大自然的发明:圣地亚哥会议展示仿生学产品

2009年10月7日

上周，我在第二届年度会议上担任教育小组成员生物仿生会议在圣地亚哥。这次活动的目的是生物仿生研究所和圣地亚哥动物园，将社区所有部门的领导人聚集在一起，讨论如何使圣地亚哥成为一个生物仿生创新中心。

这是一个雄心勃勃的目标，但圣地亚哥要实现这个目标还有很长的路要走，要从头开始。被指定为生物多样性热点的一部分保护国际，由于其垂直地形和温和的气候，该县有广泛的多样性的栖息地。事实上，它比北美任何一个县都有更独特的栖息地，从山地到沙漠再到沿海。再加上举世闻名的圣地亚哥动物园、成熟的高科技产业和学术机构等斯克里普斯海洋学研究所在加州大学圣地亚哥分校你有一个很好的开始。

与会者听取了Janine Benyus、Jay Harman和Chip Heath的演讲，以及教育和商业方面的小组讨论。Janine是生物仿生研究所的创始人和《《仿生学:受自然启发的创新》杰伊是罗马帝国科学这是一家以自然为基础的先锋科技公司。奇普是《粘在一起:为什么有些想法能存活，有些却会消亡》也是美国大学组织行为学教授斯坦福大学商学院．组织者邀请大家参观动物园，甚至在休息时还带了一只活的猎豹进礼堂。这是一个不建议人们站起来做伸展运动的时期!

这次活动是一个很好的机会，让我们更多地了解一些非常重要的产品，这些产品代表了制成品和制造它们的公司的不断变化的特性。这些产品都有几个共同点:它们都是受生物启发的，它们都改变了各自行业的标准，它们似乎都降低了一系列成本，包括最受欢迎的外部性，环境成本。

的Mirasol的显示技术(以上)来自高通MEMS技术是基于蝴蝶翅膀上的结构颜色现象，用于手机和其他小型电子设备。有没有想过某些动物是如何发光的?孔雀、蝴蝶、软体动物和甲虫生长的纳米级表面可以分解白光，并将其反射回其组成的颜色。然而，在反弹的过程中，某些波长的光会相互干扰，抵消了一些可感知的颜色，而允许其他颜色显现出来。

高通研究了这一现象，并设计了一种方法来模拟这种所谓的干涉测量过程。利用MEMS(微机电系统)，工程师们设计了一种反射装置，可以打开或关闭镜子和玻璃板之间微小的像素缝隙。这允许一个预定的波长的光出现或被抑制。显示屏将包含数千个这样的像素，可调整为反射红色、绿色或蓝色。如何编程将决定最终的画面。该设备还可以免费浏览:当电流通过像素的“镜子”(一种反射和导电薄膜)时，静电吸引会使它贴在玻璃板底部，闭合缝隙并关闭颜色。较低的电流将该像素返回到其打开的“颜色开启”位置。

这个装置是利用结构来节约能源的一个很好的例子:它是反射的，在大多数情况下不需要背光或有电源灯。高通还声称，该设备更容易阅读，显示速度更快，并将在显示屏市场的小型化竞争中缩小尺寸和重量。这也是一个巨大而拥挤的市场，有7种不同的竞争技术，价值约1000亿美元。该公司相信，这将是一项变革性的技术，甚至在不久的将来改变人们对设备的期望。

另一种无脊椎动物，缓步动物，是在一个非常不同的市场上创造一种不同产品的灵感。缓步动物，又称水熊，是地球上最厉害的极端微生物之一，它无视死亡，在至少125年后还能从深度睡眠中醒来。我们是怎么知道的?据该公司总裁兼首席科学官罗尔夫·穆勒(Rolf Muller)博士说，其中一些几乎看不见的生物是在一些木乃伊身上发现的，这些木乃伊在有记录的日期被带到大英博物馆的一个完全密封的盒子里，在一个多世纪后被复活Biomatrica．缓步动物通过无水生物作用(“无水生命”)实现了这一类似lazarus的壮举。无水生物作用是一种化学过程，它用一层稳定的薄膜包裹住生物体的分子，以保存活的组织，直到它能在有水的情况下复活。

Biomatrica开发了一种利用分子“收缩膜”原理来保存实验室样本的方法，称之为samplmatrix技术。它的主要市场是大学的研究设施，那里成千上万的冰柜可能正在愉快地消耗能量，以防止DNA、RNA和细菌样本的腐烂。相反，该公司提供了一种系统，允许研究人员在室温下将样本保存在实验室的工作台上。它声称，这样一个1000个冰箱的研究机构每年可以抵消496吨的碳排放。除了基本的能源和污染节约，这对第三世界的医疗和研究能力建设的影响是巨大的。

InterfaceFLOR该公司战略可持续性总监林赛·詹姆斯也出席了会议。竞彩足球app怎么下载多年来，它一直是可持续发展的竞彩足球app怎么下载领导者，在其产品和业务组织中都体现了这一点。该公司的首席执行官雷·安德森(Ray Anderson)是仿生学的早期倡导者之一，现在在最近这样的活动中，他是一位著名的环境演讲者西海岸的绿色在旧金山召开会议。他们最初的想法相当简单，但影响广泛。他们不是生产商业地毯卷，而是生产可以单独更换的瓷砖。在2000年，他们采用了一个仿生概念，创造了无方向性图案的熵地毯(右)，可以掩盖任何替换。随后浪费的减少是巨大的。从那时起，他们完全接受了废物作为资源的理念，追求到2020年零影响的目标，重新调整他们的运营，使其他地毯公司的废物现在可以为他们的产品提供原料。如果你能让你的竞争对手为你工作，这是一个巧妙的技巧!

杰伊·哈曼(Jay Harman)的公司帕克斯科学公司(Pax Scientific)生产流体传动设备:风扇、叶轮、涡轮机、管道、热交换器和混合器。杰伊称自己是一个连续的发明家，也设计过屡获殊荣的船只。他一直着迷于环涡和螺旋现象，并研究这些形式作为他的产品的有效模型。他花了20年的时间才弄明白如何冻结一个水漩涡，这样他就可以逆向设计它的形状。从那时起，借助计算流体动力学建模软件和cad驱动的原型，他的公司已经开发了几十种产品。

的莉莉叶轮是一个6 × 4英寸的小型螺旋装置，可以在几瓦的能量下运行，并混合多达400万加仑的水。它设计于1997年，美丽的外形为它赢得了纽约现代艺术博物馆永久收藏的一席之地。该公司声称，与传统的平面转子相比，这种装置减少了15- 30%的能量需求和75%的噪音。它通过它的形状做到这一点;沿着多个轴的复合或对数曲线模拟和诱导流体中的漩涡，并维持与之相关的再循环。由于世界上近三分之一的能源与流动空气或流体的机器有关，转向更高效的混合器的累积效应将确实非常大。

Tom McKeag在加州艺术学院和加州大学伯克利分校教授生物灵感设计。他是BioDreamMachine的创始人和总裁，这是一个非盈利教育机构，为K12学校带来生物灵感设计和科学教育。