昆蟲通過 4D 延時(shí)成像提供有關(guān)材料使用和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的新思路

西拉斐特，印第安納州——普渡大學(xué)的工程師和昆蟲學(xué)家正在對(duì)蜜蜂如何建造和構(gòu)造它們的蜂窩做出一些甜蜜的發(fā)現(xiàn)，這可能會(huì)導(dǎo)致從嗡嗡作響的建造者那里獲得新的制造技術(shù)。

普渡大學(xué) Ransburg 材料工程教授 Nikhilesh Chawla 是最早利用四維 (4D) 成像進(jìn)一步研究蜂窩結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的人之一。成像允許在不切入蜜蜂家的情況下對(duì)蜜蜂的工作進(jìn)行延時(shí)觀察。

蜜蜂建筑的創(chuàng)新觀點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了最終可以轉(zhuǎn)化為建筑行業(yè)結(jié)構(gòu)材料或增材制造新概念的技術(shù)。Chawla 說，蜂窩單元之間的一些連接是用更少的材料制成的，由此產(chǎn)生的多孔連接類似于瑞士奶酪。

Chawla 說：“這是材料利用方面的一堂課，可用于結(jié)構(gòu)方面的新想法和實(shí)踐。”“他們的蜂巢仍然完好無損。從這個(gè)角度來看，人類實(shí)際上可能不需要在某些從結(jié)構(gòu)角度來看并不那么重要的區(qū)域中使用那么多的材料。”

蜂巢是蜜蜂自建的多功能家園，除了提供庇護(hù)所外，還提供儲(chǔ)存食物的場(chǎng)所、孵化卵和幼蟲的場(chǎng)所。由蜜蜂產(chǎn)生的蠟制成，六角形細(xì)胞很容易識(shí)別。

Chawla 的作品展示了人類如何在稱為仿生學(xué)的學(xué)科中從植物和動(dòng)物世界中吸取重要教訓(xùn)，該學(xué)科研究自然發(fā)生的材料和行為，并汲取靈感來設(shè)計(jì)新產(chǎn)品、系統(tǒng)和建筑物。Chawla 說蜂窩的某些方面已經(jīng)用于多種應(yīng)用，從建筑和結(jié)構(gòu)材料到鞋子。