骨に学ぶ最小重量設計法

骨は、体を支え、外部からの衝撃から臓器を守るという重要な役割を持つが、その重さは、体重の5分の1しかない。小さな重量でありながらも、重いものを支えることができるというこの骨の特性は、その構造にポイントがある。骨の構造は、表面にある硬い「皮質骨」と、内部にあるスポンジ状の「海綿骨」でできている。海綿骨の構造(骨梁構造)は、成長時に加わる荷重の分布に沿って自然と発達する。そのため、骨梁は、力を分散して支持する構造を持つ。よって、骨は軽いながらも、衝撃に強いという特性を持つ。さらに、骨は圧力を感じます。骨に力がかかることで、電気的な作用が生じて、骨の生成を促します。そのため、無重力の宇宙から帰ってきた宇宙飛行士は、骨の密度が低下してしまうのである。

効率（省エネ、省資源、軽い）:: 高強度

防御・安定:: 耐衝撃

省資源

骨に圧を加えると電気が発生し、骨の生成を促すことを利用した骨折治療法が提案されている。最近では、外部から骨に電極を取り付け、極めて微弱な電気を流すことで、骨折の治療を早める方法がある。

構造物にこのような骨梁構造を適用すると、これまでより軽くて、強いものが設計できるはずである。うまく骨に負荷を加えることで、老化後の骨密度の低下を防ぐ治療法になるかもしれない。

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骨に学ぶ最小重量設計法

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