Technologie a příroda byly tradičně považovány za protichůdné síly – technologie byla často prostředkem k vytváření objektů nebo energií, které se přirozeně nevyskytují v našem prostředí. Nové přístupy k vývoji produktů a technologií, jako je biomimikry a generativní design, však ukázaly opak.
Generativní design je přístup k návrhu a designu digitálního nebo fyzického produktu (web, obrázek, melodie, architektonický model, detail, animace atd.), ve kterém člověk deleguje část procesů na počítačové technologie a platformy. Simulací tisíců variací pomocí výkonných výpočtů tento proces napodobuje přirozený proces evoluce.
Jeff Kowalski, technologický ředitel společnosti Autodesk, popisuje proces generativního návrhu:
„Algoritmy strojového učení na počítačích nyní dokážou objevit vzorce, které jsou součástí milionů 3D modelů, a vytvářet taxonomie bez lidského vedení nebo zásahu.“ Biomimikry je „přístup k inovacím“, který usiluje o udržitelná řešení lidských problémů napodobováním osvědčených vzorců a strategií přírody. ."
Níže se podíváme na 10 impozantních příkladů technologií inspirovaných přírodou, které využívají tyto koncepty biomimikry a/nebo generativního designu.
1. Léky a vakcíny - ježovka
Australští vědci replikovali způsob, jakým mořští ježci kolem sebe staví pevnou vnější schránku, aby chránili proteiny a vakcíny před změnami okolní teploty.
Tento chemický proces vytváření ochranné vrstvy je zvláště užitečný pro vývoj, jako jsou léky, které jsou distribuovány v zemích se špatnými dopravními nebo chladicími systémy.
2. Národní vodní centrum, Peking - bublinová struktura
Slavné plavecké a potápěčské centrum z letních olympijských her 2008 v Číně má jedinečný vzhled sestávající ze stovek vytlačovaných bublin, které působí chaoticky.
Tento vzor bublin však není vůbec náhodný, ale je založen na přesných geometriích nalezených v přírodních systémech, jako jsou buňky, molekulární struktury a krystaly. Reprodukce existujících vzorů z přírody vede k nejefektivnějšímu vykreslování 3D prostoru.
3. Singapurská divadla Esplanade - cibetka Durian
Divadla Esplanade v Singapuru, která se nacházejí na rovníku ve velmi horkém klimatu, mají skutečně jedinečný design se skleněnou střechou, která byla vypůjčena z místního ovoce cibetky Durian.
Systém stovek hliníkových panelů trojúhelníkového tvaru se naklání pod úhlem ke slunci, chrání komplex před horkem a přímým slunečním zářením a zároveň poskytuje vnitřním prostorům přirozené světlo.
4. Mixéry - Calla
Dostředivé spirály kala byly inspirací pro průmyslovou technologii míchání vody vyvinutou společností Pax Scientific. Přírodní design kala je perfektní pro svou schopnost podporovat proudění vody.
Přidružená technologie mixéru se může pochlubit schopností „rozmístit 10 milionů galonů ve stejném energetickém prostoru jako tři 100wattové žárovky“.
5. Turbíny - velrybí ploutev
Ploutve keporkaků mají hrbolaté, zubaté okraje známé jako hrbolky. Ukázalo se, že tuberklery poskytují mnohem větší dynamiku tekutin než žebra s hladkými okraji.
Společnosti jako WhalePower a další, čerpající ze zubatých ploutví těchto obřích velryb, vyvinuly lopatky „tubercle“ pro použití ve ventilátorech a turbínách s mnohem větší účinností než tradiční lopatky.
6. Plavky - žraločí kůže
Žraločí kůže se skládá z tisíců překrývajících se šupin známých jako „dermální denticly“. Tyto zuby narušují tvorbu turbulentních vírů ve vodě a umožňují žralokovi pohybovat se vodou efektivněji a rychleji.
Na olympijských hrách v roce 2008 Michael Phelps a další plavci úspěšně oblékli obleky s tkaninou navrženou k napodobování žraločí kůže a následně zastínily mnoho existujících světových rekordů. I když takové obleky jsou nyní na plaveckých závodech zakázány. Myšlenka napodobování žraločích zubů se dnes používá na trupy lodí ke zlepšení účinnosti.
7. Biobaterie - lidské tělo
Lidské tělo vytváří energii prostřednictvím chemické reakce známé jako metabolismus. Když člověk konzumuje sacharidy nebo cukry, enzymy v těle rozkládají glukózu a uvolňují energii. Vědci nyní pracují na vytvoření baterií, které využívají organické sloučeniny, jako je cukr, k výrobě energie: biobaterie.
Výzkumníci z několika univerzit, stejně jako korporace, jako je Sony, pracovali po většinu posledního desetiletí na vytvoření komerčně životaschopné biobaterie. V roce 2007 společnost Sony úspěšně vyvinula prototyp bioaktivní baterie, který pomocí enzymů vytvořil dostatek energie (50 mW) pro napájení Walkmanu.
8. Syntetický materiál - pavoučí hedvábí
Hedvábí, které vytvořili pavouci, aby tkali své sítě, je přírodní supermateriál. Vzhledem k tomu, že pavouci jsou teritoriální a kanibalistické povahy, "sklizeň" hedvábného pavouka nebyla nikdy komerčně životaschopná. A dokonce i po získání jsou jednotlivé prameny pavoučího hedvábí tak jedinečné a záhadné, že by musely být vytvořeny celé nové technologické systémy, aby se prameny propletly dohromady.
Startup Bolt Threads sídlící v Emeryville v Kalifornii však údajně problém vyřešil pomocí geneticky modifikovaných mikroorganismů.
Pokud se technologie ukáže jako životaschopná, potenciální využití by mohlo zahrnovat „neprůstřelné vesty, biologicky rozložitelné láhve na vodu a flexibilní závěsná lana“.
9. Voděodolné materiály - motýlí křídla
V roce 2013 vyvinul tým inženýrů z MIT materiál, který byl popsán jako nejvíce vodoodpudivý materiál v historii lidstva. Jejich design obsahuje materiál s drobnými silikonovými hřebeny, které napodobují vzory nalezené na křídlech motýla Morpho.
Materiál je tak účinný, že při teplotách podchlazení se voda odráží od povrchu rychleji, než může zmrznout, což ukazuje na potenciální aplikace této technologie na křídlech letadel a turbínách, kromě voděodolného oblečení.
10. Lepicí páska - Gekko prsty
Chodidla gekonů jsou výjimečně lepkavá díky svým „skupinám dlouhých tenkých čepelovitých struktur nazývaných setae, které zvětšují povrch a zesilují slabé elektrické vlastnosti mezi prsty a povrchem“.
Tým výzkumníků ze Stanfordské univerzity nedávno vyvinul umělý adhezivní materiál založený na těchto konceptech, který umožnil studentovi dobýt skleněnou stěnu pomocí dvou podložek vyrobených z tohoto materiálu. Kromě svých lezeckých vlastností podobných Spider-Manovi má tato technologie potenciální uplatnění ve zpracovatelském průmyslu. Nahradí stávající systémy, které využívají sací sílu nebo chemická lepidla.
