ביומימיקרי – לעולם בעקבות הטבע

הכירו את הביומימטיקה או החיקוי הביולוגי, ענף מדעי שמתמקד בפיתוחים המבוססים על האופן שבו הטבע – המהנדס החכם ביקום – פותר אתגרים יומיומיים

ביומימיקרי או ביומימטיקה (״חיקוי ביולוגי״) הוא תחום ידע שצובר תאוצה בשנים האחרונות, ומתבסס על אמת פשוטה ועתיקת יומין: הטבע מספק מענה לרוב האתגרים שעמם מתמודדת האנושות.

ההיגיון המנחה פתרונות ביומימיקרי בתחומי הפיזיקה והכימיה מבוסס על ההבנה, שלא צריך להמציא את הגלגל – הטבע כבר עשה זאת במקומנו. כל מה שצריך זה להתבונן, להבין ואז לחקות את היצירות של המהנדס החכם ביקום כך שיתאימו לאתגרי היומיום – בין אם מדובר בעיצובים מעוררי השראה או בפתרונות פונקציונליים שמקלים על החיים.

עצם הרעיון ללמוד ולשאוב השראה מהטבע אינו חדש והיה קיים תמיד, שכן נקודת המוצא היא שבמהלך האבולוציה הטבע מגיע לכדי שלמות מבנית, צורנית וחומרית, כך שכל יצור מתאים לסביבתו: מבנה הציפור מותאם לתעופה והקקטוס לאזורי גידולו. הטבע מציג בפנינו מבחר עצום של רעיונות, דפוסים והמצאות, המבוססים על מיליארדי שנות מחקר ופיתוח. הנה כמה דוגמאות.

מעיף את המוח

חלפו מאות שנים מאז ניסה ליאונרדו דה וינצ׳י לחקות את מעוף הציפורים באמצעות מכשיר התעופה שבנה ועד שבני האדם הבינו, שבעלי כנף מסוגלים להגדיל פי 70% את המרחק שהם גומאים באוויר הודות למערך ה-V שבו הם עפים. כאשר להקות ציפורים עפות במבנה V ומניעות את כנפיהן, הן יוצרות מעטפת אוויר שמרימה את הציפורים שמאחור, מפחיתות מהאנרגיה הדרושה להתקדמות ומסייעות למובילה לשמור על קצב וכיוון. צוות חוקרים מאוניברסיטת סטנפורד בראשות פרופ׳ אילן קרו מצאו, שמטוסים שממריאים מהחוף המערבי בארה״ב מזרחה יכולים לחסוך 15% מהוצאות הדלק אם יחברו במבנה V.

כמו דג במים

כרישים לא נוטים לככב בסיפורים עם סוף טוב, אבל באולימפיאדת 2008 חל שינוי במעמדם, כשהאלוף האולימפי מייקל פלפס לבש בגד ים בהשראת הטורף הימי. עורו של הכריש מורכב מאינספור קשקשים חופפים, חריצים זעירים שמתיישרים בהתאם לזרמים ומאפשרים שחייה מהירה הודות למניעת מערבולות שמאטות את הקצב. השיפור במהירות וביעילות היה כה משמעותי, עד כי בגדי ים כאלה אסורים בתחרויות, אולם השיטה מיושמת בתחום התובלה הימית (ספינות יכולות לנוע על המים ביעילות משופרת) והרפואה הציבורית: הטכניקה משמשת ליצירת משטחים המונעים צמיחת חיידקים בבתי חולים.

וככה עובדת חליפת הכריש

ספונג׳ה מן הטבע

יש דימיון בין עור הכריש לבין פרח הלוטוס. משטח החומר שמרכיב את הפרח כולל אינספור בליטות זעירות, דמויות מסמרים, שדוחות חלקיקי אבק ועפר. כאשר טיפות המים מתגלגלות על עלי הלוטוס, הן אוספות את מעט הלכלוך שנותר ומותירות עלים נקיים. החברה הגרמנית ״איספו״ פיתחה צבע בעל מאפיינים דומים, שחוסך ניקוי ידני של קירות ומשטחים חיצוניים.

ביומימיקרי - לעולם בעקבות הטבע
תמונה: unsplash .לוטוס בניקוי עצמי

מי צריך מימייה כשיש חיפושית 

ואפרופו מים, חיפושית מדבר נמיב (Stenocara) הקטנטנה חיה בסביבה מדברית ויבשה, ושורדת בזכות העיצוב הייחודי של גבה. הבליטות הקטנות שעל גבה מכוסות שעווה ומתעלות את המים מערפילי הבוקר אל פיה. חוקרים מהעולם ניתחו את הטכניקה הגאונית בפשטותה ופיתחו פתרונות המבוססים עליה, לרבות רשתות איסוף מים מהאוויר.

ביומימיקרי - לעולם בעקבות הטבע
תמונה מתוך ויקיפדיה

למה לא לעשות גג מקליפה?

האלמנט העיצובי הבולט ביותר של תיאטרון אספלנדה בסינגפור הוא הגג, המורכב משתי כיפות עשויות 7,000 משולשי זכוכית ואלומיניום. מקור ההשראה? הקליפה הקוצנית של צמח הדוריאן, שנועדה להגן על תוכן הפרי. כמו הקליפה, גם מעטה הזכוכית והאלומיניום של תיאטרון אספלנדה מגן על החלל הפנימי מפני התחממות יתר וכבונוס, מאפשר לאור טבעי לחדור אל המתחם.

ביומימיקרי - לעולם בעקבות הטבע
ככה נראה דוריאן, עכשיו תחזרו לתמונה הראשית. רואים איזה יופי? תמונה: unsplash

בקרה אקלימית בנוסח טרמיטים

קני הענק של הטרמיטים בזימבבואה מצויידים בבקרת אקלים ביולוגית, המווסתת את הטמפרטורה באמצעות מערכת של פתחי חימום וקירור – זרמי אוויר מתחתית התל עוברים אל קודקודו דרך הקירות הבוציים ושומרים על טמפרטורה אחידה. האדריכל מיק פירס הטמיע מערכת דומה בקניון Eastgate Centre שבבירה הארארה והצליח לתכנן מתחם שמשתמש בעשירית מכמות האנרגיה הנחוצה לקירור בניין בגודל זהה.

העולם נוסח טרמיטים

החום בוטל – יש איצטרובל

לא צריך להרחיק עד לסינגפור – אפילו מאצטרובלים הפזורים על הקרקע אפשר ללמוד משהו. גילוי של החוקרת קאירה ואילטי, שהבחינה שקשקשי האצטרובל נפתחים ונסגרים בהתאם למידת הלחות באוויר, הוביל לפיתוח מערכת הצללה אוטונומית שנסגרת ונפתחת בהתאם למזג האוויר, ללא חיישנים או חשמל.

ככה תגרמו לאצטרובל להיפתח





אל תפספסו