Menneskets mest fantastiske oppfinnelser er imitasjoner av planter og dyr. Biomimetikk kalles denne retningen.
Biologiske organismer på Jorda har utviklet seg gjennom millioner av år for å mestre omgivelsene sine. De har overvunnet hindringer på en smart måte i en verden preget av hard konkurranse. Enkelte snyltevepser bruker for eksempel sine lange, rørformede eggleggingsorganer til å bore seg gjennom flere centimeter tykt trevirke, selv om de ikke klarer å skape stor kraft mot underlaget.
Dette oppnår de ved å gni de to halvdelene av eggleggingsrøret fram og tilbake for å trenge dypere inn i treet, mens omgivelsene påvirkes minimalt. Denne mekanismen er svært anner-
ledes enn de vanlige drillene som brukes i byggebransjen og innen nevrokirurgi. Forskere har latt seg inspirere av den naturlige teknikken, og slik har de utviklet innovative verktøy, for eksempel styrbare medisinske sonder.
Praktiske metoder som dette finnes det rikelig av i naturen, og ingeniører innenfor mange felt har begynt å dra nytte av fordelene ved å imitere planter og dyr. Alt fra bygningsindustri til kamputstyr kan konstrueres på nye måter, og vi finner nye løsninger på gamle problemer. Biomimetikk åpner døren til en revolusjonerende teknologi som gir vår egen evolusjon et solid dytt framover.
Konstruksjonstips fra termitter
Når du tenker på verdens dyktigste arkitekter, er ikke termitter det første som faller deg inn. Men disse skapningene kan bygge enorme byer, fullt utrustet med lagerrom, ventilasjonssjakter og hager, alt sammen inne i en jordhaug.
Det intrikate nettverket av tunneler inne i maur-tua utnytter konveksjonsstrømmer der varm luft stiger og kald luft med høyere tetthet synker, til å holde temperaturen stabil, slik at termittene kan dyrke fram basisføden sopp hele året.
Denne mirakuløse bragden inspirerte arkitekten Mick Pearce til å tegne en bære-kraftig bygning uten luftkondisjonering og oppvarming, som likevel har en behagelig temperatur hele året. Ved å bruke termittenes prinsipper er det innlemmet en rekke kanaler og skorsteiner som fordeler varmen oppover og utover, slik at bygningen holder seg kjølig og godt ventilert.
Kunstig fotosyntese
Omdanning av skadelige gasser til økovennlig drivstoff med menneskeskapte blader.
Plantene har opprettholdt dyrelivet i hundrevis av millioner av år. Ved å absorbere karbondioksid, vann og solenergi produserer de oksygen samt energi i form av karbohydrater. Nå har forskere utviklet et kunstig blad som kan gjøre det samme. Det kunstige bladet er faktisk opptil ti ganger mer effektivt når det gjelder å fange opp sollys, enn sine naturlige motstykker. Det kunstige bladet splitter vannmolekylene til oksygen og hydrogen ved hjelp av katalysatorer. Deretter kan spesialiserte bakterier omdanne hydrogen og karbondioksid til flytende drivstoff.
Denne revolusjonerende teknologien, der man skaper flytende drivstoff uten karbonfotavtrykk, kan bli en viktig faktor når vi skal redusere utslippene av CO2.
Etterlikner intelligens
I tillegg til å være kjernen til all vår kreativitet er hjernestrukturen inspirerende for biomimetikken.
Det sies at menneskehjernen er det mest kompliserte objektet i hele det kjente universet. Hjernen omfatter rundt 100 milliarder nevroner gruppert i et omfattende nettverk der hvert nevron er koblet til rundt 10 000 andre. Vår overlegne evne til læring, fortolkning og refleksjon har gjort oss i stand til å kurere sykdommer, lande mennesker på Månen og utvikle nyttige dataprogrammer som omgir oss i hverdagen.
Datamaskinenes kraft og kapasitet er kraftig forbedret de siste tiårene, og i dag kan en datamaskin løse et matematisk problem på et øyeblikk, og mye raskere enn menneskehjernen.
Datateknologien har enorm kapasitet på enkelte områder, men ennå kan den ikke konkurrere mot hjernens mest utrolige egenskaper. Vårt avanserte organ kan tolke og prosessere sanseinntrykk på et uovertruffent nivå. Vi kan stå på stranden om sommeren og lytte til bølgene, betrakte fuglene og kjenne varmen fra Sola. Deretter samler vi alle disse dataene i et helhetlig inntrykk. Vi kan også lære og tilpasse oss gjennom erfaring.
Begge disse evnene ville det være nyttig for dataprogrammer å kunne nyttiggjøre seg av. Det er nylig utviklet en algoritme som kan analysere bilder fra MR-skanninger for å diagnostisere svulster og anomalier, og utviklere av kunstige nervenettverk har også hentet inspirasjon fra hjernen for å lage programmer som kan lære gjennom øvelse.
Det er ennå lenge til disse programmene oppnår samme kraft som verdens kraftigste superdatamaskin, den som sitter montert mellom ørene våre, men ved å bruke hjernen som modell kommer vi stadig nærmere å utvikle en virkelig kraftig, kunstig intelligens.
Dyreroboter
Når vi forestiller oss en dystopisk framtid, er den alltid full av robothjelpere. Vi behøver ikke å tøye fantasien så langt for å se for oss måter maskiner kan hjelpe oss på. De kan spille en rolle innenfor krigføring, ved redningsoperasjoner og som bærehjelp i butikken. I dag arbeider mange forskere med å konstruere maskiner som kan innta disse rollene. Og det å finne det optimale designet var enkelt; det fantes allerede i naturen.
Dyrene er tilpasset det å utmerke seg i alle typer omgivelser. Arter lever under ekstreme temperaturer, holder til på fjelltopper og lever dypest ned i havet. Ingeniørene håper å kopiere den naturlige tilhørigheten til disse omgivelsene ved å kopiere artenes spesialiserte egenskaper og trekk. Ved å etterlikne dyrenes anatomi kan vi også utstyre robotene med beundringsverdige evner, som utrolig hastighet eller å fly.
Det er gjort enorme byks på ferden mot å bygge slike maskiner. En gepard, det raskeste landdyret på Jorda, oppnår enorm fart ved å utnytte den fleksible ryggraden. Artens motstykke innenfor robotikken, utviklet av Boston Dynamics, krummer ryggen på samme måte for å kunne løpe i mer enn 45 km/t. Gigantiske AlphaDog kan dessuten bære inntil 180 kg over store avstander og er dermed robotenes motstykke til muldyret.
Robot-dyrene begynner virkelig å vise sitt potensial, fra ørsmå RoboBees som kan pollinere avlinger eller overvåke trafikken, til den apeliknende androiden som til og med kan hjelpe til i utforskningen av planeten Mars. Bruksområdene til dyrerobotene er uendelige.
