Spider orb web, investigating structuralfeatures and using biomimicry for latticedesign

Örümcek ağı, av yakalamak ve bir algılama aracı olarak kullanılmak gibi birden fazla rolü yerine getirmek için evrimleşmiştir. Örümcek ağı, önemli bir ivmeyle üzerine uçabilen bir avı durdurabilme özelliklerne sahip olmalıdr. Küre ağı örücü örümceklerin çoğunlukla kör olduğu düşünüldüğünde, ağın ayrıca avın nerede olduğu konusunda doğru bilgi iletmesi gerekir. Bu rollere yardımcı olan ağın bu işlevleri yerine getireblimesi için bir çok yapısal özellikleri bulunmaktadır, bu özelliklerin bazıları bilinmektedir ve bazıları da aydınlatılmayı beklemektedir. Bu durum göz önünde bulundurularak bu tezde iki bölüm bulunmaktadır. lk bölüm örümceklerin belirli bir ağ kurma davranışı ve bunun sinyal iletimini nasıl etkilediğiyle ilgilidir ve diğeri örümcek ağının bilinen yapısal özelliklerinden bazılarını kullanarak enerji emilimi için yeni bir kafes tasarımı oluşturmaktır. Bu çalışmanın ilk bölümü, örümcek ağlarının yapısından esinlenerek enerji emilimi için yeni bir kafes (SW) tasarlamakla ilgilidir. Örümcek dairesel ağı, dört yapısal elemandan oluşur; çapa, çerçeve, radyal ve spiral iplikler ve ilk üçü yapısal bütünlüğü sağlayan ana bileşenlerdir. Bu bileşenler hiyerarşik bir yapıya sahiptir, ankrajlar ortama bağlanır ve genellikle en kalın bileşendir, radyal ise en ince ipliklerle en içteki kısmı oluşturur. Çerçeveler, ankraj ve yarıçaplar arasın￾daki bağlantıyı oluşturur, bu nedenle aralarında doğrudan bir bağlantı yoktur ve genellikle yarıçaplar ve ankraj iplikleri arasında bir kalınlık değerine sahiptir. Bu özellikler, örümcek dairesel ağının enerji emilimi için verimli olan dayanıklı bir yapı olmasına yardımcı olur, bu nedenle aynı özellikler kullanılarak enerji emilimi için bir kafes yapısı tasarlanmıştır. Bu tasarım daha sonra üstün Enerji Emilim Verimliliği (EAE) ve Enerji Emilimi (EA) değerine sahip olacak şekilde optimize edilmiştir. İkinci bölüm, mantığa aykırı görünen bir ağ inşa etme davranışıyla ilgilidirörümceklerin ağırlığı arttıkça ipliklerin gerilimini artırır ve bu da ağın avları durdurma ve sabitleme yeteneğini azaltır. Bu davranışı araştırmak amacıyla gerilim değerleri kontrol edilebilir bir örümcek ağı modeline ihtiyaç vardır, bu nedenle bir gerilim ayarlama algoritması geliştirilmiştir. Örümcek ipeğinin mekanik davranışını ve doğada görülen ağ gerilme değerlerini tanımlamak için doğrusal olmayan malzeme özelliklerini kullanarak gerçekçi bir örümcek ağı modeli oluşturulmuştur. Bu model kullanılarak, Katı Mekanik'e dayalı bilişsel bir yöntem kullanılarak değişen örümcek ağırlığı ve ağ gerilme değerlerine sahip farklı senaryolar simüle edilmiştir. Sonuçlarımız, bu davranışın örümcek ağındaki sinyal iletimiyle ilişkili olma olasılığının yüksek olduğunu göstermektedir. Örümcek ağı, avını yakalama işlevini korurken rüzgar ve yağmur gibi zararlı çevresel faktörlere dayanacak şekilde evrimleşmiştir. Örümcek ağının yapısını anlamak, benzer dayanıklılığı uygulayarak mühendislik tasarımlarını iyileştirmemizi sağlayabilir. Bu tezde hem örümcek ağının incelenmesi için bir çalışma hem de örümcek ağının yapısından esinlenen bir biyomimik uygulaması sunulmaktadır. Konuların birisinin biyolojiye, diğerinin ise makine mühendisliğine daha yakın olması nedeniyle farklı alanlar gibi görülebilir, ama bu iki konu da aynı amaca hizmet ediyor, bu amaç ise dairesel örümcek ağının nasıl işlediğini ve ondan nasıl fikir alabileceğimizi anlamaktır.