Los intentos humanos de crear máquinas voladoras efectivas a menudo implicaron estudiar cómo vuelan las aves. Fabrice Coffrini / AFP / Getty Images Los submarinos del futuro atraviesan el agua con la ayuda de aletas de pescado que se mueven. Los aviones ascienden a través de las nubes batiendo las alas. En el desierto, un escalador se acerca constantemente a la cima de un acantilado, palmas abiertas que se adhieren sin esfuerzo a la roca con el uso de nanotecnología inspirada en los gecos. Probablemente solo hayas encontrado tecnologías futuras inspiradas en la naturaleza en los mundos imaginarios de la ciencia ficción y los cómics, pero el enfoque de diseño ya existe. Los inventores e ingenieros han buscado inspiración en la naturaleza desde tiempos prehistóricos.
Los primeros humanos aprendieron a cazar, técnicas de refugio y supervivencia mediante la observación de los animales mientras interactúan con su entorno. Si bien los humanos carecían de las garras feroces y el instinto de caza superior de los osos, la gente podía imitar sus técnicas. Y a medida que los humanos comenzaron a diseñar artilugios cada vez más complicados, continuaron mirando el ejemplo de la naturaleza. Desde los bocetos de las máquinas voladoras del siglo XV de Leonardo da Vinci hasta el primer prototipo exitoso de los hermanos Wright cuatro siglos después, sueños de vuelo humano centrados en la observación de aves.
El mundo está lleno de asombrosas innovaciones biológicas, cada uno es el producto de millones de años de evolución. Al diseñar tecnologías, Solo tiene sentido estudiar las formas en que la naturaleza ya ha dominado los desafíos involucrados. Hoy dia, sabemos esto como biomiméticos o biomimetismo - la práctica de imitar modelos en la naturaleza para crear mejores formas, procesos, sistemas y estrategias.
Te encuentras con ejemplos de biomimetismo todos los días, quizás sin siquiera darme cuenta. Tecnología de velcro, por ejemplo, se inspiró en la forma en que las bolsas de semillas con rebabas se adhieren al pelaje de los animales. Las agujas hipodérmicas modernas toman algunos consejos de los colmillos de las serpientes de cascabel. Nike incluso ha aplicado las cualidades de la tracción de las pezuñas de cabra a sus diseños de zapatillas para correr.
En este articulo, Exploraremos las formas en que la biomimetismo une las disciplinas de la biología y la ingeniería, utilizando las innovaciones del mundo natural para mejorar la tecnología y el diseño.
Biomimetismo de tiburones¿Quién hubiera pensado que los tiburones tenían tanto que enseñarnos? Estas criaturas marinas han inspirado varias innovaciones biomiméticas. La piel de tiburón se compone de pequeños escamas en forma de dientes que evitan que se formen pequeños remolinos y vórtices (que los ralentizan). Speedo ha replicado este efecto con su Fastskin ® trajes de cuerpo, que permiten a los nadadores competitivos reducir los segundos cruciales de sus tiempos de carrera. Otros han utilizado esta tecnología para crear cascos de barcos que se desplazan rápidamente y que, de forma natural, impiden la adhesión de organismos submarinos. BioPower Systems de Australia está trabajando en una innovación diferente inspirada en los tiburones. La compañía espera anclar aletas mecánicas, basadas en la fisiología de los tiburones, en medio de las corrientes marinas para generar energía hidroeléctrica.
La tecnología biomimética detrás de este pez robot se basa en la carpa común. El robot navega y se impulsa a través del agua con sus aletas, como un pez de verdad. Adrian Dennis / AFP / Getty Images Si bien el acto de imitar la naturaleza en la innovación humana ha existido durante siglos, la biomimetismo se convirtió en un campo de estudio prominente y una postura ética a finales del siglo XX. Biólogo estadounidense Janine M. Benyus se convirtió en una líder conocida del movimiento a finales de los 90 con la publicación de su libro, "Biomimetismo:Innovación inspirada en la naturaleza". Desde entonces, Benyus ha fundado el Gremio de Biomimetismo, una empresa de consultoría ambiental, y el Instituto de Biomimetismo, un grupo de defensa sin fines de lucro.
Si bien los grupos de desarrollo y los investigadores continúan inspirándose en la naturaleza, Benyus impulsa una comprensión más completa de la biomimetismo en la que la naturaleza es modelo , la medida y mentor . Modelo se refiere al principio básico de emular la naturaleza en el diseño humano; y medir tensiones sustentabilidad .
El mundo natural, como un sistema, se considera sostenible, en que sus sistemas reutilizan y reciclan recursos de manera eficiente, manera continua. En comparación, la mayor parte de nuestra tecnología y forma de vida es insostenible . Esto significa que los recursos necesarios se agotan regularmente o se dañan permanentemente. Benyus sostiene que un enfoque verdaderamente biomimético de un problema debería involucrar la sostenibilidad de la naturaleza.
La naturaleza como mentora enfatiza una nueva forma de ver nuestro medio ambiente:romper con la visión industrializada del mundo como una colección de recursos disponibles para el saqueo. Benyus insiste en que cualquier proyecto biomimético serio debería hacer más que imitar el diseño y la eficiencia de la naturaleza. Ella dice que los diseñadores deben seguir la ética ambiental. Por ejemplo, un vehículo de energía solar inspirado en el movimiento de un cangrejo de arena podría ser un invento asombroso. Sin embargo, ella dice que el producto pierde toda su credibilidad biomimética si su uso principal es talar selvas tropicales o servir como plataforma de armas.
Nueve leyes de la naturalezaBenyus enfatiza nueve leyes de la naturaleza en sus escritos. Ella sostiene que cada propiedad debe ser de vital importancia para cualquier diseño verdaderamente biomimético.
[fuente:Benyus]
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Es posible que estos montículos de termitas de la catedral en Australia no atraigan a los cazadores de apartamentos, pero los arquitectos ya han utilizado los diseños de autorefrigeración de las termitas en la construcción de edificios energéticamente eficientes. Peter Essik / Aurora / Getty Images Biomimetismo, como un proceso innovador, generalmente proviene de una de dos direcciones. Algunas veces, el innovador ve un proceso en la naturaleza y lo conecta a una tecnología o problema existente. Otros tiempos, el innovador estudia un problema de diseño existente y se dirige a la naturaleza en busca de ayuda. Aquí es donde la biomimetismo sirve como puente entre la biología y la ingeniería.
El primer paso para resolver un problema mediante biomimetismo es traducir lo que necesita de un diseño en términos biológicos. Por ejemplo, ¿Y si quisiera diseñar un extintor de incendios de mayor alcance? ¿En qué parte de la naturaleza han evolucionado los organismos para hacer frente a un problema similar? Es posible que los escarabajos bombarderos no se ocupen de apagar una estufa en llamas, pero han evolucionado a chorros calientes, corriente explosiva de veneno a los depredadores.
Una vez descubierto, el siguiente desafío es aprender la lección de la naturaleza y aplicarla a su diseño. En el caso del escarabajo bombardero, Los investigadores estudiaron el uso que hace el insecto de una "cámara de combustión" de alta presión en su abdomen. Los diseñadores han comenzado a aplicar este descubrimiento a la tecnología de pulverización existente.
Puede encontrar biomimetismo en varios campos diferentes. Sea cual sea el desafío del diseño, hay una buena posibilidad de que una especie en la Tierra ya haya abordado un problema similar. Considere estos ejemplos:
Necesidad humana: Los constructores quieren un medio más económico para enfriar grandes edificios.
El ejemplo de la naturaleza: Ciertos montículos de termitas africanos deben mantener una temperatura constante de 87 grados Celsius (189 grados Fahrenheit) para que la cosecha de hongos sobreviva. Lograr esto, construyen salidas de aire que mueven constantemente el aire por todo el montículo, enfriarlo o calentarlo a la misma temperatura que el propio montículo.
Solución biomimética: Los arquitectos e ingenieros están construyendo varios complejos de oficinas grandes que imitan el enfoque de las termitas para el control de la temperatura.
Necesidad humana: Los fabricantes de automóviles quieren desarrollar un sistema anticolisión.
El ejemplo de la naturaleza: Las langostas evitan encontrarse entre sí en enjambres mediante el uso de ojos altamente evolucionados que permiten que estos insectos vean en varias direcciones simultáneamente.
Solución biomimética: Los diseñadores de automóviles imitaron la visión de las langostas cuando desarrollaron sensores que detectan el movimiento que rodea directamente un automóvil y advierten a los conductores de choques inminentes.
Necesidad humana: Las empresas químicas quieren una capa de pintura autolimpiante.
El ejemplo de la naturaleza: Las plantas de loto deben mantener limpia la superficie de sus hojas, a pesar de vivir en estanques fangosos y pantanos. Las pequeñas crestas y protuberancias de las hojas evitan que las gotas de agua se esparzan por la superficie. Como resultado, el agua gotea y se desliza, llevando partículas de suciedad con él.
Solución biomimética: Los desarrolladores han aplicado este efecto de loto a la pintura. Cuando la pintura se seque, pequeños bultos permanecen en la superficie que ayudan a que las gotas de agua eliminen la suciedad.
Necesidad humana: Los trabajadores de la salud quieren una forma de almacenar vacunas sin refrigeración.
El ejemplo de la naturaleza: La planta de la resurrección africana se seca por completo durante las sequías anuales y luego se reactiva cuando vuelven las lluvias. Las plantas contienen un polifenol que protege contra el daño de la membrana celular durante la deshidratación.
Solución biomimética: Los investigadores están buscando una forma de utilizar estos azúcares para preservar las vacunas vivas a través de la deshidratación.
Por todo el mundo, los investigadores buscan en la naturaleza respuestas a sus diversos desafíos de diseño. Al estudiar cómo la evolución supera los desafíos, la biomimetismo puede algún día ayudarnos a resolver problemas que van desde la espuma de jabón hasta los problemas de sostenibilidad global.
Fuentes
