7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 1/13

 

Biomimetismul – Când tehnologia ia lecţii de la natură

Foto

 Natural, ecologic, bio - probabil că aţi observat că toţi aceşti termeni ce desemnează „întoarcereala natură” sunt din ce în ce mai des folosiţi în ultima vreme. Dacă acum ! de ani acest deziderat părea tipic culturii "ippie, astăzi din ce în ce mai multe persoane consideră că este necesară o

reevaluare a progresului adus de modernitate, mai ales ca urmare a consecinţelor negative pecare aceasta le are uneori.

#cest lucru nu presupune renunţarea la progresul ştiinţific, ci integrarea lecţiilor oferite denatură. $onceptul de biomimetism %în engleză biomimicry& a fost făcut celebru în '(() de *anine+enus prin lucrarea Biomimicry: Innovation Inspired by Nature, în care susţinea că oameniitrebuie să facă un efort conştient pentru a se inspira din geniul naturii. Conceptul de biomimicry

(sau biomimetism) este format din două cuvinte greceşti, bios - însemnând viaţă şi mimesis,adică "a imita"

rincipalul argument în favoarea biomimetismului este acela că natura a re!olvat dea multe

din problemele cu care se confruntă oamenii #dentificarea unei soluţii mai bune decât ceacare a re!ultat în urma evoluţiei de-a lungul a miliarde de ani pare un obiectiv nerealist

Din ce în ce mai multe persoane sunt convinse că biomimetismul constituie una din metodelecare vor asigura un viitor mai bun, în care produsele vor fi mai eficiente în a-şi atinge scopul,folosind mai puţină energie electrică şi dăunnd mai puţin mediului încon/urător.

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 2/13

$iomimetismul, o soluţie de-a lungul istoriei

 Natura a reprezentat o sursă de inspiraţie pentru inventatori, artişti, poeţi şi ar"itecţi de-a lungultimpului. De la ar"itecţii egipteni, care s-au inspirat din frunzele plantelor de lotus şi din

structura palmierilor pentru a crea coloanele clădirilor şi pnă la %ntoni &aud', care consideracă "originalitatea înseamnă întoarcerea la origini", mediul încon/urător a fost muza anenumăraţi creatori.

0agrada 1amilia, cea mai cunoscută operă a ar"itectului catalan, este concretizarea cea maispectaculoasă a ar"itecturii biomimetice. 2aud3 considera că natura este opera perfectă a luiDumnezeu, el inspirndu-se din creaţia divină în toate elementele ce formează templul.Coloanele din interior, spre eemplu, au fost proiectate să semene cu trunciuri de copaci,care să-i dea vi!itatorului sen!aţia că se află într-o pădure

#r"itectura nu a fost însă singurul domeniu influenţat, de-a lungul timpului, de natură. *na

dintre cele mai cunoscute invenţii ale secolului al ++-lea, ariciul .elcro folosit lanumeroase obiecte de îmbrăcăminte, încălţăminte şi nu numai, a fost inspirată tot demediul natural

#deea acestei invenţii i-a venit lui &eorge de /estral în urma unei plimbări alături decâinele său. $nd a a/uns acasă, el a descoperit că seminţele unui scaiete se agăţaseră de blanacinelui şi de pantalonii săi. 4ntrigat, a studiat la microscop mecanismul de prindere al plantei şi a

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 3/13

realizat că acesta ar putea fi copiat şi pus în aplicare şi de către oameni.

Dacă pnă recent biomimetismul era un principiu aplicat doar de cteva persona/e vizionare, înultimii ani se observă o tendinţă tot mai pronunţată, în numeroase domenii e5istnd o sc"imbare

de paradigmă ce duce la integrarea perspectivei biomimetice în principiile de bază.

0 scimbare de perspectivă

nă de curnd, ma/oritatea substanţelor şi materialelor folosite pentru conceperea produselorerau analizate doar din perspectiva costului şi a performanţei, impactul asupra mediuluiîncon/urător nefiind luat în calcul. 6lizabet" 2rossman scria în cartea Chasing Molecules: Poisonous Products, Human Health and the Promise of Green Chemistry că 7doar 12 dintrecele 34444 de cimicale folosite în acest moment în produse sunt monitori!ate în modconstant pentru a li se evalua impactul de mediu şi asupra sănătăţii umane, iar peste 562

dintre acestea nu au fost evaluate niciodată7.

#stfel se e5plică o serie de probleme de mediu şi de sănătate apărute în ultimele zeci de ani, de lafolosirea azbestului în pereţii clădirilor, a vopselelor pe bază de plumb în case şi şcoli sau a bisfenolului # în sticlele de plastic şi în biberoanele destinate bebeluşilor.

#stăzi, companiile încearcă o sc"imbare, lund în calcul impactul asupra sănătăţii umane şi amediului încă din faza de producţie. entru produse prietenoase cu mediul, inventatorii se inspirădin natură. 8n e5emplu este oferit de 9aic"ang :i, cercetător la 8niversitatea din ;regon.

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 4/13

%cesta a inventat 7urebond, un ade!iv din soia, conceput pentru a înlocui la lipireaplacaelor substanţele ade!ive pe ba!ă de formaldeidă, o substanţă cancerigenă ;mul deştiinţă a reuşit să conceapă prin imitarea naturii acest adeziv ce nu are efecte secundare asuprasănătăţii umane. #stfel, el a studiat şi copiat metoda prin care funcţionează proteinele lic"ide

folosite de midii pentru a se ataşa de stnci. e lngă faptul că nu are niciun efect secundarasupra sănătăţii umane, ure+ond este şi mai ieftin de produs dect adezivul vec"i<

8n alt e5emplu de biomimetism îl constituie agricultura verticală, considerată o soluţie pentru provocările secolului al ==4-lea. #stfel, se estimea!ă că până în 8464 aproimativ 942 dinpopulaţia planetei va locui într-un mediu urban %cest lucru, alături de scimbărileclimatice şi de necesarul tot mai mare de terenuri agricole pentru a satisface nevoia derană a unei populaţii în creştere, va necesita o regândire a sistemului prin care neprocurăm rana.

#gricultura verticală este considerată o potenţială rezolvare pentru această problemă. >n cadrul

acestui tip de agricultură, plantele ar fi crescute într-un zgrie-nori conceput special pentru aobţine ct mai multă lumină solară. #stfel, ferma verticală ar imita natura, formnd un ecosistemfuncţional în care apa folosită ar fi captată prin dezumidificare şi refolosită, iar deşeurile ar fireciclate.

1olosirea de ferme verticale ar reduce costurile financiare şi de mediu asociate transportării"ranei, permiţnd în acelaşi timp creşterea mai multor tipuri de culturi fără a depinde de vremea

de afară. De asemenea, terenurile folosite acum pentru agricultură ar avea timp să se refacă,nemaifiind afectate de pesticide şi îngrăşăminte.

rincipalul susţinător al fermelor verticale este Dic?son Despommier, profesor la 8niversitatea$olumbia şi autor al cărţii he !ertical "arm: "eeding #urselves and the $orld in the %&stCentury. #cesta susţine că 7natura a făcut dea totul în locul nostru, noi nu trebuie decât să oobservăm7.

8n semn că designul biomimetic devine din ce ce în mai important în conştiinţa publică esteoferit şi de o serie de reclame folosite de @6N16, societatea naţională de e5ploatare a căilor

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 5/13

ferate spaniole, pentru a se promova.

4nspirndu-se din natură, proiectanţii trenurilor folosite de @6N16 au reuşit să obţină o folosiremai eficientă a curentului electric. 7Cea mai bună soluţie pentru a protea natura este să o

imităm7, este sloganul folosit în aceste reclame.

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 6/13

Ai inginerii /aponezi au apelat la natură pentru proiectarea trenurilor de înaltă viteză, concepndlocomotiva acestora pentru a semăna cu ciocul unei păsări.

*n gândac ne învaţă să etragem apa din ceaţă

#ccesul la apă potabilă constituie o problemă pentru o bună parte a populaţiei lumii, ;N8estimnd că un miliard de oameni trăiesc fără a avea acces la o sursă stabilă de apă curată <

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 7/13

0tudiind această problemă, o ec"ipă de masteranzi de la Massachusetts Institute of echnology adescoperit o metodă eficientă de a e5trage apă potabilă din ceaţă. $ercetătorii au fost inspiraţi degndacul de deşert din Namibia %'tenocara gracilipes&, care trăieşte pe ţărmul arid al acestei ţări,într-o regiune în care nivelul anual de precipitaţii este de ! de milimetri.

%cest gândac a de!voltat o metodă unică pentru a obţine apă de băut  Dimineaţa, pe ţărmulatlantic al Namibiei, se formează ceaţă ca urmare a interacţiunii dintre aerul fierbinte aldeşertului şi briza venită dinspre ocean. 2ndacul are un set de aripi adaptate pentru a colectaapa, pe care le e5tinde, acumulnd picături minuscule de lic"id. $nd aceste picături au devenit

suficient de mari, acestea alunecă într-un 7şanţ7 acoperit cu o substanţă ceroasă ce transmite preţioasa apă spre gura sa.

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 8/13

0tudiind aripile gndacului, cercetătorii de la B4C au descoperit că acestea prezintă mici zone"idrofile folosite pentru a atrage apa. $ombinaţia acestora cu şanţurile "idrofobe ce permittransportul rapid al apei constituie un sistem e5trem de eficient, ce nu risipeşte nicio picătură dinvalorosul lic"id.

$olectarea de apă din ceaţă nu este o idee nouă, utilizndu-se în acest scop plase metalice de mai bine de un deceniu. 2raţie inspiraţiei oferite de gndacul namibian, specialiştii de la B4C aureuşit să descopere substanţele "idrofile %pentru colectarea apei& şi "idrofobe %care să permită caaceasta să fie stocată rapid într-un rezervor, înainte de a se evapora& cele mai potrivite pentrufiecare mediu, reuşind astfel să obţină mai multă apă cu a/utorul acestor plase.

:escoperirea celor de la /#; va fi etrem de utilă în !onele de deşert şi de munte în care nueistă surse de apă potabilă, dar în care se întâlneşte fenomenul de ceaţă . $ercetătorii au

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 9/13

lansat de/a un proiect pilot în #frica de 0ud şi intenţioneze să lanseze altul în 4ndia, pentru aaplica modelul oferit de gndacul de deşert. <i estimea!ă că un metru pătrat de plasă metalicăpoate genera cel puţin un litru de apă potabilă pe !i, în condiţii ideale fiind posibil să seobţină până la =4 litri>

?ipopotamul ne învaţă să ne proteăm de soare

Deşi "ipopotamul petrece nenumărate ore în soare, pielea lui nu este afectată de această e5punereconstantă. De ce $ercetătorii au descoperit că acesta este prote/at de o secreţie glandulară produsă sub piele şi eliminată pe toată suprafaţa corpului prin pori.

0ecreţia este formată din două tipuri de acid, acid "iposudoric şi acid nor"iposudoric. ;ameniide ştiinţă au descoperit că această secreţie mai are şi alte efecte benefice pe lngă protecţiasolară, fiind totodată o substanţă antibiotică şi avnd un efect de respingere a insectelor.

$ercetătorii încearcă acum să conceapă un produs inspirat de această substanţă, care să combineefectul anti-bacterian, anti-insecte şi care să ofere protecţie solară.

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 10/13

@atura, sursă de inspiraţie pentru drone şi roboţi

Dacă acum un deceniu armata americană opera doar '! drone aeriene, astăzi foloseşte pe

cmpurile de război mai bine de ).!!!, iar tendinţa pare să se accelereze. 1orţele aerieneamericane au început de/a să instruiască mai mulţi piloţi pentru drone %EF! anul acesta& dect pentru avioane de luptă sau de bombardament. 7entagonul va investi anul viitor 6 miliarde dedolari în de!voltarea dronelor, intenţionând ca până în 8434 acestea să ia forma unui "norde insecte" care să poată aunge oriunde se află inamicii

Dacă dronele folosite astăzi sunt de dimensiuni mari, cercetătorii armatei americane de/a auconceput prototipuri de aeronave minuscule, de dimensiunile unor păsări sau ale unor insecte.7entru acestea au copiat mecanismul de !bor al păsărilor-colibri, al moliilor şi a altor

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 11/13

vieţuitoare.

:a începutul acestui an, în luna februarie, compania #eroGironment a prezentat primul prototipal unei nanodrone ce imită zborul unei păsări-colibri, micuţa aeronavă fiind capabilă să zboare cu

'H ?mI".

#cum, cercetătorii americani încearcă să reproducă zborul moliei colibri, o insectă ce poate plana la fel ca pasărea-colibri, dar la o scară mai mică. 7<ste uluitor ce reuşeşte să facă aceastămolie în comparaţie cu aeronavele noastre7, declara recent în ziarul american Ne( )or* imes maiorul Bic"ael :. #nderson, unul dintre cei ce lucrează la conceperea viitoarelor drone pe carele va folosi armata americană.

rincipiul biomimetismului este aplicat şi în domeniul roboticii, unde nu este folosit doar înscopuri militare.

8n proiect finanţat de $omisia 6uropeană intenţionează să conceapă o caracatiţă robotică.$ercetătorii implicaţi în #ctopus Pro+ect  au reuşit să construiască de/a un braţ robotic similar

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 12/13

celui de caracatiţă, acest pas fiind considerat e5trem de important.

0 musculatură precum cea a caracatiţei este întâlnită etrem de rar în natură, ea avândcapacitatea de a deveni tare sau moale în funcţie de nevoie, asemenea limbii umane sautrompei de elefant. rin intermediul unei structuri de silicon traversate de un cablu de oţel şiconectate la un set de cabluri de nlon, braţul robotic poate manipula obiecte, fiind primul bio-robot 7moale7 %fără componente rigide& ce poate face acest lucru.

"%m dorit să copiem de la caracatiţă capacitatea de a adapta rigiditatea braţului în funcţiede nevoi7, a declarat $ecilia :asc"i, profesor de biorobotică la 0cuola 0uperiore 0antJ#nna dinisa, membră a ec"ipei de cercetători implicate în dezvoltarea acestui robot. 6c"ipa doreşte sărealizeze o caracatiţă-robot, cu toate cele H braţe funcţionale, pnă în ianuarie K!'E.

Ce"nologia ar putea avea un număr mare de aplicaţii, de la folosirea sa pentru a eploraspaţiile înguste, ce nu pot fi accesate altfel, la operaţiuni de salvare a celor prinşi sub

dărâmături De asemenea, o ec"ipă de c"irurgi britanici s-a arătat interesată de folosirea acesteite"nologii pentru conceperea unui endoscop care să se transforme la comandă dintr-uninstrument moale într-unul rigid, cu a/utorul căruia se pot efectua operaţii.

Ce ne re!ervă viitorulA

#ceste e5emple evidenţiază doar cteva dintre beneficiile pe care oamenii le pot obţine aplicnd

7/21/2019 Biomimetismul

http://slidepdf.com/reader/full/biomimetismul 13/13

soluţiile ingenioase ale naturii.

e măsură ce aceste soluţii inspirate din mediul încon/urător îşi demonstrează valoarea, din ce înce mai mulţi oameni de ştiinţă încep să se întrebe, atunci cnd sunt confruntaţi cu o problemă,

7cum ar re!olva natura această problemăA7.

>n secolele precedente, progresul a implicat o oarecare aroganţă din partea omului, care a crezutcă inteligenţa sa îi va permite să stăpnească natura, ignorndu-i lecţiile. #stăzi, natura îşirecapătă rolul de sursă a cunoaşterii, biomimetismul constituind una dintre căile prin care se produce întoarcerea spre studiul perfecţionării prin evoluţie.

@ecunoscndu-ne limitele şi acceptnd lecţiile oferite de procesul evolutiv ce a avut loc de-alungul a miliarde de ani putem spera la un viitor sustenabil, în care progresul te"nologic şirespectul faţă de natură să se îmbine armonios