Janine Benyus: biomimikri ellurakendamine

Kui ma saaksin avaldada midagi, mis on meie eest varjatud, vähemasti tänapäeva kultuurides, avaldaksin ma selle, mille oleme unustanud, aga mida teadsime kunagi sama hästi nagu oma nime, ja see on, et elame väga võimekas universumis ning oleme osake ülimalt targast planeedist. Ja et meid ümbritsevad geeniused.

Biomimikri on uus teadusharu, mis püüab neilt geeniustelt õppust võtta ja kuulata nende nõuandeid disaini osas. Mina elan siin. Ja see on samas ka minu ülikool. Mind ümbritsevad geeniused. Ma ei saa teisiti, kui pean meenutama organisme ja ökosüsteeme, mis oskavad sellel planeedil mõnusalt elada. See on asi, mida paluksin teil meenutada, kui peaksite selle taas unustama. Pidage meeles seda. See toimub igal aastal. See on usaldusväärne. Samal ajal, kui meie tegeleme tühiasjadega, sünnib see. Kevad.

Kujutlege kevade disainimist. Kujutlege seda orkestratsiooni. Teie meelest on TEDi raske korraldada. (Naer) Eks? Kujutlege ja kui te pole seda ammu teinud, siis proovige. Kujutlege ajastatust, koordineerimist, ja seda kõike ilma ülalt alla antud seadusteta, ilma poliitikata või kliimamuutuse protokollideta. See sünnib igal aastal. On palju eputamist. Õhus on palju armastust. On palju suurejoonelisi avamänge. Uskuge mind, organismidel on prioriteedid täiesti paigas.

Mul on naaber, kes ei lase mul seda unustada. Ta veedab aega enamasti selili, imetledes rohukõrsi. Kord tuli ta minu juurde, ta oli siis seitsme- või kaheksa-aastane ja tuli mulle külla. Mul oli aias üks herilasepesa, mille olin kasvama jätnud. See oli otse ukse kõrval. Enamik inimesi lõhub need niipea, kui need tekivad. Aga mind see paelus. Imetlesin seda nagu peent dekoratiivpaberit. Naabripoiss tuli mu ukse taha ja koputas. Tal oli iga päev mulle midagi näidata. Ta koputas mu uksele nagu rähn, kuni avasin. Ja ta küsis mu käest, kuidas olin ma herilastele selle maja ehitanud. Sest ta ei olnud kunagi nii suurt herilasepesa näinud. Vastasin talle: "Tead, Cody, selle ehitasid herilased ise." Me vaatasime seda koos. Ma sain aru, miks ta nii arvas, sest see oli tõesti ilusti tehtud. See oli nii arhitektuurne. Nii täpne.

Ja ma mõtlesin, kuidas ta juba oma noores eas on hakanud uskuma müüti, et kui miski on hästi tehtud, peab see olema meie tehtud. Kuidas ta ei teadnud - ja ka me kõik oleme selle unustanud -, et inimene ei ole esimene, kes midagi ehitab. Me ei ole esimesed, kes töötlevad tselluloosi. Me ei ole esimesed, kes teevad paberit. Me ei ole esimesed, kes püüavad optimeerida mahutavust, teha asju veekindlaks või kütta ja jahutada mingit rajatist. Me ei ole esimesed, kes ehitavad maju oma järglaste jaoks.

Valdkonnas, mida nimetatakse biomimikriks, on inimesed hakanud nüüd meenutama, et ka teised organismid, ehk ülejäänud loodus, teeb üpris samasuguseid asju, mida meilgi on vaja teha. Aga nemad teevad seda kõike viisil, mis on võimaldanud neil elada sellel planeedil mõnusalt miljardeid aastaid. Seega on biomimikri harrastajad looduse õpipoisid. Nad keskenduvad funktsioonidele. Tahaksin näidata paari asja, millest nad on õppust võtnud. Nad esitasid endale küsimuse: "Mis juhtuks, kui ma iga kord, kui hakkan midagi leiutama, küsiksin: "Kuidas loodus seda lahendaks?"

Ja nad on saanud teada järgmist. Selle fantastilise pildi tegi tšehhi fotograaf Jack Hedley. See on lugu Jaapani Raudtee insenerist. Nemad kavandasid kuulrongi. See nimetati kuulrongiks, sest selle esiots on ümar. Iga kord, kui see tunnelisse sisenes, tekitas see õhulaine, mis põhjustas kõrvulukustava kõmaka, kui rong tunnelist väljus. Inseneri ülemus käskis: "Leidke lahendus, kuidas rong sõidaks vaikselt."

Insener oli juhuslikult ka linnuvaatleja. Ta käis linnukaitseühingu koosviibimistel end täiendamas. Seal nägi ta filmi jäälindudest. Ja mõtles endamisi: "Nad liiguvad ühe tihedusega keskkonnast, õhust, teise tihedusega keskkonda, vette, ilma pritsimata. Vaadake seda pilti. Ilma pritsimata, et nad näeksid kalu. Ta mõtles: "Kui teeks ka samamoodi?" Ta muutis rongi vaikseks. Pani selle liikuma 10% kiiremini 15% väiksema elektrikuluga.

Kuidas tõrjub loodus baktereid? Me ei ole esimesed, kes peavad end kaitsma bakterite eest. Tuleb välja, et... See on Galapagose hai. Tema nahal ei ole baktereid, nahapind on puhas ja parasiitideta. Põhjuseks pole tema liikumiskiirus. Tõtt-öelda ta uimerdab. See hai liigub aeglaselt. Kuidas ta siis hoiab oma keha bakteritest puhtana? Ta ei kasuta mingit kemikaali. Selgub, et ta teeb seda samasuguste naastude abil, nagu kasutati Speedo ujumistrikoode juures, mis aitasid sportlastel olümpiamängudel rekordeid purustada.

Neil on eriline muster. Tema nahanaastude mustri struktuur on selline, mis ei lase bakteritel nahale laskuda ega kinnituda. Ettevõte nimega Sharklet Technologies kasutab seda pindade viimistlemiseks haiglates, et bakterid ei saaks sinna kinnituda. See on parem, kui nühkida pindu antibakteriaalsete vahendite või puhastusvedelikega, mille suhtes paljud organismid on juba resistentsed. Haiglast saadud nakkustesse sureb USAs igal aastal rohkem inimesi kui aidsi, vähki ja autoõnnetustesse kokku - umbes sada tuhat inimest.

See loomake elab Namiibia kõrbes. Seal pole joomiseks värsket vett. Aga ta imeb vett udust. Tema tiibade peal on mügarikud. Need mügarikud tõmbavad justkui magnetiga vett ligi. Neil on vett külgetõmbavad otsad ja vahajad küljed. Kui udu tuleb, koguneb niiskus otstele. Ja siis voolab külgedelt alla otse loomakese suhu. Siin Oxfordis on üks teadlane, Andrew Parker, kes seda uuris. Kineetilise arhitektuuri ettevõtted nagu Grimshaw on võtnud selle eeskujuks ja hakanud katma ehitisi niisuguse materjaliga, mis võimaldab udust vett koguda. See on 10 korda parem kui udukogumisvõrk.

Süsinikdioksiid kui ehituskivi. Organismid ei pea CO2 mürgiks. Taimed, organismid, mis loovad endale karbi, ja korallid peavad seda ehituskiviks. USAs alustas hiljuti tööd ettevõte nimega Clara, mis toodab tsementi. Nad laenasid retsepti korallrahult. Nad kasutavad CO2 ehituskivina, tootes tsementi, betooni. Tsemendi tootmisel tavaliselt eraldub tonn CO2 iga tonni tsemendi kohta. Nemad pöörasid selle võrrandi tagurpidi ja hoopis seovad pool tonni CO2 tänu korallidelt saadud retseptile.

Mitte keegi neist ei kasuta organisme endid. Nad kasutavad ainult projekte või retsepte, mis on organismidelt saadud. Kuidas loodus kogub päikeseenergiat? See on uut tüüpi päikesekollektor, mis põhineb lehe ülesehitusel. See pakib end ise kokku. Selle võib paigaldada ükskõik millisele alusele. See on väga odav ja uuesti laetav iga viie aasta tagant. See on ettevõte OneSun, kus ma töötan koos Paul Hawkeniga.

Loodus filtreerib vett paljudel eri viisidel, et eemaldada sealt soola. Me surume vee vastu membraani. Ja imestame, miks membraan umbe läheb ja miks see nii palju elektrit kulutab. Loodus teeb midagi palju elegantsemat. See toimib igas rakus. Igal punasel vereliblel teie kehas on need liivakella kujulised poorid, mida kutsutakse akvaporiinideks. Nad lasevad läbi vee molekule. See toimib nagu osmoos. Nad lasevad veemolekulid läbi ja jätavad lahustatud aine teisele poole. Ettevõte nimega Aquaporin on alustanud soola eemaldamise membraanide tootmist, jäljendades seda tehnoloogiat.

Puud ja luud kohandavad end pidevalt vastavalt survejoontele. See algoritm sisestati tarkvaraprogrammi, mida kasutatakse nüüd kergemate sildade ja kergemate ehitustalade valmistamisel. Seda kasutas autofirma Opel, et luua karkassi, mida siin näete, oma niinimetatud bioonilise auto jaoks. See aitas muuta karkassi kergemaks ja kasutada minimaalset materjalikogust, nagu organismile kohane, maksimaalse tugevuse saavutamiseks.

See mardikas, erinevalt sellest krõpsupakist, kasutab materjali nimega kitiin. Tal on mitmeid mooduseid, kuidas seda kasutada. See on veekindel. See on tugev ja elastne. See laseb õhku läbi. Selle struktuur loob värvi. Aga krõpsupakil on umbes seitse kihti, et seda kõike saavutada. Üks peamisi avastusi, mida peaksime tegema, kui tahame ligilähedaseltki saavutada seda, mida need organismid, on leida moodus, kuidas viia miinimumini kasutatava materjali hulk ja lisada sellele disain. Loodus kasutab viit polümeeri, et teha kõike seda, mida te näete. Oma maailmas kasutame me 350 polümeeri, et valmistada kõike seda.

Loodus on nano. Nanotehnoloogia, nanoosakesed, nendega seoses tõstatakse palju probleeme. Seoses lahtiste nanoosakestega. Minu meelest on huvitav aga hoopis see, kui vähesed inimesed on esitanud küsimuse: "Kuidas saaks loodus meile õpetada, kuidas muuta nanotehnoloogia turvaliseks?" Loodus teeb seda kõike juba ammu. Näiteks on ta alati nanoosakesi ainesse sadestanud. Väävlit redutseerivad bakterid eraldavad sünteesi jooksul kõrvalproduktina vette nanoosakesi. Aga kohe pärast seda eritavad nad valku, mis kogub ja seob need nanoosakesed. Nii et need settivad lahusest välja.

Energiakasutus. Organismid tarbivad energiat säästlikult. Sest nad peavad iga pisemagi energiahulga saamiseks kõvasti vaeva nägema. Üks kiiremini arenevamaid teemasid, millest räägitakse energiavõrkude valdkonnas, on "tark elektrivõrk". Meie parimateks konsultantideks on ühiselulised putukad. Sülemi-tehnoloogia. Ettevõte nimega Regen uurib, kuidas sipelgad ja mesilased leiavad toitu või lilli kõige efektiivsemalt, tegutsedes sülemina. See ettevõte paneb teie kodumasinad selle algoritmi abil üksteisega suhtlema ja otsustama, kuidas vältida maksimaalvõimsuse kasutamist.

Cornellis on grupp teadlasi, kes püüavad valmistada sünteetilist puud. Nad ütlevad: "Puu all ei ole ju mingit pumpa." Selle kapillaarjõud ja aurumine tõmbavad vett tilkhaaval ülespoole, nii et see vabaneb lehe pinnalt ja tõmmatakse läbi juurte üles. Nad püüavad luua midagi tapeedilaadset. Nende idee on paigaldada seda ehitiste sisse, et see imeks vett üles ilma pumpadeta.

Amasoonase elektriangerjas. Väga ohustatud. Mõned selle liigi esindajad tekitavad 600-voldist elektrit oma kehas asuvate kemikaalide abil. Isegi veel huvitavam on see, et 600 volti ei kõrveta teda surnuks. Te teate materjali nimega PVC. Me kasutame PVC-d kaablite isoleerimiseks. Aga kuidas isoleerivad need organismid end iseenda elektrilaengu vastu? Nendele küsimustele pole veel vastust leitud.

On tuuleturbiinide tootja, kes võttis eeskujuks vaala. Küürvaala uimede servad on lainelised. Need lainelised servad mängivad vooluga niimoodi, et see vähendab veetakistust 32%. Tänu sellele pöörlevad need tuuleturbiinid ka väga väikese tuulega.

MIT on loonud uue raadiokiibi, mis kasutab palju vähem energiat kui meie omad. See põhineb kõrva kuulmiselundil ja sama kiip on võimeline võtma vastu interneti, traadita interneti, televisiooni ja raadio signaale. Lõpuks, kui rääkida ökosüsteemi tasandist.

Biomimikri Gildis, mis on minu konsultatsioonifirma, teeme me koostööd arhitektuuribürooga HOK, käsitledes nende planeerimisosakonnas tervete linnade ehitamist. Meie seisukoht on selline, kas meie linnad ei peaks toimima vähemalt sama hästi, ökosüsteemi teenuste osas, kui looduslikud süsteemid, mida nad asendavad? Me loome niinimetatud "ökoloogiliste näitajate standardid", mis kehtestavad linnade jaoks kõrgemad nõudmised.

Küsimus on selles - biomimikri on uskumatult võimas innovatsiooni meetod. Mind huvitab: "Milliseid küsimusi tasuks lahendada?" Kui te pole seda varem näinud, on see üsna hämmastav. Dr Adam Neiman. Siin on kujutatud kogu maailma vett Maa ruumala suhtes, kogu jää, joogivesi ja merevesi, ja kogu hingatav õhk Maa ruumala suhtes. Ja nende kerade sees on elu 3,8 miljardi aastaga loonud meile lopsaka, elamiskõlbuliku paiga.

Meie kuulume pikka-pikka organismide jadasse, kes on saabunud sellele planeedile ja küsinud endalt: "Kuidas saaksime siin pikemat aega mõnusalt elada?" Kuidas teha seda, mida elu on õppinud tegema? Nimelt, looma tingimused, mis edendavad elu. Et seda saavutada, on meie sajandi disainerite jaoks minu arvates suurim väljakutse see, et me peame endale neid geeniusi meelde tuletama ja nendega kuidagiviisi taas kokku saama.

Üks suuri ideid, suuri projekte, mille kallal mul on olnud au töötada, on üks internetilehekülg. Soovitaksin teil kõigil seda külastada. Selle aadress on AskNature.org. Püüame seal TEDi stiilis süstematiseerida bioloogilist informatsiooni vastavalt disaini ja inseneriteaduse eesmärkidele.

Teeme ka koostööd EOLi ehk "Elu entsüklopeediaga", mis oli Ed Wilsoni TED-iunistus. Tema tegeleb kõige bioloogilise info kogumisega ühele internetilehele. EOLi heaks töötavad teadlased vastavad küsimusele: "Mida võime sellelt organismilt õppida?" See info avaldatakse lehel AskNature.org. Loodetavasti saab iga leiutaja, ükskõik millises maailma otsas, oma loomehetkel tippida sinna küsimuse: "Kuidas loodus eemaldab veest soola?" Ja saab vastuseks mangroovid, merekilpkonnad ja inimese enda neerud.

Nii muutub pisitasa võimalikuks teha sama, mida teeb Cody, ja olla tõesti ühenduses nende uskumatute eeskujudega, nende elatanutega, kes on olnud siin palju-palju kauem kui meie. Ja loodetavasti, nende abiga, me õpime, kuidas elada selles maailmas, selles kodus, mis kuulub meile, kuid mitte ainult. Tänan teid väga. (Aplaus)