Na tehnologijo in naravo se tradicionalno gleda kot na nasprotni sili – tehnologija je pogosto sredstvo za ustvarjanje predmetov ali energij, ki se naravno ne pojavljajo v našem okolju. Vendar so novi pristopi k razvoju izdelkov in tehnologije, kot sta biomimikrija in generativno oblikovanje, dokazali nasprotno.
Generativno oblikovanje je pristop k snovanju in oblikovanju digitalnega ali fizičnega izdelka (spletna stran, slika, melodija, arhitekturni model, detajl, animacija itd.), pri katerem oseba del procesov prenese na računalniške tehnologije in platforme. S simulacijo na tisoče različic z uporabo zmogljivega računalništva proces posnema naravni proces evolucije.
Jeff Kowalski, glavni tehnološki direktor pri Autodesku, opisuje proces generativnega načrtovanja:
»Algoritmi strojnega učenja na računalnikih lahko zdaj odkrijejo vzorce, ki so del milijonov 3D-modelov, in ustvarijo taksonomije brez človeškega vodenja ali posredovanja.« Biomimikrija je »pristop k inovacijam«, ki si prizadeva za trajnostne rešitve človeških težav s posnemanjem preizkušenih vzorcev in strategij narave. ."
Spodaj si oglejte 10 epskih primerov tehnologije, ki jo je navdihnila narava, ki uporablja te koncepte biomimikrije in/ali generativnega oblikovanja.
1. Zdravila in cepiva - morski ježek
Avstralski raziskovalci so posnemali način, na katerega morski ježki zgradijo trdo zunanjo lupino okoli sebe, da zaščitijo beljakovine in cepiva pred spremembami temperature okolja.
Ta kemični postopek ustvarjanja zaščitne plasti je še posebej uporaben za razvoj, kot so zdravila, ki se distribuirajo v državah s slabimi transportnimi ali hladilnimi sistemi.
2. Nacionalni vodni center, Peking - struktura mehurčkov
Slavni plavalni in potapljaški center s poletnih olimpijskih iger 2008 na Kitajskem ima edinstven videz, sestavljen iz več sto iztisnjenih mehurčkov, ki delujejo kaotično.
Vendar pa ta vzorec mehurčkov sploh ni naključen, ampak temelji na natančnih geometrijah, ki jih najdemo v naravnih sistemih, kot so celice, molekularne strukture in kristali. Reprodukcija obstoječih vzorcev iz narave ima za posledico najbolj učinkovito upodabljanje 3D prostora.
3. Singapore Esplanade Theaters - Durian cibet
Gledališča Esplanade v Singapurju, ki se nahajajo na ekvatorju v zelo vročem podnebju, imajo resnično edinstveno zasnovo s stekleno streho, ki je bila izposojena iz lokalnega sadja Durian cibet.
Sistem več sto aluminijastih panelov trikotne oblike se nagne pod kotom proti soncu, ščiti kompleks pred vročino in neposredno sončno svetlobo, medtem ko notranjim prostorom še vedno zagotavlja naravno svetlobo.
4. Mešalniki - Calla
Centripetalne spirale kal so bile navdih za tehnologijo industrijskega mešanja vode, ki jo je razvil Pax Scientific. Naravna zasnova kala je popolna zaradi njene sposobnosti podpiranja pretoka vode.
Povezana tehnologija mešalnika se ponaša z zmožnostjo "distribucije 10 milijonov galon v istem energijskem prostoru kot tri 100-vatne žarnice."
5. Turbine - kitova plavut
Plavuti kitov grbavcev imajo neravne, nazobčane robove, znane kot konice. Izkazalo se je, da gomolji zagotavljajo veliko večjo dinamiko tekočin kot plavuti z gladkimi robovi.
Na podlagi nazobčanih plavuti teh velikanskih kitov so podjetja, kot je WhalePower in druga, razvila "tubercle" lopatice za uporabo v ventilatorjih in turbinah z veliko večjo učinkovitostjo kot tradicionalne lopatice.
6. Kopalke - koža morskega psa
Koža morskega psa je sestavljena iz tisočev prekrivajočih se lusk, znanih kot "dermalni zobci". Ti zobje motijo nastajanje turbulentnih vrtincev v vodi in morskemu psu omogočajo učinkovitejše in hitrejše premikanje po vodi.
Na olimpijskih igrah leta 2008 so Michael Phelps in drugi plavalci uspešno nosili obleke s tkanino, oblikovano tako, da posnema kožo morskega psa, in nato zasenčili številne obstoječe svetovne rekorde. Čeprav so takšne obleke zdaj prepovedane na plavalnih tekmovanjih. Zamisel o posnemanju zob morskega psa se danes uporablja na trupih čolnov za izboljšanje učinkovitosti.
7. Bio-baterije - človeško telo
Človeško telo ustvarja energijo s kemično reakcijo, imenovano presnova. Ko oseba zaužije ogljikove hidrate ali sladkorje, encimi v telesu razgradijo glukozo in sprostijo energijo. Znanstveniki zdaj delajo na izdelavi baterij, ki za proizvodnjo energije uporabljajo organske spojine, kot je sladkor: bio baterije.
Raziskovalci z več univerz, pa tudi korporacij, kot je Sony, so večji del zadnjega desetletja delali na ustvarjanju komercialno uspešne bio-baterije. Leta 2007 je Sony uspešno razvil prototip bioaktivne baterije, ki je z encimi ustvarila dovolj energije (50 mW) za napajanje Walkmana.
8. Sintetični material - pajkova svila
Svila, ki so jo ustvarili pajki za tkanje svojih mrež, je naravni supermaterial. Ker so pajki po naravi teritorialni in kanibalski, "žetev" svilenega pajka nikoli ni bila komercialno uspešna. In tudi ko so posamezni prameni pajkove svile enkrat pridobljeni, so tako edinstveni in nenavadni, da bi bilo treba ustvariti povsem nove tehnološke sisteme za tkanje pramenov skupaj.
Vendar pa je startup iz Emeryvilla v Kaliforniji, imenovan Bolt Threads, domnevno rešil problem z uporabo gensko spremenjenih mikroorganizmov.
Če se tehnologija izkaže za izvedljivo, bi lahko možne uporabe vključevale "neprebojne jopiče, biološko razgradljive steklenice za vodo in prožne vrvi za obešanje."
9. Vodotesni materiali - metuljeva krila
Leta 2013 je skupina inženirjev MIT razvila material, ki je bil opisan kot najbolj vodoodbojen material v človeški zgodovini. Njihova zasnova je izdelana iz materiala z drobnimi silikonskimi grebeni, ki posnemajo vzorce na krilih metulja Morpho.
Material je tako učinkovit, da se pri podhlajenih temperaturah voda odbije od površine hitreje, kot lahko zmrzne, kar kaže na potencialno uporabo tehnologije na krilih in turbinah letal, poleg vodoodpornih oblačil.
10. Selotejp - prsti Gekko
Noge gekonov so izjemno lepljive zaradi svojih "skupin dolgih, tankih rezilom podobnih struktur, imenovanih setae, ki povečajo površino in ojačajo šibke električne lastnosti med prsti in površino."
Skupina raziskovalcev na Univerzi Stanford je pred kratkim razvila umetni lepilni material, ki temelji na teh konceptih in je študentu omogočil osvojitev steklene stene z uporabo dveh ročnih blazinic iz materiala. Poleg plezalnih lastnosti, podobnih Spider-Manu, ima tehnologija potencialno uporabo v predelovalni industriji. Zamenjal bo obstoječe sisteme, ki uporabljajo sesalno moč ali kemična lepila.
