Biomimicry Como a natureza inspirou a tecnologia atual

A tecnologia e a natureza têm sido tradicionalmente vistas como forças divergentes - a tecnologia muitas vezes tem sido um meio de criar objetos ou energias que não ocorrem naturalmente em nosso ambiente circundante. No entanto, novas abordagens para o desenvolvimento de produtos e tecnologias, como biomimética e design generativo virou começou a reverter essa tendência.

O design gerativo é o processo de tomar a estrutura de uma ideia e traduzi-la em um conjunto de regras, que são então interpretadas por um computador de alta potência. Ao simular milhares de variações usando computação de alta potência, esse processo imita o processo natural de evolução.

Jeff Kowalski, Chief Technology Officer na Autodesk, descreve o processo de design generativo, “Algoritmos de aprendizado de máquina em computadores podem agora detectar padrões inerentes a milhões de modelos 3D e gerar taxonomias sem direção ou intervenção de humanos.” A biomimética é “uma abordagem à inovação que procura soluções sustentáveis ​​para os desafios humanos por emulando padrões e estratégias testados pelo tempo da natureza.”

Abaixo, examinamos 10 exemplos épicos de tecnologia inspirada na natureza que utilizam esses conceitos de biomimética e / ou design generativo..

1. Drogas e Vacinas - Ouriço do Mar

Pesquisadores australianos replicaram a maneira pela qual os ouriços-do-mar constroem uma camada exterior rígida em volta de si mesmos para proteger as proteínas das drogas e vacinas contra mudanças nas temperaturas circundantes..

Este processo químico de criação de uma camada protetora é particularmente útil para aplicações como medicamentos que são distribuídos para países com sistemas de transporte ou refrigeração fracos..

2. Centro Aquático Nacional, Pequim - Estrutura Bolha

O icônico centro de natação e mergulho dos Jogos Olímpicos de Verão da China de 2008 apresenta um exterior único, composto de centenas de bolhas extrusadas em um padrão aparentemente aleatório..

No entanto, esse padrão de bolhas não é aleatório, é baseado na geometria precisa encontrada em sistemas naturais como células, estruturas moleculares e cristais. Replicar os padrões existentes da natureza leva à subdivisão mais eficaz do espaçamento tridimensional.

3. Cingapura Esplanade Teatros - O Durian

Localizados quase no equador em um clima muito quente, os Teatros Esplanade em Cingapura apresentam um design de teto verdadeiramente original, de pele de vidro que foi inspirado pela fruta Durian local..

Um sistema de centenas de painéis de alumínio triangulares são angulados com base na direção do sol, protegendo o complexo do calor e da luz solar direta, enquanto ainda inunda o interior com luz natural..

4. Misturadores de Água - Calla Lillies

As espirais centrípetas do copo de leite serviram de inspiração para a tecnologia industrial de mistura de água desenvolvida pela Pax Scientific. O design natural do lírio é ideal para sua capacidade de auxiliar o fluxo de água.

A tecnologia de misturador correspondente possui a capacidade de “para circular 10 milhões de galões com a mesma pegada de energia que três lâmpadas de 100 watts.”

5. Turbinas - Barbatana de Baleias

As barbatanas das baleias jubarte têm bordas irregulares e irregulares, conhecidas como tubérculos. Tubérculos comprovadamente permitem uma dinâmica de fluido muito maior do que as aletas com bordas lisas.

Inspirando-se nas barbatanas irregulares dessas gigantescas baleias, empresas como a WhalePower e outras desenvolveram “tubérculo” as lâminas para uso em ventiladores e turbinas operam com eficiência muito maior que as lâminas tradicionais.

6. Maiôs - Pele de Tubarão

A pele de um tubarão é composta por milhares e milhares de escalas sobrepostas conhecidas como “dentículos dérmicos”. Esses dentículos interrompem a formação de turbulentos redemoinhos de água e permitem que o tubarão se movimente mais eficientemente e rapidamente pela água..

Nas Olimpíadas de 2008, Michael Phelps e outros nadadores usavam trajes com um tecido projetado para imitar as peles de um tubarão e subseqüentemente eclipsaram muitos recordes mundiais existentes. Embora tais fatos sejam agora proibidos em competições de natação, a idéia de imitar os dentículos de um tubarão é hoje usada em cascos de barcos para melhorar a eficiência..

7. Bio-baterias - o corpo humano

O corpo humano cria energia através da reação química conhecida como metabolismo. Quando uma pessoa consome carboidratos ou açúcares, as enzimas do corpo quebram a glicose e liberam energia. Os cientistas estão trabalhando para criar baterias que funcionam com compostos orgânicos como o açúcar para gerar energia: uma bateria biológica.

Pesquisadores de várias universidades, bem como de empresas como a Sony, têm trabalhado durante a maior parte da última década para criar uma bio-bateria comercialmente viável. Em 2007, a Sony desenvolveu com sucesso um protótipo de bateria biológica que utilizou enzimas para criar uma saída de energia suficiente (50mW) para alimentar um Walkman.

8. Material sintético - GM Spider Silk

A seda criada pelas aranhas para tecer suas teias é um supermaterial que ocorre naturalmente. Porque as aranhas são territoriais e canibais na natureza, “colheita” seda de aranha nunca foi comercialmente viável, e mesmo uma vez obtida, os fios individuais de seda de aranha são tão finos que novos sistemas de fiação teriam de ser criados para tecer os fios juntos.

No entanto, uma startup de Emeryville, na Califórnia, chamada Bolt Threads, supostamente resolveu o desafio usando microorganismos geneticamente modificados. Se a tecnologia se mostrar viável, os possíveis casos de uso podem incluir “coletes à prova de balas, garrafas de água biodegradáveis ​​e cordas de suspensão de pontes flexíveis.”

9. Materiais impermeáveis ​​- asas de borboleta

Em 2013, uma equipe de engenheiros do MIT desenvolveu o que foi descrito como o material mais repelente à água já produzido. Seu design apresenta um material com pequenas cristas de silício que imitam os padrões encontrados nas asas da borboleta Morpho..

O material é tão eficaz que, em temperaturas superescuras, a água é expelida mais rapidamente do que poderia congelar, sugerindo aplicações potenciais para a tecnologia nas asas e turbinas dos aviões, além de roupas resistentes à água..

10. Fita Adesiva - Dedos Gecko

Os pés de uma lagartixa são excepcionalmente pegajosos devido à sua “grupos de estruturas longas e finas em forma de espátula cerdas que aumentam a área da superfície e amplificam atracções eléctricas fracas entre os dedos e uma superfície.”

Um grupo de pesquisadores da Universidade de Stanford recentemente desenvolveu um material adesivo artificial com base nesses conceitos que permitiram que um estudante de graduação dimensionasse uma parede de vidro usando duas almofadas do tamanho da mão feita a partir do material. Além de escalar paredes como o Spiderman, a tecnologia tem aplicações potenciais na indústria de fabricação que substituir os sistemas existentes que usam poder de sucção ou adesivos químicos.

Nota do editor: Este post foi escrito para o Hongkiat.com por Andrew Armstrong. Andrew é um entusiasta de tecnologia e consultor de marketing digital baseado na área da baía de São Francisco. Ele mora em San Mateo, Califórnia, com sua esposa e filho. Você pode alcançá-lo no Twitter.

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