自然界のモデル と 自然界で 進化に基づいて 行なわれる最適化調整の 解析
	自然界で得られた解の 人類が得た科学技術 への 技術移転

最後に、どんな科学的方法論においても同じだが、 そこには実証が必要とされ そして 実証テストの結果 の初期の設計へのフィードバックが 持続的で "自然" かつ "革新的" な 初期概念の改善を可能にする。 最初のBionicのプロトタイプから、 Bionic 2 への進化は、このような改善の有効な実例である。

 

観察-解析-モデル化-応用

 

他の全ての 科学における進歩 と同様、この漸進的 アプローチにおいても、変更の各段階での実証と正当性検査が 、 安定で理想的な結果 への鍵となる。 生物学と工学に真の素養を持つ双方の技術の専門家が チームを作る 事が理想である。最低限でも、 強固な技術的ノウハウの基盤が、これら研究の遂行には必須不可欠である。

 

生体工学は非常に広範に適用可能で、自然界の進化の個別事例の分析 だけに限られるものではない。 同一進化系統樹の複数の種の解析の統合から も結果を得る事ができるし、また、進化的には遠く離れた 別系統樹の種から、類似観点での共通性を見つけ出す事によっても 結果が得られうる。 例えば、鳥類の体に関する 空気力学の抗力 分析は、ペンギンに関する 流体力学の抗力分析 によって、より強化された。

複数種を対象にした生体工学的分析

 

 

Bardanne plant	Velcro equivalent

 

もう一つの例は イルカの皮膚 を模した スイミングスーツ である。 この海洋動物の皮膚は本当に複雑な構造の素材で、 複数の異なった性質や材質が層をなしている。 この層状構造は、乱流を弱めるさざ波を生じることで、 乱流の影響を防ぐ効果を持つ。 これらスイミングスーツの実現には、勿論、イルカの皮膚の各層の構成要素に関する 非常に詳細に渡る性質の分析 と、類似素材に関する 技術的な知識 が要求された。

 

イルカの皮膚断面	イルカの皮膚模式図

人工のイルカの皮膚

最後の例として、 滑空する鳥を模して セールプレーン実機の分岐した翼端構造 を実現した 分岐した翼端構造の研究と改良   をあげる。この改良により、 翼端で起こる翼端渦の軽減 が、 非常に小さなたくさんの渦 を作る事で実現された：

 

鳥の翼の翼端	セールプレーンへの適用

通常の翼端における翼端渦

多数分岐した翼端における翼端渦

 

羽はばたき機械

      

折り畳み翼	「空気スクリュー」 ヘリコプター

         

        飛行史上最初の生体工学的アプローチでの 成功者 の一人は Jean Marie Brix で、彼は 1856年に鳥のような性質を持つセールプレーンを 作り、 世界で最初の人類による飛行 を、Douarnenez近くの海岸で成し遂げた。そのセールプレーンは 離陸の際に分離できる台車の上で 馬でトーアップされ その後切り離されて、自力の自由飛行を達成した。 そのセールプレーンの複製は2001年Le Bourget Showのショーに出展された。 それは驚くほど Bionic パラグライダーに似ているのだ！

 

J. M. le Brixの飛行機鳥	transparency cover

Bionic transparency

 

        後に、 1890年頃 、 Otto Lilienthal は 漸進科学的な アプローチで 自分のセールプレーンを設計し、作り、テストする 前に コウノトリの飛行 を綿密に   研究していた。 彼は、一般的な理論を形成し( リリエンタール曲線 と呼ばれる翼形)、翼形のテストを重りと滑車で作った 「回転型風洞」 を使って行ない、最も効率的な翼形を選択し( カーブ翼の発見 )、その上で飛行機械を設計するという順番で、作業した。 Otto Lilienthal は、なん種類もの飛行機械で何百回もグライディング飛行を行なった。 その特許の一つの中で、 セールプレーンの吊り手 を使って搭乗し、 丘の上から離陸する、 「自由飛行設備」 を予想していた。 世界初の「(鳥のように)自由な飛行手段」 だ！…

 

コウノトリの研究	リリエンタール翼形の曲線

回転型「風洞」

「Bionic」型のグライダー

飛行するOtto Lilienthal

        生体工学アプローチを用いた 最後の先駆者 の一人は、勿論Clement Aderである。 彼は1890年に 魅惑的なコウモリ型の 特許許諾された飛行機械 Eoleを作った。 それは 殊のほか軽い蒸気エンジン. によるプロペラ推進だった。 それはその年の10月9日に行なわれた 世界初の動力飛行で、 飛行距離は50 mだった。 Aderはこの時、この飛行機械の名前として、 "Avion" という言葉も初めて作った。この機械も、その後継 双発の Avion nｰ III も、当時としては非常に先進的で洗練されていた。 (was provided with refinements very in advance over its time. ??) フレーム(骨格)とスパー(翼げた) は、 「合成」素材 である 木材と織布を特殊接着剤で固定した ものが使われ、現代の航空機の合成素材部品と 構造的に違いのないものとなっている。 運搬時には 翼は折り畳める 形に作られており、特にコウモリに近い構造であった。 Clement Ader は軍と非常に関係が深く、軍は彼の発明の軍事転用に関心を持っていた。 1897年 に Avion III が作られ 士官の前で、およそ300 mの飛行に成功したが、 しかし不運にも、 着陸で壊れてしまった。 予算は打ち切られ、 Clement Ader はそこでプロペラ動力飛行の可能性を探る旅を終えた。

 

前から見た Eole

動力部mechanics	Aderの特許出願設計図