Janine Benyus doğanın tasarımlarını paylaşıyor

Biyomimikrideki güncel gelişmelerle ilgili bu ilham verici konuşmada Janine Benyus; doğanın, geliştirdiğimiz ürün ve sistemleri çoktandır nasıl etkilediğinin cesaretlendirici örneklerini sunuyor.

Burada, "Doğadan İlham"a adanmış bir konferansta

bulunmak çok heyecan verici -- tahmin edersiniz ki.

Ön sevişme bölümünde olduğum için de çok heyecanlıyım.

Bu bölümün ön sevişme olduğunu fark ettiniz mi?

Çünkü en sevdiğim yaratıklardan biri olan "batı batağanı"

hakkında konuşacağım. Bu elemanların kur yapma

danslarını görmediyseniz daha yaşamadınız demektir.

Glacier Milli Parkı'nda; uzun ve dar, içinde

bir nevi baş aşağı duran dağlar olan Bowman gölündeydim.

Ve partnerimle benim bir yarış kayığımız vardı.

Kürek çekiyorduk ve bu batı batağanlarından biri göründü.

Kur dansları için yaptıkları şuydu, birlikte gidiyorlar,

ikisi, iki eş, ve su altında koşmaya başlıyorlar.

Ayak çırpıyorlar, daha hızlı, daha hızlı, daha hızlı, en sonunda öylesine hızlanıyorlar ki

gerçek anlamıyla suyun üzerinde durabiliyorlar,

ve dik duruyorlar; sanki suyun yüzeyine ayak çırpıyorlar.

Ve biz kürek çekerken bu batağanlardan biri ortaya çıktı.

Biz kayıktayız ve çok çok hızlı gidiyoruz.

Ve bu batağan, sanıyorum ki, bizi bir şekilde bir muhtemel adayla karıştırdı

ve suyun üzerinde bizim hemen yanımızda koşmaya başladı,

kur dansıyla -- millerce.

Duruyordu ve tekrar başlıyordu, duruyordu ve tekrar başlıyordu.

İşte ön sevişme budur.

(Kahkahalar)

Tamam. O an tür değiştirmeye bu kadar yaklaştım.

Belli ki, yaşam bize eğlence bölümünde

bir şeyler öğretebilir, değil mi; yaşamın bize öğretecek çok şeyi var.

Ama bugün, yaşamın bize teknoloji ve tasarımda

ne öğretebileceği üzerinde konuşmak istiyorum.

Kitap çıktığından beri ne oldu --

Kitap genel olarak biyomimikrideki araştırmalar hakkındaydı.

O zamandan beri olan ise mimarların, tasarımcıların, mühendislerin

-dünyamızı yapan insanların- şunu söylemeye başlamalarıydı:

"Biz; tasarım masasının başında oturacak, o anda ilham

bulmamıza yardımcı olacak bir biyolog istiyoruz."

Ya da -benim için eğlenceli kısmı bu- "Bizi dışarıya doğaya çıkarmanızı

istiyoruz. Bir tasarım sorunuyla çıkageliriz ve

bize ilham verebilecek en iyi adapte olabilen öncüleri doğada bulabiliriz."

Bu, bizim atık su arıtma mühendisleriyle çıktığımız bir Galapagos

gezisinden bir fotoğraf. Bu mühendisler atık suyu arıtırlar.

Ve bazıları orada olmamıza gerçekten çok tepkiliydi.

Bize ilk söyledikleri şuydu: "Biz zaten biyomimikriden faydalanıyoruz.

Suyumuzu temizlemek için bakteri kullanıyoruz." Ve biz de dedik ki:

"Bu tam olarak -- bu tam olarak doğadan ilham almak değil.

Bu biyo-işleme." degil mi, bu biyo-destekli teknoloji:

Atık su arıtmanız için bir organizmayı kullanmak

"kültürleme" denen çok çok eski bir teknoloji.

Bu, bir şeyi, bir düşünceyi bir organizmadan öğrenmek ve sonra onu uygulamaktır.

Ve halâ anlamıyorlardı.

Ve biz de bir sahil yürüyüşüne çıktık ve dedim ki:

"Peki, bana büyük problemlerinizden birini söyleyin. Bana bir tasarım sorunu verin,

sürdürülebilir olmanızı engelleyen bir sürdürülebilirlik engeli söyleyin.

Ve onlar da boruların içinde minerallerin birikmesini ifade eden "tortu tabakalaşması"nı söylediler.

Ve dediler ki:"Bilirsiniz, olan şey şudur: Mineral

evinizde de olduğu gibi birikir

ve sonra açıklık kapanır ve boruları toksinlerle yıkamamız

ya da sökmemiz gerekir.

Yani bu tortu tabakalaşmasını önleyecek bir şeyimiz olsaydı keşke..."

Bunun üzerine ben de kumsaldaki deniz kabuklarından alıp dedim ki:

"Tortu tabakalaşması nedir? Borularınızın içindeki nedir?"

Onlar da "kalsiyum karbonat" dedi.

Ve ben de "İşte o budur; bu kalsiyum karbonat." dedim.

Ve bunu bilmiyorlardı.

Bir deniz kabuğunun ne olduğunu bilmiyorlardı;

proteinlerle kalıbı oluşur ve deniz suyundaki iyonlar

üzerinde kristalize olarak kabuğu oluşturur.

Yani aynı türde bir süreç, protein olmadan,

borularının içinde gerçekleşiyor. Bilmiyorlardı.

Bu bilgi eksikliği değil; bu entegrasyon eksikliği.

Bilirsiniz, ağaçların arasında olup ormanı görememe durumu. Aynı şeyin

olduğunu bilmiyorlardı. İçlerinden biri bununla ilgili düşünüp şöyle dedi:

"Tamam, peki; bu sadece deniz suyundan olan

kristalizasyon -kendiliğinden düzenlenme- ise

neden kabuklar sonsuz büyüklükte olmuyor? "Scaling"i durduran nedir?

Neden büyümeye devam etmiyorlar?

Ve ben de dedim ki: "Nasıl dışarı bir salgılıyorlar ve

kristalizasyon başlıyorsa

- bunun üzerine mühendisler dikkat kesildi -

kristalizasyonu durduran bir protein de salgılıyorlar.

Bu gerçekten kristalin büyüyen yüzüne tutunuyor.

Ve, bir de, bu proteini -durdurma proteinini-

taklit eden TPA diye bir ürün var.

Ve bu, borulardaki tortu tabakalaşmasını durdurmanın çevreye dost bir yolu.

Bu her şeyi değiştirdi. Bu andan itibaren

mühendisleri bota geri getiremiyordunuz.

İlk gün bir yürüyüşe çıkarlardı,

ve klik - klik - klik - klik olurdu; beş dakika sonra hepsi tekrar bottaydı.

"Bitirdik, Bilirsin, o adayı gördüm.

Bundan sonra,

her yerde yüzdüler;

onları bıraktığımız kadar şnorkelle yüzdüler.

Olan şey şuydu: Kariyerlerini çözmeye adadıkları

sorunları zaten çözmüş bazı organizmaların

var olduğunu fark ettiler.

Doğayı öğrenmek bir şeydir;

doğadan öğrenmek...Değişim budur.

Derinlemesine değişim budur.

Farkına vardıkları, sorularının cevaplarının her yerde olduğuydu;

sadece dünyayı gördükleri lensleri değiştirmeleri gerekiyordu.

3.8 milyar yıllı bir saha testi.

10 ilâ 30 -- Craig Venter herhalde size anlatır;

ben 30 milyondan çok daha fazla olduğunu düşünüyorum, çok iyi adapte olmuş çözüm.

Benim için önemli olan bunların bağlam içinde ortaya konmuş çözümler olmasıdır.

Ve bağlam da Dünya'dır -

bizim de içinde sorunlarımızı çözmeye çalıştığımız bağlamın aynısı.

Bu yaşamın dehasına bilinçli öykünmedir.

Köle gibi taklit etmek değildir;

-Al (Albert Einstein) saç modelini benzetmeye çalışsa da-

köle gibi taklit etmek değildir. Doğanın tasarım prensiplerini,

dehasını almak ve bunda bir şeyler öğrenmektir.

Şimdi, bu kadar fazla IT (ç.n. "bilgi teknolojileri") insanı olan bir grupta, değinmem gerekir ki

--üzerine konuşmayacağım bir nokta-- ve bu da sizin alanınızın

yaşayan şeylerden devasa miktarda öğrenmiş bir alan olduğu,

yazılım tarafında. Mesela kendini bağışıklık sistemleri gibi koruyan

bilgisayarlar var ve biz gen düzenlemesinden

ve biyolojik gelişmelerden öğreniyoruz. Ve nöral ağlardan,

genetik algoritmalardan, evrimci programlamadan.

Bunlar yazılım tarafında. Ama bana ilginç gelen

buna (ç.n. donanıma) pek bakmamış olmamız. Bence bu makineler

gerçekten pek yüksek teknolojili değil tahminimce,

şöyle ki Silicon Vadisi'ndeki sularda düzinelerce ve düzinelerce

kanserojen var.

Yani donanım,

yaşamın başarı kriterleri anlamında hiç de iyi bir noktada değil.

Yani biz sadece bilgisayarları da değil her şeyi yapmakla ilgili ne öğrenebiliriz?

Geldiğiniz uçaklar, arabalar, oturduğunuz koltuklar...

Yaptığımız dünyayı, insan yapımı dünyayı, nasıl baştan tasarlayabiliriz?

Daha önemlisi, önümüzdeki on yıl içinde ne sormalıyız?

Ve yaşamda olan birçok mükemmel teknoloji var.

İzlenecek program nedir?

Üç soru benim için önemli.

Yaşam bir şeyleri nasıl yapıyor?

Bu zıttı; bu bizim yapış şeklimiz.

Buna "ısıt, döv ve işle" deniyor;

malzeme bilim adamları böyle diyor.

Ve bu, bir şeyleri baştan aşağı yontmak anlamına geliyor;

öyle ki %96'sı atık oluyor ve sadece %4'ü ürün. Isıtıyorsunuz, yüksek basınçla dövüyorsunuz,

kimyasallar kullanıyorsunuz. Tamam. Isıt-döv-işle.

Yaşam bunu karşılayamaz. Yaşam şeyleri nasıl yapıyor?

Yaşam şeylerin çoğunu nasıl yapıyor?

Bu bir sardunya poleni.

Havada kolayca yuvarlanabilme işlevini ona veren

şekli; tamam, şekline bakın.

Yaşam maddeye bilgi ekliyor.

-başka bir deyişle- strüktür.

Ona bilgi veriyor. Maddeye bilgi ekleyerek,

yaşam ona o strüktür olmadan olmayacak bir işlev veriyor.

Ve üçüncü olarak, yaşam "şeyleri" nasıl sistemlerin içinde gözden kaybediyor?

Çünkü yaşam, "şeylerle" pek de meşgul olmuyor;

Doğada kendi sistemlerinden ayrılmış

hiçbir şey yoktur.

Hızlı bir program...

Daha çok okudukça ve hikayeyi takip ettikçe, görüyorum ki

biyoloji bilimlerinde yaklaşmakta olan inanılmaz şeyler var.

Ve aynı zamanda, birçok işletmeyi dinliyorum ve

onların üstesinden gelmeleri gereken en büyük sorunları buluyorum.

İki grup birbirleriyle konuşmuyor.

Hiç.

Bu birleşmede biyoloji dünyasından ne yardımcı olabilir,

bizi içinde olduğumuz bu "evrimsel budak deliği"nden ne geçirebilir?

Hızlıca 12 noktaya değineceğim.

Tamam, heyecanlı bulduğum bir nokta "kendiliğinden düzenlenme".

Şimdi, nanoteknoloji terminolojisinde bunu duydunuz.

Kabuğa geri dönelim: Kabuk kendiliğinden düzenlenen bir malzemedir.

Sol altta deniz suyundan oluşmakta olan

bir sedef resmi var. Bu, mineral ve sonra polimerden oluşan katmanlı

bir yapı ve bu onu çok çok sert yapıyor.

Bizim yüksek teknoloji seramiğimizin iki katı sertlikte.

Ama gerçekten ilginç olan fırında olan bizim seramiklerimizin tersine

bu deniz suyunda oluyor. Organizmanın vücudunun yakınında, içinde ve yakınında oluyor.

Tamam, insanlar başlıyor--

bu Sandia Ulusal Laboratuvarından. Jeff Brinker adında bir kişi

kendiliğinden düzenlenen bir kodlama prosesi yapmanın bir yolunu buldu.

Oda sıcaklığında seramik yapılabildiğini düşünün,

bir şeyi bir sıvıya sokuyorsunuz,

sıvıdan çıkarıyorsunuz ve buharlaşma,

sıvıdaki molekülleri yapboz parçaları şeklinde

birleşmeye zorluyor,

aynı bu kristalizasyon sürecinde olduğu şekilde.

Bütün sert malzemelerimizi bu şekilde yaptığımızı düşünün.

Prekürsörleri çatıdaki bir PV hücresine, güneş hücresine püskürttüğünüzü

ve bunun ışığı toplayan katmanlı bir yapıya kendini düzenlediğini düşünün.

Bu da IT dünyası için ilginç bir örnek:

Bio-silikon. Bu silikattan oluşan bir diyatom.

Ve şu anda yaptığımız ve çiplerimizin üretiminde

kullandığımız silikon kanserojen problemimizin bir parçası.

Bu, şu anda taklit edilen bir biyo-mineralizasyon prosesi.

Bu UC Santa Barbara'da. Şu diyatomlara bakın;

bu Ernst Haeckel'in çalışmasından.

Düşünün ki -ve gene, bu da bir kalıplı proses,

ve likit bir prosesten katılaşıyor- düşünün ki bu tip bir yapıyı

oda sıcaklığında elde edebiliyorsunuz.

Kusursuz mercekler yapabildiğinizi düşünün.

Solda, bu bir kıllıyıldız, merceklerle kaplanmış;

Lucent Technologies'de çalışanlar bunların hiç distorsiyonu

olmayan mercekler olduğunu keşfetti.

Şu anda kadar bildiğimiz en distorsiyonsuz lensler.

Ve çok var; bütün vücudu üzerinde.

İlginç olan, gene, şu ki bu da kendiliğinden düzenleniyor.

Lucent'ta çalışan Joanna Aizenberg adında bir kadın, şimdi

bu tür lenslerin düşük sıcaklıklı bir prosesle nasıl yapılacağını

öğreniyor. Aynı zamanda fiber optiklerle de ilgileniyor.

Bu fiber optikleri olan bir deniz süngeri.

En alt kısmında fiber optikler var

ve bunlar ışık iletiminde bizimkilerden daha iyi çalışıyor

ve onlarla düğüm atabiliyorsunuz, inanılmaz derecede esnekler.

Bir büyük fikir daha: Kimyasal hammadde olarak CO2.

Cornell'den Geoff Coates kendi kendine dedi ki:

"Bitkiler CO2'yi zamanımızın en büyük zehri olarak görmüyor.

Biz öyle görüyoruz. Bitkiler CO2'den uzun nişasta ve

glikoz zincirleri yapmakla meşguller."

O bir katalizör buldu ve CO2'yi polikarbonata çevirmenin

bir yolunu buldu. CO2'den

biyo-çözünebilen plastikler. Ne kadar bitki gibi.

Solar dönüşümler: En heyecanlı olanı.

Mor bakterideki enerji toplayan mekanizmayı taklit eden

insanlar var ASU'da. Daha da ilginci,

son zamanlarda, son birkaç haftada, insanlar hidrojenaz

adlı bir enzimin olduğunu ve bunun, proton ve elektronlardan

hidrojen üretebildiğini gördüler. Ve hidrojeni absorbe edebildiğini...

-aslında bir yakıt hücresinde... yakıt hücresinin anodunda

ve bir tersinir yakıt hücresinde olan reaksiyondur bu.

Günümüz yakıt hücrelerinde biz bunu platinle yapıyoruz.

Yaşam ise çok çok yaygın bir demirle.

Ve bir grup şimdilerde bu hidrojen jonglörü

hidrojenazı taklit etmeyi başardı.

Bu yakıt hücreleri konusunda çok heyecan verici,

platin olmadan bunu yapabilmek.

Şeklin gücü: Bu bir balina. Yüzgeçlerinde tüberküller (yumrucuk şeklinde

çıkıntılar) olduğunu görüyoruz. Ve bu küçük çıkıntılar aslında

mesela bir uçak kanadının kenarındaki verimliliği arttırıyor;

%32 civarinda arttırıyor.

Eğer sadece bir kanadın kenarına bunları koyarak elde ettiğinizi düşünürseniz

bu müthiş bir fosil yakıt tasarrufu.

Pigmentsiz renk: Bu tavuskuşu biçimle renk oluşturuyor.

Işık giriyor ve katmanlardan geri yansıyor;

buna "ince film interferansı" deniyor. Son katmanları ışıkla

oynayarak renkler oluşturan "kendiliğinden düzenlenen"

ürünler yaptığımızı düşünün.

Bir yüzeyin dışında bir şekil yarattığımızı ve bu sayede kendi kendini

sadece suyla temizlediğini düşünün. Yaprakların yaptığı budur.

Alttaki yakın çekim resmi gördünüz mü?

Bu bir su küresi ve etrafındakiler de kir partikülleri.

Ve bu da bir nilüfer yaprağının yakın çekimi.

Lotusan adında bir ürün yapan bir firma var. Bu ürün,

bu cephe boyası, kuruduğunda kendi kendini temizleyen nilüfer

yaprağındaki yumrucukları taklit ediyor.

Sıradaki aşmamız gereken büyük engelimiz su konusu olacak;

susuzluğu gidermek.

Burada iki tane su toplayan organizma görüyorsunuz.

Soldaki sisten sus toplayan Namibya böceği.

Sağdaki de havadan su toplayan bir tespih böceği.

Tatlı su içmiyor.

Monterey sisindeki ya da Atlanta'nın terleten havasındaki suyu

binalara girmeden önce alabilmek çok önemli teknolojiler.

Ayırma teknolojileri son derece önemli olacaklar.

Sert kayaç madenciliğine artık gerek yok diyebilsek?

Atık kollarından metalleri ayırabilsek,

sudaki az miktardaki metalleri? Mikropların yaptığı budur;

sudaki metalleri yakalıyorlar.

Burada, San Francisco'da MR3 adında bir firma var;

Atık kollarından maden çıkarmak için mikrop moleküllerinin

taklitlerini filtrelere yerleştiriyorlar.

Yeşil kimya suda yapılan kimyadır.

Biz organik solventlerde kimya yapıyoruz.

Bu, bir örümceğin ağ yapan memeciklerinin ve ağın örümcekten

nasıl oluştuğunun bir resmi. Çok güzel değil mi?

Yeşil kimya, doğanın tarifleriyle endüstriyel kimyanın yerini alıyor.

Bu kolay değil çünkü

yaşam periyodik tablodaki elemetlerin sadece bir alt kümesini kullanıyor.

Biz ise hepsini kullanıyoruz, zehirli olanları bile.

Periyodik tablonun küçük alt kümesini kullanarak "şık tarifler"i çözmek ve

örümceğin ağı gibi mucize malzemeler yapmak

yeşil kimyanın işi.

Zamanlanmış bozunma: İyi olan ambalajlar...

ta ki siz iyi olmasını istemediğiniz ana kadar...ve hemen sonra da çözünen ambalajlar.

Bu etraftaki sularda bulabileceğiniz bir midye.

Ve onu kayaya bağlayan ipler zamanlanmış...tam olarak iki sene sonunda

çözünmeye başlıyorlar.

İyileşme: Bu iyi bir örnek.

Oradaki küçük eleman bir tardigrad.

Tüm dünyada aşıların hastalara ulaşmasıyla ilgili

bir problem var. Nedeni,

soğutmanın sekteye uğraması;

buna "soğuk zincir"in kırılması deniyor.

Bruce Rosner adında biri; tamamen kuruyan,

yine de aylarca yaşayabilen ve kendini yeniden iyileştirebilen

tardigradı inceledi.

Ve aşıları kurutmanın ve

tardigradların hücrelerinde olan şeker kapsüllerine benzer bir kapsülle kaplamanın

bir yolunu buldu. Bu da şu demek oluyor ki artık

aşıların soğutulmasına gerek kalmayacak.

Bir torpido gözüne koyulabilecekler...

Organizmalardan öğrenemek. Bu suyla ilgili bir oturum...

soğutulmadan aylar, aylar, aylarca dayanabilecek bir aşıyı yapmak

için susuz yaşayabilen organizmalardan öğrenmek.

12'ye gelemeyeceğim.

Ama size şunu söylemek isterim ki tüm bu adaptasyonlara rağmen

en önemli şey şu gerçektir: Bu organizmalar

yaptıkları müthiş şeyleri, kendi türlerinin

devamlılığını koruyacak yeri koruyarak

yapmanın bir yolunu bulmuşlardır.

Ön sevişmeye karıştıkları zaman,

çok çok önemli bir şeyi düşünüyorlar

ve bu da genetik malzemelerinin bundan

10 bin jenerasyon sonra bile korunmuş olması.

Bu da, yaptıkları müthiş şeyleri, kendi döllerini

koruyacak yeri yok etmeden yapmanın yolunu buldukları anlamına gelir.

Aşmamız gereken en büyük tasarım problemi budur.

Şanslıyız ki, bize en iyi fikirlerini sunmak isteyen

milyonlarca, milyonlarca dahi var.

Onlarla sohbetinizde bol şanslar.

Teşekkür ederim.

(Alkış)

Chris Anderson: Ön sevişmeyle ilgili bir şeyler söyleyin; benim...bizim 12'yi de öğrenmemiz gerekiyor, ama hızlıca.

Janine Benyus: Oo gerçekten mi?

CA: Evet. Bilirsin, tam da 10,11 ve 12'nin 10 saniyelik

versiyonları gibi. Çünkü biz sadece...slaytlarınız o kadar muhteşem

ve fikirler o kadar büyük ki sizin 10, 11 ve 12'yi

göstermeden gitmenize dayanamam.

JB: Tamam, bunu tekrar takayım, tamam, tutayım o zaman, tamam, harika

Tamam, bu iyileşmeyle ilgili olan.

Algılama ve cevap verme: Geribildirim çok önemli bir şey.

Bu bir çekirge. Bir kilometrekare 80 milyonu birden bulunup

yine de birbirleriyle çarpışmıyorlar.

Buna rağmen biz her sene 3.6 milyon araba kazası yapıyoruz.

(Kahkaha)

Değil mi? Newcastle'da bunun

çok büyük bir nöronla ilgili olduğunu bulan biri var.

Ve çekirgedeki bu çok büyük nörondan yola çıkarak

nasıl çarpışma önleyici bir devre

yapılabileceğini çözüyor.

Bu, çok büyük ve önemli bir örnek, 11 numara.

O da artan verimlilik.

Bu da, bilirsiniz, tam verimli tarım anlamına gelir.

Verimliliği arttırıyor olmamız gerekir. Ve, ooo evet, yiyeceğimiz de oluyor.

Çünkü yaşam için daha fazla fırsatlar yaratmak için

bu gezegenin kapasitesini arttırmamız gerekiyor.

Ve gerçekten, bu diğer organizmaların da yaptığı bir şey.

Uyum içinde, tüm ekosistemin yaptığı bu:

Yaşam için sürekli daha fazla fırsat yaratmak.

Bizim tarımımız bunun tersini yaptı.

Yani, ovanın toprak yapışından yola çıkan bir tarım,

yerli bir toynaklı sürüsünün soyun sağlığını

arttırışından yola çıkan bir hayvancılık.

Hatta bir bataklığın sadece suyu temizlemekle kalmayıp

inanılmaz ışıltılı bir üretkenlik yaratmasından temellenen

atık su arıtması.

Bu basit tasarım özetimiz. Tabi basit gözüküyor

çünkü sistem, 3.8 milyar yılın üzerinde, bununla uğraştı.

Yaşadıkları yeri geliştirmeyi ya da tatlılaştırmayı başaramamış

organizmalar ise bugün çevremizde olmadıklarından

bize hikâyelerini anlatamıyorlar.

Bu on ikincisi.

Yaşam -ve gizli numara bu; sihirli numara bu-

yaşam, yaşama vesile olan koşullar yaratıyor.

Toprak yapıyor, havayı temizliyor, suyu temizliyor,

Sizin benim yaşamak için ihtiyacımız olan gaz kokteylini yapıyor.

Ve bunu müthiş bir ön sevişmenin ortasında yapıyor

ve ihtiyaçlarını karşılayarak. Yani karşılıklı dışlayıcı bir şekilde değil.

Bu yeri cennete çevirirken ihtiyaçlarımızı karşılamanın

bir yolunu bulmamız gerekiyor.

CA: Janine, çok teşekkürler.

(Alkış)