Yllättäviä Oppitunteja luonnoninsinööreiltä

On jännittävää olla täällä konferenssissa, joka on omistettu "Inspired by Nature" -teokselle – voitte kuvitella. Ja olen myös innoissani voidessani olla esipeliosassa. Huomasitko, että tämä osio on esipeli? Koska saan puhua yhdestä suosikkieläimistäni, joka on läntinen grebe. Et ole elänyt ennen kuin olet nähnyt näiden kaverit tanssivan seurustelutanssiaan. Olin Bowman-järvellä Glacier National Parkissa, joka on pitkä, laiha järvi, jossa on eräänlaisia ​​vuoria ylösalaisin, ja kumppanillani ja minulla on soutukuori. Ja niin me soutelimme, ja yksi näistä länsimaista tuli mukaan. Ja se, mitä he tekevät seurustelutanssinsa eteen, on se, että he menevät yhdessä, kaksi, kaksi toveria, ja he alkavat juosta veden alla. He melovat yhä nopeammin ja nopeammin, kunnes ne menevät niin nopeasti, että ne kirjaimellisesti nousevat ylös vedestä ja seisovat pystyssä, tavallaan meloen veden päällä. Ja yksi näistä Grebeistä tuli mukaan, kun olimme soudessa. Ja niin olemme kallossa ja liikumme todella, todella nopeasti. Ja tämä uura mielestäni tavallaan erehtyi pitämään meidät mahdollisena, ja alkoi juosta vettä pitkin vieressämme seurustelutanssissa -- maileja. Se pysähtyisi ja sitten käynnistyisi, sitten pysähtyisi ja sitten käynnistyisi. Nyt se on esipeli. (Nauru)

1:46 Olin niin lähellä lajin vaihtamista sillä hetkellä. Ilmeisesti elämä voi opettaa meille jotain viihdeosiossa. Elämällä on meille paljon opetettavaa. Mutta mistä haluaisin puhua tänään, on se, mitä elämä saattaa opettaa meille tekniikassa ja suunnittelussa. Mitä on tapahtunut kirjan ilmestymisen jälkeen – kirja koski pääasiassa biomimikria koskevaa tutkimusta – ja mitä on tapahtunut sen jälkeen, että arkkitehdit, suunnittelijat, insinöörit – ihmiset, jotka tekevät maailmamme – ovat alkaneet soittaa ja sanoa, että haluamme biologin istuvan suunnittelupöydän ääressä auttamaan meitä reaaliajassa inspiroitumaan. Tai -- ja tämä on minulle hauskinta -- haluamme sinun vievän meidät ulos luonnon maailmaan. Tulemme suunnitteluhaasteella ja löydämme luonnonmaailmasta mestarisovittimet, jotka saattavat inspiroida meitä.

2:40 Joten tämä on kuva Galapagos-matkalta, jonka otimme joidenkin jätevedenkäsittelyinsinöörien kanssa; ne puhdistavat jätevettä. Ja jotkut heistä vastustivat itse asiassa hyvin siellä olemista. He sanoivat meille aluksi, että me teemme jo biomimikriä. Käytämme bakteereja veden puhdistamiseen. Ja sanoimme, että se ei ole luonnon inspiroima. Se on bioprosessointia, tiedäthän; se on bioavusteista tekniikkaa: organismin käyttäminen jäteveden käsittelyyn on vanha, vanha tekniikka, jota kutsutaan "kesyttämiseksi". Tämä on jotain oppimista, idean oppimista organismilta ja sen soveltamista. Ja siksi he eivät vieläkään saaneet sitä.

3:27 Menimme siis kävelylle rannalle ja sanoin, että anna minulle yksi suurista ongelmistasi. Anna minulle suunnitteluhaaste, kestävän kehityksen nopeus, joka estää sinua olemasta kestävä. Ja he sanoivat hilseilyä, joka on mineraalien kerääntymistä putkien sisään. Ja he sanoivat, että tiedät mitä tapahtuu, mineraaleja -- aivan kuten kotonasi -- mineraaleja kerääntyy. Ja sitten aukko sulkeutuu, ja meidän on huuhdeltava putket myrkkyillä tai meidän on kaivettava ne esiin. Joten jos meillä olisi jokin keino lopettaa tämä hilseily -- ja niin poimin simpukoita rannalta. Ja kysyin heiltä, ​​mitä on skaalaus? Mitä putkissasi on? Ja he sanoivat, kalsiumkarbonaatti. Ja minä sanoin, sitä tämä on; tämä on kalsiumkarbonaattia.

4:09 Ja he eivät tienneet sitä. He eivät tienneet, että simpukankuori on, sen mallintaa proteiinit, ja sitten meriveden ionit kiteytyvät paikalleen muodostaen kuoren. Joten samanlainen prosessi ilman proteiineja tapahtuu niiden putkien sisäpuolella. He eivät tienneet. Tämä ei johdu tiedon puutteesta; se on integraation puutetta. Tiedätkö, se on siilo, ihmisiä siiloissa. He eivät tienneet, että sama asia oli tapahtumassa. Joten yksi heistä ajatteli sitä ja sanoi: OK, no, jos tämä on vain kiteytymistä, joka tapahtuu automaattisesti merivedestä - itsekokoamista - niin miksi kuoret eivät ole äärettömän kooltaan? Mikä pysäyttää skaalauksen? Mikseivät he vain jatka? Ja minä sanoin, no, samalla tavalla kuin ne erittävät proteiinia ja se aloittaa kiteytymisen - ja sitten ne kaikki nojasivat sisään - he päästävät irti proteiinista, joka pysäyttää kiteytymisen. Se kiinnittyy kirjaimellisesti kristallin kasvavaan pintaan. Ja itse asiassa on olemassa tuote nimeltä TPA, joka jäljittelee tuota proteiinia – tuota stop-proteiinia – ja se on ympäristöystävällinen tapa lopettaa hilseily putkissa.

5:26 Se muutti kaiken. Siitä lähtien et voinut saada näitä insinöörejä takaisin veneeseen. Ensimmäisenä päivänä he lähtivät vaellukselle, ja se oli, napsauta, napsauta, napsauta, napsauta. Viisi minuuttia myöhemmin he olivat takaisin veneessä. Olemme valmis. Tiedätkö, olen nähnyt sen saaren. Tämän jälkeen he ryömivät ympäriinsä. He snorklasivat niin kauan kuin annoimme heidän snorklata. Mitä oli tapahtunut, oli se, että he ymmärsivät, että siellä oli organismeja, jotka olivat jo ratkaisseet ongelmat, joita he olivat yrittäneet ratkaista uransa.

6:05 Luonnonmaailmasta oppiminen on yksi asia; oppia luonnosta – se on kytkin. Se on syvällinen kytkin. He ymmärsivät, että vastauksia heidän kysymyksiinsä on kaikkialla; heidän piti vain vaihtaa linssit, joilla he näkivät maailman. 3,8 miljardia vuotta kenttätestausta. 10-30 -- Craig Venter luultavasti kertoo sinulle; Luulen, että on olemassa paljon yli 30 miljoonaa – hyvin mukautettuja ratkaisuja. Minulle on tärkeää, että nämä ovat kontekstissa ratkaistuja ratkaisuja. Ja konteksti on maa -- sama konteksti, jossa yritämme ratkaista ongelmamme. Se on siis elämän nerouden tietoista jäljittelyä. Se ei ole orjallista matkimista -- vaikka Al yrittää saada kampauksen käyntiin -- se ei ole orjallista mimiikkaa; se vaatii suunnittelun periaatteiden, luonnonmaailman nerouden ottamista ja siitä oppimista.

7:07 Nyt ryhmässä, jossa on niin paljon IT-ihmisiä, minun on mainittava se, mistä en aio puhua, eli se, että alasi on ala, joka on oppinut valtavasti eläviltä olennoista ohjelmistopuolella. Joten on tietokoneita, jotka suojaavat itseään, kuten immuunijärjestelmä, ja me opimme geenisäätelystä ja biologisesta kehityksestä. Ja me opimme hermoverkoista, geneettisistä algoritmeista ja evolutionaarisesta tietojenkäsittelystä. Se on ohjelmistopuolella. Mutta minusta on mielenkiintoista, että emme ole tarkastelleet tätä niin paljon. Tarkoitan, että nämä koneet eivät todellakaan ole arvioni mukaan kovin huipputeknisiä siinä mielessä, että Piilaakson vedessä on kymmeniä ja kymmeniä syöpää aiheuttavia aineita. Joten laitteisto ei ole ollenkaan nuuskalla sen suhteen, mitä elämä kutsuisi menestykseksi. Joten mitä voimme oppia tekemisestä - ei vain tietokoneita, vaan kaikkea? Lentokone, johon tulit, autot, istuimet, joissa istut. Kuinka suunnittelemme uudelleen luomamme maailman, ihmisen luoman maailman? Vielä tärkeämpää on, mitä meidän pitäisi kysyä seuraavan 10 vuoden aikana? Ja siellä on paljon hienoja tekniikoita, joita elämällä on.

8:25 Mikä on opetusohjelma? Kolme kysymystä ovat minulle tärkeitä. Miten elämä tekee asioita? Tämä on päinvastoin; näin teemme asioita. Sitä kutsutaan lämmittämiseksi, lyömiseksi ja hoitoon – niin materiaalitutkijat kutsuvat sitä. Ja se kaivertaa asioita ylhäältä alas, 96 prosenttia jätettä on jäljellä ja vain 4 prosenttia tuotetta. Kuumennat sen; voitat sen korkeilla paineilla; käytät kemikaaleja. OK. Kuumenna, lyö ja käsittele.

8:53 Elämällä ei ole siihen varaa. Miten elämä tekee asioita? Miten elämä saa kaiken irti asioista? Se on geraniumin siitepölyä. Ja sen muoto on se, mikä antaa sille toiminnon, että se pystyy putoamaan ilman läpi niin helposti. Katso tuota muotoa. Elämä lisää tietoa asiaan. Toisin sanoen: rakenne. Se antaa sille tietoa. Lisäämällä tietoa aineeseen se antaa sille toiminnon, joka on erilainen kuin ilman tuota rakennetta. Ja kolmanneksi, kuinka elämä saa asiat katoamaan järjestelmiin? Koska elämä ei todellakaan käsittele asioita; luonnossa ei ole asioita, jotka olisivat eronneet järjestelmistään. Todella nopea opetusohjelma. Kun luen yhä enemmän ja seuraan tarinaa, biologian tieteissä on tulossa hämmästyttäviä asioita. Ja samalla kuuntelen monia yrityksiä ja löydän niiden suuret haasteet. Nämä kaksi ryhmää eivät puhu keskenään. Lainkaan.

10:11 Mikä biologian maailmassa voisi olla hyödyllistä tässä vaiheessa, jotta voimme saada meidät läpi tällaisen evoluution solmunreiän, jossa olemme? Yritän käydä läpi 12, todella nopeasti.

10:23 Yksi minusta jännittävä asia on itsensä kokoaminen. Nyt olet kuullut tästä nanoteknologian suhteen. Takaisin tuohon kuoreen: kuori on itsekokoonpanoa materiaalia. Vasemmassa alakulmassa on kuva helmiäisestä, joka muodostuu merivedestä. Se on kerrosrakenne, joka on mineraalista ja sitten polymeeriä, ja se tekee siitä erittäin, hyvin lujan. Se on kaksi kertaa kovempaa kuin korkean teknologian keramiikkamme. Mutta mikä on todella mielenkiintoista: toisin kuin uuneissa oleva keramiikkamme, se tapahtuu merivedessä. Se tapahtuu organismin kehon lähellä, sisällä ja lähellä. Tämä on Sandia National Labs. Jeff Brinker -niminen kaveri on löytänyt tavan itsekokoonpanoon koodausprosessiin. Kuvittele, että voisit valmistaa keramiikkaa huoneenlämmössä yksinkertaisesti upottamalla jotain nesteeseen, nostamalla se pois nesteestä ja haihduttamalla nesteessä olevat molekyylit yhteen, niin että ne palaavat yhteen samalla tavalla kuin tämä kiteytys toimii. Kuvittele valmistavasi kaikki kovat materiaalimme tällä tavalla. Kuvittele, että suihkutat PV-kennoon, aurinkokennoon, katolle esiasteita, ja saat sen koota itsekseen kerrosrakenteeksi, joka kerää valoa.

11:43 Tässä on mielenkiintoinen IT-maailmalle: biopii. Tämä on piilevä, joka on valmistettu silikaateista. Ja niinpä pii, jota valmistamme juuri nyt – se on osa syöpää aiheuttavaa ongelmaamme sirujemme valmistuksessa – tämä on biomineralisaatioprosessi, jota nyt matkitaan. Tämä on UC Santa Barbarassa. Katsokaa näitä piileviä. Tämä on Ernst Haeckelin teoksista. Kuvittele, että voisit – ja jälleen kerran, se on mallipohjainen prosessi, joka jähmettyy nestemäisestä prosessista – kuvitella, että voisit saada sellaisen rakenteen ulos huoneenlämmössä. Kuvittele, että pystyt tekemään täydellisiä linssejä. Vasemmalla tämä on hauras tähti; se on peitetty linsseillä, joista Lucent Technologiesin työntekijät eivät ole havainneet, että niissä ei ole minkäänlaisia ​​vääristymiä. Se on yksi vääristymättömimmistä objektiiveista, joita tiedämme. Ja niitä on monia, koko kehossa. Mielenkiintoista taas on, että se kokoaa itsensä. Nainen nimeltä Joanna Aizenberg Lucentissa oppii nyt tekemään tätä matalassa lämpötilassa luodakseen tällaisia ​​linssejä. Hän tutkii myös valokuitua. Se on merisieni, jossa on valokuitu. Alhaalla sen pohjalla on valokuitua, joka toimii paremmin kuin meidän, itse asiassa siirtämään valoa, mutta voit sitoa ne solmuun; ne ovat uskomattoman joustavia.

13:13 Tässä on toinen suuri idea: CO2 raaka-aineena. Mies nimeltä Geoff Coates Cornellissa sanoi itselleen, että kasvit eivät näe hiilidioksidia aikamme suurimpana myrkkynä. Näemme sen näin. Kasveilla on kiire tehdä pitkiä tärkkelyksen ja glukoosin ketjuja hiilidioksidista. Hän on löytänyt tavan -- hän on löytänyt katalyytin -- ja hän on löytänyt tavan ottaa hiilidioksidia ja tehdä siitä polykarbonaatteja. Biohajoavaa muovia CO2:sta – kuinka kasvimaista.

13:42 Auringon muunnokset: jännittävin. Jotkut ihmiset matkivat purppurabakteerin sisällä olevaa energiankeräyslaitetta, ASU:n ihmiset. Vielä mielenkiintoisempaa on, että viime aikoina, parin viime viikon aikana, ihmiset ovat nähneet, että on olemassa hydrogenaasi-niminen entsyymi, joka pystyy kehittämään vetyä protoneista ja elektroneista ja ottamaan vetyä - periaatteessa mitä tapahtuu polttokennossa, polttokennon anodissa ja palautuvassa polttokennossa. Polttokennoissamme teemme sen platinalla; elämä tekee sen hyvin, hyvin yleisellä raudalla. Ja tiimi on nyt juuri kyennyt jäljittelemään sitä vetyä jongleeraavaa hydrogenaasia. Se on erittäin jännittävää polttokennoille – pystyä tekemään se ilman platinaa.

14:33 Muodon voima: tässä on valas. Olemme nähneet, että tämän valaan evissa on mukuloita. Ja nuo pienet kohoumat itse asiassa lisäävät tehokkuutta esimerkiksi lentokoneen reunassa -- lisäävät tehokkuutta noin 32 prosenttia. Mikä on hämmästyttävä fossiilisten polttoaineiden säästö, jos laittaisimme sen siiven reunaan. Väri ilman pigmenttejä: tämä riikinkukko luo väriä muodon kanssa. Valo tulee läpi, se pomppii takaisin kerroksista; sitä kutsutaan ohutkalvohäiriöksi. Kuvittele, että voisit koota tuotteita itse niin, että viimeiset kerrokset leikkivät valolla luodakseen väriä. Kuvittele, että pystyt luomaan pinnan ulkopuolelle muodon niin, että se puhdistuu itsestään pelkällä vedellä. Sitä lehti tekee. Näetkö tuon lähikuvan? Se on vesipallo, ja ne ovat likahiukkasia. Ja se on lähikuva lootuksenlehdestä. Siellä on yritys, joka valmistaa tuotetta nimeltä Lotusan, joka jäljittelee - kun rakennuksen julkisivumaali kuivuu, se jäljittelee itsepuhdistuvan lehden kohoumia ja sadevesi puhdistaa rakennuksen.

15:47 Vesi tulee olemaan suuri, suuri haasteemme: janon sammuttaminen. Tässä on kaksi organismia, jotka vetävät vettä. Vasemmalla on Namibian kovakuoriainen, joka vetää vettä sumusta. Oikealla oleva on pillerivika - vetää vettä ilmasta, ei juo makeaa vettä. Veden poistaminen Montereyn sumusta ja Atlantan hikisesta ilmasta ennen kuin se pääsee rakennukseen, ovat keskeisiä tekniikoita.

16:19 Erotustekniikat ovat erittäin tärkeitä. Entä jos sanoisimme, että ei enää hard rockin louhintaa? Entä jos erotettaisiin metallit jätevirroista, pieniä määriä metalleja vedessä? Sitä mikrobit tekevät; ne kelatoivat metalleja vedestä. Täällä San Franciscossa on MR3-niminen yritys, joka upottaa mikrobien molekyylien jäljitelmiä suodattimiin kaivosjätevirtoihin. Vihreä kemia on kemiaa vedessä. Teemme kemiaa orgaanisissa liuottimissa. Tässä kuvassa hämähäkistä lähtevät kehrät ja hämähäkistä muodostuu silkki. Eikö olekin kaunista? Vihreä kemia korvaa teollisen kemiamme luonnon reseptikirjalla. Se ei ole helppoa, koska elämä käyttää vain osaa jaksollisen taulukon elementeistä. Ja käytämme niitä kaikkia, myös myrkyllisiä. Vihreän kemian tehtävänä on selvittää tyylikkäät reseptit, jotka ottavat jaksollisen taulukon pienen osajoukon ja luovat tuon solun kaltaisia ​​ihmemateriaaleja.

17:38 Ajoitettu hajoaminen: pakkaus, joka on hyvä, kunnes et halua sen olevan enää hyvää, ja liukenee heti. Se on simpukka, jonka voit löytää täältä vedestä, ja sen kiveen kiinnittävät langat ovat ajoitettuja; tasan kahden vuoden kuluttua ne alkavat liueta.

17:55 Parantuminen: tämä on hyvä. Tuo pikkumies tuolla on myöhässä. Ongelmana on, että rokotteet eivät pääse potilaiden ulottuville. Ja syy on se, että jäähdytys jotenkin katkeaa; "kylmäketju" katkeaa. Bruce Rosner-niminen kaveri katsoi tardigradia - joka kuivuu kokonaan, mutta silti pysyy elossa kuukausia, kuukausia ja kuukausia ja pystyy uusiutumaan. Ja hän löysi tavan kuivata rokotteet - pakata ne samanlaisiin sokerikapseleihin kuin tardigradilla on soluissaan - mikä tarkoittaa, että rokotteita ei enää tarvitse säilyttää jääkaapissa. Ne voidaan laittaa hansikaslokeroon, ok. Oppimista organismeista. Tämä on istunto vedestä – oppimista organismeista, jotka pärjäävät ilman vettä, jotta voidaan luoda rokote, joka kestää ja kestää ja kestää ilman jäähdytystä.

19:02En aio päästä 12:een. Mutta aion kertoa teille, että tärkeintä kaikkien näiden sopeutumisten lisäksi on se, että nämä organismit ovat keksineet tavan tehdä ihmeellisiä asioita, joita he tekevät, samalla kun he huolehtivat paikasta, joka huolehtii heidän jälkeläisistään. Kun he ovat mukana esipelissä, he ajattelevat jotain hyvin, hyvin tärkeää - ja se on, että heidän geneettinen materiaalinsa säilyy 10 000 sukupolven kuluttua. Ja se tarkoittaa, että etsitään tapa tehdä mitä he tekevät tuhoamatta paikkaa, joka huolehtii heidän jälkeläisistään. Se on suunnittelun suurin haaste. Onneksi on miljoonia ja miljoonia neroja, jotka ovat valmiita antamaan meille parhaat ideansa. Onnea keskusteluun heidän kanssaan.

20:03 Kiitos.

20:04 (Suosionosoituksia)

20:18Chris Anderson: Puhukaa esipelistä, minä -- meidän on päästävä 12:een, mutta todella nopeasti.

20:22 Janine Benyus: Ai todella? CA: Joo. Kuten tiedät, kuten 10 sekunnin versiot 10, 11 ja 12. Koska me vain -- diasi ovat niin upeita ja ideat niin suuria, en kestä antaa sinun mennä alas näkemättä 10, 11 ja 12.

20:33JB: Ok, laita tämä -- OK, minä vain pidän tätä asiaa. OK, hienoa. Ok, se on siis parantava. Aistiminen ja vastaaminen: palaute on valtava asia. Tämä on heinäsirkka. Niitä voi olla 80 miljoonaa neliökilometrillä, mutta silti ne eivät törmää toisiinsa. Ja silti meillä on 3,6 miljoonaa auton törmäystä vuodessa. (Naurua) Aivan. Newcastlessa on henkilö, joka on tajunnut, että se on erittäin suuri neuroni. Ja hän itse asiassa keksii, kuinka luoda törmäyksenestopiiri, joka perustuu tähän heinäsirkan suureen hermosoluon.

21:13 Tämä on valtava ja tärkeä, numero 11. Ja se on kasvava hedelmällisyys. Se tarkoittaa, tiedätkö, nettohedelmällisyysviljelyä. Meidän pitäisi kasvattaa hedelmällisyyttä. Ja voi kyllä ​​– saamme myös ruokaa. Koska meidän on lisättävä tämän planeetan kapasiteettia luodaksemme yhä enemmän mahdollisuuksia elämälle. Ja todella, niin tekevät myös muut organismit. Kokonaisuudessa sitä tekevät kokonaiset ekosysteemit: ne luovat yhä enemmän mahdollisuuksia elämään. Maanviljelymme on tehnyt päinvastoin. Maatalous, joka perustuu siihen, miten preeria rakentaa maaperää, maanviljely sen mukaan, kuinka kotoperäinen sorkka- ja kavioeläinlauma itse asiassa parantaa alueen terveyttä, jopa jäteveden käsittely perustuu siihen, että suo ei ainoastaan ​​puhdista vettä vaan luo uskomattoman kimaltelevaa tuottavuutta.

22:05 Tämä on yksinkertainen suunnitteluohje. Tarkoitan, se näyttää yksinkertaiselta, koska järjestelmä on yli 3,8 miljardia vuotta selvittänyt tämän. Eli ne organismit, jotka eivät ole kyenneet selvittämään, kuinka parantaa tai makeuttaa paikkojaan, eivät ole lähellä kertoa meille siitä. Se on kahdestoista. Elämä -- ja tämä on salainen temppu; tämä on taikatemppu -- elämä luo elämää suotuisat olosuhteet. Se rakentaa maaperää; se puhdistaa ilmaa; se puhdistaa vettä; se sekoittaa kaasuseoksen, jonka sinä ja minä tarvitsemme elääksemme. Ja se tekee sen keskellä loistavaa esileikkiä ja heidän tarpeidensa täyttämistä. Se ei siis ole toisiaan poissulkeva. Meidän on löydettävä tapa vastata tarpeisiimme ja samalla tehdä tästä paikasta Eeden.

23:05 CA: Janine, kiitos paljon. (Suosionosoitukset)