Biomimikrija…

Ljudski genij može stvoriti razne izume, dolazeći pomoću različitih instrumenata do jednog te istog cilja, ali on neće nikada moći nadmašiti prirodu po ljepoti, ekonomičnosti i neposrednosti, jer u njenom stvaranju ništa ne nedostaje niti išta pretječe – Leonardo da Vinci.

Priroda je čovjeku izvor inspiracije i uvijek je ljudskoj vrsti služila kao zrcalo, nadahnjujući najprofinjenija djela umjetnosti i arhitekture.

Neusporediva je sposobnost prirode da uskladi ljepotu, ekonomičnost i funkcionalnost, pa nije slučajnost da veliki izumi tijekom povijesti imaju svoje izvore u analognim prirodnim elementima. Koncept biomimikrije, kojemu se široko pristupa u suvremenoj znanosti, sastoji se od analiziranja načela prirodnih sustava i njihovih prenošenja na pojedina rješenja u području tehnologije i dizajna.

Ptičje gnijezdo, Peking

Rješenja koja nudi priroda mogu pridonijeti stvaralačkom procesu pomoću analogije i ujedno svojim geometrijsko-matematičkim modelom. Mogu se, na primjer, uočiti stalne matematičke proporcije u tjelesnoj građi ljudi i životinja, kao i kod biljnih struktura. Ta geometrija u prirodi često je združena s konceptima estetike, sklada i uravnoteženosti, sačinjavajući istinski aspekt ljepote.

Što je biomimikrija?

U područjima kao što su industrijski dizajn, arhitektura i inženjerstvo može se u traženju konceptualnih i inovativnih rješenja primijetiti stalna upotreba analogija i neposredna primjena prirodnih principa.

Biomimikrija je tehnološki orijentiran pristup koji se u rješavanju tehničkih problema koristi poukama iz prirode. Biomimetičko proučavanje temelji se na rješenjima prirodnog dizajna, odgonetanjem njegove geometrije i funkcioniranja u potrazi za boljim iskorištavanjem i nižim utroškom energije.

Janine Benyus dokumentirala je rezultate svojih mnogobrojnih istraživanja u knjizi Biomimicry – Innovation Inspired by Nature (Biomimikrija – inovacija nadahnuta prirodom). Taj novi izraz – biomimikrija – predstavlja širi pojam od do tada poznatog pojma bionike. Benyus biomimikriju definira kroz prirodu kao model, mjeru i učiteljicu.

Priroda kao model odnosi se na proučavanje i oponašanje modela iz prirode ili njihovo korištenje kao inspiracije u svrhu rješavanja ljudskih problema.

Priroda kao mjera znači primjenjivati ekološke standarde za prosuđivanje primjerenosti i opravdanosti inovacija.

Nakon milijarde godina evolucije priroda je naučila što je korisno, što je prikladno i što je trajno.

Priroda kao učiteljica označava novi način promatranja i vrednovanja prirode.

Ne biti fokusiran na to što sve možemo izvući iz prirode, već što od nje možemo naučiti.

Prema Janini Benyus, za društvo koje je naviklo dominirati prirodom ili je “poboljšavati”, oponašanje i poštovanje prirode jest korjenito novi pristup, prava revolucija. Radeći prema modelima prirode, moguće je promijeniti metodu uzgoja hrane, proizvodnju materijala, proizvodnju energije, liječenje bolesnih, pohranjivanje informacija i vođenje poslovanja.

Nakon 3,8 milijardi godina istraživanja i razvitka promašaji su fosilizirani, a ovo što nas danas okružuje čuva tajne preživljavanja. Zagledavši se duboko u prirodu shvaćamo da su svi ljudski izumi već sadržani u njoj, premda u elegantnijim oblicima i s mnogo manjom štetom po planet. Čak se i jedan od najinteligentnijih sustava konstrukcije – korištenje stupova i greda – pojavljuje u nutarnjoj strukturi ljiljana i bambusovih stabljika.

Centralno grijanje i klimatiziranje zraka ostvareni su u tornjevima termita. Najbolji ljudskom rukom izrađeni akustični uređaj, sonar, “čuje” slabije u usporedbi sa šišmišom. Pa čak i kotač, koji se oduvijek smatra jedinstvenom ljudskom kreacijom, nađen je u malom rotacionom motoru koji pogoni flagelu, organ za kretanje najstarije bakterije na svijetu.

Živi organizmi zajedno održavaju dinamičku ravnotežu poput aktera u jednoj plesnoj arabeski, neprekidno manipulirajući resursima, ne iscrpljujući ih.

Sustavno istražujući površinu lista lotosa pomoću elektronskog mikroskopa njemački botaničar Wilhelm Barthlott otkrio je da se njegova naoko glatka površina sastoji od hrapavih voštanih nano ‐ i mikrostruktura koje zbog svoje superhidrofobnosti odbijaju vodu koja zajedno s prljavštinom klizi s njihove površine. To je nazvano lotos-efektom, jer se lotos i njegovi listovi uzdižu iz bare savršeno čisti.

Profesor Barthlott je lotos-efekt iskoristio za razvoj fasadnih boja. Kombinirajući hidrofobnost i specijalnu mikrostrukturu koja oponaša unutarnju građu lista lotosa, postigao je znatno smanjenu prijemčljivost površine za vodu i prljavštinu, što čuva fasade od atmosferskih utjecaja.

Nakon desetljeća proučavanja ekolozi su počeli razumijevati mnoge skrivene podudarnosti među povezanim sustavima.

Iz njihovih bilješki možemo istaknuti neka načela:

• Priroda djeluje pod utjecajem sunčeve svjetlosti.
• Priroda koristi samo onoliko energije koliko joj je neophodno.
• Priroda prilagođuje oblik funkcionalnosti.
• Priroda sve reciklira.
• Priroda napreduje kroz suradnju.
• Priroda počiva na raznovrsnosti.
• Priroda zahtijeva precizno znanje.
• Priroda zaustavlja rasipanje od samog početka.

Rješenja prirode kao uzori

Vodena kocka, Peking, detalj

Prema Isenmannu, ekonomisti i inženjeri često koriste biološke analogije, osobito one raznih organizama (analogije s evolucijom, s fraktalnim rastom, s mozgom itd.) prilikom rješavanja društveno-ekonomskih fenomena.

Međutim, izostane li filozofska dubina, izgledi industrijske ekologije kao načina razumijevanja prirode i kao modela vjerojatno će biti dvojbeni. Vrijedi upitati se rezultira li rad vezan uz biološke analogije nečim novim ili je to samo ponovno uspostavljanje reda zasnovano na zdravom razumu.

Ojačavanje temelja industrijske ekologije korisno je za zaštitu moćne ideje da priroda služi kao model, umjesto da ju se koristi kao lijepi dodatak, puko retorički ili kao primjedbu u literaturi o upravljanju okolišem. Ključni razlog ukupne neodrživosti suvremene civilizacije leži u dualističkom razdvajanju prirode i kulture. U prirodi jest da su svi ljudi i sve vrste sjedinjeni u jedinstvenu životnu zajednicu. Međutim, kultura se obično smatra nečim posve nezavisnim i odvojenim od prirode. Bez obzira na te preokrenute kulturne vrijednosti, od početka industrijske revolucije, redukcionistička je znanost čovjeku omogućila da osmisli niz moćnih i manipulativnih tehnologija koje preobražavaju planet tako da ga uništavaju.

Velike biomimetičke inovacije čovječanstva upozoravaju postavljajući pitanje: „Što može biomimikrijska revolucija učiniti različito od industrijske revolucije? Tko može osigurati da grom iz prirode neće biti ukraden i upotrijebljen u nekoj kampanji protiv života?“ To nisu djetinjasta pitanja. Jedan od najvažnijih biomimetičkih izuma bio je avion, nadahnut letom ptica. Ljudi su prvi put poletjeli 1903. godine, a već su 1914. bacali bombe s neba. Možda ono što je zaista potrebno nije tehnološka promjena, već nutarnja promjena mentaliteta koja bi pobudila osjetljivost čovjeka na pouke prirode.

Primjeri i primjene

Neki primjeri u dizajnu, umjetnosti, inženjerstvu i arhitekturi neposredne su primjene rješenja utemeljenih na načelima prirode. Ta načela mogu biti izražena matematičkim obrascima, geometrijskim oblicima ili funkcionalnim prijedlozima koji sliče ili pak traže inspiraciju u prirodi.

Često spominjani primjer ekološki prihvatljive arhitekture je centar East Gate u Harareu, glavnom gradu Zimbabvea.

Zgrada je arhitektonsko čudo po svom korištenju biomimikrijskih principa: njen sustav hlađenja/grijanja oponaša prirodnu ventilaciju koju su biolozi otkrili u termitnjacima.

Naime, termiti uspijevaju u svojim staništima održati konstantnu temperaturu i vlažnost, iako vanjska temperatura može varirati od 0 do 40°C. Unutrašnjost zgrade zadržava svježinu bez klimatizacije, čime je znatno smanjena potrošnja energije.

Autor je Mick Pearce, jedan od prvih arhitekata koji je adaptirao rješenja posuđena iz prirode u graditeljstvu.
Leonardo da Vinci, majstor konstruiranja, smatrao je da čovječanstvo, unatoč nedvojbenoj genijalnosti, nikada neće pronaći ljepši, ekonomičniji i svrsishodniji izum od prirode. Opažanja i pokusi opisani u njegovim zabilješkama, među kojima je moguće naći prvu ideju o podmornicama, zmajarenju, tenkovima, mostovima i brojnim mehaničkim napravama, čisti su primjeri nadahnuća koje je izvlačio iz prirodnih modela.

Renesansno buđenje interesa za prirodu najočiglednije je kod slavnog Homo Universalisa Leonarda da Vincija, koji je bio fasciniran prirodom, studiozno ju je proučavao i pokušavao oponašati.

Posebno je bio opčinjen letom ptica pa je tijekom života napravio brojne studije o anatomiji ptica i načinu njihova leta.

Te su skice poslužile kao inspiracija za kasnije pokušaje izrade letećih strojeva.

U čast Da Vinciju njegovim je imenom prozvan indeks (Da Vincijev indeks) koji mjeri aktivnosti i napredak u području biomimikrije, bilježi broj patenata, objavljenih znanstvenih članaka i ostalih publikacija iz područja biomimikrije, broja potpora te vrijednost tih potpora u određenom vremenskom razdoblju.

“Vodena kocka” i “Ptičje gnijezdo” dva su primjera na području arhitekture nadahnuta elementima iz prirode i nazvana prema njima a oba su izgrađena u Kini za Olimpijske igre 2008. godine.

Osnova konstrukcije prve građevine zasniva se na mjehurićima i, premda nema istog svi oni slijede isti opći uzorak.

Druga je građevina koncipirana na ideji gnijezda i sastavljena je od grančica i travki. I zaista, čelična konstrukcija iz daljine izgleda poput ptičjeg gnijezda.

Okrenemo li se industriji i strojogradnji, ne može se previdjeti izum aviona zasnovan na analogiji s pticama te uvažavanju zlatnog reza.

Druga pametna kreacija koja istodobno rješava problem velike otpornosti i lakoće mehaničkih dijelova jest struktura saća, razvijena iz geometrije pčelinjeg saća u košnici. Iz tekstilne industrije zanimljivo je spomenuti izradu zatvarača s čičkom na odjeći, što je inspirirano građom sjemenke čička.

Francuskom arhitektu i inženjeru Robertu le Ricolaisu kao inspiracija je poslužio mrežasti uzorak građe morske praživotinje, protozoe Radiolarije.

Kroz svoje istraživanje razvio je strukturalne principe koji su rezultirali jakim, laganim i trajnim konstrukcijama. Cilj mu je bio izgraditi strukture “neograničene čvrstoće a bez suvišne težine”.

Ovi upravo razmotreni primjeri jasno pokazuju postojanje inteligencije u prirodi, odgovorne za građu svakog i najmanjeg njenog dijela. Izgleda da u prirodi ništa nije slučajno i da svaka stvar ima svoje mjesto i oblik podesan da što bolje služi cjelini.

Mudrost prirode ima još mnogo toga otkriti čovjeku, no to će biti moguće, kao što filozofska tradicija kaže, tek kada se ljudi budu zaista osjećali posvećenima svojoj okolini i odgovornima za ispravnu primjenu naučenog.

Flora Bittencourt Detanico