Janine Benyus împărtășește designurile naturii

În această prezentare inspiratoare despre dezvoltările recente în biomimetism, Janine Benyus oferă exemple încurajatoare ale felurilor în care natura influenţează deja produsele şi sistemele pe care le construim.

E o încântare să fiu aici la o conferință

care este dedicată temei „Inspirați de către Natură” -- vă puteți imagina.

Şi sunt de asemenea încântată să fiu în partea de preludiu.

Ați observat că această parte este preludiul?

Deoarece am să vorbesc despre una din creaturile mele favorite

care este Aechmophorus occidentalis (Western Grebe). Nu aţi trăit

până nu aţi văzut aceşti indivizi făcându-şi dansul de curtare.

Eram pe Lacul Bowman în Parcul Naţional Glacier,

care e un lac lung, îngust cu ceva munţi răsturnaţi în el,

iar partenerul meu şi cu mine avem un caiac.

Şi vâsleam noi aşa şi unul din Aechmophorus occidentalis ne-a însoţit.

Şi ceea ce fac pentru dansul lor de curtare este: merg împreună,

amândoi, cei doi parteneri şi încep să alerge pe sub apă.

Dau din picioare mai repede, şi mai repede, şi mai repede, până când merg atât de repede

încât la propriu se ridică din apă,

şi stau drepţi, cumva pedalând pe suprafaţa apei.

Iar unul din aceşti Aechmophorus occidentalis ne-a însoţit în timp ce vâsleam.

Şi noi eram într-un caiac, şi ne mişcam foarte, foarte repede.

Şi acest Aechmophorus occidentalis, cred, cumva, ne-a confundat cu un posibil partener

şi a început să alerge în lungul apei lângă noi,

într-un dans de curtare -- mile întregi.

Se oprea, şi apoi începea, şi apoi se oprea, şi apoi începea.

Acum, ăsta e preludiu.

(Râsete)

OK, eu aproape -- am ajuns atât de aproape de a schimba specia în acel moment.

În mod evident, viaţa ne poate învăţa ceva

la capitolul amuzament, OK. Viaţa are multe să ne înveţe.

Dar despre ce mi-ar plăcea să vorbesc astăzi

este ceea ce viaţa ar putea să ne înveţe în tehnologie şi design.

Ce s-a întâmplat de când a apărut cartea --

cartea era în principal despre cercetarea în biomimetism.

Şi ceea ce s-a întâmplat de atunci este că arhitecţii, designerii, inginerii --

oamenii care ne construiesc lumea -- au început să sune şi să zică,

vrem un biolog să stea la planşeta de proiectare

să ne ajute, în timp real, să fim inspiraţi.

Ori -- şi asta este partea amuzantă pentru mine -- vrem ca voi să ne scoateţi

în lumea naturală. Vom veni cu o provocare de design

şi vom găsi campionii adaptării în lumea naturală, care să ne inspire.

Deci, aceasta este o poză din excursia în Galapagos pe care am făcut-o

cu câţiva ingineri specializaţi în tratarea apelor uzate; ei purifică apa uzată.

Şi câţiva dintre ei erau foarte insistenţi, de fapt, să fie acolo.

Ce ne-au spus la început a fost, ştiţi, noi deja facem biomimetism.

Folosim bacterii să ne curăţam apa. Şi noi am spus,

bine, nu e chiar aşa -- nu e chiar a fi inspirat de natură.

Asta e bio-procesare, ştiţi; asta este tehnologie bio-asistată:

folosirea unui organism pentru a-ţi face tratamentul apelor uzate

este o tehnologie veche, veche numită "domesticire".

Asta e a învăţa ceva, a învăţa o ideee, de la un organism şi apoi aplicarea ei.

Şi ei tot nu pricepeau.

Aşa că am mers la o plimbare şi am spus,

bun, daţi-mi una dintre marile voastre probleme. Daţi-mi o provocare de design,

obstacole în dezvoltarea durabilă, care vă împiedică să fiţi sustenabili.

Şi ei au spus depunerile, care sunt acumularea mineralelor în interiorul ţevilor.

Şi ei au spus, ştiţi ce se întâmplă e că, mineralul --

ca şi în casa dumneavoastră -- mineralul se acumulează.

Şi apoi deschiderea se închide şi noi trebuie să spălăm conductele cu toxine

sau trebuie să le dezgropăm.

Aşa că dacă am avea vreun mijloc de a opri depunerile --

aşa că eu am luat câtevă cochilii de pe plajă. Şi i-am întrebat:

Ce sunt depunerile? Ce este în interiorul ţevilor voastre?

Şi ei au spus, carbonat de calciu.

Şi eu am spus, asta e ceea ce este; ăsta e carbonatul de calciu.

Şi ei nu ştiau asta.

Nu ştiau că ceea ce o cochilie este,

este modelată de proteine şi apoi ioni din apa de mare

se cristalizează în loc, OK, pentru a crea cochilia.

Deci, acelaşi fel de proces, fără proteine,

se întâmplă în interiorul ţevilor lor. Ei nu ştiau.

Asta nu e din lipsă de informaţie; este din lipsă de integrare.

Ştiţi, este un buncăr, oameni în buncăre. Ei nu ştiau

că acelaşi lucru se întâmpla. Aşa că unul dintre ei s-a gandit la asta

şi a zis, OK, bine, dacă asta e doar cristalizare

ce se întâmplă automat din apa de mare -- auto-asamblare --

atunci de ce nu sunt cochiliile infinite ca mărime? Ce opreşte depunerile?

De ce nu o ţin tot aşa?

Şi eu am spus, păi, în acelaşi fel în care au dat drumul la pro... --

în care emană o proteină şi încep cristalizarea

şi apoi o conduc --

emană proteină care opreşte cristalizarea.

La propriu se lipeşte de faţa în creştere a cristalului.

Şi, de fapt, exită un produs numit TPA

care a mimat acea proteină -- proteina ce opreşte --

şi este o modalitate ecologică de a opri depunerile în conducte.

Asta a schimbat totul. Din acel moment,

nu puteai să-i aduci pe aceşti ingineri înapoi în barcă.

Prima zi, au făcut o drumeţie,

şi a fost clic, clic clic, clic. 5 minute mai târziu ei erau înapoi în barcă.

Am terminat. Ştiţi, am văzut insula aia.

După asta,

se târau peste tot. Nu le-ar ajunge --

ar fi făcut scufundări cât de mult i-am fi lăsat să facă scufundări.

Ce s-a întâmplat a fost că au realizat că acolo erau organisme

care aveau deja rezolvate problemele

pe care ei şi-au petrecut carierele pentru a le rezolva.

A învăţa despre lumea naturală e una,

a învăţa de la lumea naturală -- asta-i schimbarea.

Asta-i schimbarea profundă.

Ce au realizat ei a fost că răspunsul la întrebările lor este peste tot;

ei au trebuit doar să schimbe lentilele cu care vedeau lumea.

3,8 miliarde de ani de experimente pe teren.

10 până la 30 -- îţi va spune probabil Craig Venter;

Cred că sunt mai mult de 30 de milioane -- de soluţii bine adaptate.

Lucrul important pentru mine este că aceste soluţii sunt soluţii rezolvate în context.

Iar contextul este Pământul --

acelaşi context în care încercăm noi să ne rezolvăm problemele.

Aşadar, este emularea conştientă a geniului vieţii.

Nu e imitare servilă --

chiar dacă Al încearcă să-şi transmită tunsoarea --

nu e imitare servilă. Ia principiile de design,

geniul lumii naturale şi se învaţă ceva de la ea.

Acum, într-un grup cu atât de mulţi oameni din IT, trebuie să menţionez asta --

una despre care n-am să vorbesc este că domeniul vostru

este unul care a învăţat enorm de multe de la vieţuitoare,

la partea de soft. Deci, există computere care se protejează

ca un sistem imunitar şi noi învăţăm de la reglarea genelor

şi dezvoltarea biologică. Şi învăţăm de la reţele neuronale,

algoritmi genetici, algoritmi evoluţionişti.

Asta e pe partea de soft. Dar ceea ce e interesant pentru mine

este că nu ne-am uitat la asta, aşa de mult. Adică, aceste maşini

nu sunt de fapt atât de evoluate după estimarea mea

în sensul că există zeci şi zeci de carcinogeni

în apă în Silicon Valley.

Deci, partea hardware

nu e deloc OK în termeni de ce ar numi viaţa un succes.

Deci, ce putem despre a face -- nu doar computere, ci tot?

Avionul cu care aţi venit, maşinile, locurile pe care staţi.

Cum reproiectăm lumea pe care o creăm, lumea facută de om?

Mai important, ce ar trebui să cerem în următorii 10 ani?

Şi există acolo o grămadă de tehnologii grozave pe care viaţa le are.

Care este programa?

Trei întrebări sunt, pentru mine, cheia.

Cum face viaţa lucruri?

Ăsta e opusul; cum facem noi lucruri.

A fost numit încălzit, lovit şi tratat --

aşa-i zic cercetătorii materialelor.

Şi e decuparea lucrurilor de sus în jos, cu 96% resturi

şi doar 4% produs. Îl încălzeşti, îl loveşti cu presiuni mari,

foloseşti chimicale. OK. Încălzit, lovit şi tratat.

Viaţa nu îşi permite să facă asta. Cum face viaţa lucruri?

Cum face viaţa majoritatea lucrurilor?

Acesta este polen de Geranium.

Şi forma sa e ceea ce îi dă funcţia de a fi în stare

să se rostogolească prin aer cu uşurinţă, OK. Uitaţi-vă la formă.

Viaţa adaugă informaţie materiei.

Cu alte cuvinte: structură.

Îi dă informaţie. Prin adăugarea informaţiei la materie,

îi dă o funcţiune care e diferită faţă de cea fără structură.

Şi în al treilea rând, cum face viaţa ca lucrurile să dispară în sisteme?

Deoarece viaţa nu face chiar negoţ cu lucruri;

nu există lucruri în lumea naturală divorţate

de sistemele lor.

Foarte scurtă trecere-n revistă.

Pe măsură ce citesc mai mult şi mai mult acum şi urmăresc povestea,

există nişte lucruri incredibile ce urmeză să apară în ştiinţele biologice.

În acelaşi timp, ascult multe afaceri

şi aflu care sunt tipurile marilor lor provocări.

Cele două grupuri nu vorbesc unul cu altul.

Deloc.

Ce din lumea biologiei poate fi de ajutor în această articulaţie,

să ne scoată din acest tip de impas evoluţionar în care suntem?

O să trec prin 12 idei, foarte rapid.

OK, una care-i incitantă pentru mine e auto-asamblarea.

Acum, aţi auzit despre asta în termeni de nanotehnologie.

Înapoi la acea scoică: scoica e un material care se auto-asamblează.

În stânga jos este o poză a unui sidef

format din apa mării. Este o structură stratificată care e mineral

şi apoi polimer şi îl face foarte, foarte rezistent.

Este de două ori mai rezistent decât ceramica noastră high-tech.

Dar ceea ce chiar interesant: spre deosebire de ceramica noastră care este în cuptoare,

asta se petrece în apă. Se petrece aproape, în, și aproape de corpul organismului.

OK, oamenii încep --

acesta este Sandia National Labs; un tip pe nume Jeff Brinker

a găsit o cale de a avea un proces de codare auto-asamblant.

Imaginaţi-vă să fiţi în stare să faceţi ceramică la temperatura camerei

prin simpla înmuiere a ceva într-un lichid,

ridicându-l din lichid şi punând evaporarea

să forţeze împreună moleculele din lichid,

astfel încât să creeze un puzzle împreună

în acelaşi fel în care această cristalizare funcţionează.

Imaginaţi-vă realizarea tuturor materialelor noastre grele astfel.

Imaginaţi-vă pulverizarea precursorilor unei celule PV, a unei celule solare,

pe un acoperiş şi având-o auto-asamblată într-o structură stratificată ce colectează lumină.

Iată una interesantă pentru lumea IT:

bio-silicon. Acesta este un diatom, care este făcut din silicaţi.

Şi aşa siliconul, pe care îl facem chiar acum --

este parte din problema noastră carcinogenică în producerea cipurilor noastre --

acesta este un proces de bio-mineralizare care acum este imitat.

Aceasta este UC Santa Barbara. Uitaţi-vă la aceşti diatomi;

acesta este din muncă lui Ernst Haeckel.

Imaginaţi-vă să fiţi în stare -- şi, din nou, este un proces calibrat

şi solidifică dintr-un proces lichid -- imaginaţi-vă să fiţi în stare să aveţi acel

tip de structură apărând la temperatura camerei.

Imaginaţi-vă să fiţi în stare să faceţi lentile perfecte.

În stânga, aceasta este o Ophiuroidea (învecinată cu stelele de mare); este acoperită cu lentile

pe care oamenii de la Lucent Technologies le-au găsit

ca neavând nici o deformare

Este una dintre cele mai fără-defecte lentile de care ştim.

Şi mai sunt multe din ele, peste tot corpul ei.

Ceea ce e interesant, din nou, este că se auto-asamblează.

O femeie numită Joanna Aizenberg, la Lucent,

învaţă acum cum să facă asta într-un proces la temperatură joasă pentru a crea

acest tip de lentile. Ea de asemenea se uită la fibra optică.

Acesta este un burete de mare care are o fibră optică.

La baza ei, aceasta este fibră optică

care funcţionează mai bine decât a noastră, pentru a muta lumina,

dar poţi să o legi într-un nod; este incredibil de flexibilă.

Aici e o altă idee mare: dioxid de carbon ca material de sinteză.

Un tip pe nume Geoff Coates, la Cornell, şi-a zis,

ştiţi, plantele nu văd CO2 ca pe cea mai mare otravă a timpului nostru.

Noi o vedem în felul acesta. Plantele sunt ocupate făcând lanţuri lungi

de amidon şi glucoză, exact, din CO2. El a găsit o cale --

el a găsit un catalizator şi el a gasit un mijloc să ia CO2

şi să-l transforme în policarbonaţi. Plasticuri biodegradabile

din CO2 -- cât de la fel ca plantele.

Transformările solare: cea mai interesantă idee.

Există oameni care imită dispozitivele de colectare a energiei

în interiorul bacteriilor purpurii, oamenii de la ASU. Chiar mai interesant,

recent, în ultimele două săptămâni, oamenii au văzut

că există o enzimă numită hidrogenază care este în stare să evolueze

hidrogen din proton şi electroni. Şi este capabilă să absoarbă hidrogen --

în mare asta e ceea ce se întâmplă într-o celulă de combustibil, în anodul unei celule de combustibil

şi într-o celulă de combustibil reversibilă.

În celulele noastre de combustibil, noi o facem cu platină.

Viaţa o face cu un foarte, foarte comun fier.

Şi o echipă acum e capabilă să imite

acea hidrogenază jonglând hidrogen.

Asta este foarte interesant pentru celulele de combustibil --

să fii în stare să faci asta fără platină.

Puterea formei: aici e o balenă. Am văzut că înotătoarele acestei balene

au tuberculi în ele. Şi acele mici umflături

de fapt cresc eficienţa la, de exemplu,

muchiile unui avion -- cresc eficienţa cu aproximativ 32%.

Ceea ce e o economie incredibilă de combustibil fosil,

dacă doar am pune asta pe muchiile unei aripi.

Colorare fără pigmenţi: acest păun crează culoare prin formă.

Lumina vine și aceasta ricoşează de pe straturi;

este numită interferenţă prin lame subţiri. Imaginaţi-vă în stare

să auto-asamblaţi produse cu ultimele câteva straturi

jucându-se cu lumina pentru a crea culoare.

Imaginaţi-vă capabili să creaţi forme la exteriorul unei suprafeţe,

astfel încât se auto-curăţă doar cu apă. Asta e ceea ce o frunză face.

Vedeţi acea poză de detaliu?

Este o picătură de apă şi acelea sunt particule de murdărie.

Şi acesta este o poză de detaliu a unei frunze de lotus.

Există o companie ce face un produs numit Lotusan, care imită --

când zugrăveala faţadei clădirii se usucă, imită umflăturile

dintr-o frunză care se curăţă singură şi apa de ploaie curăţă clădirea.

Apa va fi marea, imensa noastră provocare:

potolirea setei.

Aici sunt două organisme care extrag apa.

Cel din stânga este gândacul Namibian ce scoate apă din ceaţă.

Cel din dreapta este un Armadillidiidae -- scoate apă din aer.

Nu bea apă proaspătă.

A extrage apă din ceaţa din Monterey şi din aerul năduşitor din Atlanta,

înainte de a intra într-o clădire, sunt tehnologii cheie.

Tehnologiile de separare vor fi extrem de importante.

Ce-ar fi dacă, să spunem, n-ar mai exista minerit în roci dure?

Ce-ar fi dacă am separa metalele noastre din apele uzate --

mici cantităţi de metal din apă? Asta-i ceea ce microbii fac,

ei chelatizează metalele din apă.

Există o companie aici în San Francisco numită MR3,

care integrază mime ale moleculelor microbilor pe filtre

pentru a exploata apele uzate.

Chimia verde este chimia în apă.

Noi facem chimie în solvenţi organici.

Asta e o poză a organelor filiere ieşind dintr-un păianjen,

şi a mătăsii care se formează de la un păianjen. Nu-i aşa că este frumos?

Chimia verde este înlocuirea chimiei noastre industriale cu cartea de reţete a naturii.

Nu e uşor, pentru că viaţa foloseşte

doar un subset de elemente din tabelul periodic.

Iar noi le folosim pe toate, chiar şi pe cele toxice.

Pentru a înţelege elegantele reţete care ar luar micul subset

din tabelul periodic şi ar crea materiale miraculoase ca acea celulă

este treaba chimiei verde.

Degradare temporizată: împachetarea a ceea ce e bun

până când nu mai vrei să fie bun şi se dizolvă la un semn.

Asta e o midie pe care o poţi întâlni în apele de aici.

Şi firele care o ţin de stâncă sunt temporizate -- la exact doi ani,

ele încep să se dizolve.

Vindecare: asta e una bună.

Acel mic individ de acolo este un tardigrad.

Există o problemă cu vaccinurile în jurul lumii:

nu ajung la pacienţi. Motivul este că

refrigerarea cumva se strică;

ceea ce e numit "lanţ rece" se strică.

Un tip numit Bruce Rosner s-a uitat la tardigrad --

care se usucă complet şi totuşi rămâne în viaţă luni

şi luni şi luni şi este în stare să se regenereze singur.

Şi el a găsit o cale să usuce vaccinurile --

să le învelească în acelaşi tip de capsule de zahăr

ca şi tardigradul în interiorul celulelor sale --

însemnând că vaccinul nu mai trebuie păstrat la rece.

Pot fi puse într-un seif, OK.

A învăţa de la organisme. Aceasta este o sesiune despre apă --

a învăţa de la organisme ce pot să facă fără apă

pentru a crea vaccinuri care durează şi durează şi durează fără refrigerare.

Nu o să ajung la 12.

Ci ceea ce am de gând să fac este să vă spun care este cel mai important lucru,

în afară de toate aceste adaptări, este faptul că aceste organisme

au găsit o cale să facă lucrurile incredibile pe care le fac

în timp ce au grijă de locul

care va avea grijă de progeniturile lor.

Când sunt implicaţi în preludiu,

se gândesc la ceva foarte, foarte important,

şi asta e să aibă materialul genetic

rămas, pentru 10 000 de generaţii de acum încolo.

Şi asta înseamnă găsirea unui mod de a face ce fac ei

fără a distruge locul care va avea grijă de progeniturile lor.

Asta e cea mai mare provocare de design.

Din fericire, există milioane şi milioane de genii

dispuse să ne dăruiască cele mai bune idei ale lor.

Succes în a avea o conversaţie cu ele.

Mulţumesc.

(Aplauze)

Chris Anderson: Vorbind despre preludiu, eu -- noi trebuie să ajungem la 12, dar foarte rapid.

Janine Benyus: Oh, serios?

CA: Mda. Doar cam, ştii, ca versiunea de 10 secunde

al lui 10, 11 şi 12. Doar pentru că slide-urile tale sunt superbe

şi ideile sunt atât de importante, nu suport să te las să ieşi

fără să vedem 10, 11 şi 12.

JB: OK, pun asta -- OK, doar o să ţin chestia asta. Ok, grozav.

Ok, deci ăsta este cel care vindecă.

Simţitul şi răspunsul: feedback-ul e un lucru imens.

Aceasta este o lăcustă. Pot să fie până la 80 de milioane într-un kilometru pătrat

şi totuşi nu se ciocnescv una cu alta.

Şi totuşi noi avem 3,6 milioane de coliziuni de maşină în fiecare an.

(Râsete)

Corect. E o persoană în Newcastle

care a descoperit că există un neuron foarte mare.

Şi ea chiar a priceput cum să faci

un circuit anti-coliziune

bazat pe acest neuron foarte mare din lăcustă.

Acestea e unul imens şi important, numărul 11.

Şi acesta-i creşterea fertilităţii.

Asta înseamnă, ştiţi, fertilitatea netă a agriculturii.

Ar trebui să creştem fertilitatea. Şi, da -- obţinem hrană, de asemenea.

Deoarece trebuie să creştem capacitatea acestei planete

de a crea din ce în ce mai multe oportunităţi pentru viaţă.

Şi chiar asta-i la fel ca ceea ce fac celelalte organisme.

În ansamblu, asta-i ceea ce toate ecosistemele fac:

crează din ce în ce mai multe oportunităţi pentru viaţă.

Agricultura noastră a făcut opusul.

Deci, agricultură bazată pe cum preeria formează solurile,

creşterea animalelor bazată pe cum o turmă nativă de ungulate

chiar creşte sănătatea câmpului.

Chiar şi tratamentul apelor uzate bazat pe cum o mlaştină

nu doar curăţă apa,

dar şi crează o incredibilă productivitate.

Asta-i simplu design, pe scurt. Adică, pare simplu

deoarece sistemul, timp de 3,8 miliarde de ani, a lucrat la asta.

Asta este, acele organisme care nu au fost în stare să afle

cum să-şi amelioreze sau să-şi îndulcească locurile

nu sunt prin preajmă să ne vorbească despre asta.

Acesta este al doisprezecelea.

Viaţa -- şi asta este şmecheria secretă; ăsta este trucul magic --

crează condiţiile care conduc către viaţă,

crează solul, curăţă aerul, curăţă apa,

amestecă cocktailul de gaze de care tu şi eu avem nevoie ca să trăim.

Şi face asta în mijlocul unui preludiu grozav

şi îşi satisface nevoile. Aşa că nu se exclud reciproc.

Trebuie să găsim o cale să ne satisfacem nevoile

în timp ce facem din acest loc un Paradis.

CA: Janine, mulțumesc foarte mult.

(Aplauze)