Технологията и природата традиционно се разглеждат като противоположни сили - технологията често е била средство за създаване на обекти или енергии, които не се срещат естествено в нашата среда. Но новите подходи към разработването на продукти и технологии, като биомимикрия и генеративен дизайн, доказаха обратното.
Генеративният дизайн е подход към дизайна и дизайна на дигитален или физически продукт (уебсайт, изображение, мелодия, архитектурен модел, детайл, анимация и др.), при който човек делегира част от процесите на компютърни технологии и платформи. Чрез симулиране на хиляди вариации с помощта на мощни изчисления, процесът имитира естествения процес на еволюция.
Джеф Ковалски, главен технологичен директор в Autodesk, описва процеса на генеративен дизайн:
„Алгоритмите за машинно обучение на компютрите вече могат да откриват модели, присъщи на милиони 3D модели, и да създават таксономии без човешка насока или намеса.“ Биомимикрията е „подход към иновациите“, който се стреми към устойчиви решения на човешките проблеми чрез емулиране на доказани модели и стратегии на природата във времето ."
По-долу разглеждаме 10 епични примера за вдъхновена от природата технология, която използва тези концепции за биомимикрия и/или генеративен дизайн.
1. Лекарства и ваксини - морски таралеж
Австралийски изследователи повториха начина, по който морските таралежи изграждат здрава външна обвивка около себе си, за да предпазят протеините и ваксините от промени в температурата на околната среда.
Този химичен процес на създаване на защитен слой е особено полезен за разработки като лекарства, които се разпространяват в страни с лош транспорт или хладилни системи.
2. Национален воден център, Пекин - балонна структура
Известният център за плуване и гмуркане от Летните олимпийски игри в Китай през 2008 г. има уникален външен вид, състоящ се от стотици екструдирани мехурчета, които изглеждат хаотични.
Този модел на мехурчета обаче съвсем не е случаен, а се основава на прецизни геометрии, открити в природни системи като клетки, молекулярни структури и кристали. Възпроизвеждането на съществуващи модели от природата води до най-ефективното изобразяване на 3D пространство.
3. Singapore Esplanade Theaters - Durian cibet
Разположени на екватора в много горещ климат, театрите Esplanade в Сингапур имат наистина уникален дизайн със стъклен покрив, който е заимстван от местния плод дурианска цибетка.
Система от стотици алуминиеви панели с триъгълна форма се накланя под ъгъл към слънцето, предпазвайки комплекса от топлина и пряка слънчева светлина, като същевременно осигурява на вътрешните пространства естествена светлина.
4. Миксери - Calla
Центростремителните спирали на калите са вдъхновение за технологията за индустриално смесване на вода, разработена от Pax Scientific. Естественият дизайн на калата е идеален за способността й да поддържа водния поток.
Свързаната технология на миксера може да се похвали със способността да "разпределя 10 милиона галона в същото енергийно пространство като три 100-ватови електрически крушки".
5. Турбини - китова перка
Перките на гърбатите китове имат неравни, назъбени ръбове, известни като ръбове. Доказано е, че туберкулите осигуряват много по-голяма динамика на течността от перките с гладки ръбове.
Опирайки се на назъбените перки на тези гигантски китове, компании като WhalePower и други са разработили "туберкулозни" лопатки за използване във вентилатори и турбини с много по-голяма ефективност от традиционните лопатки.
6. Бански - кожа на акула
Кожата на акула се състои от хиляди припокриващи се люспи, известни като "дермални зъбци". Тези зъби нарушават образуването на турбулентни водовъртежи във водата и позволяват на акулата да се движи във водата по-ефективно и бързо.
На Олимпийските игри през 2008 г. Майкъл Фелпс и други плувци успешно носеха костюми с плат, предназначен да имитира кожи на акула, и впоследствие засенчиха много съществуващи световни рекорди. Въпреки че такива костюми вече са забранени на състезания по плуване. Идеята за имитиране на зъби на акула се използва днес при корпусите на лодки за подобряване на ефективността.
7. Био-батерии – човешкото тяло
Човешкото тяло създава енергия чрез химическа реакция, известна като метаболизъм. Когато човек консумира въглехидрати или захари, ензимите в тялото разграждат глюкозата и освобождават енергия. Сега учените работят за създаването на батерии, които работят с органични съединения като захар, за да произвеждат енергия: био-батерии.
Изследователи от няколко университета, както и корпорации като Sony, работят през по-голямата част от последното десетилетие, за да създадат комерсиално жизнеспособна био-батерия. През 2007 г. Sony успешно разработи прототип на биоактивна батерия, която използва ензими, за да създаде достатъчно енергия (50 mW) за захранване на Walkman.
8. Синтетичен материал - паяжина
Създадена от паяци, за да тъкат мрежите си, коприната е естествен суперматериал. Тъй като паяците са териториални и канибалистични по природа, "жътвата" на копринения паяк никога не е била комерсиално жизнеспособна. И дори веднъж получени, отделните нишки от паяжина са толкова уникални и странни, че ще трябва да бъдат създадени цели нови технологични системи, за да се сплитат нишките заедно.
Въпреки това, базирана в Емеривил, Калифорния стартираща компания, наречена Bolt Threads, се предполага, че е решила проблема с помощта на генетично модифицирани микроорганизми.
Ако технологията се окаже жизнеспособна, потенциалните употреби биха могли да включват "бронежилетки, биоразградими бутилки за вода и гъвкави висящи въжета".
9. Водоустойчиви материали - крила на пеперуда
През 2013 г. екип от инженери от Масачузетския технологичен институт разработи това, което беше описано като най-водоотблъскващия материал в човешката история. Техният дизайн се отличава с материал с малки силиконови ръбове, които имитират шарките на крилете на пеперудата Morpho.
Материалът е толкова ефективен, че при температури на преохлаждане водата отскача от повърхността по-бързо, отколкото може да замръзне, което показва потенциални приложения за технологията върху крилата и турбините на самолети, в допълнение към водоустойчивите дрехи.
10. Тиксо - Gekko fingers
Краката на геконите са изключително лепкави поради техните „групи от дълги, тънки остриета, наречени четинки, които увеличават повърхността и усилват слабите електрически свойства между пръстите на краката и повърхността“.
Екип от изследователи в Станфордския университет наскоро разработи изкуствен лепилен материал, базиран на тези концепции, който позволи на студент да завладее стъклена стена, използвайки две подложки за ръце, направени от материала. Освен свойствата си за катерене, подобни на Spider-Man, технологията има потенциални приложения в производствената индустрия. Той ще замени съществуващите системи, които използват смукателна мощност или химически лепила.
