Como a natureza moldou o desenvolvimento da tecnologia? Veja mais fotos verdes vivas. © iStockphoto / alistaircotton Os engenheiros estão empenhados em resolver problemas. É seu trabalho encontrar maneiras de alcançar certos resultados. O problema pode envolver encontrar uma maneira de construir um arranha-céu que possa resistir a ventos com força de furacão. Ou pode ser descobrir um método para administrar uma dosagem específica de drogas a uma única célula do corpo humano.
Os engenheiros costumam olhar para a natureza para ver se já existe uma solução para o problema que enfrentam atualmente. Eles não devem apenas reconhecer a solução, mas também poder estudar, copie e aprimore essa solução para que possamos aproveitá-la. Há uma palavra especial para essa abordagem: biomimética . Em última análise, a criação do engenheiro imita a estrutura ou função de uma entidade biológica.
Os resultados podem ser inspiradores ou algo que as pessoas rotineiramente dão como certo. Mas mesmo as invenções básicas não teriam sido possíveis se os engenheiros não tivessem prestado muita atenção ao modo como as coisas funcionam na natureza. Vamos dar uma olhada em cinco maneiras pelas quais a natureza inspirou a tecnologia em que confiamos, listado em nenhuma ordem particular.
O cérebro é tão complexo que mesmo o supercomputador mais rápido não consegue simulá-lo em tempo real. © iStockphoto / Henrik5000 Inteligência artificial é um termo usado há décadas. No passado, os computadores eram apenas máquinas poderosas que podiam processar números enormes - eles não podiam pensar por si próprios. Um computador só pode seguir instruções explícitas.
Hoje, engenheiros e cientistas da computação estão tentando dar o salto da computação para o pensamento. Eles encontraram algum progresso. Em 2008, os cientistas usaram o supercomputador BlueGene L para simular o cérebro de um rato. Isso pode parecer simples, mas um cérebro - mesmo pertencente a um mouse virtual - é incrivelmente complexo. Tão complexo, na verdade, que o poderoso computador só poderia executar a simulação em rajadas de 10 segundos [fonte:BBC News].
Em 2009, Os pesquisadores de Cornell criaram um programa de computador capaz de derivar as leis básicas do movimento analisando os movimentos de um pêndulo. O programa fez uma série de medições e usou um algoritmo genético para extrapolar as leis básicas da física.
No futuro, podemos ver máquinas capazes de resolver problemas complexos de engenharia. Podemos até chegar ao ponto em que os computadores projetam máquinas ainda mais poderosas. Que tal pensar profundamente?
Cientistas da nanotecnologia estudam vírus na esperança de desenvolver novos tratamentos para doenças como o câncer. © iStockphoto / Henrik5000 Existem equipes de engenheiros, cientistas da computação e médicos que estão trabalhando em métodos para curar o câncer e outras doenças, célula por célula. Uma solução na qual eles estão trabalhando envolve o design de tecnologias de entrega em nanoescala. Eles estão construindo nanopartículas médicas - objetos que têm menos de 100 nanômetros de diâmetro. Um nanômetro é um bilionésimo de um metro. Na verdade, a nanoescala é tão pequena que é impossível visualizar as nanopartículas mesmo com o auxílio de um microscópio de luz.
A ideia é elegante:criar uma partícula de entrega de medicamento que possa procurar uma célula cancerosa, infiltre-o e administre o medicamento exatamente onde ele precisa ir. Ao direcionar apenas as células cancerosas, os médicos esperam eliminar a doença e, ao mesmo tempo, minimizar os efeitos colaterais. As células saudáveis permaneceriam inalteradas.
Isso é mais complicado do que parece. Mas essas equipes têm um modelo natural que podem estudar para criar nanopartículas:vírus. Os vírus podem medir apenas alguns nanômetros de comprimento e são capazes de procurar tipos específicos de células de alguma forma antes de se replicar. Os médicos esperam criar nanopartículas que imitem essa capacidade.
Esta lagartixa pode nos ensinar a andar nas paredes. © iStockphoto / swisshippo Desde o início dos tempos, o homem buscou a maneira ideal de unir algo a outra. Em tempos antigos, isso pode ter envolvido o martelar de um grande espigão na pele de um mamute para tornar a caverna um pouco menos ventilada. Nos dias de hoje, engenheiros olham para plantas com rebarbas ou criaturas como a lagartixa em busca de inspiração.
Em 1941, O engenheiro suíço Georges de Mestral estava catando rebarbas que haviam se prendido em suas roupas e no pelo de seu cachorro. Ele colocou uma rebarba sob um microscópio e notou que tinha pequenas farpas que permitiam que se prendesse a criaturas que passavam. O engenheiro apresentou um plano brilhante - criar um material que usasse essas pequenas farpas como dispositivo de fixação. Esse material é o que agora chamamos de Velcro [fonte:Stephens].
Depois, há Gecko Tape, um material que usa fios de cabelo nanoscópicos para se agarrar a superfícies lisas. Os cabelos imitam os que você encontra nos pés das lagartixas. Um dia, os cientistas podem ser capazes de criar um traje completo usando esse material. Esse traje permitiria ao usuário escalar paredes e talvez até caminhar pelo teto. Muito antes, talvez possamos fazer uma ligação para o nosso amigo Homem-Aranha da vizinhança.
As formigas poderiam nos ajudar a projetar sistemas de navegação para robôs? © iStockphoto / arlindo71 No futuro, haverá robôs. Se eles vão atender a todas as nossas necessidades ou nos caçar em bandos. Ele continua a ser visto. De qualquer jeito, um recurso de que os robôs precisarão para atingir seu verdadeiro potencial é a navegação autônoma.
A maioria dos robôs requer uma rota pré-programada ou simplesmente reage ao ambiente sempre que encontra um obstáculo. Muito poucos conseguem encontrar o caminho de um ponto a outro por conta própria. Alguns engenheiros estão tentando superar esse problema estudando formigas.
A Cataglyphis é uma formiga encontrada no deserto do Saara. Ao contrário de outras formigas, o Cataglyphis não depende de trilhas de feromônios para navegar em seu ambiente. Os cientistas acreditam que as formigas usam uma combinação de pilotagem visual, integração de caminhos e pesquisa sistemática [fonte:Möller et al.]. Os engenheiros esperam que, ao obter uma compreensão mais profunda de como criaturas como o Cataglyphis navegam, eles podem construir robôs com recursos semelhantes.
Esta corcunda não pode voar, mas suas barbatanas podem nos ajudar a subir para o céu. © iStockphoto / adwalsh Em 2000, A Walt Disney Pictures lançou uma nova edição de "Fantasia". O filme atualizado continha várias novas sequências, um dos quais apresentava um grupo de baleias jubarte que voam para as cepas de "The Pines of Rome" de Ottorino Respighi. Embora não seja provável que vejamos baleias jubarte subindo ao céu, a sequência fantástica pressagiava uma descoberta científica real.
Em maio de 2004, um grupo de cientistas e engenheiros publicou um artigo científico na revista Physics of Fluids. A equipe construiu modelos de nadadeiras peitorais em uma baleia jubarte. Em um modelo, eles incluíram tubérculos - os solavancos que você encontraria na nadadeira de uma baleia real. Em outro modelo, eles usaram uma superfície lisa.
Eles testaram os dois modelos em um túnel de vento na Academia Naval dos EUA. Seus testes mostraram que a nadadeira com os tubérculos teve uma melhora de 8% na sustentação. Além disso, o flipper tinha menos probabilidade de sofrer estol em ângulos de vento íngremes e criava até 32 por cento menos arrasto.
Em breve poderemos ver aviões com asas esburacadas? É perfeitamente possível. As descobertas da equipe sugerem que a natureza criou um dispositivo eficiente para se mover em ambientes fluidos. Pode ser tolice não tirar proveito dessas descobertas.
Existem centenas de outros exemplos de como a natureza guiou o desenvolvimento tecnológico ao longo da história humana. Então, da próxima vez que você precisar resolver um problema técnico complexo, você pode apenas querer dar uma olhada em seu próprio quintal primeiro.
Aprenda mais sobre tecnologia e natureza na próxima página.
