Primjena biomimicry pristupa u razvoju održivih tehnologija

Biomimicry, odnosno biomimikrija, je znanstveno i dizajnersko područje koje uči iz prirode kako bismo razvili inovativna rješenja koja su održiva, učinkovita i prilagođena ljudskim potrebama. U suštini, cilj biomimikrije je pronaći inspircije u prirodnim sustavima, oblicima i procesima te ih pretočiti u tehnologije i proizvode koji će imati pozitivan utjecaj na okoliš i društvo. Kroz ovaj članak, detaljno ćemo razmotriti kako se biomimicry može primijeniti u razvoju održivih rješenja te pružiti primjere iz prakse, te istaknuti ključne korake i izazove u procesu inženjeringa inspiriranog prirodom.

Što je biomimicry i zašto je važan pristup?

Definicija biomimicry i njezine temeljne karakteristike

Biomimicry je interdisciplinarno područje koje proučava načine na koje se priroda nosi s izazovima i arhitektonskim problemima, zatim to znanje pretače u inovativne dizajne i tehnologije. Prednosti ovog pristupa uključuju:

• Održivost – prirodni sustavi evoluiraju da bi bili resursno učinkoviti i ekološki prihvatljivi;
• Efikasnost – priroda koristi minimalne resurse za maksimalan učinak;
• Resilience (otpornost) – prirodni sustavi su otporni i mogu se prilagoditi promjenama u okolišu;
• Inovativnost – inspiracija iz prirode često dovodi do potpuno novih načina rješavanja problema.

Zašto je biomimicry važan u današnjem svijetu?

U doba globalnih izazova poput klimatskih promjena, nestanka bioraznolikosti i iscrpljivanja resursa, biomimicry je postao ključni alat za razvoj tehnologija s niskim utjecajem na okoliš. Primjerice, proučavanjem leća kod gekona, znanstvenici su osmislili samoscjepne površine koje se koriste u solarnoj tehnologiji i energetskoj učinkovitosti (Chen et al., 2021). Također, način na koji biljke pohranjuju vodu može poslužiti za razvoj sustava za sakupljanje i pohranu kišnice u sušnim područjima.

Koraci u procesu biomimicry dizajna

1. Definiraj problem ili izazov

Prvi korak je jasno definirati problem koji želimo riješiti, uzimajući u obzir društvene, ekološke i tehničke aspekte. Na primjer, ako želimo razviti energijski učinkovitu oscilacijsku leću, važno je razmotriti kontekst primjene, dostupne resurse, omogućuju li okolišni faktori takvo rješenje, te tko će biti korisnik.

2. Biologiziraj izazov

U ovom koraku formuliramo pitanje u stilu prirode – primjerice: „Kako priroda akumulira energiju i pohranjuje je na učinkovit način?“ ili „Na koji način organizmi reguliraju vodu u suhim uvjetima?“ To nam pomaže identificirati ključne funkcije koje bismo htjeli imitirati i potaknuti istraživanje u biološkim sistemima.

3. Pronađi inspiraciju u prirodi

Traženje bioloških modela uključuje proučavanje ekosustava, organizama te njihovih prilagodbi. Na primjer, proučavajući načine na koje kaktusi pohranjuju vodu ili kako školjke štite od vanjskih utjecaja, možemo pronaći rješenja za slične izazove u ljudskim tehnologijama. Primjenom alata poput AskNature ili znanstvenih radova, istražujemo strategije i mehanizme koje priroda koristi.

4. Apstraktno modeliranje i formulacija dizajnerske strategije

Nakon proučavanja, važno je izdvojiti ključne značajke i mehanizme te ih prevesti u jezik dizajna bez bioloških termina. Na primjer, umjesto da koristimo termin „sciama od akrilnih vlakana“, mi možemo formulirati: „Konstrukcija koja koristi slojeve sa skupom prozirnih, izolacijskih slojeva za refleksiju topline.“ Ovaj korak omogućava multidisciplinarno suradnju i bolju komunikaciju među dizajnerima, inženjerima i biologima.

Primjena biomimikrije u održivom razvoju tehnologija

Održivi sustavi za sakupljanje i filtraciju vode

Jedan od najpoznatijih primjera biomimicry rješenja je sustav za sakupljanje vodene pare koji simulira kapilarne sustave biljaka i mikroorganizama. Takvi sustavi koriste površine s mikroskopskim strukturama koje omogućavaju „hvatanje“ vlage iz zraka, održavajući ih u sušnim područjima. To konkretno može poboljšati dostupnost čiste vode u razvojnim zemljama (Miller, 2019).

Efikasni solarni kolektori inspirirani biljkama

Priroda je osmislila razne načine za maksimalno iskorištavanje sunčeve svjetlosti, primjerice, način na koji se papirnate ili aloe biljke optimalno orijentiraju i koriste svjetlo. Te tehnike su inspirirale razvoj solarnih panela s dinamičnim orijentacijama koje povećavaju učinkovitost solarnih sustava (Sharma i sur., 2020).

Samoregenerirajuće materijale i površine

Način na koji školjke obnavljaju svoj omotač ili biljke popravljao oštećenja, inspirirao je razvoj samopopravnih površina i materijala poput poliuretanskih pjena ili slojeva s mikrostrukturama koje mogu automatski zatvarati pukotine ili ogrebotine. Ovi materijali mogu produljiti vijek trajanja građevina ili medicinskih uređaja (Kim et al., 2022).

Prednosti i izazovi biomimicry pristupa

• Prednosti:
  • Poticanje inovacija i nove tehnologije
  • Razvoj održivih rješenja koja minimiziraju okolišni utjecaj
  • Unaprjeđenje otpornosti i fleksibilnosti sustava
• Izazovi:
  • Primjena bioloških rješenja u industrijskoj proizvodnji može biti složena i skupa
  • Nedostatak detaljnih znanstvenih istraživanja za određene mehanizme
  • Potrebna je multidisciplinarna suradnja koja može biti logistički izazovna

Zaključak

Biomimicry je moćan alat za razvoj inovativnih i održivih tehnologija koje odgovaraju na izazove modernog doba. Učimo iz prirodnih sustava — njihovih mehanizama, oblika i procesa — kako bismo napravili korake prema okolišno prihvatljivijim rješenjima. Primjeri poput inovativnih sustava za sakupljanje vode, solarnih panela ili samoregenerirajućih materijala samo su djelić onoga što biomimicry može ponuditi u globalnim naporima za održivi razvoj.

Često postavljana pitanja (FAQ)

Zašto je biomimicry važan u razvoju održivih tehnologija?

Biomimicry omogućava razvoj rješenja koja su prirodno prilagođena okolišu, koriste minimalne resurse i imaju visok stupanj otpornosti, čime doprinosi održivosti i smanjenju negativnog utjecaja na planet.

Koji su najbolji primjeri biomimicry tehnologija trenutno u upotrebi?

• Samoregenerirajući materijali inspirirani školjkama i biljkama
• Efikasni filtri za vodu inspirirani koraljima i algama
• Solarni paneli s dinamičkim orijentacijama inspirirani biljkama

Koje su glavne prepreke u primjeni biomimicry pristupa?

Najveće prepreke uključuju složenost prirodnih sustava, visoke troškove istraživanja i razvoja te potrebu za multidisciplinarnim timovima koji mogu povezati biologiju, inženjerstvo i dizajn.

Ukoliko želite više saznati o primjeni biomimicry u razvoju tehnologija ili imate konkretan izazov koji želite rješenje, preporučujemo da pratite stručne publikacije i projektne primjere širom svijeta, jer je potencijal biomimicry ogromna škola i kreativni laboratorij za budućnost.