Domů     Příroda jako architekt: Jak ledňáčci inspirovali Šinkansen
Příroda jako architekt: Jak ledňáčci inspirovali Šinkansen
15.6.2024

S rychlostí přesahující 270 km/h byl v roce 1989 japonský vlak šinkanzen zázrak techniky. Měl jenom jednu vadu – na hlasitou vlnu aerodynamického třesu, která vznikala s každým průjezdem tunelem, si stěžovali lidé i 400 metrů daleko.

Problém dokázal vyřešit japonský inženýr Ejdži Nakacu díky svému hobby – byl totiž vášnivým pozorovatelem ptáků.

Ledňáček říční FOTO: Andreas Trepte / Creative Commons / CC BY-SA 2.5
Ledňáček říční FOTO: Andreas Trepte / Creative Commons / CC BY-SA 2.5

Ejdži Nakacu přistoupil k problému z pohledu biomimetiky, odvětví biologie, které se nestará o to, co z přírody můžeme vytěžit, domestikovat, nebo sklidit, ale co se od ní můžeme naučit.

Zatímco přírodou se lidé inspirují odjakživa, termín biomimetika (příp. biomimikry) vznikl v polovině 20. století. Až v posledních letech ale zažívá svou renesanci, hlavně díky snažení americké bioložky Janine Benyusové (*1958).

„Lidé, kteří navrhují náš svět, obvykle nemají biologické vzdělání. Věřte tomu nebo ne, ale jsou nováčky v tom, jak svět funguje,“ říká.

Výzkumníci z oblasti nanotechnologie, robotiky, umělé inteligence, zdravotnického průmyslu i vojenství se obracejí k přírodě pro inspiraci. Cílem je navrhovat produkty, systémy a města, které jsou funkčně nerozeznatelná od světa přírody.

Design Šinkansenů řady 500 napodobuje zobák ledňáčka kvůli zlepšení aerodynamiky. FOTO: ErcumentGorgul / Creative Commons / CC BY 2.5
Design Šinkansenů řady 500 napodobuje zobák ledňáčka kvůli zlepšení aerodynamiky. FOTO: ErcumentGorgul / Creative Commons / CC BY 2.5

Tichý lovec

Ve vývoji nového typu šinkanzenu se Nakacu inspiroval hned třemi zástupci ptačí říše. Coby amatérský ornitolog věděl, že jedněmi z nejtišších lovců v přírodě jsou sovy, a to díky svému unikátně navrženému „hřebínkovitému“ peří.

Tvar sovích per a klouzavého břicha tučňáka kroužkového pak Nakacu použil při úpravě pantografu, zařízení napojující vlak na elektrické dráty nad ním, které bylo vlivem proudícího vzduchu centrem hluku. Stále tu byl ale problém s tunely.

„Když vlak vjede ve velké rychlosti do úzkého tunelu, vytvoří se tlakové vlny, které postupně zesilují jako tsunami. Jakmile dosáhnou ústí tunelu, mají rychlost zvuku a vyvolají rázovou vlnu, která způsobí hlasitý třesk a silné vibrace,“ vysvětlil.

Nikdo v tomto směru nemohl být lepším mentorem než ledňáček, pták, který svou kořist loví pod vodní hladinou. Vzduch má nízký odpor a voda vysoký, ledňáček během svého manévru ovšem vodu sotva rozčeří.

Tvar zobáku pak inspiroval konečnou podobu „čumáku“ nového vlaku. Nové šinkanzeny série 500 vyjely na tratě v roce 1997. Byly o 10 procent rychlejší, spotřebovaly o 15 procent méně elektřiny a v obytných zónách se držely pod 70 dB.

Foto: Viz popisky. Náhledové foto: Shellparakeet / Creative Commons / CC0
Související články
Věda a technika
Černý kašel: Probuzený zabiják!
Kašel může být suchý, vlhký, dráždivý, akutní či chronický, to všechno se dá ve většině případů zvládnout. Dokud tedy nepřidáme přívlastek černý, protože pak už jde do tuhého… Začne to jako běžné nachlazení, k horečce či zimnici se však brzy přidají prudké záchvaty kašle. Opakují se znovu a znovu a hned tak se jich nezbavíte. […]
Věda a technika
Nevyzpytatelný hluk: Trhá ušní bubínky, poškozuje orgány a umí i zabít!
Láva prýští do neuvěřitelné výšky, rozzuřená sopka vychrlí do ovzduší tuny prachu a na několik let ochladí planetu. Její dunění slyší desítky tisíc lidí a pro třicet z nich jde o poslední zvuky jejich životů. Řev je totiž daleko za únosnou mezí. Snad v každé učebnici přírodopisu stojí, že člověk vnímá zvuk v intervalu od 16 do 20 000 […]
Věda a technika
Kyselina chlorovodíková: Potřebná i nebezpečná
Mnozí z nás zřejmě vůbec nepřemýšlejí o tom, jak prudce jedovatá látka vzniká uprostřed jejich útrob, v žaludku. Žlázy, které se nacházejí v jeho stěně, denně vyprodukují 1,5 – 2 litry žaludeční šťávy, jež ve velkém množství obsahuje skutečně prudce jedovatou kyselinu chlorovodíkovou a rovněž i látky, které dokážou strávit bílkoviny a tuky. Silná žíravina […]
Věda a technika
Jak nejlépe zabezpečit dům? Bezpečnostní fólie, kování, zámky i kliky!
Věděli jste, že k 80 % vloupání dojde přes okna nebo balkonové dveře? Patří totiž k nejslabším článkům zabezpečení domu či bytu. Okno bez bezpečnostních prvků otevře zloděj během 10 sekund, a to tak neslyšně, že vás neprobudí, ani když spíte ve vedlejší místnosti. Jak zlodějům znesnadnit práci a cítit se doma opravdu v bezpečí? Okna patří k nejzranitelnějším […]
reklama
historie
Vytvořil kronikář Václav Hájek z Libočan spisek plný výmyslů?
Může se přeskočit vzteky. Oheň, který tancoval po malostranských střechách, sežehl na troud i jeho čerstvě vytištěné dílo. Pracoval na něm přitom tak dlouho. Kronika česká si bohužel najde svoje čtenáře až za další dva roky. Vrcholem kariéry Václava Hájka z Libočan (†1553) se v roce 1527 stává funkce děkana na Karlštejně a o šest později správcovství […]
Na dvoře českých králů nechyběla zábava. Smysl pro humor měl Václav II. i Jiří z Poděbrad
Historie není suchopárná. K životnímu stylu českých králů patří i rozptýlení. Nejenom důležitými politickými rozhodnutími živ je státník.   Velký smysl pro humor má i Přemyslovec Václav II. (1271‒1305). Jasně to dokazuje, když vydává žertovné privilegium písaři královské kuchyně Janu Vestfálskému. Uděluje mu: „Notářství o miskách a škopcích dřevěných spojené s desátkem z vyjedených mís a […]
Knoflík: Ozdoba i úkryt pro kontraband
Našim dávným předkům slouží dlouho hlavně jako ozdoba. Jednu dobu jsou knoflíky tak v módě, že jejich užívání musí zkrotit zákon. Během staletí se zalíbí pašerákům, politikům, sběratelům i budoucím nevěstám. A víte, kde byste měli hledat „hlavní město knoflíků“? Zapnout do dírky nebo provléct poutkem a je hotovo, o nic jiného přece nejde. Knoflíky […]
Theagenes získal rekord v počtu vítězství mezi starořeckými atlety
Klučinovi jménem Theagenes z Thasu, ostrova v Egejském moři, se líbí socha stojící na agoře v jeho rodišti. „Chci ji mít doma,“ rozhodne se a odnese si ji. Okamžitě ale vypukne pátrání, kam artefakt zmizel. Záhy se zjistí, že ho má Theagenes. Městská rada diskutuje, co s mladičkým zlodějem udělat. Většina radních by ho poslala na […]
zajímavosti
Jak dlouho žije šváb bez hlavy a další rekordy ze světa zvířat.
Svět zvířat je plný rekordů a neuvěřitelných výkonů, i když to třeba na první pohled není vidět. Tady je pár čísel, která vyrazí dech. 5 km je vzdálenost, na kterou žralok bílý ucítí ve vodě krev. 40 000 000 tolik bakterií budete držet, když vezmete do ruky 1 gram půdy. 500 kg je váha, které […]
Kolik uzvedne nosorožík a další rekordy ze světa zvířat
Svět zvířat je plný rekordů a neuvěřitelných výkonů, i když to třeba na první pohled není vidět. Tady je pár čísel, která vyrazí dech. 13 bilionů tolik sarančat tvořilo hejno, které v roce 1874 napadlo americké státy Iowa Minnesota, Kansas a Texas. Jejich celková váha činila téměř 30 milionů tun. 750 000 000 tun tolik […]
Stavba bez starostí a komplikací
Kde jsou ty doby, kdy majiteli pozemku stačilo nakoupit stavební materiál a mohl si postavit dům podle svého vkusu a svých potřeb. Dnes jsou stavebníci svázáni množstvím předpisů a nařízení, v nichž je složité se vyznat. Stále více lidí tak využívá služeb specializovaných firem, které se v džungli zákonů dokonale orientují. Abychom se vůbec mohli odvážit do […]
Používejte ochranné pracovní pomůcky!
Některá zaměstnání jsou z hlediska pracovního úrazu rizikovější než jiná. Pokud není možné tato zdravotní rizika eliminovat nebo je alespoň částečně omezit, musí zaměstnavatel zaměstnanci poskytnout osobní ochranné pracovní prostředky (OOPP). Co mezi ně patří? A opravdu vždy platilo heslo bezpečnost především? Osobní ochranné pracovní prostředky přesně definuje nařízení vlády č. 495/2001 Sb. Tyto prostředky musí […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Jídelna s vytříbeným vkusem
rezidenceonline.cz
Jídelna s vytříbeným vkusem
Místo pro stolování je velmi často součástí multifunkční společenské zóny, proto na ni svým stylem obvykle navazuje. Shoduje se zejména materiálově, výsledná kompozice mnohdy poslouží i jako přirozený prostorový předěl. Vybavení prostoru, souvisejícího s konzumací jídla, se odvíjí od dané dispozice a její velikosti, odpovídat by mělo rovněž počtu členů domácnosti. Odráží určitě i to,
Turistická stezka Silesianka: Nejkrásnější pohled na Euroregion Silesia
epochanacestach.cz
Turistická stezka Silesianka: Nejkrásnější pohled na Euroregion Silesia
Který výhled na česko-polské pohraničí, označované jako Euroregion Silesia, je ten nejkrásnější? Na tuto otázku nemusíme odpovídat teoreticky, ale můžeme v praxi vyzkoušet turistickou stezku Silesianka. Nachází se nedaleko od hradu Štramberk v okrese Nový Jičín. Provede nás k celkem 34 vyhlídkovým objektům na obou stranách hranice – 23 na české straně, 11 na polské. Na trase jsou
Velké odhalení? Kate Middleton se prý léčí v USA!
nasehvezdy.cz
Velké odhalení? Kate Middleton se prý léčí v USA!
Princezna z Walesu Kate Middleton  (42) podle spekulací čas od času podstupuje tajnou léčbu ve Spojených státech, konkrétně má létat do Houstonu. Alespoň takové informace kolují na sociálních sítíc
Zlověstná bažina: Bloudili u Klimšova bahna mrtví svatebčané?
enigmaplus.cz
Zlověstná bažina: Bloudili u Klimšova bahna mrtví svatebčané?
Starý kolomazník kráčí za soumraku mokřadem. V alkoholovém opojení ho napadne zvolat: „Hej, vy propadlí muzikanti, kdy vy mi zahrajete?“ V tu chvíli se z hlubin země ozve hudba. Vystrašený muž pus
Jak jsem ve starém domě vymyslela hororový příběh
nejsemsama.cz
Jak jsem ve starém domě vymyslela hororový příběh
Věřila jsem, že to bude ideální prostředí pro psaní. Takové strašidelné doupě se jen tak nevidí! Jenže v noci se ta barabizna probudila k životu a já byla strachy bez sebe. Opřela jsem se vší silou do dveří a vzala za kliku. Při prvním kroku jsem klopýtla přes práh a při pádu do temného prostoru se mi na tvář přilepila
Victorinox s damaškovým nožem pro 2024
iluxus.cz
Victorinox s damaškovým nožem pro 2024
Letošní limitovaná edice Damast je fascinujícím spojením nože Victorinox Farmer X, oblíbených střenek Alox v syté tmavě hnědé barvě a elegantní čepele Damasteel®. Jmenuje se Farmer X Alox Damast a je
Pozorování UFO nad Argentinou: Podobnost s Roswellem čistě náhodná?
epochalnisvet.cz
Pozorování UFO nad Argentinou: Podobnost s Roswellem čistě náhodná?
Záhada jednoho z nejzvučnějších případů UFO v Argentině, pokřtěného tiskem jako argentinský případ Roswell, dodnes přetrvává v paměti nejen argentinských ufologů. Podobnost s legendárním případem v Novém Mexiku z roku 1947 je skutečně až zarážející…   Je právě 17. srpna 1995 a Antonio Galvagno si za jasného dne se svou ženou dopřává oběd, když asi v
Pikantní kuřecí křidélka podle herečky Scarlett Johansson
tisicereceptu.cz
Pikantní kuřecí křidélka podle herečky Scarlett Johansson
Kuřecí křidélka jsou jednoduchá a chutná, to ví i tato krásná americká herečka. Vyzkoušejte třeba lehce pikantní marinádu s medem. Její chuť si zamilujete i vy. Potřebujete 0,5 kg kuřecích kříde
Mongolové se chytili do pastí vietnamského generála
historyplus.cz
Mongolové se chytili do pastí vietnamského generála
Mají velkou početní převahu. Hned třikrát Mongolové v průběhu let obsadí vietskou metropoli, jenže ani tento úspěch jim vytoužené vítězství nepřinese. Vietové invazím mocného souseda odolají. Hordy nepřátel vždycky přechytračí a zaženou je zpátky za hranice své země! Monarchie Dai Viet (na severu dnešního Vietnamu) ve 13. století vzkvétá. Země, ve které od roku 1225
Světem obchází epidemie vzteku
21stoleti.cz
Světem obchází epidemie vzteku
Někteří sociologové a psychologově tvrdí, že žijeme v éře postfaktické, tedy v době, kdy jsou fakta a racionalita upozaděny a prim hrají emoce. Že na tom něco je, ukazuje letmý pohled na sociální sítě
Správná péče o vlasy se vyplatí
panidomu.cz
Správná péče o vlasy se vyplatí
Je dobré se k vlasům chovat tak, aby vám zanedbání později nevrátily. Pomůže tomu vhodný šampon a dobrá strava. Sice už je po zimě, ale naše vlasy kvůli mrazu a větru možná ztratily potřebnou hydrataci, lámou se a třepí. Jejich dlouhodobou kondici ovlivňuje i kouření, nedostatečný pitný režim a strava. Dejte vlasům hydrataci Začít můžete
Stromy dávaly rodičům sílu
skutecnepribehy.cz
Stromy dávaly rodičům sílu
Rodiče ten kousek lesíku milovali. Ze stromů získávali sílu bojovat se svými zdravotními neduhy. Po jejich smrti les posmutněl. Maminka s tatínkem ten malý kousek přírody milovali a rádi vysedávali na svém oblíbeném místě pod modřínem. Vídala jsem je tam takto den co den. Drželi se vzájemně za ruce, měli zavřené oči a jen tak tiše seděli a odpočívali.