Teknologi og natur er traditionelt blevet betragtet som modsatrettede kræfter - teknologi har ofte været et middel til at skabe genstande eller energier, der ikke naturligt forekommer i vores miljø. Imidlertid har nye tilgange til produkt- og teknologiudvikling, såsom biomimik og generativt design, bevist det modsatte.
Generativt design er en tilgang til design og design af et digitalt eller fysisk produkt (hjemmeside, billede, melodi, arkitektonisk model, detaljer, animation osv.), hvor en person uddelegerer en del af processerne til computerteknologier og -platforme. Ved at simulere tusindvis af variationer ved hjælp af kraftfuld databehandling, efterligner processen den naturlige evolutionsproces.
Jeff Kowalski, teknologichef hos Autodesk, beskriver den generative designproces:
"Maskinlæringsalgoritmer på computere kan nu opdage mønstre, der er iboende i millioner af 3D-modeller og skabe taksonomier uden menneskelig retning eller indgriben, er en "tilgang til innovation", der stræber efter bæredygtige løsninger på menneskelige problemer ved at efterligne naturens gennemprøvede mønstre og strategier. ."
Nedenfor ser vi på 10 episke eksempler på naturinspireret teknologi, der udnytter disse koncepter om biomimik og/eller generativt design.
1. Lægemidler og vacciner - søpindsvin
Australske forskere har gentaget den måde, søpindsvin bygger en hård ydre skal omkring sig for at beskytte proteiner og vacciner mod ændringer i den omgivende temperatur.
Denne kemiske proces med at skabe et beskyttende lag er især nyttig til udviklinger såsom lægemidler, der distribueres i lande med dårlige transport- eller kølesystemer.
2. National Aquatic Center, Beijing - boblestruktur
Det berømte svømme- og dykkercenter fra Sommer-OL 2008 i Kina har et unikt udseende bestående af hundredvis af ekstruderede bobler, der virker kaotiske.
Dette mønster af bobler er dog slet ikke tilfældigt, men er baseret på præcise geometrier, der findes i naturlige systemer som celler, molekylære strukturer og krystaller. Gengivelse af eksisterende mønstre fra naturen resulterer i den mest effektive gengivelse af 3D-rum.
3. Singapore Esplanade Theatres - Durian civet
Beliggende på ækvator i et meget varmt klima, har Esplanade-teatrene i Singapore et helt unikt design med et glastag, som er lånt fra den lokale frugt Durian civet.
Et system af hundredvis af trekantede aluminiumspaneler vipper i en vinkel mod solen, hvilket beskytter komplekset mod varme og direkte sollys, mens det stadig giver de indvendige rum naturligt lys.
4. Blandere - Calla
De centripetale spiraler af calla liljer var inspirationen til industriel vandblandingsteknologi udviklet af Pax Scientific. Callaliljens naturlige design er perfekt til dens evne til at understøtte vandgennemstrømningen.
Blanderens tilknyttede teknologi kan prale af evnen til at "distribuere 10 millioner gallons i det samme energirum som tre 100-watt-pærer."
5. Turbiner - hvalfinne
Pukkelhvalers finner har ujævne, takkede kanter kendt som spidser. Tubercler har vist sig at give meget større væskedynamik end glatkantede finner.
Ved at trække på de takkede finner på disse gigantiske hvaler har virksomheder som WhalePower og andre udviklet "tuberkel" vinger til brug i ventilatorer og turbiner med meget større effektivitet end traditionelle vinger.
6. Badetøj - hajskind
Hajhud består af tusindvis af overlappende skæl kendt som "dermale dentikler". Disse tænder forstyrrer dannelsen af turbulente hvirvler i vandet og tillader hajen at bevæge sig gennem vandet mere effektivt og hurtigere.
Ved OL i 2008 bar Michael Phelps og andre svømmere med succes kostumer med stof designet til at efterligne hajskind og formørkede efterfølgende mange eksisterende verdensrekorder. Selvom sådanne dragter nu er forbudt i svømmekonkurrencer. Ideen om at efterligne hajtænder bruges i dag på bådskrog for at forbedre effektiviteten.
7. Bio-batterier - den menneskelige krop
Den menneskelige krop skaber energi gennem en kemisk reaktion kendt som metabolisme. Når en person indtager kulhydrater eller sukker, nedbryder enzymer i kroppen glukosen og frigiver energi. Forskere arbejder nu på at skabe batterier, der kører på organiske forbindelser som sukker til at producere energi: bio-batterier.
Forskere fra flere universiteter, såvel som virksomheder som Sony, har arbejdet i store dele af det sidste årti for at skabe et kommercielt levedygtigt bio-batteri. I 2007 udviklede Sony med succes en bioaktiv batteriprototype, der brugte enzymer til at skabe nok energi (50 mW) til at drive en Walkman.
8. Syntetisk materiale - edderkoppesilke
Silke er skabt af edderkopper til at væve deres spind og er et naturligt supermateriale. Fordi edderkopper er territoriale og kannibalistiske i naturen, har det aldrig været kommercielt rentabelt at "høste" silkeedderkoppen. Og selv når de er opnået, er de individuelle tråde af edderkoppesilke så unikke og uhyggelige, at der skulle skabes hele nye teknologiske systemer for at væve trådene sammen.
Men en Emeryville, Californien-baseret startup kaldet Bolt Threads, har angiveligt løst problemet ved at bruge genetisk modificerede mikroorganismer.
Hvis teknologien viser sig levedygtig, kan potentielle anvendelser omfatte "skudsikre veste, biologisk nedbrydelige vandflasker og fleksible hængereb."
9. Vandtætte materialer - sommerfuglevinger
I 2013 udviklede et team af MIT-ingeniører, hvad der blev beskrevet som det mest vandafvisende materiale i menneskehedens historie. Deres design har et materiale med små silikonekamme, der efterligner de mønstre, der findes på Morpho-sommerfuglens vinger.
Materialet er så effektivt, at vand ved underafkølingstemperaturer preller af en overflade hurtigere, end det kan fryse, hvilket indikerer potentielle anvendelser for teknologien på flyvinger og turbiner, foruden vandtæt beklædning.
10. gaffatape - Gekko fingre
Gekkofødder er usædvanligt klæbrige på grund af deres "grupper af lange, tynde bladlignende strukturer kaldet setae, som øger overfladearealet og forstærker svage elektriske egenskaber mellem tæerne og overfladen."
Et team af forskere ved Stanford University udviklede for nylig et kunstigt klæbende materiale baseret på disse koncepter, der gjorde det muligt for en studerende at erobre en glasvæg ved hjælp af to håndpuder lavet af materialet. Ud over dens Spider-Man-lignende klatreegenskaber har teknologien potentielle anvendelser i fremstillingsindustrien. Det vil erstatte eksisterende systemer, der bruger sugekraft eller kemiske klæbemidler.
