In de loop van de tijd is productontwerp verfijnder geworden; ontwerpen uit het verleden lijken vaak cruder en minder nuttig dan die van vandaag. Naarmate onze ontwerpkennis geavanceerder wordt, hebben wetenschappers en ontwerpers gekeken naar de natuur en naar de veelheid aan elegante, geavanceerde aanpassingen voor begeleiding bij het verder verfijnen van onze kennis. Dit gebruik van de natuur als inspiratie voor menselijke technologie wordt Biomimetica of Biomimicry genoemd. Hier zijn 5 voorbeelden van technologieën die we vandaag gebruiken en die zijn geïnspireerd door de natuur.
Velcro
Een van de oudere voorbeelden van een ontwerper die de natuur gebruikt voor productinspiratie, is klittenband. In 1941 observeerde de Zwitserse ingenieur George de Mestral de structuur van de bramen, nadat hij een aantal zaaddozen had gevonden die aan zijn hond waren gehecht na een wandeling. Hij zag de kleine haakachtige structuren op het oppervlak van de braam waardoor het zich aan passanten kon hechten. Na veel vallen en opstaan, patenteerde de Mestral uiteindelijk het ontwerp dat een razend populaire schoen- en kledingbevestiging werd, gebaseerd op de haak-en-lusstructuur. Klittenband is een voorbeeld van biomimicry voordat biomimicry zelfs een naam had; het gebruik van de natuur voor ontwerpinspiratie is een langdurige trend.
Neurale netwerken
Neurale netwerken verwijzen over het algemeen naar rekenmodellen die inspiratie putten uit de neuronale verbindingen in de hersenen. Computerwetenschappers hebben neurale netwerken gebouwd door individuele verwerkingseenheden te maken, fundamentele bewerkingen uit te voeren en de werking van neuronen na te bootsen. Het netwerk is opgebouwd door verbindingen tussen deze verwerkingseenheden, grotendeels op dezelfde manier als neuronen in de hersenen verbinden. Met behulp van dit computermodel konden wetenschappers zeer flexibele en flexibele programma's maken, die op verschillende manieren verbinding maken om verschillende functies uit te voeren. De meeste toepassingen van neurale netwerken zijn tot nu toe experimenteel geweest, maar er zijn veelbelovende resultaten geboekt voor taken die programma's vereisen om te leren en aan te passen, zoals bij het herkennen en diagnosticeren van vormen van kanker.
Voortstuwing
Er zijn een aantal voorbeelden van ingenieurs die de natuur gebruiken voor begeleiding bij efficiënte voortstuwingsmethoden. Veel vroege voorbeelden van mensen die vogelvlucht probeerden na te bootsen, hadden een beperkt succes. Recente innovaties hebben echter geleid tot ontwerpen zoals het vliegende eekhoornpak, waardoor parachutisten en basisverspringers horizontaal kunnen glijden met ongelooflijke efficiëntie. Recente experimenten hebben ook brandstofefficiënties bij vliegreizen blootgelegd door vliegtuigen in een V-formatie aan te brengen die vogeltrek nabootst.
Vliegreizen is niet de enige begunstigde van biomimicry, ingenieurs hebben in de natuur ook wateraandrijving gebruikt als ontwerpbegeleiding. Een bedrijf genaamd BioPower Systems heeft een systeem ontwikkeld om getijdenenergie te benutten door oscillerende vinnen te gebruiken die zijn geïnspireerd op de efficiënte aandrijving van grote vissen zoals haaien en tonijn.
oppervlakken
Natuurlijke selectie vormt vaak op interessante manieren de oppervlakken van organismen om ze aan te passen aan de omgeving waarin ze zich bevinden. Ontwerpers hebben deze aanpassingen opgepikt en vinden er nieuwe toepassingen voor. Lotusplanten bleken sterk aangepast aan het aquatisch milieu. Hun bladeren hebben een wasachtige coating die water afstoot, en de bloemen hebben microscopische schilferige structuren die voorkomen dat vuil en stof hechten. Een aantal ontwerpers gebruikt de 'zelfreinigende' eigenschappen van de lotus om duurzame producten te maken. Eén bedrijf heeft deze eigenschappen gebruikt om een verf te maken met een microscopisch gestructureerd oppervlak dat vuil van de buitenkant van gebouwen zal helpen afstoten.
nanotechnologie
Nanotechnologie verwijst naar het ontwerp en de creatie van objecten op atomaire of moleculaire schaal. Omdat mensen niet op deze schalen opereren, hebben we vaak naar de natuur gekeken voor begeleiding bij het bouwen van dingen in deze kleine wereld. Het tabakmozaïekvirus (TMV) is een klein buisachtig deeltje dat is gebruikt als een bouwsteen om grotere nanobuisjes en vezelachtige materialen te maken. Virussen hebben veerkrachtige structuren en zijn vaak bestand tegen een groot bereik van pH en temperatuur. Nanodraden en nanobuisjes die zijn gebaseerd op virusontwerpen kunnen mogelijk dienen als medicijnafgiftesystemen die bestand zijn tegen extreme omgevingen.
