Janine Benyus mesél a természet tervezési megoldásairól.

A biomimetika területén történt legújabb előrehaladásokról szóló inspiráló előadásában, Janine Benyus izgalmas és buzdító példákat hoz arra, hogy már most miként befolyásolja a természet a termékeket és rendszereket amelyeket építünk.

Izgalmas itt lenni egy olyan konferencián,

amelynek a témája: "A természet ihlette", el tudják képzelni.

És izgalmas itt lenni az előjáték szekcióban.

Észrevették, hogy ez a szekció az előjáték?

Azért, mert az egyik kedvenc állatkámról beszélhetek itt,

a Nyugati Vöcsökről. Addig nem éltél,

amíg nem láttad a násztáncukat.

A Bowman tavon voltam a Glacier Nemzeti Parkban,

amely egy hosszú, vékony tó, olyan a fejjel lefele hegyekkel benne.

Nekem és a páromnak van egy kajakunk.

Szóval eveztünk és egyike ezeknek a Nyugati Vöcsköknek velünk tartott.

A násztáncuk alkalmával egymás mellett haladnak,

mindketten, a két társ, elkezdenek a víz alatt szaladni.

Egyre gyorsabban lépkednek, mígnem annyira gyorsak,

hogy szó szerint kiemelkednek a vízből,

és felegyenesedve, a víz felszínén szaladnak.

Egyike ezeknek a Vöcsköknek velünk tartott amíg eveztünk.

Mi ugye egy kajakban ülünk és nagyon gyorsan haladunk.

A Vöcsök szerintem egy esélyes párnak hitt minket,

és elkezdett szaladni a vízen mellettünk,

násztáncot járva, mérföldeken keresztül.

Megállt, majd elindult, megállt, újra elindult.

Ezt nevezem én előjátéknak.

(Nevetés)

Ilyen közel álltam akkor, hogy fajt váltsak.

Az élet meg tud tanítani egy s másra

a szórakozás területén. Az élet sokmindenre megtanít.

De amiről én ma beszélni szeretnék,

hogy mit taníthatna technikában és tervezésben.

Mi történt azóta, hogy a könyvet kiadták?

A könyv elsősorban a biomimetika kutatásról szólt.

Azóta az történt, hogy építészek, tervezők és mérnökök,

emberek, akik a világunkat építik, azt kezdtek hívogatni,

szeretnénk ha egy biológus ülne a tervezőasztalnál,

hogy segítsen minket, helyben inspirációt szerezni.

Vagy, és ez az élvezetes része számomra, szeretnénk, ha

kivinnétek a természetbe. Mi hozzuk a tervezési kihívásunkat

és megtaláljuk a alkalmazkodóbajnokokat a természetben.

Ez egy kép a Galapagos-i utunkról, amelyet néhány

mérnökkel tettünk meg; akik szennyvíztisztítással foglalkoznak.

Egyesek közülük eléggé elutasítóan álltak hozzá.

Eleinte azzal érveltek, hogy tudja, mi már csináljuk a biomimetikát.

Baktériumokat használunk a víz tisztítására. De mi azt mondtuk:

hát, az nem igazán a természet adta inspiráció.

Az bio-feldolgozás, bio-támogatott technológia:

felhasználni egy organizmust, amely elvégzi munkát

egy nagyon régi technológia, "megszelidítésnek" hívják.

Itt tanulásról van szó, valamit megtanulok egy organizmustól, amit alkalmazok.

Szóval nem értették a lényeget.

Úgyhogy elmentünk sétálni a víz partján és azt mondtam,

nos, mi a ti nagy problémátok. Adjatok egy tervezési kihívást,

egy akadályt, ami visszatart attól, hogy fenntarthatóak legyetek.

És ők az mondták, hogy a vízkő, ásványi lerakódás a csövekben.

Azt mondták, az történik, hogy a vízkő

akár a lakásában, lerakódik,

és elzárja a csövet. Mérgező anyagokkal kell kimossuk,

vagy ki kell kaparjuk.

Szóval ha lenne valami módja hogy megállítsuk a kövesedést...

Erre én felvettem néhány kagylót. És megkérdeztem őket,

Mi a vízkő? Mi az anyag a csöveitekben?

Azt mondtak, kalcium karbonát.

Én azt mondtam, ez is az, ez is kalcium karbonát.

Ők nem tudták ezt.

Nem tudták, hogy a tengeri kagyló anyaga

egy fehérje váz, amire a tengervízbeli ionok

rákristályosodnak, így megalkotva a kagylót.

Ugyanaz a folyamat megy végbe, fehérjék nélkül,

a csöveik belsejében. Ezt nem tudták.

Nem információ hiánya miatt; hanem integráció hiány miatt.

Emberek elzárt dobozokban. Nem tudták,

hogy ugyanaz a folyamat megy végbe. Egyikük elkezdett gondolkodni

és azt mondta, szóval, ha ez csak kikristályosodás

ami önállóan megy végbe a tengervízben, önszerveződés,

akkor miért nem végtelen nagyok a kagylók? Mi állítja le?

Miért nem folytatódik a folyamat?

Elmondtam, hogy ugyanúgy ahogy beindítják a fehérjék,

ahogy kiválasztanak egy fehérjét ami beindítja a kristályosodást,

ekkor kezdtek mindannyian figyelni,

kiválasztanak egy fehérjét ami megállítja.

Szó szerint rátapad a növekedő kristály felületére.

Azóta van egy termék, a TPA,

ami utánozza ezt a megállító fehérjét,

egy környezetbarát eljárás amivel megállítható a vízkövesedés.

Ez mindent megváltoztatott. Ettől kezdve,

nem lehetett visszarakni a mérnököket a hajóba.

Az első nap elmentek túrázni,

és csak, klikk, klikk, klikk, klikk. Majd öt perc múlva újra a hajóban voltak.

Befejeztük. Ezt a szigetet megnéztük.

De ezután,

Mindenütt ott voltak. Nem akartak ...

búvárkodtak egészen addig amíg engedtük nekik.

Az történt, hogy rájöttek, vannak organizmusok körülöttük,

amelyek már régóta megoldották a problémákat,

amelyeket egész karrierjük során próbáltak megoldani.

Egy dolog a természetről tanulni.

A természettől tanulni, ez valami más.

Ez az alapvető váltás.

Azt ismerték fel, hogy a válaszok a kérdéseikre mindenütt ott vannak,

csak le kellett cserélni a szemüveget amin keresztül látták a világot.

3.8 milliárd évnyi tesztelés.

10-30 milló - Craig Venter valószínűleg elmondja majd,

szerintem sokkal több mint 30 millió jól kidolgozott megoldás van.

Fontos számomra, hogy ezek egy adott környezetre vannak kialakítva.

És ez a környezet a Föld.

A környezet, ahol mi is próbálunk megoldásokat találni.

Tudatos leutánzása az élet zsenialitásának.

Ez nem gépies mímelés,

bár Al próbálkozott a frizura kialakításával,

ez nem gépies mímelés. Vesszük a tervezési elveket,

a természet zsenialitását, és valamit tanulunk belőle.

Egy ilyen IT emberekkel teli csoportban, meg kell említenem, hogy

egy dologról nem fogok beszélni, ez pedig a ti területetek,

egyike azoknak, amely sokat tanult az élő dolgoktól,

a software terén. Vannak számítógépek, amelyek megvédik magukat,

akár egy immunrendszer. És tanulunk a génszabályozástól

és a biológiai fejlődéstől. És tanulunk a neurális hálózatoktól,

genetikai, evolúciós algoritmusoktól.

Ez a dolgok software oldala. De ami számomra érdekes,

hogy nem néztünk bele elég mélyen a dolgokba. Ezek a gépek

megítélésem szerint nem igazan high-tech megvalósítások

olyan értelemben, hogy több tucat rákkeltő anyag

van a Szilikonvölgy vizében.

Úgyhogy a hardware

egyáltalán nem üti meg az élet sikerességi mércéjét.

Szóval mit tanulhatunk, nemcsak a számítógép, hanem bármi gyártásáról?

A repülőgép, amivel jöttetek, autók, az ülés amiben ültök, stb.

Hogyan tervezzük újra a világot, az ember építette világot?

Ami még fontosabb, milyen kérdéseket tegyünk fel a következő 10 évben?

És az életnek sok, sok profi technológiája van.

Mi a tanterv?

Számomra három kérdés a kulcs.

Az élet miként állít elő dolgokat?

Teljesen ellenkező módon, ahogy mi állítunk elő dolgokat.

Úgy mondják, melegítés, préselés és megmunkálás.

Így mondják az anyagtudósok.

A dolgok fentről lefele való kifaragása, ami során 96 százalék a hulladék,

és csak 4 százalék termék. Felmelegíted, nagy nyomáson préseled,

vegyszert használsz. Melegít, présel és megmunkál.

Az élet nem engedheti meg magának ezt. Hogyan gyárt dolgokat?

Hogyan állítja elő a legtöbb dolgot?

Ez a geranium pollen.

A szerkezete kölcsönzi neki azt a funkciót, hogy

annyira könnyen tud szállni a levegőben.

Az élet információt ad az anyaghoz.

Más szóval: szerkezetet.

Információt kölcsönöz neki, és ezáltal funkciót,

ami különbözik a szerkezet nélkülitől.

Valamint az élet feloldja a dolgokat rendszerekben.

Mert az élet nem igazan foglalkozik olyasmivel,

a természetben nincsenek a rendszertől

különálló dolgok.

Ez egy tömör tanterv.

Amint egyre többet olvasok és követem az eseményeket,

elképesztő dolgok vannak kialakulóban a biológiatudományokban.

És ugyanakkor, sok céggel van kapcsolatom.

Tudom, hogy milyen nagy kihívások előtt állnak.

Ez a két csoport nem beszél egymással.

Egyáltalán nem.

A biológia világából mi lehetne számunkra hasznos,

ami átlendítene az evolúciós csomóponton, amiben vagyunk?

Megpróbálok gyorsan 12 példát felvázolni.

Az egyik számomra izgalmas, az önszerveződés.

Már hallottatok erről a nanotechnológiával kapcsolatban.

Térjünk vissza a kagylóhoz: egy önszerveződő anyag.

A bal alsó képen láthatunk egy gyöngyszülőt

ami a tengervízből alakul ki. Ez egy réteges szerkezet, ami ásvány

és polimer, ami igen erőssé teszi.

Kétszer olyan erős, mint a high-tech kerámiáink.

De ami igazán érdekes: amig azok kemencében készülnek,

ez tengervízben készül. Az élőlény testéhez közel és benne történik.

Az emberek kezdik...

ez a Sandia National Labs; egy Jeff Brinker nevű fickó

megvalósított egy programozott önszerveződő folyamatot.

Képzeljétek el a szobahőmérsékletű kerámiagyártást

azáltal, hogy belemártunk valamit folyadékba,

kihúzzuk, és hagyjuk, hogy a párolgás

rákényszerítse a molekulákat,

hogy összekapcsolódjanak

hasonlóan, ahogy ez a kristályosodás működik.

Képzeljétek el, hogy az összes kemény anyagunkat így állítjuk elő.

Hogy egy PV cella, egy napelem alapanyagait egyszerűen felspricceljük

a tetőre és hagyjuk, hogy önszerveződés által kialakuljon.

Itt egy érdekes ötlet az IT világnak:

bio-szilícium. Ez egy kovamoszat ami szilikátokból épül fel.

A chipgyártás, ahogy ma csináljuk,

rákkeltő anyagok forrása. Ez probléma.

Ez a bio-mineralizáció folyamata, amit már utánzunk.

Ez az UC Santa Barbara. Nézzétek ezeket a kovamoszatokat;

ez Ernst Haeckel munkája.

Képzeljétek el a lehetőséget, és ez ismét egy sablon alapú folyamat,

folyadékfázisból képződik. Képzeljetek el

egy ilyen formát szobahőmérsékleten létrejönni.

Képzeljétek el tökéletes lencsék előállítását.

A baloldalon, az egy kígyókarú, be van borítva lencsékkel,

amelyek a Lucent Technologies emberei szerint

teljesen torzításmentesek.

Ez egyike a legtorzításmentesebb lencsének, amit ismerünk.

És be van borítva velük az egész teste.

Ami megint csak érdekes, hogy önszerveződő.

Egy Joanna Aizenberg nevű hölgy a Lucent-nél

most tanulja, hogy lehet egy alacsony hőmérsékletű folyamattal

előállítani ilyen típusú lencséket. A száloptikát is vizsgálja.

Ez egy tengeri szivacs, amely száloptikával rendelkezik.

Egészen lent az alján, száloptika van benne

amely jobb, mint a miénk, a fény továbbításában.

Ugyanakkor bogot köthetünk rá, annyira rugalmas.

Itt egy újabb ötlet: CO2 mint nyersanyag.

Geoff Coates a Cornell-nél, azt mondta magának,

a növények nem úgy látják a CO2-ot, mint korunk legnagyobb mérgét.

Mi így látjuk. A növények gyártják a hosszú szénláncú

keményítőt és a glükózt, éppen a CO2-ból.

Talált egy katalizátort, és egy eljárást, amivel a CO2-ot

polikarbonátokká, környezetbarát műanyagokká alakítja.

Mennyire növény-szerű!

A legizgalmasabb: napfény hajtotta transzformációk.

Az ASU-n leutánozzák a bíbor baktériumban lévő

energia-termelő szerkezeteket. Még érdekesebb,

újabban, az elmúlt néhány hétben felfedezték,

hogy van egy hidrogenáz nevű enzim, amely képes

hidrogént termelni protonokból és elektronokból. És képes felvenni hidrogént,

alapjában ez történik egy üzemanyagcellában, az anódon

és egy megfordítható üzemanyagcellában.

Mi az üzemanyagcellában platinával csináljuk.

Az élet a nagyon gyakori vassal teszi.

Egy csoportnak éppen most sikerült leutánozni

ezt a hidrogén-zsonglőr hirdogenázt.

Ez nagyon izgalmas lehetőség,

üzemanyagcella platina nélkül.

A forma ereje: itt egy bálna. Láttuk, hogy az uszonyain

gumók vannak. És azok a kis bumpszlik

növelik a hatásfokot. Például,

egy repülőgép szárnya szélén, kb. 32 százalékkal.

Ami elképesztő üzemanyag megtakarítás,

ha ilyeneket helyeznénk a repülőgép szárnyára.

Szín festékanyag nélkül: a páva színeket állít elő szerkezettel.

Beérkezik a fény, visszaverődik a rétegekről.

Vékonyréteg interferenciának hívják. Képzeljünk el

olyan termékeket, amelyeken az néhány réteg

játszik a fénnyel, hogy színt adjon.

Képzeljünk el egy olyan mintázatot egy felületen

ami öntisztítóvá teszi, csupán víz segítségével. Ezt teszi egy levél.

Látjátok azt a nagyított képet?

Ez egy vízcsepp, és azok kosz szemcsék.

Ez egy a lótuszlevél nagyított képe.

Van egy cég, ami a Lotusan nevű termékével utánozza ezt.

Amikor az épület homlokzata megszárad, mímeli az öntisztító

levél szerkezetét, és az esővíz tisztítja az épületet.

A víz nagy kihívás lesz,

a szomj csillapítása.

Itt van két organizmus, ami vizet gyűjt.

A baloldali a Namíbiai bogár amint vizet gyűjt a ködből.

A jobboldali a szárazföldi ászkarák, vizet gyűjt a levegőből.

Nem iszik friss vizet.

A Monterey-i ködből és az Atlanta-i nedves levegőből való vízgyűjtés,

mielőtt az épületbe kerül, kulcsfontosságú technológiák.

A szétválasztási technológiák nagyon fontosak lesznek.

Mi lenne, ha azt mondanánk, nincs többé bányászat?

Mi lenne, ha a fémeket hulladékból vonnánk ki?

A vízben levő kis mennyiségű fémet. Ezt teszik a mikroorganizmusok,

komplex-képzéssel kivonjak a vízből.

Van egy MR3 nevű cég itt San Franciscóban,

amely a mikroorganizmusok molekuláit utánozza szűrőkben,

hulladék újrafelhasználásra.

A zöld kémia: vízbeli kémia.

Mi szerves oldószerekben végezzük.

Egy kép egy pókról, amint a fonalkák szálai jönnek ki belőle,

amint a fonal kialakul. Hát nem szép?

A zöld kémia, az ipari kémiának a természet receptkönyvére cserélése.

Nem egyszerű, mert a természet

a periódusos rendszer csak egy kis részét használja.

Mi mindet használjuk, a mérgezőeket is.

Az elegáns receptek feltárása, amelyekkel a periódusos rendszer

ezen kis részéből olyan csoda anyagokat állítsunk elő, mint a sejt,

a zöld kémia feladata.

Időzített lebomlás: csomagolás, ami csak addig jó,

amíg akarod, hogy jó legyen, majd egy adott jelre feloszlik.

Ez egy kagyló, megtálalható a környező vizekben.

A fonal, ami a kövekhez rögzíti, időzítve van. Pontosan két év múlva,

elkezd lebomlani..

Gyógyulás: ez igazán kiváló.

Az a kis srác ott egy medveállatka.

Világszerte gond, hogy a vakcinák

nem jutnak el a betegekhez.

Mert a hűtés valahol elromlik;

az úgynevezett "hűtési lánc" megszakad.

Bruce Rosner megvizsgálta a medveállatkát,

ami ha teljesen kiszárad is, sok hónapon keresztül

életben marad, és képes regenerálni magát.

És talált egy eljárást a vakcinák kiszárítására,

és egy hasonló cukor kapszulába való bezárására

amilyen a medveállatka sejtjeiben van.

Ez azt jelenti, hogy a vakcinákat nem kell hűteni.

Be lehet tenni őket egy kesztyűtartóba.

Tanulunk az organizmusoktól. Ez a rész a vízről szól.

Organizmusoktól, amik megvannak víz nélkül,

azért, hogy olyan vakcinát állítsunk elő, ami hűtés nélkül is tartós marad.

Nem fogok eljutni 12-ig.

De azt meg el fogom mondani, hogy a legfontosabb dolog,

emellett a sok alkalmazás mellett az, hogy ezek az organizmusok

kitalálták, hogy miként csinálják ezeket a csodás dolgokat úgy,

hogy közben vigyáznak a környezetükre,

amely majd eltartja az utódaikat.

Amikor az előjátékkal vannak elfoglalva,

egy nagyon, nagyon fontos dologra gondolnak

arra, hogy a genetikai anyaguk

10 000 év múlva is megmaradjon.

És ez azt jelenti, hogy úgy kell élniük,

hogy ne rombolják le a helyet, ami az utódaikat fogja eltartani.

Ez a legnagyobb tervezési kihívás.

Szerencsére sok millió zseni van, akik szívesen

megosztják velünk a legjobb ötleteiket.

Sok szerencsét a velük folytatott beszélgetésben.

Köszönöm.

(Taps)

Chris Anderson: Méghogy előjáték! El kell jussunk 12-ig, de nagyon gyorsan.

Janine Benyus: Igazán?

CA: Ja. Csak tudod, a 10 másodperces változatával

a 10, 11 és 12-nek. Annyira nagyszerűek a diáid,

az ötletek annyira messzemenők. Nem engedhetlek lemenni

a 10, 11 és 12 nélkül.

JB: Oké, ezt csak, itt megfogom. Rendben.

Rendben, szóval a gyógyulás.

Érzékelés és válasz: a visszacsatolás nagyon fontos.

Ez egy sáska. 80 millióan lehetnek egy négyzet kilométeren,

es mégsem ütköznek egymással.

És nálunk 3.6 millió autós baleset van évente.

(Nevetés)

Szóval. Van egy illető Newcastle-ben

aki rájött, hogy egy nagy neuron teszi.

És ő azon dolgozik, hogy miként készíthet

egy ütközés-megelőző áramkört

a sáskában tálalható nagy neuronra alapozva.

Ez óriási és fontos, a 11-es.

És ez a növekvő termékenység.

Ez tiszta termelékenység-termelést jelent.

Termékenységet kellene növesszünk, és egyben élelmet is.

Mert meg kell növelnünk a bolygó kapacitását,

hogy még több lehetőséget teremtsünk az életnek.

És igazából ez az, amit a többi organizmus csinál.

Összesítve, ez az, amit egész ökoszisztémák csinálnak:

több és több lehetőséget adnak az újabb életnek.

A mi mezőgazdaságunk pont az ellenkezőjét teszi.

Mezőgazdaság arra alapozva, ahogy a préri építi a talajt,

állattenyésztés, arra alapozvam ahogy egy csorda

növeli a terület életképességet.

Meg szennyvíztisztítás is, egy mocsárhoz hasonlóan

nemcsak tisztítja a vizet,

hanem pezsgő termékenységet képez.

Ez az egyszerű tervezési lecke. Annak látszik,

mert a rendszer 3,8 milliárd év alatt kialakította.

Azok az organizmusok, amiknek nem sikerült megoldani

a környezetük fejlesztését, javítását,

nincsenek itt, hogy elmeséljék.

Ez a tizenkettedik.

Élet -- és ez a titkos trükk; ez a varázslat --

élethez vezető körülményeket teremt.

Talajt épít, levegőt tisztít, vizet tisztít,

kikeveri azt a gázkoktélt, amire szükségünk van.

És eközben irtó jó előjátékban van része

és a szükségleteit kielégíti. Ezt lehet egyszerre.

Úgy kell kielégítsük szükségleteinket, hogy közben

ezt a helyet paradicsommá alakítjuk.

CA: Janine, nagyon köszönöm.

(Taps)