ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การออกแบบที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติได้กลายเป็นคำที่ได้รับความนิยม อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ เทคโนโลยีหลายอย่างที่เราใช้ในปัจจุบันมีพื้นฐานมาจากหลักการชีวมิติ Biomimetics หรือที่เรียกว่า biomimicry ถูกนำมาใช้ในการปรับปรุงเทคโนโลยีทางการแพทย์และแม้กระทั่ง สร้างวัสดุธรรมชาติในรูปแบบสังเคราะห์ เช่นใยแมงมุมหรือผิวใบบัว
Biomimicry อาศัยแนวทางที่แตกต่างกันสามวิธี: การสังเกต การวิเคราะห์ และการดลใจ ขั้นตอนแรกในโครงการใด ๆ คือการสังเกตว่าธรรมชาติสร้างวัตถุหรือกระบวนการที่คุณต้องการเลียนแบบได้อย่างไร ตัวอย่างเช่น ปีกของนกหรือระบบรากของต้นไม้ จากนั้น คุณวิเคราะห์อย่างแม่นยำว่าวัตถุเหล่านี้ทำงานอย่างไร เพื่อให้คุณสามารถสร้างมันขึ้นมาใหม่ด้วยวัสดุและเครื่องมือของคุณเอง เช่น เครื่องพิมพ์ 3 มิติ สุดท้าย คุณใช้แรงบันดาลใจจากการออกแบบตามธรรมชาติเหล่านี้เพื่อพัฒนาวิธีแก้ไขปัญหาของคุณเอง
ที่น่าสนใจเช่นกัน: Biomimicry Masterclass – หน่วยสืบราชการลับสำหรับวิทยาการหุ่นยนต์ [วิดีโอ]
ประโยชน์อย่างหนึ่งของชีวเลียนแบบคือมักจะนำไปสู่การออกแบบที่ยั่งยืนมากขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อวิศวกรมองว่าปลวกสร้างกองของพวกมันอย่างไร พวกเขาสามารถสร้างวัสดุก่อสร้างที่ประหยัดพลังงานมากขึ้นได้ เพื่อทดสอบว่าอิฐชีวจำลองเหล่านี้จะทนได้ดีเพียงใด นักวิจัยได้สร้างกองปลวกที่ทำขึ้นจากอิฐในห้องทดลองของพวกเขาเอง วงแหวนทึบของอิฐที่มีฉนวนป้องกันความร้อนสูงล้อมรอบด้วยผนังด้านนอกที่เก็บพลังงานความร้อนและช่วยให้ภายในอบอุ่นแม้ในขณะที่อากาศภายนอกเย็น
biomimicry คืออะไร?
Biomimicry เป็นแนวคิดในการดึงแรงบันดาลใจจากการออกแบบของธรรมชาติเพื่อสร้างนวัตกรรมประดิษฐ์ ปรัชญานี้ถูกนำไปใช้ในหลายสาขา รวมทั้งด้านวิศวกรรม ตั้งแต่สถาปัตยกรรมไปจนถึงการออกแบบอุตสาหกรรม มีตัวอย่างมากมายที่การใช้ชีวเลียนแบบอย่างประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาทางสังคมที่ซับซ้อน
ประโยชน์อย่างหนึ่งของชีวเลียนแบบคือมักจะนำไปสู่การออกแบบที่ยั่งยืนมากขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อวิศวกรมองว่าปลวกสร้างกองของพวกมันอย่างไร พวกเขาสามารถสร้างวัสดุก่อสร้างที่ประหยัดพลังงานมากขึ้นได้ เพื่อทดสอบว่าอิฐชีวจำลองเหล่านี้จะทนได้ดีเพียงใด นักวิจัยได้สร้างกองปลวกที่ทำขึ้นจากอิฐในห้องทดลองของพวกเขาเอง วงแหวนทึบของอิฐที่มีฉนวนป้องกันความร้อนสูงล้อมรอบด้วยผนังด้านนอกที่เก็บพลังงานความร้อนและช่วยให้ภายในอบอุ่นแม้ในขณะที่อากาศภายนอกเย็น
มันทำงานอย่างไร?
สิ่งสำคัญที่สุดอย่างหนึ่งที่ต้องทำความเข้าใจคือการทำงานเกี่ยวกับชีวมิติเป็นอย่างไร โดยพื้นฐานแล้ว biomimicry นั้นเกี่ยวกับการเลียนแบบการออกแบบและกระบวนการทางธรรมชาติเพื่อแก้ปัญหา ซึ่งสามารถทำได้หลายวิธี แต่มักจะต้องพิจารณาให้ถี่ถ้วนว่าธรรมชาติแก้ปัญหาได้อย่างไร ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังพยายามพัฒนาวิธีการผลิตพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น คุณอาจพิจารณาว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงทำงานอย่างไรในพืช เมื่อเข้าใจหลักการที่เป็นแนวทางในกระบวนการทางธรรมชาติ คุณจะสามารถนำหลักการเหล่านี้ไปประยุกต์ใช้กับการออกแบบและการแก้ปัญหาที่มนุษย์สร้างขึ้นได้
biomimicry ใหม่หรือไม่?
Biomimicry ไม่ใช่แนวคิดใหม่ แต่อย่างใด อันที่จริงมีมานานหลายศตวรรษแล้ว อย่างไรก็ตาม เพิ่งเริ่มได้รับการยอมรับว่าเป็นสาขาวิชาที่มีการเขียนหนังสือเกี่ยวกับเรื่องนี้เป็นจำนวนมาก ความสนใจที่ค่อนข้างใหม่นี้ได้นำไปสู่โครงการ biomimicry มากมายในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
ใครใช้ biomimicry?
Biomimicry ไม่ได้มีไว้สำหรับนักวิทยาศาสตร์และนักวิชาการเท่านั้นอีกต่อไป หลายบริษัทเริ่มตระหนักถึงประโยชน์ที่เป็นไปได้ของไบโอมิมิกรีและกำลังรวมเอาสิ่งนี้ไว้ในแผนธุรกิจของพวกเขา ในความเป็นจริง ขณะนี้มีแม้กระทั่งการเริ่มต้น biomimicry ซึ่งมุ่งเน้นเฉพาะในการพัฒนาโซลูชันที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งเลียนแบบการออกแบบตามธรรมชาติ
ประโยชน์ของ biomimicry
การใช้ biomimicry ในการออกแบบมีประโยชน์มากมาย ประโยชน์เหล่านี้ได้แก่:
- ปรับปรุงประสิทธิภาพ: ธรรมชาติมีมานานนับล้านปี และในช่วงเวลานี้ ธรรมชาติได้พัฒนาให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น Biomimicry ใช้ประโยชน์จากประสิทธิภาพนี้ นำไปสู่การออกแบบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในทุกด้านของชีวิต
- ของเสียน้อยลง: เมื่อออกแบบผลิตภัณฑ์หรือกระบวนการตามแบบจำลองของธรรมชาติ ของเสียจะถูกผลิตน้อยลงมาก เนื่องจากธรรมชาติได้ใช้วัสดุให้สมบูรณ์แบบแล้ว และไม่อาศัยคุณสมบัติที่มากเกินไปหรือไม่จำเป็น
- ความยั่งยืน: Biomimicry เป็นหนึ่งในปรัชญาการออกแบบที่ยั่งยืนที่สุดที่มีอยู่ โดยอาศัยการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่แล้ว และมีเป้าหมายเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์และกระบวนการที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและลดการพึ่งพาทรัพยากรที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้
- นวัตกรรม: ธรรมชาติคือผู้สร้างนวัตกรรมขั้นสูงสุด และชีวจำลองใช้สิ่งนี้เพื่อสร้างการออกแบบใหม่และสร้างสรรค์ โดยการศึกษาว่าธรรมชาติแก้ปัญหาอย่างไร เราสามารถพัฒนาโซลูชันเฉพาะของตนเองเพื่อแก้ปัญหาการออกแบบที่ซับซ้อนได้
- ความหลากหลายของการออกแบบ: ธรรมชาติมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง สร้างการออกแบบที่แตกต่างกันมากมายโดยใช้เวลาน้อยกว่าที่มนุษย์จะใช้ในการพัฒนานวัตกรรมเดียวกัน Biomimicry ช่วยให้สามารถสร้างสรรค์นวัตกรรมและการออกแบบในระดับและความเร็วที่ไม่เคยมีมาก่อน
- ผลกระทบเชิงบวกต่อเศรษฐกิจในท้องถิ่น: นวัตกรรมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากไบโอมิมิกส์จำนวนมากถูกสร้างขึ้นโดยธุรกิจขนาดเล็กและช่างฝีมือในท้องถิ่น เมื่อผลิตภัณฑ์และกระบวนการเหล่านี้ประสบความสำเร็จ ก็จะส่งผลดีต่อเศรษฐกิจในท้องถิ่น
มีหลายเหตุผลที่ควรพิจารณาใช้ไบโอมิมิกรีในการออกแบบ ประโยชน์ที่สำคัญที่สุดบางประการ ได้แก่ ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น ลดของเสีย ความยั่งยืน นวัตกรรม ความหลากหลายของการออกแบบ และผลในเชิงบวกของ biomimicry ต่อเศรษฐกิจในท้องถิ่น
ตัวอย่างการออกแบบ biomimetic ในโลกปัจจุบัน
มีตัวอย่างมากมายของการออกแบบไบโอมิเมติกในโลกปัจจุบัน สิ่งที่น่าสังเกตมากที่สุด ได้แก่ :
- สถาปัตยกรรม: สถาปนิกสมัยใหม่หลายคนเริ่มมองหาแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ และผลลัพธ์ก็มักจะน่าทึ่ง ตั้งแต่อาคารที่เลียนแบบรูปร่างของสัตว์ไปจนถึงอาคารที่ได้รับการออกแบบให้ประหยัดพลังงานมากขึ้น ไม่มีปัญหาการขาดแคลนสถาปัตยกรรมชีวจำลอง
- การออกแบบอุตสาหกรรม: ตั้งแต่รถยนต์ไปจนถึงโทรศัพท์มือถือ ผลิตภัณฑ์แทบทุกประเภทได้รับอิทธิพลจากชีวเลียนแบบในบางจุด ในหลายกรณี สิ่งนี้นำไปสู่ความยั่งยืนและ เหมาะกับการทำงาน การออกแบบที่ดีต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของเรา
- การออกแบบผลิตภัณฑ์: การออกแบบผลิตภัณฑ์ Biomimetic ใช้ในเกือบทุกอุตสาหกรรม ตั้งแต่อาหารและเครื่องดื่มไปจนถึงเสื้อผ้าและวัสดุก่อสร้าง
- สิ่งทอ: มีแม้กระทั่งสิ่งทอไบโอมิเมติก ซึ่งใช้สัญลักษณ์จากธรรมชาติทั้งในด้านความแข็งแกร่งและสีสัน
- วัสดุศาสตร์: หลายคนยังคงไม่ทราบว่าเทคโนโลยีจำนวนมากที่เราใช้ทุกวันมีพื้นฐานมาจากการออกแบบทางชีวภาพ การใช้ด้ายใยแมงมุมในเสื้อเกราะกันกระสุนเป็นตัวอย่างหนึ่ง แต่ก็มีอีกจำนวนนับไม่ถ้วนเช่นกัน
- วิศวกรรมเคมี: วิศวกรรมเคมีชีวเคมีใช้ประโยชน์จากตัวเร่งปฏิกิริยาตามธรรมชาติที่มีอยู่ในธรรมชาติเพื่อสร้างกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่แปลกใหม่ สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การผลิตผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายอย่างมีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้น
- การก่อสร้างอาคาร: ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การก่อสร้างอาคารไบโอมิเมติกได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น เนื่องจากสถาปนิกและผู้สร้างเริ่มสำรวจปรัชญาการออกแบบนี้มากขึ้น นี้สามารถนำไปสู่ อาคารที่สามารถอยู่รอดได้ดีกว่า สภาพอากาศสุดขั้วโดยไม่กระทบต่อความสะดวกสบายหรือความสวยงาม
- โลกธรรมชาติ: หลายคนใช้ biomimicry อยู่แล้วเมื่อพวกเขากำลังสังเกตโลกธรรมชาติรอบตัวพวกเขา นี่อาจเป็นอะไรก็ได้ตั้งแต่พฤติกรรมของสัตว์ไปจนถึงรูปแบบสภาพอากาศและทุกสิ่งในระหว่างนั้น
- เทคโนโลยี: มีแม้กระทั่งเทคโนโลยีชีวเลียนแบบที่เลียนแบบการออกแบบของธรรมชาติ บางส่วน ได้แก่ ใบไม้เทียม ซึ่งออกแบบมาเพื่อสร้างเชื้อเพลิงไฮโดรเจนโดยใช้แสงแดด น้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์ สาขาใหม่ที่น่าตื่นเต้นที่ใช้ประโยชน์จากชีวจำลองคือวิทยาการหุ่นยนต์ การทำให้หุ่นยนต์เดิน ว่ายน้ำ และบินได้ วิศวกรมักจะพิจารณาการออกแบบที่ยิ่งใหญ่ของธรรมชาติก่อนเพื่อทำความเข้าใจการเคลื่อนไหวและตัวเลือกสำหรับการเคลื่อนไหว
สรุป
พูดง่ายๆ ก็คือ การจำลองทางชีวภาพคือการเลียนแบบรูปร่างและโครงสร้างตามธรรมชาติในสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น ตัวอย่างเช่น วิศวกรอาจมองว่าครีบทำงานร่วมกับปลาอย่างไรเมื่อออกแบบใบกังหันลมชนิดใหม่ ครีบแต่ละอันทำงานอย่างอิสระแต่พร้อมเพรียงกัน ทำให้มีประสิทธิภาพในการจับเหยื่อ การออกแบบทางชีวภาพสามารถมองเห็นได้ทั่วทั้งสภาพแวดล้อมปัจจุบันในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น สารเคลือบต้านจุลชีพบนเครื่องมือผ่าตัด กระจกที่ทำความสะอาดตัวเองได้ และผ้ากันน้ำ
Biomimicry เป็นสาขาที่น่าตื่นเต้น และกำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว เนื่องจากผู้คนจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ เริ่มให้ความสนใจในศักยภาพของการออกแบบที่ยั่งยืนที่สามารถดึงออกมาจากธรรมชาติได้ ครั้งต่อไปที่คุณเห็นผีเสื้อแสนสวยหรือปลาที่แหวกว่ายอยู่ในน้ำอย่างสง่างาม ใช้เวลาสักครู่เพื่อชื่นชมการออกแบบ มันไม่ได้สวยงามเพียงอย่างเดียว มันถูกสร้างขึ้นด้วยจุดประสงค์
YouTube: โลกนี้ออกแบบมาไม่ดี แต่การคัดลอกธรรมชาติช่วยได้ (วอกซ์)
โดยการคลิกเล่น คุณยอมรับข้อตกลงของ YouTube ข้อกำหนดในการให้บริการ และ ความเป็นส่วนตัวข้อมูลอาจถูกแบ่งปันกับ YouTube/Google
เครดิตรูปภาพ: รูปภาพเด่นเป็นสัญลักษณ์และประกอบขึ้นจากภาพสองภาพ NS หุ่นยนต์ถือกะโหลก ถูกทำโดย Willyam ดิ ดอกบัว ในพื้นหลังทำโดย Xiaoliang Ge ภาพระยะใกล้ของ เอสพลานาดในสิงคโปร์ ถูกจับโดยนิค ฟิววิงส์
