר יותר במים .החליפה מורכבת משתי שכבות:1.שכבה פנימית- העשויה כמו רוב החליפות מגומי מוקצף(נאופרן) 2.שכבה חיצונית- עשויה מחומר מבודד דמוי נוצות.
החמצן מצטבר בין הנוצות וכאשר הצוללן נכנס עם החליפה למים שכבת החמצן מצטמצמת וגורמת לבידוד מהקור.
מוצר זה מיועד לצוללנים מקצוענים וחובבי צלילה.
מודל ההפשטה של המוצר( (SBF
המבנים
שתי שכבות של החליפה:
שכבה פנימית-עשויה מגומי מוקצף(נאופרן)
שכבה חיצונית-עשויה מחומר מבודד דמוי הנוצות של הפינגווין.
הפונקציה
תפקיד המערכת היא לשמור על גוף הלובש את החליפה חם אך תוך כדי זה להיות במשך זמן ארוך במים קרים.
ההתנהגות
כאשר רוצים לצלול והמים קרים שמים את חליפת הצלילה שמבודדת קור ושומרת על טמפרטורת גוף גבוהה, כלומר הגוף נשאר חם ולא קר.
בנוסף החליפה מאפשרת לצוללן לנוע במהירות וב"חלקלקות" כפי שהפינגווין יכול.
רפלקציה
ליאור- בתהליך זה נהנתי מאוד לגלות עולם חדש ומעניין בתחום המדעי, על המבנה הננו של הנוצות של הפינגווין, להמציא מוצר בהשראתו וכמובן היה לי כיף לעבוד חברותיי בתהליך זה.
כמן כן, בעבודה זו למדתי על המון עקרונות שונים החוזרים בטבע.
הקבוצה הייתה מגובשת, עזרנו אחת לשנייה ועבדנו בעבודת צוות בכדי לייצור את המוצר הכי טוב שאפשר.
מקווה לעוד פרויקטים מעניינים, מסקרנים ומהנים מסוג זה.
אביגיל- היה מאתגר מאוד למצוא BIOWOW ומידע שיעזור לנו בעבודה, לרוב תרגמנו את המידע מאנגלית לעברית וככה גם שיפרנו את השפה J
בנוסף לכך, גליתי שהטבע מלא במינים ויצורים מגוונים, וגם גיליתי שבטבע יש המון דברים מדהימים ושימושיים שאפשר לחקות אותם לשימושים בחיינו.
ניקול- הופתעתי לגלות שהפינגווין לא קופא בקור הרב שבאנטרטיקה בעזרת המבנה הננו שלו.
לקחתי דבר אחד לדרך והוא את היכולת להסתכל על דברים מסוימים ולפתח מהם המצאה מדהימה שיכולה לשנות את העולם.
כמו כן, היה מאוד מאתגר לחקות את התופעה שגלינו, ויחד עם חברותיי בתהליך זה הצלחנו לבצע את המוטל עלינו.
עם זאת, הפרויקט היה מהנה וזה גרם לי לחשוב ביצירתיות רבה.