仿生学:受自然启发的科学

根据对自然的观察,仿生学开发了对人类有用的功能

仿生学

图片:Unsplash 上的 chuttersnap

世界人口迅速增长,养成了不可持续的习惯。已经达到极限的自然要求改变态度。经过 38 亿多年选择高效、持久和适当的标准和策略为我们树立榜样,没有人比她自己更优秀。

什么是仿生学?

仿生学是研究自然的创造性原则和策略的领域,旨在为人类当前的问题创造解决方案,将功能性、美学和可持续性结合起来。

仿生学的原则是使用自然作为例子和灵感来源,而不是类似于合成生物学实践的挪用(在此处了解更多信息)。必须咨询自然,而不是驯化自然,强化可持续性的理念。它已被用于化学、生物学、医学、建筑、农业和交通等各个领域。

在自然界中,生物只使用它们需要的能量,因为有些生物需要通过光合作用生产自己的能量,或者通过狩猎获取外星资源。此外,他们合作工作,尊重多样性,使形式适应功能,优化使用而不是最大化使用,促进回收和不浪费。

白蚁

应用

科学家们基于这些概念以及在我们周围观察到的生命系统的几何、数学、功能、建设性、技术、行为和美学模式进行了研究。结果是种植食物、生产材料、产生能量、治疗程序、创建适应性工具、存储信息和其他可持续、适应性强、使用自由能源和整合生物体的过程的新方法。

仿生学应用的一个非常古老和众所周知的例子是魔术贴(见页面顶部的照片)。乔治·德·梅斯特拉尔 (George de Mestral) 在研究了毛刺是如何附着在他的狗的皮毛上之后提出的。通过显微镜观察种子时,工程师注意到它的末端有缠绕在一起的细丝和小钩子。他开发了一个以相同方式工作的流程(在此处查看更多信息)。

再举一个例子,我们在大型建筑物中使用空调减少了能源使用,因为工程师依赖于白蚁丘冷却模式(如上图所示)。由于一个复杂的房间和通道网络,白蚁的住所总是保持潮湿和几乎恒定的温度,而不管外部温度如何变化。较低的通风口允许新鲜空气进入,而热空气通过顶部的开口逸出。

然而,并非所有由仿生学创造的创新都是可持续的。例如,魔术贴本身可以用以后难以使用的合成材料制成。因此,灵感不能仅​​仅存在于设计中,而是存在于自然界中发生的整个过程过程中。

仅仅知道什么是仿生学或应用它是不够的。仿生学不仅应该被视为一种看待和评价自然的新方式,而且还应该被视为一种照顾和保护它仍然提供给我们的东西的方式。专家说,许多物种及其生活方式尚未被发现,它们肯定会与已知物种一起形成无数解决方案的可能性。



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