最近、より持続可能かつ効果的な方法で現代の問題に対処することを目的とした代替開発モデルが復活しています。 それらのモデルの XNUMX つが、 生体模倣これには、自然をパラダイム、尺度、教育者として使用することが含まれます。 これは、進化と自然適応を通じて時間をかけて完成された洗練されたプロセスとメカニズムを研究し、吸収することによって達成されます。
この記事では、バイオミミクリーとは何か、その特徴、そして自然が複雑な課題を解決するための最良の味方となり得ることを示す具体的な例について説明します。
バイオミミクリとは何ですか
La 生体模倣 これは、自然界にインスピレーションを求め、問題に対する解決策を求めるという概念です。これには、社会と環境に利益をもたらす持続可能な技術とイノベーションを設計および作成する方法を理解するために、自然のプロセス、システム、構造を観察および研究することが含まれます。
「バイオミミクリー」という用語は、ギリシャ語の語源で生命を意味する「ビオス」と模倣を意味する「ミメーシス」に由来しています。この科学的思考の流れは、人間が現在直面しているが、自然はすでに解決している問題を解決するために、自然からインスピレーションを引き出し、自然を理解することを目的としています。高度なテクノロジーの開発からより単純なシステムに至るまで、バイオミミクリは私たちに自然の実証済みの戦略から学び、それを実践するよう促します。
バイオミミクリーの原則には次のものが含まれます。
- 太陽エネルギーは自然界の主要なエネルギー源の 1 つであるため、持続可能性を達成するために従うべき人間のモデルでもある必要があります。
- 他の生物と同様に、資源を最適化して、必要な量のエネルギーのみを正確に使用することをお勧めします。
- オブジェクトのデザインはその機能と一致していなければなりません、形状が機能に従っていることを保証し、その効率を保証します。
- リサイクルは生態系の基本原則です。すべての材料は自然循環のどこかで再利用され、循環経済を刺激します。
- コラボレーションが鍵: 生態系は調和して連携しており、これは私たちに人々とシステム間の協力の重要性を教えてくれます。
- 私たちは、解決策を豊かにするために、文化、種、生活様式の多様性を信頼することを学ばなければなりません。
バイオミミクリーの利点
バイオミミクリーは、自然の生態系から学ぶことを可能にし、多くの利点をもたらします。 自然がどのように問題を解決するかを観察することによって、これらの原則をエンジニアリングからテクノロジーに至るまで多くの分野に適用することで、エネルギー効率と資源の使用を改善できます。
バイオミミクリーの主な利点の 1 つは、次の原則と一致していることです。 持続可能性。自然は何百万年にもわたってプロセスを最適化し、資源とエネルギーの利用の点で効率的なソリューションを生み出してきました。地元の産業や企業にとって、これらの自然のプロセスを模倣することで、コミュニティ内で開発された技術の使用が促進され、地元の経済成長を支援し、外国技術への依存を減らすことができます。
バイオミミクリーの最も注目すべき利点には次のようなものがあります。
- 過剰を防止し、システムを最適化する: 自然からインスピレーションを得たソリューションは、リソースの過剰利用を回避するのに役立ちます。
- 本質的に効率的な自然プロセスを模倣し、エネルギーと資源の使用効率を高めます。
- 環境へのより良い適応: 自然ベースのソリューションはより柔軟で適応性があり、変化する状況にうまく対処できます。
この例としては、エコシステムの仕組みが挙げられます。 彼らは自分自身を調整し、物質とエネルギーのバランスを維持します 過剰な状況でもバランスを回復できるようにするサイクルを通じて。
バイオミミクリーで考慮すべき側面
バイオミメティックエンジニアリングの分野では、開発される製品はすべて、次のような基本原則に準拠している必要があることを考慮することが不可欠です。 炭素排出量の削減 そして倫理的な生産モデルに従います。
一般原則として、バイオミミクリーは自然を模倣するだけでなく、自然を尊重することでもあります。これには、環境への影響を最小限に抑え、循環経済を促進する以下の生産モデルが含まれます。自然からインスピレーションを得たソリューションが環境に害を及ぼさず、むしろ将来の世代のために環境を保全することが重要です。
バイオミミクリーの例
シロアリを模倣する
建築における生体模倣の最も魅力的な例の 1 つは、 イーストゲート センター ジンバブエで、ミック・ピアースによってデザインされました。この建物は、アフリカシロアリの方法にヒントを得たパッシブ冷却システムを使用しています。これらは、外部温度の極端な変動にもかかわらず、内部温度が一定に保たれるマウンドを構築します。
シロアリ モデルは、内部温度の調節を可能にするトンネル システムに基づいています。暖かい空気はマウンドの上部のダクトを通って引き込まれ、冷たい空気はマウンドの底部に入ります。これと同じシステムがイーストゲート センターでも再現され、空調の必要性が削減され、エネルギー消費が削減されました。
サメの例
サメ皮はその能力により、さまざまなテクノロジーのインスピレーションの源となってきました。 水の抵抗を減らす 水泳中。小さな歯状の鱗を持つサメ肌の質感は、水との摩擦を最小限に抑える材料の開発にインスピレーションを与えました。
重要な例は、オリンピックで使用されるような、競技性の高い水着のデザインです。これらの水着はサメの肌の質感を模倣して水との摩擦を軽減し、水泳者がより速く、より少ない抵抗で動くことを可能にします。さらに、この技術はエネルギー効率を向上させるための船舶や航空機の設計など、他の産業にも応用されています。
人工光合成
人工光合成は、生体模倣のもう 1 つの革新的な例です。植物が太陽光、水、二酸化炭素をエネルギーに変換するために使用する自然の光合成は、科学者にこのプロセスを再現する技術を開発するよう促してきました。
人工光合成の目的は、 クリーンで再生可能なエネルギー 太陽、水、CO2 などの豊富な資源からエネルギーを供給し、水素などのクリーンな燃料を開発する道を提供します。このプロセスは、持続可能な方法でエネルギー需要を供給できる効率的な太陽エネルギーの創造の新たな可能性を開きます。
アザミをイメージしたベルクロ
バイオミミクリーの最もよく知られた例の 1 つは、 ベルクロ、スイスの技術者ジョルジュ・ド・メストラルによって発明された閉鎖システム。デ・メストラル氏は、散歩中に衣服や愛犬の毛皮に付着したアザミの種子からインスピレーションを得て、植物の自然なフックを模倣したこの留め具を開発しました。
ベルクロは衣類から宇宙服まで幅広い用途に使用されており、自然なソリューションが業界全体を変える技術革新をどのように引き起こすことができるかを示しています。
ムール貝と水中の接着剤
ムール貝は、湿気の多い環境では、耐水性の高い天然の接着剤を使用して岩やその他の表面に接着します。このメカニズムが開発にインスピレーションを与えました。 工業用接着剤 湿った環境でも動作できるため、水中工事や水没したパイプラインの修理などに不可欠です。
ムール貝の生体模倣からインスピレーションを得た接着剤は生分解性で毒性がないため、多くの従来の工業用接着剤よりも環境に優しい選択肢となります。
つまり、バイオミミクリは、何百万年もの進化が完成させた戦略から学び、地球にとってより健全なイノベーションを生み出す道を私たちに提供してくれるのです。自然の効率を観察し模倣することで、より持続可能で効率的な、そして最も重要なことに、自然システムのバランスを尊重するテクノロジーを設計できます。