Když se uřízne strom, využijí se většinou jen jeho větve. Rozvětvení zůstane tak maximálně na spálení, v lepším případě na štěpku. Jenže v MIT si uvědomili, jak velká škoda to je. Vždyť rozvětvení je ta nejpevnější část stromů.

Když se nad tím zamyslíte, je to pochopitelné. Strom musí v tomto místě udržet zatížení větve, které vychází z terminálů pod úplně jiným úhlem. Kdybyste takovou vidlici rozřízli, našli byste třírozměrný shluk vláken, různě pokroucených, spojených, ale extrémně pevných. Kdo někdy sekal dříví, ten ví, že suk je nejtvrdší. A tak na jedné z nejslavnějších technických univerzit světa, Massachusetts Institute of Technology (<a href="https://www.mit.edu/">MIT</a>), přišla s nápadem na využití Caitlin Muellerová, docentka architektury, stavebního a environmentálního inženýrství. Místo toho, aby se nevyužité vidlice stromů rozemlely na mulč nebo spálily v kamnech, začala jejich tvary a pevnost zkoumat z hlediska využití ve stavební konstrukci. 
<img title="Cirkulární ekonomika v praxi – každý kousek stromu se využije. I tyhle vidlice stromů. Foto: Felix Amtsberg" src="/uploads/Spoje_nosniku_4_7acd172fa0.jpg" alt="Cirkulární ekonomika v praxi – každý kousek stromu se využije. I tyhle vidlice stromů. " />
„Vidlice na stromech jsou přirozeně navržená konstrukční spojení, která mají potenciál velmi efektivně přenášet sílu díky své vnitřní struktuře vláken,“ říká Caitlin Muellerová. „Když vezmete vidlici a rozříznete ji uprostřed, uvidíte neuvěřitelnou síť vláken, která se proplétají, aby vytvořila tyto často trojrozměrné body přenosu zatížení ve stromě. Začínáme dělat to samé pomocí 3D tisku, ale zdaleka nejsme blízko tomu, co dělá příroda, pokud jde o složitou orientaci vláken a geometrii.“
<img title="Schema zapojení vidlic do konstrukčního systému. Foto: MIT" src="/uploads/Spoje_nosniku_2_0c812cf009.jpg" alt="Schema zapojení vidlic do konstrukčního systému" /> 
<h2>Z odpadu do počítače </h2>
Celá cesta byla trochu složitější. Prvotní impulz byl vlastně trochu jiný. Docentce bylo líto, když nedaleko Somerville High School byla pokácena velká skupina stromů. Přišlo jí škoda je jen tak nevyužít a nechat je odvézt. Když už byly jednou pokácené, chtěla, aby byly smysluplně využity, když už nemůžou zlepšovat životní prostředí města. A tak jí napadlo, že upcyklace by mohla zahrnout strom trochu jinak. Se svolením města byly svezeny zbytky z prořezu stromů do MIT, kde je rozřezali a pomocí speciálního 3D skenování převedli každou vidlici stromů do digitální podoby. Vznikla tak jejich digitální knihovna, která obsahovala orientaci větví a jejich vláken.
<img title="Každá vidlice byla nascanována, zjištěna její vlákna a v Autodesk Boston Technology Center přesně počítačově nařezána. Foto: Felix Amtsberg" src="/uploads/Spoje_nosniku_1_5a3ac417de.jpg" alt="Každá vidlice byla nascanována, zjištěna její vlákna a v Autodesk Boston Technology Center přesně počítačově nařezána. " />
S touto knihovnou se pak už dalo pracovat v samotných návrzích. Vědci vytvářeli příhradové konstrukce, ovšem s pomocí právě této knihovny. Počítače vzaly v potaz zatížení, konstrukci a rozdělení sil a z knihovny vybrali vhodnou vidlici, která by toto zatížení snesla. Počítačový program vše dokázal snadno upravit a změnit tak, aby i odchylky neznamenaly zeslabení konstrukce, ale naopak aby se vhodnou kombinací různých vidlic její síla násobila. Další krok už je výrobní. Na počítačově řízeném stroji se opracuje stromová vidlice tak, aby co nejvíce vyhovovala danému uzlu, měla vhodné rozměry, tvar a stále držela svou pevnost. Následně se všechny uzly spojí konstrukčním materiálem, tedy dřevěnými trámky.
<img title="V létě 2021 dostalo výzkumné centrum dostatek materiálu pro práci. Foto: Neil Patel of Lee Kennedy Co." src="/uploads/Spoje_nosniku_5_8487ea7ba6.jpg" alt="V létě 2021 dostalo výzkumné centrum dostatek materiálu pro práci." /> 
<h2>Volnost a udržitelnost v architektuře </h2>
Má to hned několik výhod. Jednak je to zajímavé využití dřevěného materiálu, který tak splní svůj účel a zachycený oxid uhličitý se nepustí do ovzduší. Také je tu nezanedbatelné hledisko designu. „Mnoho ikonických budov postavených v posledních dvou desetiletích má neočekávané tvary,“ řekla Caitlin Muellerová. „Větve stromů mají velmi specifickou geometrii, která se někdy hodí k nepravidelnému nebo nestandardnímu architektonickému tvaru řízenému ne nějakým algoritmem, ale prostě materiálem samotným.“ Zdroje: vlastní dotazování - MIT, <a href="https://www.mit.edu/">web MIT</a>, <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Massachusetts_Institute_of_Technology">Wikipedia</a>

Výzkumníci připravili několik skutečných konstrukcí. Jednu umístili i do kampusu MIT. V budoucnu mají v plánu stavbu kompletního pavilonu. 

Superpevné vidlice stromů můžou držet dřevostavby

Pamatujete na doby, kdy byl mobilní telefon o velikosti kufříku? A co první robotické vysavače, které hloupě bouraly do všeho, co potkaly, a snažily se tak spáchat první robotickou sebevraždu? To je minulost. Budoucnost je tady, a tak se naučte mluvit se svým domovem.

Všichni výrobci elektroniky se jako o překot snaží nabídnout co nejvíc výrobků napojených na wi-fi. A tak svým mobilním telefonem, který dnes snadno strčíte do kapsy, spustíte doma třeba myčku, dáte povel robotickému vysavači, že má uklidit koupelnu, protože si tam někdo ráno holil vousy a stál moc daleko od umyvadla, nebo se zeptáte ledničky, jestli nechybí mléko. Nic z toho není nemožné. Dostáváme se do takových absurdit, jako je spouštění rychlovarné konvice přes mobilní telefon nebo přehrávání rádia z žárovky vaší lampičky. Ne všechno můžeme chápat, ale své kupce to zřejmě má. My však budeme mluvit o opravdu chytré domácnosti. Chytré tak, že už často člověk může přemýšlet, jestli není chytřejší než on. 
<img title="Malá nenápadná krabička, která vás poslouchá. Co řeknete, to udělá – Google Assistant. Zdroj: Pexels / John Tekeridis" src="/uploads/Chytra_domacnost_04_3f173d08cc.jpg" alt="Malá nenápadná krabička, která vás poslouchá. Co řeknete, to udělá – Google Assistant." />
<h2>Od začátku</h2>
Automatizace a „zmoudření“ domu můžeme historicky detekovat ze dvou směrů. První bylo vytápění a termoregulátory. Klasický termostat, na kterém se kolečkem nastavila teplota a kotel prostě topil tak, aby této teploty dosáhl, a pak se vypnul, to byl vlastně ten úplný základ. Druhý směr pak spočíval v zabezpečení domu. Přestaly vyhovovat obyčejné mechanické zámky. Vždyť stejně zloději nakonec prolezli oknem nebo vytrhli garážová vrata. A tak se začalo zabezpečovat elektronicky. 
<img title="Otevírání chytrými hodinkami? To dnes není vůbec problém. Zdroj: Somfy" src="/uploads/Chytra_domacnost_07_f088e553bb.jpg" alt="Otevírání chytrými hodinkami? To dnes není vůbec problém." /> 
Pak někoho napadlo, že tohle by mohlo fungovat dohromady. Co takhle zapnout kotel v naprogramovanou hodinu, a temperovat tedy až třeba hodinu před příchodem? A když odblokuji centrální zabezpečení, tak zvýšit teplotu v kuchyni a obýváku. S rychlým nástupem počítačové techniky, miniaturizací, internetem a zlevněním to šlo pak už snadno. 
<h2><img title="Centrální displeje, tablety nebo obyčejné mobily jsou ovladači veškeré elektroniky v domácnosti. Zdroj: HDL Automation" src="/uploads/Chytra_domacnost_01_ddfa7be934.JPG" alt="HDL. Centrální displeje, tablety nebo obyčejné mobily jsou ovladači veškeré elektroniky v domácnosti" /> Co je dnes standard?</h2>
Miniaturní elektronika vtrhla i do našich domovů, a my tak máme dnes už prakticky standardně všichni internetovou síť i s wi-fi signálem. Přes tuto neuronovou síť světa se tak dají dělat divy. Okna mohou být zastíněna žaluziemi, které se zatahují přesně v době, kdy na ně zasvítí slunce. Okna se sama otevírají, kávovary spouštějí a televize zapíná. Když majitelka domu přitiskne své chytré hodinky na rám dveří, zámek se sám odemyká. A pak to je už jak ze sci-fi filmu. „Ahoj Alexo, rozsviť v komoře,“ stačí nahlásit a nenápadný válec postavený v centru místnosti rozsvítí v místnosti, kam majitelka uloží nákup. Otevírat můžete elektronicky i ta ohromná okna na terasu. Z dovolené si zkontrolujete kamerami dům, nastavíte, že se má vyhřívat voda v bazénu, robotický vysavač má uklidit celý dům a větrání má vyčistit vzduch v celém domě. To je dnes standardem, který lze ovládat třeba přes mobil. Samozřejmou nadstavbou pak je extrémně složitá komunikační síť vytápění, fotovoltaiky, tepelného čerpadla apod. To už opravdu člověk sám nenaprogramuje. 
<img title="Už dnes dokážete z jednoho místa ovládat přes chytrou domácnost neuvěřitelné množství domácích technologií. Zdroj: HDL Automation" src="/uploads/Chytra_domacnost_02_1764ac3fc4.jpg" alt="Už dnes dokážete z jednoho místa ovládat přes chytrou domácnost neuvěřitelné množství domácích technologií" />
<h2>Proč?</h2>
Otázka ale zní: Proč dát ohromné peníze do toho, aby všechno spolu komunikovalo? Dáme vám příklad. Je zima. Roztáhnou se mraky a slunko zasvítí na velká francouzská okna na terase, která byla zatažená, aby neunikalo teplo. Ta se najednou roztáhnou, aby slunko dopadalo na podlahu. Signál ze slunečního čidla ale dává informaci vytápění, že není nutné v obývacím pokoji tolik vyhřívat podlahu. A tak se teplota sníží. Fotovoltaika okamžitě zvyšuje svou výrobu, která je v zimě mizerná. Všechny vyrobené kilowatty pouštějí do boileru. Ten se nahřeje na provozní teplotu, protože za chvíli přijdou majitelé. Pračka se zapíná, aby využila levnou energii a navíc aby dokončila program jen pár minut po příchodu majitelů, aby prádlo bylo čerstvě vyprané. 
<img title="Jablotron: Proč nastavovat teplotu na zdi? Můžete to dělat třeba z práce nebo automobilu. Zdroj: Jablotron" src="/uploads/Chytra_domacnost_03_c699d55006.jpg" alt="Proč nastavovat teplotu na zdi? Můžete to dělat třeba z práce nebo automobilu. " /> Zní to dobře? Určitě. A co přinese zítřek v chytré domácnosti, to bude nesmírně zajímavé sledovat. Asi to nebude něco jako holografická společnice, která bude čekat na příchod majitelů, aby podle jejich nálady nechala připravit večeři, upravila světla a naladila program na televizi. 
<img title="Zajímavé je i elektronické nebo dokonce automatické otevírání oken. Zdroj: Velux" src="/uploads/Chytra_domacnost_08_3ee15f88f0.jpg" alt="Zajímavé je i elektronické nebo dokonce automatické otevírání oken. " /> Zeptali jsme se člověka více než povolaného. Martin Randl, je CEO společnosti Loxone, která u nás staví velmi chytré domácnosti. Jak on to vidí:
„Momentálně se nacházíme v přechodu z early adopters a přesouváme se do období standardu. Přispívají tomu dva faktory. První je zásadní posun technologií a druhý je tlak EU, která si uvědomuje, že zátěž CO2 vylučovaná budovami (mimochodem větší než ta z automobilů) se jinak než efektivním řízením technologií snížit nedá. Tento fakt potvrzují nejenom instalace v luxusních domech, ale i v malých domech mimo nejvyšší vrstvy. Největší radost nám však dělají developerské projekty, které byly vždy na posledním místě. Tady se posunula doba výrazně kupředu. Na tento rok budeme spolupracovat na 2500 projektech s různými developery,“ říká Martin Randl. A k té budoucnosti podotýká: 
„V následujících letech se dočkáme fokusu na energetické úspory a celé odvětví chytrých elektroinstalací se bude standardizovat a směřovat k automatizaci. V nejbližší době nemůžeme čekat čtení myšlenek, AI, apod. Z mého pohledu musíme nejdřív budovy automatizovat a nejenom ovládat. I proto stavíme v Rakousku nejmodernější a nejvíce automatizovanou budovu na světě, které v sobě kombinuje kanceláře, restaurace, hotely, wellness a skladovací prostory.“ 
<img title="Jedna z nejsložitějších komunikací v domě se vede mezi různými zdroji a spotřebiči energie. S nástupem fotovoltaiky je to natolik náročný systém, že se dá jen velmi složitě vyladit. Zdroj: Viessmann" src="/uploads/Chytra_domacnost_09_88e4de7271.jpg" alt="Jedna z nejsložitějších komunikací v domě se vede mezi různými zdroji a spotřebiči energie. S nástupem fotovoltaiky je to natolik náročný systém, že se dá jen velmi složitě vyladit. " />

Zdroj: redakce - vlastní dotazování

Domov chytřejší než my sami

Při studiu hned několika technických škol jsem netušil, že jednou se budu živit slovem. Ale náhoda tomu chtěla, abych už na vysoké škole odpověděl na inzerát z nástěnky, který hledal pomoc s psaním článků do malého časopisu. Z malého časopisu se staly velké časopisy, internetové magazíny a z krátkodobé brigády už víc než dvacet let psaní o technice. 

František Mašek

Detail autora

Dočasný přístup k prémiovému obsahu

na měsíc ZDARMA

Vyzkoušej

Možnost dostávat speciální zprávy a nabídky na e-mailovou adresu

Předplatné na měsíc za 149 Kč

Měsíční

Předplatné za 1 490 Kč ročně

Roční

Hlavní stránka

Události

Autoři

Kontakty

Registrace / Přihlásení

GDPR

Obchodní podmínky

Kariéra 

Dobrý den {NAME}, Vaše registrace k odběru prémiového obsahu magazínu ForBeIn.cz proběhla úspěšně. Přihlašujte se pomocí těchto údajů: Login: {USERNAME} Heslo: {PASSWORD}
na <a href="{LOGIN_PAGE}">této</a> stránce.
Děkujeme za zájem,
Redakce ForBeIn.cz

Dobrý den, zaregistrovali jsme Váš požadavek na obnovení hesla k účtu {USERNAME}. Klikněte <a href="{RESET_PAGE}">sem</a> a za chviličku to bude hotové :)
Děkujeme za důvěru a zájem,
Redakční podpora ForBeIn.cz

František Mašek

Buďte pravidelně v obraze díky našemu newsletteru.