As tentativas humanas de criar máquinas voadoras eficazes geralmente envolviam o estudo de como os pássaros voam. Fabrice Coffrini / AFP / Getty Images Os submarinos do futuro se movem rapidamente na água com a ajuda de nadadeiras de peixes balançando. Aeronaves sobem através das nuvens com asas batendo. No deserto, um alpinista se aproxima continuamente do cume de um penhasco, palmas abertas aderindo à rocha sem esforço com o uso de nanotecnologia inspirada em lagartixas. Você provavelmente só encontrou essas tecnologias futuras inspiradas na natureza nos mundos imaginários da ficção científica e dos quadrinhos, mas a abordagem de design já existe. Inventores e engenheiros buscam inspiração na natureza desde os tempos pré-históricos.
Os primeiros humanos aprenderam a caçar, técnicas de abrigo e sobrevivência, observando os animais enquanto eles interagiam com seus arredores. Enquanto os humanos não tinham as garras ferozes e o instinto de caça superior dos ursos, as pessoas podiam imitar suas técnicas. E à medida que os humanos começaram a projetar engenhocas cada vez mais complicadas, eles continuaram a olhar para o exemplo da natureza. Dos esboços de máquinas voadoras do século 15 de Leonardo da Vinci ao primeiro protótipo de sucesso dos irmãos Wright quatro séculos depois, sonhos de voo humano centrados na observação de pássaros.
O mundo está cheio de incríveis inovações biológicas, cada um é o produto de milhões de anos de evolução. Ao projetar tecnologias, só faz sentido estudar as maneiras pelas quais a natureza já dominou os desafios envolvidos. Hoje, nós sabemos disso como biomimética ou biomimética - a prática de imitar modelos na natureza para criar formas melhores, processos, sistemas e estratégias.
Você encontra exemplos de biomimética todos os dias, talvez mesmo sem perceber. Tecnologia de velcro, por exemplo, foi inspirado pela forma como as bolsas de sementes enterradas agarram-se à pele dos animais. As agulhas hipodérmicas modernas recebem algumas dicas das presas de cascavel. A Nike até aplicou as qualidades da tração do casco de cabra em seus designs de tênis de corrida.
Neste artigo, vamos explorar as maneiras pelas quais a biomimética une as disciplinas de biologia e engenharia, usando as inovações do mundo natural para melhorar a tecnologia e o design.
Biomimética de TubarõesQuem poderia imaginar que os tubarões tivessem tanto a nos ensinar? Essas criaturas marinhas inspiraram várias inovações biomiméticas. A pele do tubarão consiste em minúsculos, escamas semelhantes a dentes que impedem a formação de pequenos redemoinhos e vórtices (que os tornam mais lentos). Speedo replicou este efeito com seu Fastskin ® macacões, que permitem que nadadores competitivos economizem segundos cruciais em seus tempos de corrida. Outros usaram essa tecnologia para criar cascos de navios de viagem rápida que naturalmente impedem a fixação de organismos subaquáticos. A BioPower Systems da Austrália está trabalhando em uma inovação diferente inspirada no tubarão. A empresa espera ancorar nadadeiras mecânicas - baseadas na fisiologia do tubarão - no meio das correntes marítimas para gerar energia hidrelétrica.
A tecnologia biomimética por trás desse peixe robô é baseada na carpa comum. O robô navega e se impulsiona através da água com suas nadadeiras, como um peixe real. Adrian Dennis / AFP / Getty Images Embora o ato de imitar a natureza na inovação humana exista há muito tempo, a biomimética tornou-se um importante campo de estudo e postura ética no final do século XX. Bióloga americana Janine M. Benyus tornou-se uma conhecida líder do movimento no final dos anos 90 com a publicação de seu livro, "Biomimética:inovação inspirada na natureza." Desde então, Benyus acabou fundando a Guilda da Biomimética, uma empresa de consultoria ambiental, e o Instituto de Biomimética, um grupo de defesa sem fins lucrativos.
Embora grupos de desenvolvimento e pesquisadores continuem a se inspirar na natureza, Benyus defende uma compreensão mais abrangente da biomimética em que a natureza é modelo , medir e mentor . Modelo refere-se ao princípio básico de emular a natureza no design humano; e medir tensões sustentabilidade .
O mundo natural, como um sistema, é considerado sustentável, na medida em que seus sistemas reutilizam e reciclam recursos de forma eficiente, forma contínua. Em comparação, a maior parte de nossa tecnologia e modo de vida é insustentável . Isso significa que os recursos necessários são regularmente esgotados ou permanentemente danificados. Benyus argumenta que uma abordagem verdadeiramente biomimética para um problema deve envolver a sustentabilidade da natureza.
A natureza como mentora enfatiza uma nova maneira de ver nosso meio ambiente - rompendo com a visão industrializada do mundo como uma coleção de recursos disponíveis para pilhagem. Benyus insiste que qualquer projeto biomimético sério deve fazer mais do que imitar o design e a eficiência da natureza. Ela diz que os designers devem seguir a ética ambiental. Por exemplo, um veículo movido a energia solar modelado após o movimento de um caranguejo da areia pode ser uma invenção incrível. Contudo, ela diz que o produto perde toda sua credibilidade biomimética se seu uso principal for derrubar florestas tropicais ou servir como plataforma de armas.
Nove Leis da NaturezaBenyus enfatiza nove leis da natureza em seus escritos. Ela argumenta que cada propriedade deve ser de consideração vital para qualquer projeto verdadeiramente biomimético.
[fonte:Benyus]
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Esses cupinzeiros de catedral na Austrália podem não atrair os caçadores de apartamentos, mas os arquitetos já usaram os projetos de resfriamento automático dos cupins na construção de edifícios com eficiência energética. Peter Essik / Aurora / Getty Images Biomimética, como um processo inovador, geralmente vem de uma de duas direções. As vezes, o inovador vê um processo na natureza e o conecta a uma tecnologia ou problema existente. Outros tempos, o inovador estuda um problema de design existente e recorre à natureza em busca de ajuda. É aqui que a biomimética serve de ponte entre a biologia e a engenharia.
A primeira etapa para resolver um problema por meio da biomimética é traduzir o que você precisa de um projeto em termos biológicos. Por exemplo, e se você quisesse projetar um extintor de incêndio com um alcance maior? Onde na natureza os organismos evoluíram para lidar com um problema semelhante? Besouros bombardeiros podem não lidar com a extinção de um fogão em chamas, mas eles evoluíram para esguichar um aquecedor, fluxo explosivo de veneno em predadores.
Uma vez descoberto, o próximo desafio é tirar a lição da natureza e aplicá-la de volta ao seu projeto. No caso do besouro bombardeiro, os pesquisadores estudaram o uso, pelo inseto, de uma "câmara de combustão" de alta pressão em seu abdômen. Os designers começaram a aplicar essa descoberta à tecnologia de pulverização existente.
Você pode encontrar a biomimética em vários campos diferentes. Seja qual for o desafio de design, há uma boa chance de uma espécie na Terra já ter enfrentado um problema semelhante. Considere estes exemplos:
Necessidade humana: Os construtores querem um meio mais barato de resfriar grandes edifícios.
Exemplo da natureza: Certos cupinzeiros africanos devem manter uma temperatura constante de 87 graus Celsius (189 graus Fahrenheit) para que o fungo sobreviva. Para alcançar isto, eles constroem saídas de ar que movem constantemente o ar por todo o monte, resfriando ou aquecendo-o à mesma temperatura que o próprio monte.
Solução biomimética: Arquitetos e engenheiros estão construindo vários grandes complexos de escritórios que imitam a abordagem dos cupins no controle de temperatura.
Necessidade humana: Os fabricantes de automóveis desejam desenvolver um sistema anticolisão.
Exemplo da natureza: Os gafanhotos evitam correr uns para os outros em enxames, usando olhos altamente desenvolvidos que permitem que esses insetos vejam em várias direções simultaneamente.
Solução biomimética: Os projetistas de automóveis imitaram a visão dos gafanhotos ao desenvolver sensores que detectam movimentos ao redor de um carro e alertam os motoristas sobre acidentes iminentes.
Necessidade humana: As empresas químicas querem uma camada de tinta autolimpante.
Exemplo da natureza: As plantas de lótus devem manter as superfícies de suas folhas limpas, apesar de viver em lagos lamacentos e pântanos. As pequenas cristas e protuberâncias das folhas impedem que as gotas de água se espalhem pela superfície. Como resultado, a água goteja e desliza para longe, carregando partículas de sujeira com ele.
Solução biomimética: Os desenvolvedores aplicaram esse efeito de lótus à pintura. Quando a tinta seca, pequenas saliências permanecem na superfície que ajudam as gotas de água a remover a sujeira.
Necessidade humana: Os profissionais de saúde querem uma maneira de armazenar vacinas sem refrigeração.
Exemplo da natureza: A planta da ressurreição africana seca completamente durante as secas anuais e então se revive quando as chuvas voltam. As plantas contêm um polifenol que protege contra danos à membrana celular durante a desidratação.
Solução biomimética: Os pesquisadores estão procurando uma maneira de usar esses açúcares para preservar vacinas vivas por meio da desidratação.
No mundo todo, os pesquisadores estão procurando na natureza respostas para seus vários desafios de design. Ao estudar como a evolução supera os desafios, a biomimética pode um dia nos ajudar a resolver problemas que vão desde a escória de sabão até questões de sustentabilidade global.
Fontes
