ג'ייני בניוס: ביומימטיקה (חקר פעילות הטבע על מנת לחקותו לצורך פתרון בעיה אנושית) בפעולה

אם הייתי יכולה לחשוף משהו אשר חבוי מאיתנו, לפחות בתרבויות מודרניות, זה היה לחשוף משהו ששכחנו, משהו שידענו בעבר היטב כמו שאנו יודעים את שמנו. וזה שאנחנו חיים ביקום מוכשר, ואנחנו חלק מפלנטה מבריקה. ואנחנו מוקפים בגאונות.

ביומימטיקה היא דיסציפלינה חדשה שמנסה ללמוד מהגאונים הללו, ולוקחת מהם עצה, עצת עיצוב. זה המקום שבו אני חיה. וזו גם האוניברסיטה שלי. אני מוקפת בגאונים. אני לא יכולה שלא לזכור את האורגניזמים ואת האקוסיסטמה (יחסי הגומלין בין החי לסביבה) שיודעים איך לחיות כאן בחן על הפלנטה הזו. זה מה שהיתי אומרת לכם לזכור אם תשכחו את זה שוב. זכרו את זה. זה מה שקורה כל שנה. זה מה שמחזיק את ההבטחתו. בזמן שאנחנו עושים הצלות, זה מה שקרה. אביב.

דמיינו מזה לעצב את האביב. דמיינו את התזמור הזה. חושבים שאת TED קשה לארגן. (צחוק) נכון? דמיינו, ואם לא עשיתם את זה זמן מה, עשו. דמיינו את התזמון, התיאום, כל זה בלי חוקים מונחתים מלמעלה, או שיטות, או פרוטוקולי שינוי אקלים. זה קורה כל שנה. יש הרבה ראוותנות. יש הרבה אהבה באוויר. יש הרבה פתיחות גדולות. ואני מבטיחה לכם,שהאורגניזמים, יודעים מה סדר העדיפויות שלהם.

יש לי שכן שמחזיק אותי בקשר עם זה. בגלל שבדרך כלל, הוא חי על הגב, מסתכל למעלה על הדשאים הללו. ופעם אחת הוא בא אליי, הוא היה בן שבע או שמונה. והיה קן של צרעות שאפשרתי לו לגדול בחצר שלי. ממש מחוץ לדלת שלי. ורוב האנשים מורידים אותם שהם קטנים. אבל בעיני זה היה מרתק. כי הסתכלתי על מה שנראה כקצוות של נייר איטלקי איכותי. והוא בא אליי ודפק. הוא היה מגיע כל יום עם משהו להראות לי. וכמו נקר, דופק על דלתי עד שהייתי פותחת אותה. והוא שאל אותי איך הכנתי בית לצרעות הללו. כי הוא מעולם לא ראה קן כל כך גדול. ואמרתי לו "אתה יודע קודי, הצרעות הן אלה שהכינו את זה." והסתכלנו על זה ביחד. ויכולתי לראות למה הוא חשב, אתם יודעים, זה נעשה בצורה כלכך יפה. זה היה ארכיטקטורי. זה היה מאוד מדוייק.

אבל עלה בדעתי, איך בחייו הקצרים הוא כבר האמין במיתוס שאם משהו נעשה כל כך טוב, אנחנו בוודאי עשינו אותו. איך הוא לא ידע, זה למעשה מה שכולנו שכחנו. שלא היינו הראשונים לבנות. אנחנו לא הראשונים לעבד צלולוזה. אנחנו לא הראשונים שמכינים נייר. אנחנו לא הראשונים שמנסים לייעל חלל אריזה, או למנוע חדירת מיים, או לנסות לקרר / לחמם מבנה. אנחנו לא הראשונים לבנות בתים לצעירים שלנו.

מה שקורה עכשיו, בתחום הזה שנקרא ביומימטיקה, זה שאנשים מתחילים להזכר שאורגניזים, אורגניזים אחרים, בשאר העולם הטבעי, עושים דברים בצורה דומה למה שאנו צריכים לעשות. אבל למעשה הם עושים את זה בדרך שאפשרה להם לחיות בחן בעולם הזה במשך מליארדי שנים. אז האנשים האלה, הביומימיטיקאים, הם שוליות הטבע. והם מתמקדים בתפקוד. הייתי רוצה להראות לכם כמה מהדברים שהם לומדים. הם שאלו את עצמם, "מה אם, בכל פעם שאתחיל להמציא משהו, הייתי שואל, "איך הטבע היה פותר את זה?"

והנה מה שהם לומדים. הנה תמונה מדהימה של צלם צ'כי בשם ג'ק הדלי. זה סיפוור על מהנדס בג'יי אר ווסט הם האנשים שהמציאו את רכבת הקליע (רכבת נוסעים מהירה ביותר בעיקר ביפן) היא נקראה רכבת קליע כי היא משוננת מקדימה. אבל בכל פעם שהיתה נכנסת למנהרה היא היתה יוצרת גלי לחץ (בעלי כוח רב). וביציאה היא היתה משמיעה בום על קולי. אז הבוס של המהנדס אמר, "תמצא דרך להשתיק את הרכבת הזו."

במקרה הוא היה צפר. והוא הלך לפגישה של אגודת אודובון (חוקר טבע ועופות). הוא למד, והיה שם סרט על שלדג גמדי. והוא חשב לעצמו, "הם הולכים מצפיפות בינונית, האוויר, ישר לתוך צפיפות בינונית אחרת, מיים, בלי אפילו להתיז טיפה. תסתכלו על התמונה הזו. ללא נתז, כדי שהם יוכלו לראות את הדגים. והוא חשב, "מה אם יכולנו לעשות זאת?" להשתיק את הרכבת. זה העלה את המהירות שלה ב 10 אחוזים עם 15 אחוזים פחות בצריכת החשמל.

איך הטבע דוחה חיידקים? אנו לא הראשונים שצריכים להגן על עצמם מחיידקים. מסתבר ש -- זה כריש גלאפאגוס. על משטח גופו אין חיידקים, אין לכלוך, אין ספחת ( בעלי חיים שנצמדים אליו), וזה לא בגלל המהירות שלו. הוא למעשה מתחמם. זה כריש שזז לאט. אז איך הוא מונע הצטברות חיידקים על גופו? הוא לא עושה זאת בעזרת כימיקלים. הוא עושה זאת, מסתבר, באמצעות שיניים קטנות כמו שיש על בגדי הים של ספידו, איתם שברו את כל השיאים באולימפיאדה.

אבל זו תבנית מסויימת. והתבנית הזו, הארכיטקטורה של התבנית על שיני עורו מונעת מהבקטריה את היכולת לנחות ולהידבק. ישנה חברה שנקראת שרקלט טכנולוגיות שעכשיו שמה את זה על משטחים בבתי חולים כדי למנוע מהבקטריות להידבק אליהם. שזה עדיף מאשר להטביע אותם בחומרים נגד חיידקים או חומרי ניקוי קשים אחרים שהרבה אורגניזמים הופכים לחסינים להם. זיהומים שקורים בבתי חולים הורגים עכשיו יותר אנשים מדי שנה, בארצות הברית מאשר אנשים שמתים מאיידס, סרטן או תאונות ביחד. בערך 100 אלף.

זה יצור קטן שנמצא במדבר בנמיביה. אין לו מיים טריים לשתייה. אבל הוא שותה מיים מתוך הערפל. יש לו גבשושיות על גבי הכנפיים שלו. והגבשושיות הללו משמשות כמגנט למיים. יש להם קצוות אוהבי מיים,וצדדים חלקים. והערפל מגיע והוא מצטבר על הקצוות. והוא מחליק לצדדים הישר לפיו של היצור. יש למעשה מדען כאן באוקסופרד שלמד את זה, אנדרו פרקר. ועכשיו חברות קינטיות (הקשורות לתנועה) וארכיטקטוריות כמו גרימשו מתחילות להסתכל על זה בתור דרך לצפות בניינים כך שהם יאגרו מיים מערפל. טוב פי עשרה מרשתות תופסות הערפל שלנו.

פחמן דו חמצני כאבן יסוד. אורגניזמים לא רואים בCO2 כרעל. צמחים ואורגניזמים שעושים קונכיות, אלמוגים, חושבים על זה כאבן יסוד. ישנה עכשיו חברה שמייצרת בטון כאן בארה"ב שנקראת קלרה. הם לוו משונית האלמוגים את המתכון. והם משתמשים בCO2 כאבן יסוד במלט, בבטון. במקום שמלט בדר"כ, פולט טון של CO2 על כל טון של בטון. עכשיו המשוואה הזו מתהפכת. ולמעשה מבודד חצי טון של CO2 תודות למתכון של שונית האלמוגים.

אף אחד מהם לא משתמש באורגניזמים. הם באמת רק משתמשים בתוכניות או במתכונים מתוך האורגניזמים. איך הטבע אוסף את אנרגיית השמש? זהו תא סולרי מסוג חדש המבוסס על פי איך שעלה עובד. הוא ניבנה מעצמו וניתן להניחו על כל מצע שהוא זה ממש לא יקר. ונטען מחדש מדי חמש שנים. זו בעצם חברה שאני חלק ממנה והיא נקראת וואן סאן (שמש אחת), עם פול הוקן.

יש הרבה מאוד דרכים בהן הטבע מסנן מים כך שהמלח יוצא מהמיים. אנחנו לוקחים מיים ודוחפים אותם כנגד ממברנה (קרומית). ואז אנו תוהים מדוע הממברנה נסתמת ומדוע זה צורך כל כך הרבה חשמל. הטבע עושה משהו הרבה יותר אלגנטי. וזה בכל תא. בכל כדורית דם אדומה שבגופינו עכשיו יש נקבוביות בצורת שעון חול הנקראות אקווה פורין (ממשפחת החלבוניים המאפשר דיפוזיה של מולקולות דרך ממברנת התא). הם למעשה מייצאות מולקולות של מיים. זה כמו אוסמוזה קדימה. הן מייצאות מולקולות של מיים מעבר, ומשאירות חומר מומס בצד השני. חברה שנקראת אקווה פורין מתחילה לעשות ממברנות התפלה תוך כדי חיקוי טכנולוגיה זו.

עצים ועצמות תמיד מתקנים את עצמם דרך קוים של לחץ. האלגוריתם הזה הוכנס לתוך תוכנה שעכשיו נעשה בה שימוש לעשיית גשרים בעלי משקל קל, לעשות קורות בניין קלות משקל. למעשה אופל של ג'נרל מוטורס השתמשו בזה כדי ליצור את השילדה שאתם רואים, עם מה שהם קוראים המכונית הביונית. היא קלת משקל כך שהשלדה משתמשת במינימום של חומר, כמו שמוכרח אורגניזם, בשביל הכמות המירבית של כח.

החיפושית הזו, לא כמו השבב כאן, החיפושית הזו משתמשת בחומר אחד, כיטין (חומר קרני בשלד החיצוני של פרוקי רגליים). והיא מוצאת הרבה מאוד דרכים למקסם אותו. הוא עמיד בפני מים. הוא חזק וגמיש. הוא נושם. הוא יוצר צבע דרך מבנה. בעוד לשבב יש שבע שכבות לעשות את כל הדברים האלה. אחת מההמצאות הגדולות שלנו שאנו צריכים לדעת לעשות על מנת להתקרב ולו במעט למה שהאורגניזמים הללו עושים זה למצוא דרך לצמצם את כמות וסוג החומר שאנו משתמשים, ולהוסיף לזה עיצוב. אנו משתמשים בחמישה פולימרים (בכימיה-פרודה מורכבת) בעולם הטבעי כדי לעשות את מה שאתם רואים. בעולם שלנו אנו משתמשים ב350 פולימרים. לעשות את כל זה.

הטבע הוא ננו (קטן מאוד). ננוטכנולוגיה, חלקיקי ננו, אתם שומעים הרבה דאגה סביב זה. ננוחלקיקים משוחררים. מה שבאמת מעניין אותי שלא הרבה אנשים שואלים, "איך נוכל להתייעץ עם הטבע כיצד לעשות את הננוטכנולוגיה לבטוחה?" הטבע עושה זאת כבר זמן רב. לדוגמא מציע ננו חלקיקים בחומר, תמיד. האמת, בקטריה מפחיתת גופרית, כחלק מהסינתזה (יצירת חומר כימי חדש ממיזוג חומרים קיימים) שלהם, הם יפלטו, כתוצר לוואי, ננו חלקיקים לתוך המים. אבל אז מייד אחר כך, הם פולטים חלבון שלמעשה אוסף את אותם ננו חלקיקים. כך שהם יוצאים מהתמיסה.

שימוש באנרגיה. אוגרניזמים גומעים אנרגיה. בגלל שהם צריכים לעבוד או לעשות ברטר עבור כל ביס של אנרגיה. ואחד התחומים הגדולים היום, בעולם של רשתות אנרגיה, אתם שומעים על הרשת החכמה. אחד מהיועצים הכי גדולים הם החרקים הסוציאליים. טכנולוגיית הנחיל. יש חברה שנקראת ריגן. הם בוחנים כיצד נמלים ודבורים מוצאות את האוכל והפרחים שלהן בדרך היעילה ביותר ככוורת שלמה. ויש להם מתקנים בבית שלכם דברו אחד עם השני לגבי האלגוריתם, ותחליטו כיצד למזער את שיא צריכת הכח.

ישנה קבוצת מדענים בקורנל שמכינה מה שהם קוראים עץ סינטטי. כי הם אומרים, "אין משאבה בתחתית העץ." זו פעולה נימית והפליטה מושכת את המים למעלה, טיפה אחת כל פעם, מושכת את זה, משחררת מתוך עלה ומושכת למעלה דרך השורשים. והם יוצרים --- אתם יכולים לחשוב על זה כטפט. הם חושבים לשים את זה בתוך החלק הפנימי של בניינים. להניע מיים למעלה ללא משאבות,

צלופח חשמלי מהאמזונס. בסכנת הכחדה, חלק מהמינים האלו, יוצרים 600 וולט חשמל מהכימיקלים שבגוף שלכם. יותר מעניין אותי העניין ש600 וולט לא מטגנים אותו. אנחנו משתמשים בPVC. ואנחנו מצמידים חוטים עם PVC לבידוד. האוגניזמים הללו, איך הם מבודדים כנגד המטען החשמלי שלהם? אלו הן חלק מהשאלות שעוד לא נשאלו.

הנה יצרן של טורבינות רוח שהלך ללויתן. ללוויתן גדול סנפיר יש קצוות מסולסלים בסנפירים שלו. וקצוות מסולסלים אלו משחקים עם הזרם בצורה כזו כך שזה מוריד את כח ההתנגדות ב32 אחוזים. כתוצאה מכך, טורבינות הרוח האלו יכולות להסתובב גם כשהרוח ממש חלשה.

ל MIT יש שבב רדיו חדש שמשתמש בפחות כח מהשבבים שלנו. והוא מתבסס על שבלול האוזן שלנו, יכול לקלוט אינטרנט, אל חוטי, אותות טלוויזיה ואותות רדיו, באותו השבב. בסופו של דבר, בסולם של אקוסיסטמה.

בביומימיקה גילד, שזו חברת היעוץ שלי, אנו עובדים עם הארכיטקטים של HOK, אנו צופים בנייה של ערים שלמות, במחלקת התכנון שלהם. ומה שאנו אומרים זה, האם הערים שלנו לא צריכות לעשות לפחות ככה, במונחים של שירותי אקוסיסטמה, כפי שהמערכות המקומיות שהם מחליפים? אז אנו מקימים דבר שנקרא סטנדרטים ביצועיים אקולוגים, שמחייבות את הערים לתקן גבוה יותר.

השאלה היא -- ביומימטיקה היא דרך מדהימה להכניס חידושים. השאלה שהייתי שואלת, "מה שווה לפתור?" אם לא ראיתם את זה עדיין, זה די מדהים. ד"ר אדם נימן, זה תיאור של כל המיים בכדור הארץ ביחס לנפח כדוה"א, כל הקרח, כל המיים הטריים, כל מי הים, וכל האטמוספירה שאנו יכולים לנשום, ביחס לנפח של כדוה"א. ובתוך הכדורים האלו חיים, למעלה מ3.8 ביליון שנים, עשה לנו מקום שופע לחיות בו.

ואנו בקו ארוך מאוד של אורגניזמים שבאו לכוכב הזה ושואלים את עצמם, "איך אנחנו יכולים לחיות כאן באופן חינני בטווח הארוך?" איך אנחנו יכולים לעשות את מה שהחיים למדו לעשות? שזה ליצור תנאים תורמים לחיים. עכשיו בכדי לעשות את זה, אתגר העיצוב של המאה שלנו, אני חושבת, אנחנו צריכים דרך שתזכיר לנו את הגאונים הללו, ואיכשהו לפגוש אותם שוב.

אחד מהרעיונות הגדולים, אחד מהפרוייקטים הגדולים שהיה לי הכבוד לעבוד בהם זה אתר חדש. ואני מעודדת אתכם בבקשה לגלוש אליו. הוא נקרא AskNature.org. ומה שאנו מנסים לעשות בדרך טדית, זה לארגן את הכל המידע הביולוגי ע"י עיצוב ותכנון הנדסי.

ואנו עובדים עם EOL, אינציקלופדיית החיים, המשאלה של TED שהקים אד וילסון. והוא אוסף את כל המידע הביולוגי לאתר אחד. והמדענים התורמים לEOL עונים על שאלות. "מה אנחנו יכולים ללמוד מהאורגניזמים הללו?" והמידע הזה ילך לתוך האתר AskNature.org. ובתקווה, שכל ממציא, בכל מקום בעולם, יוכל, ברגע היצירה, להקליד, "איך טבע מסיר מלח ממיים?" ואז יצוצו להם מנגרובים (סוג של עץ) וצבי ים, והכליות שלנו.

ונתחיל להיות מסוגלים לעשות כמו שקודי עושה, ובאמת להיות בקשר עם המודלים המדהימים הללו, הקשישים שהיו כאן הרבה מאוד לפנינו. ובתקווה בעזרתם, נוכל ללמוד כיצד לחיות על כדור הארץ, ועל הבית שהוא שלנו, אבל לא רק שלנו. תודה רבה לכם. (מחיאות כפיים)