Biomimetics: วิทยาศาสตร์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ

จากการสังเกตธรรมชาติ ไบโอมิเมติกส์พัฒนาฟังก์ชันที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์

ไบโอมิเมติกส์

ภาพ: chuttersnap บน Unsplash

ประชากรโลกเติบโตขึ้นอย่างรวดเร็วและปลูกฝังนิสัยที่ไม่ยั่งยืน ธรรมชาติซึ่งถึงขีดจำกัดแล้ว ต้องการการเปลี่ยนแปลงทัศนคติ และไม่มีใครดีไปกว่าตัวเธอเอง หลังจากกว่า 3.8 พันล้านปีของการเลือกมาตรฐานและกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพ คงทน และเหมาะสมเพื่อเป็นตัวอย่างสำหรับเรา

ไบโอมิเมติกส์คืออะไร?

ไบโอมิเมติกส์เป็นสาขาวิชาที่ศึกษาหลักการสร้างสรรค์และกลยุทธ์ของธรรมชาติ โดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างแนวทางแก้ไขปัญหามนุษยชาติในปัจจุบัน ฟังก์ชันการทำงานที่รวมเป็นหนึ่ง ความสวยงาม และความยั่งยืน

หลักการของไบโอมิเมติกส์คือการใช้ธรรมชาติเป็นตัวอย่างและแหล่งที่มาของแรงบันดาลใจ ไม่ใช่การจัดสรรที่คล้ายกับการปฏิบัติทางชีววิทยาสังเคราะห์ (เรียนรู้เพิ่มเติมที่นี่) ต้องปรึกษาธรรมชาติ ไม่เลี้ยง ตอกย้ำแนวคิดความยั่งยืน และมีการใช้ในด้านต่างๆ เช่น เคมี ชีววิทยา การแพทย์ สถาปัตยกรรม เกษตรกรรม และการขนส่ง

ในธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตใช้พลังงานเพียงเท่าที่จำเป็น เนื่องจากบางชนิดจำเป็นต้องสร้างมันขึ้นมาเอง ผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง หรือปรับแหล่งพลังงานจากต่างดาวผ่านการล่าสัตว์ นอกจากนี้ ยังทำงานร่วมกัน เคารพความหลากหลาย ปรับรูปแบบให้ใช้งานได้ เพิ่มประสิทธิภาพการใช้แทนการเพิ่มสูงสุด ส่งเสริมการรีไซเคิล และไม่สิ้นเปลือง

ปลวก

แอปพลิเคชั่น

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำงานบนพื้นฐานของแนวคิดเหล่านี้และรูปแบบทางเรขาคณิต คณิตศาสตร์ การทำงาน เชิงสร้างสรรค์ เทคโนโลยี พฤติกรรม และสุนทรียศาสตร์ของระบบสิ่งมีชีวิตที่สังเกตพบรอบตัวเรา ผลลัพธ์ที่ได้คือวิธีการใหม่ในการปลูกอาหาร การผลิตวัสดุ การสร้างพลังงาน ขั้นตอนการรักษา การสร้างเครื่องมือที่ปรับเปลี่ยนได้ การจัดเก็บข้อมูลและกระบวนการอื่นๆ ที่ยั่งยืน ปรับตัวได้ ใช้พลังงานอิสระ และบูรณาการสิ่งมีชีวิต

ตัวอย่างการใช้ biomimetics ที่เก่าแก่และเป็นที่รู้จักกันดีคือ Velcro (ดูรูปที่ด้านบนสุดของหน้า) George de Mestral เลี้ยงดูสุนัขตัวนี้หลังจากศึกษาว่าเสี้ยนติดอยู่กับขนสุนัขของเขาอย่างไร เมื่อเห็นเมล็ดพืชผ่านกล้องจุลทรรศน์ วิศวกรสังเกตเห็นว่ามีเส้นใยพันกันและขอเกี่ยวเล็กๆ ที่ปลาย เขาได้พัฒนากระบวนการที่ทำงานในลักษณะเดียวกัน (ดูเพิ่มเติมที่นี่)

อีกตัวอย่างหนึ่ง เราใช้เครื่องปรับอากาศในอาคารขนาดใหญ่ลดลง เนื่องจากวิศวกรใช้โหมดระบายความร้อนด้วยปลวก (ภาพด้านบนทันที) ที่อาศัยของปลวกจะรักษาความชื้นอยู่เสมอและที่อุณหภูมิเกือบคงที่โดยไม่คำนึงถึงความแปรผันของอุณหภูมิภายนอก อันเนื่องมาจากเครือข่ายห้องและทางเดินที่ซับซ้อน ช่องระบายอากาศด้านล่างช่วยให้อากาศบริสุทธิ์เข้ามา ในขณะที่อากาศอุ่นจะระบายออกทางช่องด้านบน

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ว่านวัตกรรมทั้งหมดที่สร้างขึ้นจากชีวจำลองจะมีความยั่งยืน ตัวอย่างเช่น Velcro เองสามารถทำด้วยวัสดุสังเคราะห์ที่ยากต่อการใช้งานในภายหลัง ดังนั้นแรงบันดาลใจจึงไม่ใช่แค่ในการออกแบบ แต่รวมถึงกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ

แค่รู้ว่าไบโอมิเมติกส์คืออะไรหรือนำไปใช้เท่านั้นยังไม่พอ Biomimetics ไม่ควรถูกมองว่าเป็นวิธีใหม่ในการมองเห็นและให้คุณค่ากับธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังควรเป็นแนวทางในการดูแลและรักษาสิ่งที่มันยังมีให้เราอีกด้วย ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าหลายสายพันธุ์และวิถีชีวิตของพวกมันยังไม่ถูกค้นพบ และแน่นอนว่าพวกมันก่อตัวขึ้นพร้อมกับสิ่งที่รู้จักกันแล้ว ความเป็นไปได้มากมายในการแก้ปัญหา