Технология мен табиғат дәстүрлі түрде қарама-қарсы күштер ретінде қарастырылды - технология көбінесе қоршаған ортада табиғи түрде пайда болмайтын объектілерді немесе энергияны жасау құралы болды. Дегенмен, биомимикрия және генеративті дизайн сияқты өнім мен технологияны дамытуға жаңа тәсілдер басқаша дәлелдеді.
Генеративті дизайн - бұл адам процестердің бір бөлігін компьютерлік технологиялар мен платформаларға тапсыратын цифрлық немесе физикалық өнімді (веб-сайт, сурет, әуен, архитектуралық модель, деталь, анимация және т.б.) жобалау және жобалау тәсілі. Қуатты есептеулерді пайдаланып, мыңдаған вариацияларды имитациялау арқылы процесс эволюцияның табиғи процесін қайталайды.
Джефф Ковальски, Autodesk компаниясының бас технологиялық қызметкері генеративті дизайн процесін сипаттайды:
«Компьютерлердегі машинаны оқыту алгоритмдері қазір миллиондаған 3D модельдерге тән үлгілерді таба алады және адамның нұсқауынсыз немесе араласуынсыз таксономиялар жасай алады.» Биомимикрия - табиғаттың дәлелденген үлгілері мен стратегияларына еліктеу арқылы адам мәселелеріне тұрақты шешімдерге ұмтылатын «инновацияға көзқарас». .
Төменде биомимикрия және/немесе генеративті дизайн тұжырымдамаларын пайдаланатын табиғаттан шабыттандырылған технологияның 10 эпикалық мысалын қарастырамыз.
1. Дәрілер мен вакциналар – теңіз кірпілері
Австралиялық зерттеушілер белоктар мен вакциналарды қоршаған орта температурасының өзгеруінен қорғау үшін теңіз кірпілерінің өздерінің айналасында қатты сыртқы қабық жасау әдісін қайталады.
Қорғаныс қабатын жасаудың бұл химиялық процесі әсіресе тасымалдау немесе тоңазытқыш жүйесі нашар елдерде таратылатын препараттар сияқты әзірлемелер үшін пайдалы.
2. Ұлттық су орталығы, Пекин - көпіршік құрылымы
Қытайдағы 2008 жылғы Жазғы Олимпиада ойындарындағы әйгілі жүзу және суға секіру орталығы хаотикалық болып көрінетін жүздеген экструдталған көпіршіктерден тұратын ерекше көрініске ие.
Дегенмен, көпіршіктердің бұл үлгісі кездейсоқ емес, жасушалар, молекулалық құрылымдар және кристалдар сияқты табиғи жүйелерде кездесетін нақты геометрияларға негізделген. Табиғаттағы бар үлгілерді жаңғырту 3D кеңістігін барынша тиімді көрсетуге әкеледі.
3. Singapore Esplanade театрлары - Дуриан циветі
Экваторда өте ыстық климатта орналасқан Сингапурдағы Esplanade театрлары Дуриан циветінің жергілікті жемісінен алынған шыны төбесі бар шын мәнінде ерекше дизайнға ие.
Жүздеген үшбұрышты алюминий панельдер жүйесі күнге қарай бұрышпен еңкейіп, кешенді жылу мен тікелей күн сәулесінен қорғайды, сонымен бірге ішкі кеңістікті табиғи жарықпен қамтамасыз етеді.
4. Миксерлер - Калла
Калла лалагүлдерінің центрге тартқыш спиральдары Pax Scientific әзірлеген өнеркәсіптік су араластыру технологиясына шабыт болды. Калла лалагүлінің табиғи дизайны оның су ағынын қолдау қабілетіне өте ыңғайлы.
Миксердің байланысты технологиясы «10 миллион галлонды үш 100 ватт шамдар сияқты бірдей энергия кеңістігінде тарату» мүмкіндігімен мақтана алады.
5. Турбиналар – кит қанаты
Бөртпе киттердің қанаттары бұдырлы, ирек жиектерге ие. Туберклер тегіс жиекті қанаттарға қарағанда әлдеқайда көп сұйықтық динамикасын қамтамасыз етеді.
WhalePower және т.б. сияқты компаниялар осы алып киттердің қырлы жүздеріне сүйене отырып, желдеткіштер мен турбиналарда пайдалану үшін дәстүрлі жүздерге қарағанда әлдеқайда жоғары тиімділікпен «туберкулез» пышақтарын әзірледі.
6. Суға шомылу киімі – акула терісі
Акуланың терісі «тері тістері» деп аталатын мыңдаған қабаттасатын қабыршақтардан тұрады. Бұл тістер судағы турбулентті құйындылардың пайда болуын бұзады және акуланың суда тиімді және жылдам өтуіне мүмкіндік береді.
2008 жылғы Олимпиадада Майкл Фелпс және басқа жүзушілер акула терісіне еліктеу үшін жасалған матадан жасалған костюмдерді сәтті киіп, кейіннен көптеген әлемдік рекордтарды басып алды. Қазір жүзу жарыстарында мұндай костюмдерге тыйым салынғанымен. Акула тістеріне еліктеу идеясы бүгінде тиімділікті арттыру үшін қайық корпустарында қолданылады.
7. Биобатареялар – адам ағзасы
Адам ағзасы зат алмасу деп аталатын химиялық реакция арқылы энергия жасайды. Адам көмірсулар немесе қанттарды тұтынғанда, ағзадағы ферменттер глюкозаны ыдыратып, энергияны шығарады. Ғалымдар қазір энергия өндіру үшін қант сияқты органикалық қосылыстармен жұмыс істейтін батареяларды жасаумен айналысуда: био-батареялар.
Бірнеше университеттердің, сондай-ақ Sony сияқты корпорациялардың зерттеушілері соңғы онжылдықта коммерциялық тұрғыдан жарамды биоаккумулятор жасау үшін жұмыс істеп жатыр. 2007 жылы Sony компаниясы Walkman-ді қуаттандыру үшін жеткілікті энергияны (50 мВт) жасау үшін ферменттерді пайдаланатын биоактивті батарея прототипін сәтті жасады.
8. Синтетикалық материал – өрмекші жібек
Өрмекшілер өз торларын өру үшін жасаған жібек - бұл табиғи суперматериал. Өрмекшілер аумақтық және каннибалисттік сипатта болғандықтан, жібек паукасын «жинау» ешқашан коммерциялық тұрғыдан тиімді болған емес. Тіпті бір рет алынған өрмекші жібектің жеке жіптері ерекше және таңғаларлық болғаны сонша, жіптерді біріктіру үшін тұтас жаңа технологиялық жүйелерді жасау керек болады.
Алайда Калифорниядағы Эмеривиллдегі Bolt Threads деп аталатын стартап бұл мәселені генетикалық түрлендірілген микроорганизмдерді қолдану арқылы шешті.
Технология өміршең болса, әлеуетті пайдаланулар «оқ өткізбейтін кеудешелер, биологиялық ыдырайтын су бөтелкелері және иілгіш ілулі арқандарды» қамтуы мүмкін.
9. Су өткізбейтін материалдар – көбелек қанаты
2013 жылы MIT инженерлерінің тобы адамзат тарихындағы ең су өткізбейтін материал ретінде сипатталған материалды жасады. Олардың дизайнында Морфо көбелегі қанаттарындағы өрнектерге ұқсайтын кішкентай кремний жоталары бар материал бар.
Материалдың тиімді болғаны соншалық, суыту температурасы кезінде су бетінен мұздатуға қарағанда тезірек секіреді, бұл суға төзімді киімдерден басқа, ұшақ қанаттары мен турбиналарындағы технологияның әлеуетті қолданбаларын көрсетеді.
10. Скотч – Гекко саусақтары
Геккон аяқтары «бетінің ауданын үлкейтетін және саусақтар мен беттің арасындағы әлсіз электрлік қасиеттерді күшейтетін пышақ тәрізді ұзын, жіңішке пышақ тәрізді құрылымдар тобына» байланысты ерекше жабысқақ.
Жақында Стэнфорд университетінің зерттеушілер тобы осы тұжырымдамалар негізінде студентке материалдан жасалған екі қол төсемі арқылы шыны қабырғаны жаулап алуға мүмкіндік беретін жасанды жабысқақ материал жасады. Өрмекші адамға ұқсайтын өрмелеу қасиеттерінен басқа, технологияның өңдеу өнеркәсібінде әлеуетті қолданбалары бар. Ол сору қуатын немесе химиялық желімдерді қолданатын қолданыстағы жүйелерді ауыстырады.
