10 exemples de la façon dont la nature a influencé la technologie moderne

La technologie et la nature ont traditionnellement été considérées comme des forces opposées : la technologie a souvent été un moyen de créer des objets ou des énergies qui n’existent pas naturellement dans notre environnement. Cependant, de nouvelles approches de développement de produits et de technologies, telles que le biomimétisme et la conception générative, ont prouvé le contraire.

La conception générative est une approche de la conception et de la conception d'un produit numérique ou physique (site Web, image, mélodie, modèle architectural, détail, animation, etc.), dans laquelle une personne délègue une partie des processus à des technologies et plateformes informatiques. En simulant des milliers de variations à l’aide d’un ordinateur puissant, le processus imite le processus naturel de l’évolution.

Jeff Kowalski, directeur de la technologie chez Autodesk, décrit le processus de conception générative :

"Les algorithmes d'apprentissage automatique sur ordinateur peuvent désormais découvrir des modèles inhérents à des millions de modèles 3D et créer des taxonomies sans direction ni intervention humaine." Le biomimétisme est une "approche de l'innovation" qui s'efforce de trouver des solutions durables aux problèmes humains en imitant les modèles et stratégies éprouvés de la nature. ".

Ci-dessous, nous examinons 10 exemples épiques de technologies inspirées de la nature qui utilisent ces concepts de biomimétisme et/ou de conception générative.

1. Médicaments et vaccins - oursin

Des chercheurs australiens ont reproduit la façon dont les oursins construisent une enveloppe extérieure solide autour d'eux pour protéger les protéines et les vaccins des changements de température ambiante.

Ce processus chimique de création d’une couche protectrice est particulièrement utile pour des développements tels que les médicaments distribués dans des pays dotés de mauvais systèmes de transport ou de réfrigération.

2. Centre aquatique national de Pékin – structure à bulles

Le célèbre centre de natation et de plongée des Jeux olympiques d'été de 2008 en Chine a une apparence unique composée de centaines de bulles extrudées qui semblent chaotiques.

Cependant, cette configuration de bulles n’est pas du tout aléatoire, mais repose sur des géométries précises trouvées dans les systèmes naturels tels que les cellules, les structures moléculaires et les cristaux. La reproduction de motifs existants à partir de la nature permet d'obtenir le rendu le plus efficace de l'espace 3D.

3. Théâtres de l'Esplanade de Singapour - Civette de Durian

Situés sur l'équateur dans un climat très chaud, les théâtres de l'Esplanade de Singapour présentent un design vraiment unique avec une verrière empruntée au fruit local, la civette de Durian.

Un système de centaines de panneaux en aluminium de forme triangulaire s'incline vers le soleil, protégeant le complexe de la chaleur et de la lumière directe du soleil tout en fournissant aux espaces intérieurs une lumière naturelle.

4. Mélangeurs - Calla

Les spirales centripètes des lys calla ont inspiré la technologie industrielle de mélange d’eau développée par Pax Scientific. La conception naturelle du lys calla est parfaite pour sa capacité à supporter le débit d’eau.

La technologie associée au mélangeur offre la capacité de « distribuer 10 millions de gallons dans le même espace énergétique que trois ampoules de 100 watts ».

5. Turbines - nageoire de baleine

Les nageoires des baleines à bosse ont des bords bosselés et irréguliers appelés cuspides. Il a été démontré que les tubercules offrent une dynamique des fluides bien supérieure à celle des nageoires à bords lisses.

S'appuyant sur les nageoires dentelées de ces baleines géantes, des sociétés comme WhalePower et d'autres ont développé des pales « tuberculées » destinées à être utilisées dans les ventilateurs et les turbines avec une efficacité bien supérieure à celle des pales traditionnelles.

6. Maillots de bain – peau de requin

La peau de requin est constituée de milliers d'écailles superposées appelées « denticules dermiques ». Ces dents perturbent la formation de tourbillons turbulents dans l’eau et permettent au requin de se déplacer plus efficacement et plus rapidement dans l’eau.

Aux Jeux olympiques de 2008, Michael Phelps et d’autres nageurs ont porté avec succès des combinaisons faites de tissus conçus pour imiter les peaux de requin et ont par la suite éclipsé de nombreux records du monde existants. Bien que de telles combinaisons soient désormais interdites dans les compétitions de natation. L'idée d'imiter les dents de requin est aujourd'hui utilisée sur les coques de bateaux pour améliorer l'efficacité.

7. Bio-batteries - le corps humain

Le corps humain crée de l’énergie grâce à une réaction chimique appelée métabolisme. Lorsqu'une personne consomme des glucides ou des sucres, les enzymes du corps décomposent le glucose et libèrent de l'énergie. Les scientifiques travaillent désormais à la création de batteries fonctionnant avec des composés organiques tels que le sucre pour produire de l'énergie : les bio-batteries.

Des chercheurs de plusieurs universités, ainsi que des sociétés telles que Sony, ont travaillé pendant une grande partie de la dernière décennie pour créer une bio-batterie commercialement viable. En 2007, Sony a développé avec succès un prototype de batterie bioactive utilisant des enzymes pour créer suffisamment d'énergie (50 mW) pour alimenter un Walkman.

8. Matière synthétique - soie d'araignée

Créée par les araignées pour tisser leurs toiles, la soie est un supermatériau naturel. Parce que les araignées sont de nature territoriale et cannibale, la « récolte » de l’araignée en soie n’a jamais été commercialement viable. Et même une fois obtenus, les brins individuels de soie d’araignée sont si uniques et étranges qu’il faudrait créer de tout nouveaux systèmes technologiques pour tisser les brins ensemble.

Cependant, une startup basée à Emeryville, en Californie, appelée Bolt Threads, aurait résolu le problème en utilisant des micro-organismes génétiquement modifiés.

Si la technologie s'avère viable, les utilisations potentielles pourraient inclure "des gilets pare-balles, des bouteilles d'eau biodégradables et des cordes de suspension flexibles".

9. Matériaux imperméables – ailes de papillon

En 2013, une équipe d’ingénieurs du MIT a développé ce qui a été décrit comme le matériau le plus hydrofuge de l’histoire de l’humanité. Leur conception comporte un matériau avec de minuscules crêtes de silicium qui imitent les motifs trouvés sur les ailes du papillon Morpho.

Le matériau est si efficace qu'à des températures de sous-refroidissement, l'eau rebondit sur une surface plus rapidement qu'elle ne peut geler, ce qui indique des applications potentielles pour cette technologie sur les ailes et les turbines des avions, en plus des vêtements résistants à l'eau.

10. Ruban adhésif – Doigts de Gekko

Les pieds des geckos sont exceptionnellement collants en raison de leurs « groupes de structures longues et fines en forme de lame appelées soies, qui augmentent la surface et amplifient les faibles propriétés électriques entre les orteils et la surface ».

Une équipe de chercheurs de l'Université de Stanford a récemment développé un matériau adhésif artificiel basé sur ces concepts qui a permis à un étudiant de conquérir un mur de verre à l'aide de deux tampons fabriqués à partir de ce matériau. Au-delà de ses propriétés d’escalade semblables à celles de Spider-Man, la technologie a des applications potentielles dans l’industrie manufacturière. Il remplacera les systèmes existants qui utilisent de la puissance d'aspiration ou des adhésifs chimiques.