Тэхналогія і прырода традыцыйна разглядаліся як супрацьстаялыя сілы - тэхналогія часта была сродкам стварэння аб'ектаў або энергій, якія натуральным чынам не адбываюцца ў нашым навакольным асяроддзі. Аднак новыя падыходы да распрацоўкі прадуктаў і тэхналогій, такія як біямімікрыя і генератыўны дызайн, даказалі адваротнае.
Генератыўны дызайн - падыход да праектавання і дызайну лічбавага або фізічнага прадукта (сайт, малюнак, мелодыя, архітэктурная мадэль, дэталь, анімацыя і г.д.), пры якім чалавек дэлегуе частка працэсаў кампутарным тэхналогіям і платформам. Мадэлюючы тысячы варыяцый з выкарыстаннем магутных вылічэнняў, гэты працэс імітуе натуральны працэс эвалюцыі.
Джэф Кавальскі, галоўны тэхнічны дырэктар Autodesk, апісвае генератыўны працэс праектавання:
«"Алгарытмы машыннага навучання на кампутарах зараз могуць выяўляць шаблоны, уласцівыя мільёнам 3D-мадэляў, і ствараць таксанаміі без накіравання або ўмяшання людзей".
Ніжэй мы разгледзім 10 эпічных прыкладаў натхнёнай прыродай тэхналогіі, у якой выкарыстоўваюцца гэтыя канцэпцыі біямімікрыі і / або генератыўнага дызайну.
1. Наркотыкі і вакцыны - марскі вожык
Аўстралійскія даследнікі прайгралі спосаб, якім марскія вожыкі будуюць цвёрдую знешнюю абалонку вакол сябе для абароны бялкоў і вакцын ад змен навакольнага тэмпературы.
Гэты хімічны працэс стварэння ахоўнага пласта асабліва карысны для такіх распрацовак, як лекі, якія распаўсюджваюцца ў краінах з дрэннымі сістэмамі транспарціроўкі ці астуджэнні.
2. Нацыянальны водны цэнтр, Пекін - структура бурбалак
Знакаміты плавальны і дайвінг-цэнтр з летніх Алімпійскіх гульняў 2008 года ў Кітаі мае ўнікальную знешнасць, якая складаецца з сотняў экструдаваных бурбалак, якія здаюцца хаатычнымі.
Аднак гэтая карціна бурбалак зусім не выпадковая, яна заснавана на дакладнай геаметрыі, выяўленай у прыродных сістэмах, такіх як клеткі, малекулярныя структуры і крышталі. Узнаўленне існуючых шаблонаў прыроды прыводзіць да найбольш эфектыўнага адлюстравання трохмернай прасторы.
3. Сінгапурскія тэатры Эспланады - Дурыян цыбецінавы
Размешчаныя на экватары ў вельмі гарачым клімаце, тэатры Esplanade ў Сінгапуры маюць сапраўды унікальны дызайн з дахам са шкла, які быў запазычаны ў мясцовых пладоў Дурыян цыбецінавы.
Сістэма з сотняў алюмініевых панэляў з трохкутнай формай нахіляецца пад кутом да сонца, абараняючы комплекс ад цяпла і прамога сонечнага святла, пры гэтым усё яшчэ забяспечваючы ўнутраную прастору натуральным святлом.
4. Міксеры - Калла
Цэнтраімклівыя спіралі каллы паслужылі крыніцай натхнення для прамысловай тэхналогіі змешвання вады, распрацаванай Pax Scientific. Натуральны дызайн каллы ідэальна падыходзіць для яго здольнасці падтрымліваць струмень вады.
Адпаведная тэхналогія міксера можа пахваліцца магчымасцю "распаўсюджваць 10 мільёнаў галёнаў з той жа энергетычнай прасторай, што і тры 100-ватныя лямпачкі".
5. Турбіны - кітоў плаўнік
Плаўнікі гарбатых кітоў маюць выбоістыя, няроўныя краі, вядомыя як грудкі. Было даказана, што сухоты забяспечваюць значна большую дынаміку вадкасці, чым плаўнікі з гладкім краем.
Абапіраючыся на няроўныя плаўнікі гэтых гіганцкіх кітоў, такія кампаніі, як WhalePower і іншыя, распрацавалі «грудкавыя» лопасці для выкарыстання ў вентылятарах і турбінах са значна большай эфектыўнасцю, чым традыцыйныя лопасці.
6. Купальнікі - скура акулы
Скура акулы складаецца з тысяч перакрываюцца лускавінак, вядомых як «дэрмальныя зубчыкі». Гэтыя зубчыкі парушаюць адукацыю турбулентных завіхрэнняў вады і дазваляюць акуле больш эфектыўна і хутка перамяшчацца па вадзе.
У Алімпійскіх гульнях 2008 года Майкл Фелпс і іншыя плыўцы ўдала насілі касцюмы з выявай тканіны, закліканай імітаваць шкуры акулы і пасля засланілі многія сусветныя рэкорды. Хаця такія касцюмы зараз забаронены на спаборніцтвах па плаванні. Ідэя імітаваць зубчыкі акулы сёння выкарыстоўваецца на карпусах лодак для павышэння эфектыўнасці.
7. Бія-батарэі - чалавечае цела
Чалавечае цела стварае энергію праз хімічную рэакцыю, вядомую як метабалізм. Калі чалавек спажывае вугляводы ці цукры, ферменты ў арганізме руйнуюць глюкозу і вылучаюць энергію. Навукоўцы зараз працуюць над стварэннем батарэй, якія працуюць на арганічных злучэннях, такіх як цукар, для атрымання энергіі: бія-батарэі.
Даследнікі з некалькіх універсітэтаў, а таксама ў такіх карпарацыях, як Sony, працавалі на працягу большай часткі апошняга дзесяцігоддзя, каб стварыць камерцыйна жыццяздольную бія-батарэю. У 2007 годзе Sony паспяхова распрацавала прататып біяактыўных батарэй, у якім выкарыстоўваліся ферменты для стварэння дастатковай энергіі (50 мВт) для харчавання Walkman.
8. Сінтэтычны матэрыял - шоўк павука
Шоўк, створаны павукамі для пляцення іх сетак, з'яўляецца натуральным суперматэрыялам. Паколькі павукі з'яўляюцца тэрытарыяльнымі і канібалістычнымі па сваёй прыродзе, "збор ураджаю" шаўковага павука ніколі не быў камерцыйна жыццяздольным. І нават аднойчы атрыманыя, асобныя ніткі павуцінневага шоўку настолькі ўнікальныя і звышнатуральныя, што трэба было б стварыць цэлыя новыя тэхналагічныя сістэмы, каб сплесці ніткі разам.
Тым не менш, заснаваны ў Эмерывіле, штат Каліфорнія, стартап пад назвай Bolt Threads, як мяркуецца, вырашыў праблему, выкарыстоўваючы генетычна мадыфікаваныя мікраарганізмы.
Калі тэхналогія апынецца жыццяздольнай, патэнцыйныя варыянты выкарыстання могуць уключаць «куленепрабівальныя камізэлькі, біяраскладальнага бутэлькі з вадой і гнуткія падвесныя лінныя тросы».
9. Воданепранікальныя матэрыялы - крылы матылі
У 2013 годзе каманда інжынераў MIT распрацавала тое, што было апісана як самы воданепрымальны матэрыял у гісторыі чалавецтва. Іх дызайн мае матэрыял з малюсенькімі крэмніевыя хрыбтамі, якія імітуюць ўзоры, знойдзеныя на крылах матылькі Морфа.
Матэрыял настолькі эфектыўны, што пры тэмпературах пераахаладжэння вада адскоквае ад паверхні хутчэй, чым яна можа змерзнуць, што паказвае на патэнцыйныя магчымасці прымянення тэхналогіі на крылах самалётаў і турбінах у дадатак да водатрывалага адзення.
10. Клейкая стужка - пальцы Гекко
Ногі гекона выключна ліпкія з-за іх "груп доўгіх тонкіх лопаточных структур, званых шчацінкамі, якія павялічваюць плошчу паверхні і ўзмацняюць слабыя электрычныя ўласцівасці паміж пальцамі і паверхняй".
Група даследчыкаў са Стэнфардскага ўніверсітэта нядаўна распрацавала штучны адгезіўны матэрыял, заснаваны на гэтых канцэпцыях, які дазволіў студэнту пакарыць шкляную сцяну, выкарыстоўваючы дзве ручныя падушачкі, вырабленыя з матэрыялу. Апроч скалалажальных уласцівасцяў, як у чалавека-павука, тэхналогія мае патэнцыйныя ўжыванні ў апрацоўчай прамысловасці. Яна заменіць існуючыя сістэмы, якія выкарыстоўваюць магутнасць ўсмоктвання або хімічныя адгезівы.