سرقت از طبیعت برای زندگی بهتر

به نظر می‌رسد استفاده از طبیعت برای حل مشکلات بشر به یک سری فناوری‌های بنیادین نیاز دارد. به عقیده شما این فناوری‌ها شامل چه مواردی می‌توانند باشند؟

از آنجا که Biomimetics طیف گسترده‌ای از کاربردها در ابعاد گوناگون را پوشش می‌دهد براحتی نمی‌توان درخصوص فناوری‌های خاصی صحبت کرد. این طیف آنقدر گسترده است که دامنه آن را از سطوح مولکولی گرفته تا ابعاد گسترده و صنعتی و کشاورزی ترسیم می‌کند. با این حال اگر بخواهیم از برخی از مهم‌ترین این فناوری‌ها نام ببریم، می‌توانیم به علم مواد، فناوری‌های مربوط به صنعت منسوجات و مواد ترکیبی اشاره کنیم.

یکی از دانشجویان پیشین من تعریف جالبی از آن ارائه کرده است. او می‌گوید: Biomimetics یعنی سرقت طرح‌های مناسب از طبیعت. این یعنی باید مکانیسم‌های زیستی، شیمیایی و فیزیکی موجود در طبیعت را که در نظر داریم از آنها تقلید کنیم، مورد شناسایی دقیق قرار دهیم. پیش از هر کاری باید زیست‌شناسی را درک کنیم و پس از آن‌که خطوط اولیه روشن شدند، آنها را به محصولات فناورانه تبدیل کنیم. یکی از بهترین مثال‌ها در این زمینه ابداع چسب است که امروز در زندگی انسان به یک کالای ضروری تبدیل شده است.

طراحی هواپیما بر اساس ساختار بدن پرندگان، ساخت زیردریایی از روی ساختار دلفین‌ها یا رادارها با توجه به سیستم راداری خفاش‌ها و... مثال‌هایی از علم بیوممتیک یا بیونیک Bionic می‌باشند. بیونیک که برگرفته از 2 واژه (بیولوژی و الکترونیک) است برای اولین بار توسط دانشمند آمریکایی جک. ای. استیل در سال 1959 به کار برده شد. وی بیونیک را علم سیستم‌هایی که شالوده و پایه تمامی سیستم‌های زنده است می‌داند. امروزه همه اختراعات بشر را می‌توان به نوعی بهره گرفته از مدل‌های زنده دانست. کامپیوترها و ربات‌های دستیار که رفته‌رفته جای انسان را گرفته‌اند با توجه به مطالعه روی ساختارهای بیولوژیک ساخته شده‌اند.

قبول دارم که این فرآیند کند بوده است اما برای این کندی می‌توان دلایلی را ارائه کرد. پیش از هر چیز باید گفت در Biomimetics برای دستیابی به موفقیت، نیاز به هماهنگی میان فناوری‌های مختلفی بود و البته ایجاد این هماهنگی کار آسانی نیست. دلیل دیگر این است که برای توسعه هر چه سریع‌تر این دانش به فاکتورهایی نظیر تلاش زیاد، هوش سرشار و حمایت‌های مالی نیاز است تا سرانجام یک ایده آزمایشگاهی به محصولی کاربردی تبدیل شود. در بسیاری از موارد دیده شده است که محققان به درک اولیه مورد نیاز در تقلید از فرآیندهای مختلف در طبیعت دست یافته‌اند اما برای کاربردی شدن آن به عنوان یک محصول در زندگی مردم باید آن را به صورت عملی نشان داد. گذشته از تمامی این موارد، تبدیل یک ایده به محصول کاربردی که برگرفته از طبیعت باشد به سازوکارهایی نیاز دارد که زمان، فاکتور اصلی و تعیین‌کننده در شکل‌گیری آنهاست.

فکر می‌کنم علم لازم را در اختیار داریم. ما اکنون می‌دانیم که در بسیاری از موارد طبیعت چگونه عمل می‌کند اما همچنان باید هماهنگی دانش‌های مختلف برای بهره‌گیری از آن را افزایش دهیم. گذشته از این نکته و به عنوان یک اصل بسیار مهم، همواره باید هماهنگی کاملی میان صنعت و دولت جهت انتقال فناوری‌های موثر و کاربردی به مرحله تولید تجاری وجود داشته باشد. این فرآیند به مکانیسم‌های خاصی نیاز دارد و برای این‌که زودتر به اهدافمان برسیم، باید نسخه قدرتمندتر و موثرتری از این مکانیسم‌ها را در اختیار داشته باشیم.

البته درخصوص فکر کردن به آینده و این‌که ممکن است چگونه باشد، نظر چندان مساعدی ندارم، با این حال می‌توانم بگویم حوزه‌هایی وجود دارد که دانش Biomimetics می‌تواند راه‌حل‌های موثری را برای رفع مشکلات مردم ارائه کند. در حوزه‌هایی نظیر انرژی، تغییرات جوی و آلاینده‌ها می‌توان روی این دانش حساب کرد. این موارد مشکلاتی هستند که باید درباره آنها سخن گفت. در زمینه کشاورزی نیز ایده‌های مختلفی وجود دارد که از آن جمله می‌توان به استفاده از طبیعت در به کارگیری نور خورشید و بهبود مدیریت مصرف انرژی و ساخت سازه‌های هوشمند اشاره کرد. فکر می‌کنم بهره گرفتن از ساختار پیچیده فتوسنتز گیاهی می‌تواند به دانشمندان در تبدیل هر چه موثرتر نور خورشید به انرژی مورد نیاز بشر کمک کند.

هم اکنون چند پروژه در زمینه دانش Biomimetics دارم که یکی از آنها با حمایت اتحادیه اروپا در دست انجام است که به الهام گرفتن از حسگرهای طبیعی در جیرجیرک‌ها، حسگرهای فشار در ماهی و برخی دوزیستان و مشخصه‌های بارز و خاص گوش خفاش‌ها مربوط می‌شود. فلسفه‌ای که در پس این پروژه قرار دارد بر این مبناست که استفاده از حسگرهای مبتنی بر جریان هوا، ابزار بسیار مناسبی برای ردیابی و تشخیص دقیق در محیط‌های پرسروصداست. در این پروژه با شمار قابل توجهی از مهندسان رایانه و علم مواد از سایر کشورها کار می‌کنیم.

پروژه دوم نیز روی بازوهای انعطاف‌پذیر و توانمند هشت پا متمرکز است تا با الهام گرفتن از آنها نسل جدیدی از ربات‌ها را با قابلیت‌های حرکتی ویژه طراحی کنیم. این ربات‌ها در آینده حرف‌های زیادی برای گفتن خواهند داشت.

مهدی پیرگزی