Technológia a príroda boli tradične vnímané ako protichodné sily – technológia bola často prostriedkom na vytváranie predmetov alebo energií, ktoré sa v našom prostredí prirodzene nevyskytujú. Nové prístupy k vývoju produktov a technológií, ako je biomimikry a generatívny dizajn, však dokázali opak.
Generatívny dizajn je prístup k dizajnu a dizajnu digitálneho alebo fyzického produktu (webová stránka, obrázok, melódia, architektonický model, detail, animácia atď.), v ktorom človek deleguje časť procesov na počítačové technológie a platformy. Simuláciou tisícok variácií pomocou výkonnej výpočtovej techniky tento proces napodobňuje prirodzený proces evolúcie.
Jeff Kowalski, technologický riaditeľ spoločnosti Autodesk, popisuje proces generatívneho návrhu:
„Algoritmy strojového učenia na počítačoch môžu teraz objavovať vzorce obsiahnuté v miliónoch 3D modelov a vytvárať taxonómie bez ľudského vedenia alebo zásahu.“ Biomimikry je „prístup k inováciám“, ktorý sa snaží o trvalo udržateľné riešenia ľudských problémov napodobňovaním overených vzorcov a stratégií prírody. ."
Nižšie sa pozrieme na 10 impozantných príkladov technológií inšpirovaných prírodou, ktoré využívajú tieto koncepty biomimikry a/alebo generatívneho dizajnu.
1. Lieky a vakcíny – ježovka
Austrálski vedci replikovali spôsob, akým si morskí ježkovia okolo seba vytvárajú pevnú vonkajšiu schránku na ochranu bielkovín a vakcín pred zmenami okolitej teploty.
Tento chemický proces vytvárania ochrannej vrstvy je užitočný najmä pri vývoji liekov, ktoré sú distribuované v krajinách so zlými dopravnými alebo chladiacimi systémami.
2. Národné vodné centrum, Peking - bublinková štruktúra
Slávne plavecké a potápačské centrum z letných olympijských hier v roku 2008 v Číne má jedinečný vzhľad pozostávajúci zo stoviek vytlačených bublín, ktoré pôsobia chaoticky.
Tento vzor bublín však nie je vôbec náhodný, ale je založený na presných geometriách, ktoré sa nachádzajú v prírodných systémoch, ako sú bunky, molekulárne štruktúry a kryštály. Reprodukcia existujúcich vzorov z prírody má za následok najefektívnejšie vykreslenie 3D priestoru.
3. Singapurské divadlá Esplanade - cibetka Durian
Divadlá Esplanade v Singapure, ktoré sa nachádzajú na rovníku vo veľmi horúcom podnebí, majú skutočne jedinečný dizajn so sklenenou strechou, ktorú si požičali z miestneho ovocia durian cibetky.
Systém stoviek hliníkových panelov trojuholníkového tvaru sa nakláňa pod uhlom smerom k slnku, čím chráni komplex pred teplom a priamym slnečným žiarením a zároveň poskytuje vnútorným priestorom prirodzené svetlo.
4. Mixéry - Calla
Dostredivé špirály kala boli inšpiráciou pre priemyselnú technológiu miešania vody vyvinutú spoločnosťou Pax Scientific. Prírodný dizajn kala je dokonalý pre svoju schopnosť podporovať prúdenie vody.
Pridružená technológia mixéra sa môže pochváliť schopnosťou „distribuovať 10 miliónov galónov v rovnakom energetickom priestore ako tri 100-wattové žiarovky“.
5. Turbíny - plutva veľryby
Plutvy veľrýb majú hrboľaté, zubaté okraje známe ako hrbolčeky. Ukázalo sa, že tuberkléry poskytujú oveľa väčšiu dynamiku tekutín ako plutvy s hladkými okrajmi.
Spoločnosti ako WhalePower a iní, čerpajúc zo zubatých plutiev týchto obrovských veľrýb, vyvinuli lopatky „tubercle“ na použitie vo ventilátoroch a turbínach s oveľa vyššou účinnosťou ako tradičné lopatky.
6. Plavky – žraločia koža
Žraločia koža je tvorená tisíckami prekrývajúcich sa šupín známych ako „dermálne dentikuly“. Tieto zuby narúšajú tvorbu turbulentných vírov vo vode a umožňujú žralokom pohybovať sa vo vode efektívnejšie a rýchlejšie.
Na olympijských hrách v roku 2008 Michael Phelps a ďalší plavci úspešne nosili obleky s tkaninou navrhnutou na napodobňovanie žraločej kože a následne prekonali mnohé existujúce svetové rekordy. Aj keď takéto obleky sú teraz na plaveckých pretekoch zakázané. Myšlienka napodobňovania žraločích zubov sa dnes používa na trupy lodí na zlepšenie účinnosti.
7. Bio-batérie – ľudské telo
Ľudské telo vytvára energiu prostredníctvom chemickej reakcie známej ako metabolizmus. Keď človek konzumuje sacharidy alebo cukry, enzýmy v tele rozkladajú glukózu a uvoľňujú energiu. Vedci teraz pracujú na vytvorení batérií, ktoré využívajú organické zlúčeniny, ako je cukor, na výrobu energie: biobatérie.
Výskumníci z niekoľkých univerzít, ako aj korporácií, ako je Sony, pracovali väčšinu posledného desaťročia na vytvorení komerčne životaschopnej biobatérie. V roku 2007 spoločnosť Sony úspešne vyvinula prototyp bioaktívnej batérie, ktorá využívala enzýmy na vytvorenie dostatočného množstva energie (50 mW) na napájanie prehrávača Walkman.
8. Syntetický materiál - pavúčí hodváb
Hodváb, ktorý vytvorili pavúky na tkanie svojich sietí, je prírodný supermateriál. Pretože pavúky sú teritoriálnej a kanibalskej povahy, „zber“ hodvábneho pavúka nikdy nebol komerčne životaschopný. A dokonca aj po získaní sú jednotlivé pramene pavúčieho hodvábu také jedinečné a neuveriteľné, že by museli byť vytvorené celé nové technologické systémy, aby sa pramene spojili.
Startup z Emeryville v Kalifornii s názvom Bolt Threads však údajne problém vyriešil použitím geneticky modifikovaných mikroorganizmov.
Ak sa technológia ukáže ako životaschopná, potenciálne využitie by mohlo zahŕňať „nepriestrelné vesty, biologicky odbúrateľné fľaše na vodu a flexibilné závesné laná“.
9. Vodeodolné materiály - motýlie krídla
V roku 2013 tím inžinierov MIT vyvinul materiál, ktorý bol opísaný ako najviac vodoodpudivý materiál v histórii ľudstva. Ich dizajn obsahuje materiál s drobnými silikónovými hrebeňmi, ktoré napodobňujú vzory nachádzajúce sa na krídlach motýľa Morpho.
Materiál je taký účinný, že pri teplotách podchladenia sa voda odráža od povrchu rýchlejšie, ako môže zamrznúť, čo naznačuje potenciálne aplikácie technológie na krídlach lietadiel a turbínach, okrem vodeodolného oblečenia.
10. Lepiaca páska - Gekko prsty
Gekónske chodidlá sú výnimočne lepkavé vďaka svojim "skupinám dlhých tenkých čepeľovitých štruktúr nazývaných setae, ktoré zväčšujú povrch a zosilňujú slabé elektrické vlastnosti medzi prstami a povrchom."
Tím výskumníkov na Stanfordskej univerzite nedávno vyvinul umelý adhezívny materiál založený na týchto konceptoch, ktorý umožnil študentovi zdolať sklenenú stenu pomocou dvoch podložiek vyrobených z tohto materiálu. Okrem lezeckých vlastností podobných Spider-Manovi má táto technológia potenciálne uplatnenie vo výrobnom priemysle. Nahradí existujúce systémy, ktoré využívajú saciu silu alebo chemické lepidlá.
