Biomimetismul - Quand la technologie prend des leçons de la nature

Naturel, biologique, bio - vous avez sans doute remarqué que tous ces termes qui signifie « retour à la nature » sont de plus en plus souvent utilisés ces derniers temps. S'il y a 40 ans cet objectif semblait aujourd'hui la culture hippie typique des gens de plus en plus à trouver la nécessité d'une réévaluation des progrès apportés par la modernité, en particulier en raison des conséquences négatives qu'il a parfois.

Cela ne signifie pas donner le progrès scientifique, mais l'intégration tirant parti de la nature. Le concept de biomimétisme (anglais biomimétisme) a été rendu célèbre en 1997 par Janine Benyus travail de biomimétisme: Innovation Inspiré par la nature, en prétendant que les gens doivent faire un effort conscient pour inspirer le génie de la nature. Le concept de biomimétisme (ou biomimétisme) est formé de deux mots grecs bios - sens à la vie, et mimesis, ce qui signifie « imiter ».

Le principal argument Biomimetismului est que la nature a déjà résolu la plupart des problèmes que les gens sont confrontés. Trouver une meilleure solution que celle qui résulte de l'évolution au cours des milliards d'années semble un objectif irréaliste.

De plus en plus de gens sont convaincus que biomimetismul est l'une des méthodes qui assureront un avenir meilleur, les produits seront plus efficaces pour atteindre l'objectif en utilisant moins d'électricité et moins dommageables pour l'environnement.

Biomimetismul une solution d'histoire

La nature a été une source d'inspiration pour les inventeurs, les artistes, les poètes et les architectes au fil du temps. Les architectes égyptiens qui ont été inspirés pour planter les feuilles du lotus et la structure de la paume pour créer des colonnes de bâtiments et à Antoni Gaudí, il a estimé que « l'originalité signifie un retour aux sources, l'environnement était muse d'innombrables créateurs.

Sagrada Familia, l'œuvre la plus célèbre de l'architecte catalan, est la réalisation la plus spectaculaire de l'architecture biomimétique. Gaudí est considéré comme un travail parfait de la nature de Dieu, il a inspiré la création divine dans tous les éléments du temple. Les colonnes à l'intérieur, par exemple, ont été conçus pour ressembler à des troncs d'arbres qui donnent au visiteur le sentiment d'être dans une forêt.

L'architecture n'a pas été la seule zone touchée, au fil du temps, la nature. L'une des inventions les plus célèbres du XXe siècle, « hérisson » Velcro utilisé dans de nombreux articles de vêtements, de chaussures et d'autres, a également été inspiré par l'environnement naturel.

L'idée de cette invention et le George de Mestral venait d'une promenade avec son chien. Quand il est arrivé à la maison, il a découvert que les graines d'un chardon est la fourrure de chien agăţaseră et son pantalon. Intrigué, il a étudié au microscope mécanisme de serrage de la centrale et a réalisé qu'il pouvait être copié et mis en œuvre et le peuple.

Si jusqu'à récemment biomimetismul principe a été appliqué par quelques visionnaires ces dernières années, il y a eu une tendance plus prononcée dans de nombreux domaines, il y a un changement de paradigme menant à l'intégration des principes biomimétiques.

Un changement de perspective

Jusqu'à récemment, la plupart des substances et matériaux utilisés pour la conception des produits ont été analysés uniquement en termes de coût et de performance, l'impact environnemental à l'étude. Elizabeth Grossman a écrit dans son livre Chasing Molecules: produits toxiques, la santé humaine et la promesse de la chimie verte que « seulement 4% des 30.000 produits chimiques actuellement utilisés dans les produits sont surveillés en permanence afin d'évaluer leur impact sur l'environnement et sur la santé humaine, et plus de 75% d'entre eux ont jamais été évalués ".

Cela explique un certain nombre de l'environnement et de la santé a eu lieu au cours des décennies récentes, l'utilisation de l'amiante dans les murs des bâtiments, peintures pour le plomb dans les maisons et les écoles ou le bisphénol A dans les biberons en plastique et des biberons pour bébés .

Aujourd'hui, les entreprises cherchent un changement, en tenant compte de l'impact sur la santé humaine et l'environnement de la phase de production. Pour les produits respectueux de l'environnement, les inventeurs sont inspirés par la nature. Un exemple est Kaichang Li, chercheur à l'Université de l'Oregon. Cela a inventé un PureBond soja adhésif conçu pour remplacer la substance adhésive de liaison de contre-plaqué sur la base de formaldéhyde, une substance cancérigène. Le scientifique a été en mesure de concevoir en imitant la nature adhésive qui n'a pas d'effets secondaires sur la santé humaine. Ainsi, il a étudié et copié à la méthode par laquelle les fonctions de protéines fluide de moules servant à fixer la roche. Outre le fait qu'il n'a aucun effet secondaire sur la santé humaine, PureBond est moins cher à produire que la vieille colle!

Un autre exemple est l'agriculture biomimétisme verticale considérée comme une solution pour les défis du XXI siècle. Ainsi, on estime qu'en 2050, environ 80% de la population mondiale vivra en milieu urbain. Ceci, ainsi que le changement climatique et la demande croissante de terres agricoles pour répondre aux besoins de nourriture pour une population croissante, il faudra repenser le système par lequel nous procurer de la nourriture.

L'agriculture verticale est considérée comme une solution potentielle à ce problème. Dans ce type d'agriculture, les plantes doivent être cultivées dans un gratte-ciel conçu pour obtenir autant la lumière du soleil. Ainsi, la ferme verticale imiterait la nature, la formation d'un écosystème fonctionnel dans l'eau utilisée doit être capturée et réutilisée par déshumidifier et les déchets sont recyclés.

L'utilisation des fermes verticales réduirait les coûts financiers liés au transport des aliments et de l'environnement, tout en permettant la croissance de plusieurs types de cultures sans dépendre de la température extérieure. En outre, la terre maintenant utilisée pour l'agriculture aurait le temps de récupérer, ne pas être affecté par les pesticides et les engrais.

Le promoteur principal de l'agriculture verticale est Dickson Despommier, professeur à l'Université Columbia et auteur de The Vertical Farm: Nourrir nous et le monde au 21e siècle. Il soutient que « la nature a déjà fait tout pour nous, nous avons juste à voir. »

Un signe que la conception biomimétique est de plus en plus important dans la conscience du public est assurée par une série de publicités utilisées par RENFE, le chemin de fer national espagnol pour promouvoir l'exploitation.

Inspiré de la nature, utilisé par RENFE forme des designers ont pu parvenir à une utilisation plus efficace de l'électricité. « La meilleure solution pour protéger la nature est d'imiter », est le slogan utilisé dans ces annonces.

Et les ingénieurs japonais se sont tournés vers la nature pour concevoir des trains à grande vitesse, la locomotive de leur conception pour ressembler à bec d'oiseau.

Un bug nous apprend à extraire l'eau du brouillard

L'accès à l'eau potable est un problème pour la plupart de la population mondiale, l'ONU estime qu'un milliard de personnes vivent sans accès à une source stable d'eau propre!

L'étude de ce problème, une équipe d'étudiants de maîtrise à l'Institut de technologie du Massachusetts a découvert une méthode efficace pour extraire l'eau potable du brouillard. Les chercheurs se sont inspirés par le désert coléoptère de la Namibie (Stenocara gracilipes), vivant sur les rives arides de ce pays, dans une région où la pluviométrie annuelle est de 40 mm.

Ce coléoptère a mis au point une méthode unique pour obtenir de l'eau potable. Le matin, la rive atlantique de la Namibie, le brouillard est formé à la suite de l'interaction entre l'air chaud provenant de la brise du désert et l'océan. Beetle a un ensemble d'ailes adaptées pour recueillir l'eau qu'elle prolonge, de minuscules gouttes d'accumulation de liquide. Lorsque ces gouttelettes deviennent assez grande, ils tombent dans un « fossé » recouvert d'une substance cireuse qui transmet l'eau précieuse à sa bouche.

L'étude des ailes de coléoptères, les chercheurs du MIT ont découvert qu'ils ont de petites régions hydrophiles utilisées pour puiser de l'eau. Leur combinaison avec des rainures hydrophobes qui permettent un transport rapide de l'eau est un système très efficace qui ne perd pas de goutte de liquide précieux.

La collecte de l'eau du brouillard est pas une idée nouvelle, en utilisant pour ce maillage de but depuis plus d'une décennie. Merci à la plus appropriée l'inspiration fournie coléoptère Namibie, les experts du MIT ont réussi à découvrir les substances hydrophiles (pour la collecte d'eau) et hydrophobe (pour lui permettre de stocker rapidement dans un réservoir avant d'évaporation) pour chaque environnement, gestion pour obtenir plus d'eau par ces filets.

La découverte du MIT sera extrêmement utile dans les zones désertiques et montagneuses où il n'y a pas de sources d'eau, mais le phénomène de brouillard se produit. Les chercheurs ont déjà lancé un projet pilote en Afrique du Sud et un plan pour lancer une autre en Inde, d'appliquer l'exemple du dendroctone du désert. Ils ont estimé qu'un mètre carré du treillis métallique peut générer au moins un litre d'eau par jour, dans des conditions idéales est-il possible d'obtenir jusqu'à 10 litres!

Hippo nous apprend à nous protéger du soleil

Bien que les hippopotames passent d'innombrables heures au soleil, sa peau est pas affectée par cette exposition constante. Pourquoi? Les chercheurs ont constaté qu'il est protégé par une sécrétion glandulaire produit sous la peau et enlevé à travers les pores sur tout le corps.

La sécrétion est composé de deux types de hiposudoric acide, et de l'acide norhiposudoric. Les scientifiques ont constaté que cette sécrétion a d'autres effets bénéfiques, en plus de la crème solaire est également une substance antibiotique ayant pour effet insectifuge. Les chercheurs tentent maintenant de développer un produit à base de cette substance, qui combine l'anti-bactérien, anti-insectes et de fournir un écran solaire.

Nature, source d'inspiration pour les drones et les robots

S'il y a une décennie l'armée américaine ne fonctionnent que 10 guerre aérienne drone aujourd'hui utilise des champs plus de 7000, et la tendance semble accélérer. les forces aériennes américaines ont déjà commencé à former plus de pilotes pour drones (350 cette année) que pour les chasseurs ou bombardiers. Pentagone investira 5 milliards $ l'année prochaine pour développer des drones, avec l'intention que d'ici 2030, ils prennent la forme d'un « nuage d'insectes » qui peuvent atteindre partout où ils sont des ennemis.

Si les drones utilisés aujourd'hui sont grandes, les chercheurs militaires américains ont déjà mis au point des prototypes d'avions taille minuscule des oiseaux ou des insectes. Ils ont copié pour le mécanisme de vol des oiseaux fredonner des papillons de nuit et d'autres créatures.

Plus tôt cette année en Février, la société a dévoilé AeroVironment le premier prototype d'un nanodrone imitant le vol des oiseaux, colibris, petit avion est capable de voler à 18 km / h.

Maintenant, les scientifiques américains tentent de reproduire le vol papillon oiseau-mouche, un insecte qui peut planer comme des colibris, mais à plus petite échelle. « Il est étonnant que ne le fait pas mite par rapport à nos avions », at-il dit récemment le journal américain New York Times Major Michael L. Anderson, l'un de ceux qui travaillent dans la conception du drone futur qui utilisera l'armée américaine.

principe Biomimetismului est appliqué dans le domaine de la robotique, qui ne sert pas uniquement à des fins militaires.

Un projet financé par la Commission européenne a l'intention de développer une pieuvre robotique. Les chercheurs impliqués dans le projet Octopus ont déjà réussi à construire un bras robotique semblable à la pieuvre, cette étape est considérée comme extrêmement importante.

Les muscles, tels que le poulpe est rarement trouvé dans la nature, il a la capacité de devenir fonction dure ou molle sur la nécessité, comme le langage humain ou trompe d'éléphant. Grâce à une structure de silicium traversés par un câble d'acier relié à un jeu de câbles de nylon, bras de robot peut manipuler des objets, le premier bio-robot « doux » (sans composants rigides) peut le faire.

« Nous voulions copier la capacité de rigidité du bras de poulpe pour adapter au besoin », a déclaré Cecilia Laschi, professeur à la bio-robots Scuola Superiore Sant'Anna de Pise, membre de l'équipe de recherche impliqués dans le développement de ce robot. L'équipe veut réaliser une pieuvre robotique avec huit bras tous fonctionnels en Janvier 2013.

La technologie pourrait avoir un grand nombre d'applications, son utilisation pour explorer les espaces étroits qui ne peuvent pas être accessibles autrement, pour sauver ceux qui sont piégés sous les décombres. En outre, une équipe de chirurgiens et britannique ont manifesté leur intérêt à l'utilisation de cette technologie pour la conception d'un endoscope pour devenir un outil souple dans un matériau rigide, au moyen duquel les opérations peuvent être effectuées.

Qu'en est-il l'avenir?

Ces exemples mettent en évidence certains des avantages que les gens peuvent obtenir en appliquant des solutions ingénieuses naturelles.

Comme ces solutions inspirées montrent leur environnement, de plus en plus les scientifiques commencent à se demander, lorsqu'ils sont confrontés à un problème, « comment la nature à résoudre ce problème? ».

Au cours des siècles précédents, les progrès ont impliqué une certaine arrogance de l'homme qui croit que l'intelligence leur permettra de maîtriser la nature, en ignorant les leçons. Aujourd'hui, la nature reprend son rôle en tant que source de connaissances, biomimetismul étant l'une des façons d'étudier l'amélioration de rendement se produit à travers l'évolution.

Reconnaître et accepter nos limites leçons du processus d'évolution qui a eu lieu au cours des milliards d'années, nous pouvons espérer un avenir durable dans lequel le progrès technologique et le respect de la nature seraient combinées.

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