Lecciones Sorprendentes De Los Ingenieros De La Naturaleza

Es emocionante estar aquí en una conferencia dedicada a "Inspirados por la Naturaleza", ¡imagínense! Y también estoy encantada de participar en la sección de juegos previos. ¿Se dieron cuenta de que esta sección es sobre juegos previos? Porque les voy a hablar de una de mis criaturas favoritas: el zampullín occidental. No se vive hasta que se ven sus danzas de cortejo. Estaba en el lago Bowman, en el Parque Nacional Glaciar, un lago largo y angosto con una especie de montañas invertidas, y mi pareja y yo tenemos un bote de remo. Estábamos remando, y uno de estos zampullines occidentales se acercó. En su danza de cortejo, van juntos, los dos, la pareja, y empiezan a correr bajo el agua. Reman cada vez más rápido, hasta que van tan rápido que literalmente salen del agua y se quedan erguidos, como si remaran por encima. Y uno de estos zampullines se acercó mientras remábamos. Así que estábamos en una calavera, y nos movíamos muy, muy rápido. Y este zampullín, creo, nos confundió con un prospecto y empezó a correr por el agua junto a nosotros, en una danza de cortejo, durante kilómetros. Se detenía, y luego volvía, y luego se detenía, y luego volvía. Eso sí que es juego previo. (Risas)

1:46 Estuve a punto de cambiar de especie en ese momento. Obviamente, la vida nos puede enseñar algo en el ámbito del entretenimiento. La vida tiene mucho que enseñarnos. Pero de lo que me gustaría hablar hoy es de lo que la vida podría enseñarnos en tecnología y diseño. Lo que ha sucedido desde que se publicó el libro —que trataba principalmente sobre investigación en biomimetismo— y lo que ha sucedido desde entonces es que arquitectos, diseñadores e ingenieros —las personas que construyen nuestro mundo— han empezado a llamar y a decir: «Queremos que un biólogo se siente en la mesa de diseño para ayudarnos, en tiempo real, a inspirarnos». O —y esto es lo divertido para mí—, queremos que nos lleven al mundo natural. Les propondremos un reto de diseño y encontraremos a los mejores adaptadores en el mundo natural que podrían inspirarnos.

2:40 Esta es una foto de un viaje a las Galápagos que hicimos con ingenieros de tratamiento de aguas residuales; ellos purifican aguas residuales. Y algunos se resistían mucho a estar allí. Lo primero que nos dijeron fue: «Ya hacemos biomimetismo. Usamos bacterias para purificar el agua». Y dijimos: «Bueno, eso no es precisamente inspirarse en la naturaleza. Eso es bioprocesamiento; es tecnología bioasistida: usar un organismo para el tratamiento de aguas residuales es una tecnología muy antigua llamada «domesticación». Se trata de aprender algo, aprender una idea de un organismo y luego aplicarla». Y aún no lo entendían.

3:27 Así que fuimos a caminar por la playa y les dije: "Bueno, denme uno de sus grandes problemas. Denme un desafío de diseño, un obstáculo para la sostenibilidad, que les impide ser sostenibles". Y mencionaron la incrustación, que es la acumulación de minerales dentro de las tuberías. Y dijeron: "¿Saben lo que pasa?, como en su casa, los minerales se acumulan. Y luego la abertura se cierra, y tenemos que limpiar las tuberías con toxinas o desenterrarlas". Así que si tuviéramos alguna forma de detener esta incrustación... recogí algunas conchas en la playa. Y les pregunté: "¿Qué es la incrustación? ¿Qué hay dentro de sus tuberías?". Y me respondieron: "carbonato de calcio". Y les dije: "Eso es esto; esto es carbonato de calcio".

4:09 Y no lo sabían. No sabían que una concha marina es una plantilla formada por proteínas, y luego los iones del agua de mar cristalizan allí para crearla. Así que el mismo proceso, sin las proteínas, ocurre en el interior de sus tuberías. No lo sabían. No es por falta de información, sino por falta de integración. Es un silo, gente en silos. No sabían que estaba ocurriendo lo mismo. Así que uno de ellos lo pensó y dijo: «Bueno, si esto es solo cristalización que ocurre automáticamente a partir del agua de mar (autoensamblaje), ¿por qué las conchas no tienen un tamaño infinito? ¿Qué detiene la descamación? ¿Por qué no siguen así?». Y yo dije: «Bueno, de la misma manera que exudan una proteína y comienza la cristalización, y entonces todos se inclinaron, soltaron una proteína que detiene la cristalización». Literalmente se adhiere a la superficie de crecimiento del cristal. De hecho, existe un producto llamado TPA que imita esa proteína (la proteína de parada) y es una forma ecológica de detener la formación de sarro en las tuberías.

5:26 Eso lo cambió todo. Desde entonces, no se pudo volver a subir a estos ingenieros al barco. El primer día, hacían una caminata, y era: clic, clic, clic, clic. Cinco minutos después, estaban de vuelta en el barco. ¡Terminamos! Ya sabes, he visto esa isla. Después de esto, se arrastraban por todas partes. Hacían snorkel todo el tiempo que les dejábamos. Lo que pasó fue que se dieron cuenta de que había organismos ahí fuera que ya habían resuelto los problemas que ellos habían intentado resolver durante toda su carrera.

6:05 Aprender sobre el mundo natural es una cosa; aprender del mundo natural: ese es el cambio. Ese es el cambio fundamental. Se dieron cuenta de que las respuestas a sus preguntas están en todas partes; solo necesitaban cambiar la perspectiva con la que veían el mundo. 3.800 millones de años de pruebas de campo. De 10 a 30 —Craig Venter probablemente te lo dirá; creo que hay muchas más de 30 millones— de soluciones bien adaptadas. Lo importante para mí es que estas son soluciones resueltas en contexto. Y el contexto es la Tierra, el mismo contexto en el que intentamos resolver nuestros problemas. Así que es la emulación consciente de la genialidad de la vida. No es una imitación servil —aunque Al está intentando arreglarse el pelo—, no es una imitación servil; es tomar los principios de diseño, la genialidad del mundo natural, y aprender algo de ello.

7:07 Ahora bien, en un grupo con tanta gente de TI, debo mencionar algo de lo que no voy a hablar: su campo ha aprendido muchísimo de los seres vivos, en cuanto a software. Así, existen computadoras que se autoprotegen, como un sistema inmunitario, y estamos aprendiendo de la regulación genética y el desarrollo biológico. Y estamos aprendiendo de las redes neuronales, los algoritmos genéticos y la computación evolutiva. Eso es en cuanto a software. Pero lo interesante es que no hemos analizado esto tanto. En mi opinión, estas máquinas no son de alta tecnología, dado que hay docenas y docenas de carcinógenos en el agua de Silicon Valley. Así que el hardware no está a la altura de lo que la vida llamaría un éxito. Entonces, ¿qué podemos aprender sobre la creación, no solo de computadoras, sino de todo? El avión en el que viajamos, los coches, los asientos. ¿Cómo rediseñamos el mundo que creamos, el mundo creado por el ser humano? Y lo más importante, ¿qué deberíamos preguntarnos en los próximos 10 años? Y hay muchísimas tecnologías geniales que la vida nos ofrece.

8:25 ¿Cuál es el programa? Para mí, tres preguntas son clave. ¿Cómo crea la vida las cosas? Esto es lo contrario; así es como creamos las cosas. Se llama calentar, batir y tratar; así lo llaman los científicos de materiales. Y consiste en desmenuzar las cosas desde arriba, con un 96 % de residuos y solo un 4 % de producto. Se calienta; se golpea a alta presión; se utilizan productos químicos. Bien. Calentar, batir y tratar.

8:53 La vida no puede permitirse eso. ¿Cómo crea cosas? ¿Cómo aprovecha al máximo las cosas? Eso es polen de geranio. Y su forma es lo que le permite flotar en el aire con tanta facilidad. Fíjate en esa forma. La vida añade información a la materia. En otras palabras: estructura. Le da información. Al añadir información a la materia, le da una función diferente a la que tendría sin esa estructura. Y en tercer lugar, ¿cómo hace la vida que las cosas desaparezcan en sistemas? Porque la vida no se ocupa realmente de las cosas; no hay cosas en el mundo natural separadas de sus sistemas. Un programa muy rápido. A medida que leo más y sigo la historia, están surgiendo cosas asombrosas en las ciencias biológicas. Y al mismo tiempo, escucho a muchas empresas y descubro cuáles son sus grandes desafíos. Los dos grupos no se comunican. En absoluto.

10:11 ¿Qué podría ser útil en el mundo de la biología en este momento para ayudarnos a superar este atolladero evolutivo en el que nos encontramos? Intentaré repasar el punto 12 rápidamente.

10:23 Algo que me entusiasma es el autoensamblaje. Ya han oído hablar de esto en el contexto de la nanotecnología. Volviendo a la concha: la concha es un material autoensamblable. En la esquina inferior izquierda hay una imagen de nácar formándose a partir del agua de mar. Es una estructura en capas, compuesta por un mineral y un polímero, que la hace extremadamente resistente. Es el doble de resistente que nuestra cerámica de alta tecnología. Pero lo realmente interesante es que, a diferencia de nuestra cerámica, que se fabrica en hornos, esto ocurre en el agua de mar. Ocurre cerca, dentro y cerca del cuerpo del organismo. Esto es el Laboratorio Nacional Sandia. Un tipo llamado Jeff Brinker ha descubierto la manera de implementar un proceso de codificación de autoensamblaje. Imaginen poder fabricar cerámica a temperatura ambiente simplemente sumergiendo algo en un líquido, sacándolo del líquido y haciendo que la evaporación fuerce la unión de las moléculas del líquido, de modo que se integren de la misma manera que funciona esta cristalización. Imaginen fabricar todos nuestros materiales duros de esa manera. Imagine rociar los precursores de una célula fotovoltaica, de una célula solar, sobre un techo y hacer que se autoensamblen en una estructura en capas que capta la luz.

11:43 Aquí hay algo interesante para el mundo de las TI: el biosilicio. Se trata de una diatomea, compuesta de silicatos. El silicio, que fabricamos actualmente y que forma parte de nuestro problema cancerígeno en la fabricación de chips, es un proceso de biomineralización que se está imitando. Esto es en la Universidad de California en Santa Bárbara. Observen estas diatomeas. Son del trabajo de Ernst Haeckel. Imaginen poder —y, repito, es un proceso basado en plantillas, que se solidifica a partir de un proceso líquido—, imaginar tener ese tipo de estructura a temperatura ambiente. Imaginen poder fabricar lentes perfectas. A la izquierda, esta es una estrella frágil; está cubierta de lentes que, según Lucent Technologies, no presentan distorsión alguna. Es una de las lentes con menor distorsión que conocemos. Y hay muchas, por todo su cuerpo. Lo interesante, repito, es que se autoensambla. Una mujer llamada Joanna Aizenberg, de Lucent, está aprendiendo a hacer esto mediante un proceso de baja temperatura para crear este tipo de lentes. También está estudiando la fibra óptica. Se trata de una esponja marina con fibra óptica. En su base, hay fibras ópticas que funcionan mejor que las nuestras para mover la luz, pero se pueden anudar; son increíblemente flexibles.

13:13 Aquí hay otra gran idea: el CO2 como materia prima. Un hombre llamado Geoff Coates, de Cornell, se dijo a sí mismo: «Las plantas no ven el CO2 como el mayor veneno de nuestra era. Nosotros lo vemos así. Las plantas se dedican a producir largas cadenas de almidones y glucosa, ¿verdad?, a partir del CO2». Ha encontrado una forma —ha encontrado un catalizador— y ha encontrado la manera de convertir el CO2 en policarbonatos. Plásticos biodegradables a partir del CO2: ¡qué parecidos a las plantas!

13:42 Transformaciones solares: la más emocionante. Hay personas en la ASU que están imitando el dispositivo de recolección de energía dentro de una bacteria púrpura. Aún más interesante, últimamente, en las últimas semanas, se ha descubierto una enzima llamada hidrogenasa capaz de generar hidrógeno a partir de protones y electrones, y de absorberlo; básicamente, lo que ocurre en una pila de combustible, en el ánodo de una pila de combustible y en una pila de combustible reversible. En nuestras pilas de combustible, lo hacemos con platino; la vida lo hace con un hierro muy común. Y un equipo acaba de lograr imitar esa hidrogenasa que manipula el hidrógeno. Es muy emocionante para las pilas de combustible: poder hacerlo sin platino.

14:33 El poder de la forma: aquí hay una ballena. Hemos visto que sus aletas tienen tubérculos. Y esas pequeñas protuberancias aumentan la eficiencia, por ejemplo, en el borde de un avión; la aumentan en aproximadamente un 32 %. Lo cual representa un ahorro asombroso de combustible fósil si lo pusiéramos en el borde de un ala. Color sin pigmentos: este pavo real crea color con forma. La luz la atraviesa y rebota en las capas; se llama interferencia de película delgada. Imaginen poder autoensamblar productos con las últimas capas jugando con la luz para crear color. Imaginen poder crear una forma en el exterior de una superficie, de modo que se autolimpie solo con agua. Eso es lo que hace una hoja. ¿Ven esa foto de cerca? Esa es una bola de agua, y esas son partículas de suciedad. Y esa es una foto de cerca de una hoja de loto. Hay una empresa que fabrica un producto llamado Lotusan, que imita (cuando la pintura de la fachada del edificio se seca, imita las protuberancias de una hoja autolimpiante) y el agua de lluvia limpia el edificio.

15:47 El agua será nuestro gran reto: saciar la sed. Aquí hay dos organismos que extraen agua. El de la izquierda es el escarabajo de Namibia, que extrae agua de la niebla. El de la derecha es una cochinilla: extrae agua del aire; no bebe agua dulce. Extraer agua de la niebla de Monterrey y del aire sudoroso de Atlanta, antes de que entre en un edificio, son tecnologías clave.

16:19 Las tecnologías de separación serán extremadamente importantes. ¿Qué pasaría si dijéramos: basta de minería de roca dura? ¿Y si separáramos metales de los flujos de residuos, pequeñas cantidades de metales en el agua? Eso es lo que hacen los microbios: quelan metales del agua. Hay una empresa aquí en San Francisco llamada MR3 que incorpora imitaciones de las moléculas de los microbios en filtros para extraer residuos. La química verde es química en el agua. Hacemos química en disolventes orgánicos. Esta es una imagen de las hileras saliendo de una araña y la seda formándose a partir de ella. ¿No es hermoso? La química verde está reemplazando nuestra química industrial con el recetario de la naturaleza. No es fácil, porque la vida solo usa un subconjunto de los elementos de la tabla periódica. Y los usamos todos, incluso los tóxicos. Descubrir las elegantes recetas que tomarían el pequeño subconjunto de la tabla periódica y crearían materiales milagrosos como esa célula es la tarea de la química verde.

17:38 Degradación programada: un empaque que funciona hasta que ya no se desea y se disuelve en el momento justo. Ese es un mejillón que se encuentra en las aguas de aquí, y los hilos que lo sujetan a una roca están programados; exactamente a los dos años, comienzan a disolverse.

17:55 Curación: esta es buena. Ese pequeñín de allá es un tardígrado. Hay un problema con las vacunas en todo el mundo que no llegan a los pacientes. Y la razón es que, de alguna manera, la refrigeración se rompe; se rompe lo que se llama la "cadena de frío". Un tipo llamado Bruce Rosner estudió al tardígrado, que se seca por completo y, sin embargo, permanece vivo durante meses y meses, y es capaz de regenerarse. Y encontró una manera de secar las vacunas: envolverlas en el mismo tipo de cápsulas de azúcar que el tardígrado tiene dentro de sus células, lo que significa que las vacunas ya no necesitan refrigeración. Se pueden guardar en la guantera, ¿de acuerdo? Aprendiendo de los organismos. Esta es una sesión sobre el agua: aprendiendo sobre organismos que pueden prescindir del agua para crear una vacuna que dure y dure sin refrigeración.

19:02 No voy a llegar al 12. Pero lo que sí voy a decirles es que lo más importante, además de todas estas adaptaciones, es que estos organismos han descubierto la manera de hacer las cosas asombrosas que hacen mientras cuidan el entorno que cuidará de su descendencia. Cuando participan en el juego previo, piensan en algo muy importante: que su material genético perdure dentro de 10,000 generaciones. Y eso significa encontrar la manera de hacer lo que hacen sin destruir el entorno que cuidará de su descendencia. Ese es el mayor desafío del diseño. Por suerte, hay millones y millones de genios dispuestos a regalarnos sus mejores ideas. ¡Que tengas una conversación con ellos!

20:03Gracias.

20:04(Aplausos)

20:18Chris Anderson: Hablemos de los juegos previos, tenemos que llegar al 12, pero muy rápido.

20:22 Janine Benyus: ¿En serio? CA: Sí. Como, ya sabes, la versión de 10 segundos de 10, 11 y 12. Porque... tus diapositivas son tan hermosas y las ideas tan grandiosas, que no puedo dejarte ir sin ver 10, 11 y 12.

20:33JB: Bien, pon esto... Bien, sostendré esto. Bien, genial. Bien, ese es el de la curación. Detectar y responder: la retroalimentación es fundamental. Esto es una langosta. Puede haber 80 millones en un kilómetro cuadrado, y aun así no chocan entre sí. Y aun así, tenemos 3,6 millones de colisiones de coches al año. (Risas) Cierto. Hay una persona en Newcastle que ha descubierto que es una neurona muy grande. Y está descubriendo cómo crear un circuito para evitar colisiones basado en esta neurona tan grande de la langosta.

21:13 Este es un punto enorme e importante, el número 11. Y se trata del aumento de la fertilidad. Eso significa, ya saben, agricultura de fertilidad neta. Deberíamos aumentar la fertilidad. Y, ah, sí, también obtenemos alimentos. Porque tenemos que aumentar la capacidad de este planeta para crear cada vez más oportunidades para la vida. Y, en realidad, eso es lo que hacen también otros organismos. En conjunto, eso es lo que hacen los ecosistemas: crean cada vez más oportunidades para la vida. Nuestra agricultura ha hecho lo contrario. Así, la agricultura basada en cómo una pradera construye el suelo, la ganadería basada en cómo una manada de ungulados nativos realmente mejora la salud de la pradera, incluso el tratamiento de aguas residuales basado en cómo un pantano no solo limpia el agua, sino que crea una productividad increíblemente brillante.

22:05 Este es el resumen del diseño simple. Parece simple porque el sistema, durante más de 3.800 millones de años, lo ha resuelto. Es decir, los organismos que no han logrado mejorar o endulzar sus lugares no están aquí para contárnoslo. Ese es el duodécimo. La vida —y este es el truco secreto; este es el truco de magia— crea condiciones propicias para la vida. Construye el suelo; purifica el aire; purifica el agua; mezcla la mezcla de gases que necesitamos para vivir. Y lo hace en medio de un gran juego previo y la satisfacción de sus necesidades. Así que no es mutuamente excluyente. Tenemos que encontrar la manera de satisfacer nuestras necesidades, mientras hacemos de este lugar un Edén.

23:05 CA: Janine, muchísimas gracias. (Aplausos)