La tecnología y la naturaleza han sido tradicionalmente vistas como fuerzas opuestas; la tecnología a menudo ha sido un medio para crear objetos o energías que no ocurren naturalmente en nuestro entorno. Sin embargo, nuevos enfoques para el desarrollo de productos y tecnologías, como la biomímesis y el diseño generativo, han demostrado lo contrario.
El diseño generativo es una aproximación al diseño y diseño de un producto digital o físico (sitio web, imagen, melodía, modelo arquitectónico, detalle, animación, etc.), en el que una persona delega parte de los procesos a tecnologías y plataformas informáticas. Al simular miles de variaciones utilizando una potente informática, el proceso imita el proceso natural de evolución.
Jeff Kowalski, director de tecnología de Autodesk, describe el proceso de diseño generativo:
"Los algoritmos de aprendizaje automático en las computadoras ahora pueden descubrir patrones inherentes a millones de modelos 3D y crear taxonomías sin dirección o intervención humana". La biomímesis es un "enfoque de innovación" que busca soluciones sostenibles a los problemas humanos emulando los patrones y estrategias probados de la naturaleza en el tiempo. ".
A continuación analizamos 10 ejemplos épicos de tecnología inspirada en la naturaleza que utilizan estos conceptos de biomímesis y/o diseño generativo.
1. Medicamentos y vacunas - erizo de mar
Investigadores australianos han replicado la forma en que los erizos de mar construyen una capa exterior resistente a su alrededor para proteger las proteínas y las vacunas de los cambios en la temperatura ambiente.
Este proceso químico de creación de una capa protectora es especialmente útil para desarrollos como medicamentos que se distribuyen en países con sistemas de transporte o refrigeración deficientes.
2. Centro Acuático Nacional, Beijing - estructura de burbujas
El famoso centro de natación y buceo de los Juegos Olímpicos de Verano de 2008 en China tiene una apariencia única que consiste en cientos de burbujas extruidas que parecen caóticas.
Sin embargo, este patrón de burbujas no es en absoluto aleatorio, sino que se basa en geometrías precisas que se encuentran en sistemas naturales como células, estructuras moleculares y cristales. La reproducción de patrones existentes en la naturaleza da como resultado la representación más eficiente del espacio 3D.
3. Teatros Esplanade de Singapur - Civeta Durian
Ubicados en el ecuador en un clima muy cálido, los teatros Esplanade en Singapur tienen un diseño verdaderamente único con un techo de vidrio, que fue tomado de la fruta local Durian civeta.
Un sistema de cientos de paneles de aluminio de forma triangular se inclina en ángulo hacia el sol, protegiendo el complejo del calor y la luz solar directa y al mismo tiempo proporcionando luz natural a los espacios interiores.
4. Mezcladores - Calla
Las espirales centrípetas de las alcatraces fueron la inspiración para la tecnología de mezcla de agua industrial desarrollada por Pax Scientific. El diseño natural de la cala es perfecto por su capacidad para soportar el flujo de agua.
La tecnología asociada al mezclador cuenta con la capacidad de "distribuir 10 millones de galones en el mismo espacio de energía que tres bombillas de 100 vatios".
5. Turbinas - aleta de ballena
Las aletas de las ballenas jorobadas tienen bordes irregulares y llenos de baches conocidos como cúspides. Se ha demostrado que los tubérculos proporcionan una dinámica de fluidos mucho mayor que las aletas de bordes lisos.
Basándose en las aletas dentadas de estas ballenas gigantes, empresas como WhalePower y otras han desarrollado palas "tubérculos" para usar en ventiladores y turbinas con mucha mayor eficiencia que las palas tradicionales.
6. Trajes de baño - piel de tiburón
La piel de tiburón se compone de miles de escamas superpuestas conocidas como "dentículos dérmicos". Estos dientes interrumpen la formación de remolinos turbulentos en el agua y permiten que el tiburón se mueva por el agua de manera más eficiente y rápida.
En los Juegos Olímpicos de 2008, Michael Phelps y otros nadadores usaron con éxito trajes con tela diseñada para imitar la piel de tiburón y posteriormente eclipsaron muchos récords mundiales existentes. Aunque este tipo de trajes ahora están prohibidos en las competiciones de natación. La idea de imitar los dientes de tiburón se utiliza hoy en día en los cascos de los barcos para mejorar la eficiencia.
7. Biobaterías: el cuerpo humano
El cuerpo humano crea energía a través de una reacción química conocida como metabolismo. Cuando una persona consume carbohidratos o azúcares, las enzimas del cuerpo descomponen la glucosa y liberan energía. Los científicos ahora están trabajando para crear baterías que funcionen con compuestos orgánicos como el azúcar para producir energía: las biobaterías.
Investigadores de varias universidades, así como de corporaciones como Sony, han estado trabajando durante gran parte de la última década para crear una biobatería comercialmente viable. En 2007, Sony desarrolló con éxito un prototipo de batería bioactiva que utilizaba enzimas para crear suficiente energía (50 mW) para alimentar un Walkman.
8. Material sintético: seda de araña.
Creada por las arañas para tejer sus telas, la seda es un supermaterial natural. Debido a que las arañas son de naturaleza territorial y caníbal, "cosechar" la araña de seda nunca ha sido comercialmente viable. E incluso una vez obtenidas, las hebras individuales de seda de araña son tan únicas y asombrosas que habría que crear sistemas tecnológicos completamente nuevos para entrelazar las hebras.
Sin embargo, una startup con sede en Emeryville, California, llamada Bolt Threads, supuestamente resolvió el problema utilizando microorganismos modificados genéticamente.
Si la tecnología resulta viable, los usos potenciales podrían incluir "chalecos antibalas, botellas de agua biodegradables y cuerdas flexibles para colgar".
9. Materiales impermeables: alas de mariposa
En 2013, un equipo de ingenieros del MIT desarrolló lo que se describió como el material más repelente al agua de la historia de la humanidad. Su diseño presenta un material con pequeñas crestas de silicio que imitan los patrones que se encuentran en las alas de la mariposa Morpho.
El material es tan efectivo que a temperaturas subenfriadas, el agua rebota en una superficie más rápido de lo que puede congelarse, lo que indica aplicaciones potenciales para la tecnología en alas de aviones y turbinas, además de ropa resistente al agua.
10. Cinta adhesiva: dedos de Gekko
Los pies de los geco son excepcionalmente pegajosos debido a sus "grupos de estructuras largas y delgadas en forma de cuchillas llamadas setas, que aumentan la superficie y amplifican las propiedades eléctricas débiles entre los dedos y la superficie".
Un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford desarrolló recientemente un material adhesivo artificial basado en estos conceptos que permitió a un estudiante conquistar una pared de vidrio usando dos almohadillas hechas con ese material. Más allá de sus propiedades de escalada tipo Spider-Man, la tecnología tiene aplicaciones potenciales en la industria manufacturera. Reemplazará los sistemas existentes que utilizan potencia de succión o adhesivos químicos.
