Biomimikri Bagaimana Alam Menginspirasi Teknologi Saat Ini

Teknologi dan alam secara tradisional dipandang sebagai kekuatan yang berbeda - teknologi sering menjadi sarana untuk menciptakan objek atau energi yang tidak secara alami terjadi di lingkungan sekitar kita. Namun, pendekatan baru untuk pengembangan produk dan teknologi seperti biomimikri dan desain generatif telah berbalik mulai membalikkan tren itu.

Desain generatif adalah proses mengambil kerangka gagasan dan menerjemahkannya ke dalam seperangkat aturan, yang kemudian ditafsirkan oleh komputer berdaya tinggi. Dengan mensimulasikan ribuan variasi menggunakan komputasi berdaya tinggi, proses ini meniru proses evolusi alami.

Jeff Kowalski, Chief Technology Officer di PT Autodesk, menjelaskan proses desain generatif, “Algoritma pembelajaran mesin di komputer kini dapat mendeteksi pola yang melekat dalam jutaan model 3D dan menghasilkan taksonomi tanpa arahan atau intervensi manusia..” Biomimikri adalah “pendekatan terhadap inovasi yang berupaya solusi berkelanjutan untuk tantangan manusia oleh meniru pola dan strategi yang sudah teruji oleh waktu.”

Di bawah ini kami menguji 10 contoh epik teknologi yang diilhami alam yang memanfaatkan konsep biomimikri dan / atau desain generatif ini.

1. Obat-obatan dan Vaksin - Landak Laut

Peneliti Australia telah mereplikasi cara di mana bulu babi membangun kulit luar yang keras di sekitar mereka untuk melindungi protein obat dan vaksin dari perubahan suhu di sekitarnya..

Proses kimia ini untuk menciptakan lapisan pelindung sangat berguna untuk aplikasi seperti obat-obatan yang didistribusikan ke negara-negara dengan sistem transportasi atau pendinginan yang buruk..

2. Pusat Akuatik Nasional, Beijing - Struktur Gelembung

Pusat renang dan menyelam ikonik dari Olimpiade Musim Panas 2008 di Cina menampilkan eksterior unik yang terdiri dari ratusan gelembung yang diekstrusi dalam pola yang tampaknya acak..

Namun, pola gelembung ini tidak acak sama sekali, melainkan didasarkan pada geometri tepat yang ditemukan dalam sistem alami seperti sel, struktur molekul, dan kristal. Meniru pola alam yang ada mengarah ke sub-divisi paling efektif dari jarak tiga dimensi.

3. Singapore Esplanade Theatres - The Durian

Terletak hampir di garis khatulistiwa dalam iklim yang sangat panas, Esplanade Theatres di Singapura menampilkan desain atap berkulit kaca yang benar-benar unik yang terinspirasi oleh buah Durian setempat..

Sebuah sistem ratusan panel aluminium berbentuk segitiga dimiringkan berdasarkan arah matahari, melindungi kompleks dari panas dan sinar matahari langsung sambil tetap membanjiri interior dengan cahaya alami.

4. Water Mixer - Calla Lillies

Spiral sentripetal dari calla lily berfungsi sebagai inspirasi untuk teknologi pencampuran air industri yang dikembangkan oleh Pax Scientific. Desain alami lily sangat ideal untuk kemampuannya membantu aliran air.

Teknologi mixer yang sesuai menawarkan kemampuan untuk “untuk mengedarkan 10 juta galon dengan jejak energi yang sama dengan tiga bola lampu 100 watt.”

5. Turbin - Sirip Paus

Sirip paus bungkuk memiliki tepi yang bergelombang dan tampak tidak teratur yang dikenal sebagai tuberkel. Tubercles telah terbukti memungkinkan dinamika fluida jauh lebih besar daripada sirip bermata halus.

Mengambil inspirasi dari sirip raksasa yang berbentuk tidak teratur ini, perusahaan seperti WhalePower dan lainnya telah berkembang “tubercle” blade untuk digunakan pada kipas dan turbin beroperasi dengan efisiensi yang jauh lebih besar daripada blade tradisional.

6. Baju renang - Kulit Hiu

Kulit hiu terdiri dari ribuan dan ribuan sisik yang tumpang tindih yang dikenal sebagai “dermal denticles”. Denticle ini mengganggu pembentukan pusaran air yang bergolak, dan memungkinkan hiu bergerak lebih efisien dan cepat melalui air..

Pada Olimpiade 2008, Michael Phelps dan perenang lain yang terkenal mengenakan jas menampilkan kain yang dirancang untuk meniru kulit hiu dan kemudian melampaui banyak rekor dunia yang ada. Meskipun pakaian seperti itu sekarang dilarang dalam kompetisi renang, gagasan meniru gigi hiu saat ini digunakan pada lambung kapal untuk meningkatkan efisiensi..

7. Bio-Baterai - Tubuh Manusia

Tubuh manusia menciptakan energi melalui reaksi kimia yang dikenal sebagai metabolisme. Ketika seseorang mengonsumsi karbohidrat atau gula, enzim dalam tubuh memecah glukosa dan melepaskan energi. Para ilmuwan sekarang bekerja untuk membuat baterai yang menggunakan senyawa organik seperti gula untuk menghasilkan energi: bio-baterai.

Para peneliti di beberapa universitas, serta di perusahaan-perusahaan seperti Sony, telah bekerja untuk bagian yang lebih baik dari dekade terakhir untuk menciptakan bio-baterai yang layak secara komersial. Pada 2007, Sony berhasil mengembangkan prototipe bio-baterai yang memanfaatkan enzim untuk menghasilkan output energi yang cukup (50mW) untuk memberi daya pada Walkman..

8. Bahan Sintetis - GM Spider Silk

Sutra yang dibuat oleh laba-laba untuk menenun jaringnya adalah bahan super alami. Karena laba-laba bersifat teritorial dan kanibalistik, “panen” sutera laba-laba tidak pernah dapat bertahan secara komersial, dan bahkan setelah diperoleh, setiap benang sutera laba-laba begitu halus sehingga seluruh sistem pemintalan baru harus dibuat untuk menenun benang bersama-sama.

Namun, startup yang berbasis di Emeryville, California bernama Bolt Threads konon menyelesaikan tantangan dengan menggunakan mikroorganisme hasil rekayasa genetika. Jika teknologi terbukti layak, kasing potensial dapat mencakup “rompi anti peluru, botol air biodegradable, dan tali suspensi jembatan fleksibel.”

9. Bahan Tahan Air - Sayap Kupu-kupu

Pada 2013, tim insinyur MIT mengembangkan apa yang disebut-sebut sebagai bahan anti air paling banyak yang pernah dibuat. Desain mereka menampilkan bahan dengan pinggiran silikon kecil yang meniru pola yang ditemukan pada sayap kupu-kupu Morpho.

Bahan ini sangat efektif sehingga pada suhu super dingin, air memantul ke permukaan lebih cepat daripada yang bisa membeku, menunjukkan aplikasi potensial untuk teknologi pada sayap pesawat dan turbin selain pakaian tahan air.

10. Pita Perekat - Tokek Tokek

Kaki tokek sangat lengket karena mereka “kelompok panjang, struktur berbentuk spatula tipis disebut setae yang meningkatkan luas permukaan dan memperkuat daya tarik listrik yang lemah antara jari kaki dan permukaan.”

Sekelompok peneliti di Universitas Stanford baru-baru ini mengembangkan bahan perekat buatan berdasarkan konsep-konsep ini yang berhasil memungkinkan siswa pascasarjana untuk skala dinding kaca menggunakan dua bantalan seukuran tangan terbuat dari bahan. Selain memanjat dinding seperti Spiderman, teknologi ini memiliki aplikasi potensial dalam industri manufaktur yang akan melakukannya ganti sistem yang ada yang menggunakan daya isap atau perekat kimia.

Catatan Editor: Posting ini ditulis untuk Hongkiat.com oleh Andrew Armstrong. Andrew adalah penggila teknologi dan penasihat pemasaran digital yang berbasis di San Francisco Bay Area. Dia tinggal di San Mateo, California bersama istri dan putranya yang masih kecil. Anda dapat menghubunginya di Twitter.

Sekarang Baca: 15 Contoh Bagaimana Teknologi Berinovasi Fashion