Технологія і природа традиційно розглядалися як сили, що протистоять, — технологія часто була засобом створення об'єктів або енергій, які природним чином не відбуваються в нашому навколишньому середовищі. Проте нові підходи до розробки продуктів та технологій, такі як біомімікрія та генеративний дизайн, довели протилежне.
Генеративний дизайн — підхід до проектування та дизайну цифрового чи фізичного продукту (сайт, зображення, мелодія, архітектурна модель, деталь, анімація тощо), за якого людина делегує частину процесів комп'ютерних технологій та платформ. Моделюючи тисячі варіацій із використанням потужних обчислень, цей процес імітує природний процес еволюції.
Джефф Ковальський, головний технічний директор Autodesk, описує генеративний процес проектування:
«Алгоритми машинного навчання на комп'ютерах тепер можуть виявляти шаблони, властиві мільйонам 3D-моделей, і створювати таксономії без спрямування чи втручання людей». часом».
Нижче ми розглянемо 10 епічних прикладів натхненної природою технології, в якій використовуються ці концепції біомімікрії та/або генеративного дизайну.
1. Наркотики та вакцини - морський їжак
Австралійські дослідники відтворили спосіб, яким морські їжаки будують жорстку зовнішню оболонку навколо себе для захисту білків та вакцин від змін навколишньої температури.
Цей хімічний процес створення захисного шару є особливо корисним для таких розробок, як ліки, які поширюються в країнах з поганими системами транспортування або охолодження.
2. Національний водний центр, Пекін - структура бульбашок
Знаменитий плавальний та дайвінг-центр із літніх Олімпійських ігор 2008 року в Китаї має унікальну зовнішність, що складається з сотень екструдованих бульбашок, які здаються хаотичними.
Однак ця картина бульбашок зовсім не випадкова, вона заснована на точній геометрії, виявленій у природних системах, таких як клітини, молекулярні структури та кристали. Відтворення існуючих шаблонів природи призводить до найефективнішого відображення тривимірного простору.
3. Сінгапурські театри Еспланади - Дуріан цибетиновий
Розташовані на екваторі в дуже жаркому кліматі, театри Esplanade в Сінгапурі мають унікальний дизайн з дахом зі скла, який був запозичений у місцевих плодів Дуріан цибетиновий.
Система із сотень алюмінієвих панелей із трикутною формою нахиляється під кутом до сонця, захищаючи комплекс від тепла та прямого сонячного світла, при цьому все ще забезпечуючи внутрішній простір природним світлом.
4. Міксери - Калла
Відцентрові спіралі калли послужили джерелом натхнення для промислової технології змішування води, розробленої Pax Scientific. Природний дизайн калли ідеально підходить для його здатності підтримувати потік води.
Відповідна технологія міксера може похвалитися можливістю «поширювати 10 мільйонів галонів з тим самим енергетичним простором, що й три 100-ватні лампочки».
5. Турбіни - китовий плавець
Плавці горбатих китів мають вибоїсті, нерівні краї, відомі як горбки. Було доведено, що туберклери забезпечують набагато більшу динаміку рідини, ніж плавці з гладким краєм.
Спираючись на нерівні плавці цих гігантських китів, такі компанії, як WhalePower та інші, розробили «горбкові» лопаті для використання у вентиляторах та турбінах з набагато більшою ефективністю, ніж традиційні лопаті.
6. Купальники - шкіра акули
Шкіра акули складається з тисяч лусочок, що перекриваються, відомих як «дермальні зубчики». Ці зубчики порушують утворення турбулентних завихрень води та дозволяють акулі більш ефективно та швидко переміщатися по воді.
В Олімпійських іграх 2008 року Майкл Фелпс та інші плавці вдало носили костюми із зображенням тканини, покликаної імітувати шкури акули і згодом затьмарили багато існуючих світових рекордів. Хоча такі костюми тепер заборонені на змаганнях із плавання. Ідея імітувати зубчики акули сьогодні використовують на корпусах човнів для підвищення ефективності.
7. Біо-батареї – людське тіло
Людське тіло створює енергію через хімічну реакцію, відому як метаболізм. Коли людина споживає вуглеводи чи цукру, ферменти в організмі руйнують глюкозу та виділяють енергію. Вчені тепер працюють над створенням батарей, які працюють на органічних сполуках, таких як цукор для отримання енергії: біо-батареї.
Дослідники з кількох університетів, а також у таких корпораціях, як Sony, працювали протягом більшої частини останнього десятиліття, щоб створити комерційно життєздатну біобатарею. У 2007 році Sony успішно розробила прототип біоактивних батарей, в якому використовувалися ферменти для створення достатньої енергії (50 мВт) для живлення Walkman.
8. Синтетичний матеріал – шовк павука
Шовк, створений павуками для плетіння їх сіток, є природним суперматеріалом. Оскільки павуки є територіальними і канібалістичними за своєю природою, «збирання врожаю» шовкового павука ніколи не було комерційно життєздатним. І навіть одного разу отримані окремі нитки павутинного шовку настільки унікальні і надприродні, що потрібно було б створити цілі нові технологічні системи, щоб сплести нитки разом.
Тим не менш, заснований в Емерівіллі, штат Каліфорнія, стартап під назвою Bolt Threads, ймовірно, вирішив проблему, використовуючи генетично модифіковані мікроорганізми.
Якщо технологія виявиться життєздатною, потенційні варіанти використання можуть включати «куленепробивні жилети, пляшки з водою, що розкладаються, і гнучкі підвісні канатні троси».
9. Водонепроникні матеріали – крила метелика
У 2013 році команда інженерів MIT розробила те, що було описано як водовідштовхувальний матеріал в історії людства. Їх дизайн має матеріал із крихітними кремнієвими хребтами, які імітують візерунки, знайдені на крилах метелика Морфо.
Матеріал настільки ефективний, що при температурах переохолодження вода відскакує від поверхні швидше, ніж вона може замерзнути, що вказує на потенційні можливості застосування технології на крилах літаків та турбінах на додаток до водостійкого одягу.
10. Клейка стрічка – пальці Гекко
Ноги гекона виключно липкі через їх «групи довгих тонких лопаткових структур, які називають щетинками, які збільшують площу поверхні і посилюють слабкі електричні властивості між пальцями і поверхнею».
Група дослідників зі Стенфордського університету нещодавно розробила штучний адгезивний матеріал, що ґрунтується на цих концепціях, який дозволив студенту підкорити скляну стіну, використовуючи дві ручні подушечки, виготовлені з матеріалу. Крім скелелазних властивостей, як у людини-павука, технологія має потенційні застосування в обробній промисловості. Вона замінить існуючі системи, які використовують потужність всмоктування чи хімічні адгезиви.
