Technologijos ir gamta tradiciškai buvo laikomos priešingomis jėgomis – technologija dažnai buvo priemonė sukurti objektus ar energijas, kurių mūsų aplinkoje natūraliai nėra. Tačiau nauji požiūriai į produktų ir technologijų kūrimą, tokie kaip biomimika ir generatyvus dizainas, įrodė priešingai.
Generatyvusis dizainas – tai požiūris į skaitmeninio ar fizinio produkto (svetainės, vaizdo, melodijos, architektūrinio modelio, detalės, animacijos ir kt.) projektavimą ir dizainą, kai asmuo dalį procesų deleguoja kompiuterinėms technologijoms ir platformoms. Imituojant tūkstančius variantų naudojant galingą skaičiavimą, procesas imituoja natūralų evoliucijos procesą.
Jeffas Kowalskis, „Autodesk“ vyriausiasis technologijų pareigūnas, aprašo generatyvaus projektavimo procesą:
„Mašininio mokymosi algoritmai kompiuteriuose dabar gali atrasti modelius, būdingus milijonams 3D modelių, ir sukurti taksonomijas be žmogaus nurodymų ar įsikišimo. “.
Toliau apžvelgsime 10 nuostabių gamtos įkvėptų technologijų pavyzdžių, kuriuose naudojamos šios biomimikos ir (arba) generatyvaus dizaino koncepcijos.
1. Vaistai ir vakcinos – jūros ežiukas
Australijos mokslininkai atkartojo būdą, kaip jūros ežiai aplink save sukuria tvirtą išorinį apvalkalą, kad apsaugotų baltymus ir vakcinas nuo aplinkos temperatūros pokyčių.
Šis cheminis apsauginio sluoksnio kūrimo procesas yra ypač naudingas tokiems gaminiams kaip vaistai, platinami šalyse, kuriose yra prastos transporto ar šaldymo sistemos.
2. Nacionalinis vandens centras, Pekinas – burbulo struktūra
Garsusis plaukimo ir nardymo centras iš 2008 m. vasaros olimpinių žaidynių Kinijoje turi unikalią išvaizdą, sudarytą iš šimtų išspaustų burbulų, kurie atrodo chaotiški.
Tačiau šis burbulų modelis nėra visiškai atsitiktinis, o pagrįstas tiksliomis geometrinėmis natūraliose sistemose, tokiose kaip ląstelės, molekulinės struktūros ir kristalai. Esamų modelių atkūrimas iš gamtos užtikrina efektyviausią 3D erdvės atvaizdavimą.
3. Singapūro esplanados teatrai – Durian civet
Įsikūrę ant pusiaujo labai karšto klimato sąlygomis, Singapūro Esplanade teatrai turi tikrai unikalų dizainą su stikliniu stogu, kuris buvo pasiskolintas iš vietinio vaisiaus Durian civeto.
Šimtų trikampio formos aliuminio plokščių sistema pasvirusi į saulę, apsaugo kompleksą nuo karščio ir tiesioginių saulės spindulių, o vidaus erdvėms suteikia natūralios šviesos.
4. Maišytuvai – Calla
Kala lelijų įcentrinės spiralės buvo įkvėpimas pramoninei vandens maišymo technologijai, kurią sukūrė Pax Scientific. Natūralus kalos dizainas puikiai tinka jos gebėjimui palaikyti vandens tekėjimą.
Su maišytuvu susijusi technologija gali pasigirti galimybe "paskirstyti 10 milijonų galonų toje pačioje energijos erdvėje kaip trys 100 vatų lemputės".
5. Turbinos – banginio pelekas
Kuprotųjų banginių pelekai turi nelygius, dantytus kraštus, vadinamus smailėmis. Įrodyta, kad gumbai užtikrina daug didesnę skysčių dinamiką nei lygiabriauniai pelekai.
Remdamosi dantytais šių milžiniškų banginių pelekais, tokios kompanijos kaip „WhalePower“ ir kitos sukūrė „tuberkulinius“ mentes, skirtus naudoti ventiliatoriuose ir turbinose, kurių efektyvumas yra daug didesnis nei tradicinės mentės.
6. Maudymosi kostiumėliai – ryklio oda
Ryklio odą sudaro tūkstančiai persidengiančių žvynų, žinomų kaip „odos dantukai“. Šie dantys sutrikdo audringų sūkurių susidarymą vandenyje ir leidžia rykliui efektyviau ir greičiau judėti vandeniu.
2008 m. olimpinėse žaidynėse Michaelas Phelpsas ir kiti plaukikai sėkmingai dėvėjo kostiumus, kurių audinys sukurtas imituoti ryklio odą, ir vėliau užtemdė daugelį esamų pasaulio rekordų. Nors dabar tokie kostiumai yra uždrausti plaukimo varžybose. Ryklio dantų imitavimo idėja šiandien naudojama valčių korpusuose, siekiant pagerinti efektyvumą.
7. Biobaterijos – žmogaus organizmas
Žmogaus kūnas sukuria energiją per cheminę reakciją, vadinamą metabolizmu. Kai žmogus vartoja angliavandenius ar cukrų, organizme esantys fermentai skaido gliukozę ir išskiria energiją. Mokslininkai dabar stengiasi sukurti baterijas, kurios energijai gaminti naudoja organinius junginius, tokius kaip cukrus: biologines baterijas.
Mokslininkai iš kelių universitetų, taip pat korporacijų, tokių kaip „Sony“, didžiąją pastarojo dešimtmečio dalį dirbo kurdami komerciškai perspektyvią biologinę bateriją. 2007 m. „Sony“ sėkmingai sukūrė bioaktyvaus akumuliatoriaus prototipą, kuris naudojo fermentus, kad sukurtų pakankamai energijos (50 mW) Walkman maitinimui.
8. Sintetinė medžiaga – voras šilkas
Šilkas, sukurtas vorų, kad galėtų pinti savo tinklus, yra natūrali supermedžiaga. Kadangi vorai yra teritorinio ir kanibalistinio pobūdžio, šilko voro „surinkimas“ niekada nebuvo komerciškai naudingas. Ir net gavus atskiros voratinklinio šilko gijos yra tokios unikalios ir keistos, kad sruogoms supinti reikėtų sukurti ištisas naujas technologines sistemas.
Tačiau Emeryville mieste, Kalifornijoje, įkurtas startuolis, vadinamas Bolt Threads, tariamai išsprendė problemą naudodamas genetiškai modifikuotus mikroorganizmus.
Jei technologija pasitvirtins, gali būti naudojamos „neperšaunamos liemenės, biologiškai skaidūs vandens buteliai ir lanksčios pakabinimo virvės“.
9. Neperšlampamos medžiagos – drugelio sparnai
2013 m. MIT inžinierių komanda sukūrė tai, kas buvo apibūdinta kaip labiausiai vandenį atstumianti medžiaga žmonijos istorijoje. Jų dizainas yra pagamintas iš medžiagos su mažomis silicio briaunomis, kurios imituoja Morpho drugelio sparnų raštus.
Medžiaga yra tokia efektyvi, kad esant peršalimo temperatūrai, vanduo nuo paviršiaus atsimuša greičiau nei gali užšalti, o tai rodo galimą technologijos pritaikymą lėktuvo sparnams ir turbinoms, be vandeniui atsparių drabužių.
10. Lipni juosta - Gekko fingers
Gecko pėdos yra išskirtinai lipnios dėl jų „grupių ilgų, plonų į ašmenis panašių struktūrų, vadinamų sruogomis, kurios padidina paviršiaus plotą ir sustiprina silpnas elektrines savybes tarp pirštų ir paviršiaus“.
Stenfordo universiteto mokslininkų komanda neseniai sukūrė dirbtinę lipnią medžiagą, pagrįstą šiomis sąvokomis, kuri leido studentui užkariauti stiklinę sieną naudojant dvi iš šios medžiagos pagamintas rankines. Be į Žmogų-vorą panašių laipiojimo savybių, ši technologija gali būti pritaikyta gamybos pramonėje. Jis pakeis esamas sistemas, kuriose naudojama siurbimo galia arba cheminiai klijai.
