Nuostabios Gamtos inžinierių Pamokos

Tai nuostabu būti čia konferencijoje, skirtoje „Įkvėpta gamtos“ – galite įsivaizduoti. Ir aš taip pat džiaugiuosi, kad esu preliudijų skyriuje. Ar pastebėjote, kad šis skyrius yra preliudija? Nes aš turiu kalbėti apie vieną iš savo mėgstamiausių būtybių, tai yra vakarinis žiobris. Jūs negyvenote, kol nematei, kaip šie vaikinai šoka piršlybų šokį. Buvau prie Bowman ežero Ledyno nacionaliniame parke, kuris yra ilgas, liesas ežeras su kalnais aukštyn kojomis, o mes su partneriu turime irklavimo kiautą. Ir taip mes irklavome, ir atėjo vienas iš šių vakarinių grebių. Ir tai, ką jie daro dėl piršlybų šokio, yra tai, kad jie eina kartu, jiedu, du draugai ir pradeda bėgti po vandeniu. Jie irkluoja vis greičiau, greičiau ir greičiau, kol važiuoja taip greitai, kad tiesiogine prasme pakyla iš vandens ir stovi tiesiai, tarsi irkluodami vandens viršūnėje. Ir vienas iš tų grebų atėjo mums irkluojant. Taigi mes esame kaukolėje ir judame tikrai labai greitai. Ir šitas graikas, manau, mus supainiojo su perspektyva ir pradėjo bėgti palei vandenį šalia mūsų, piršlybų šokyje – mylias. Jis sustotų, tada prasidėtų, tada sustotų, o tada prasidėtų. Dabar tai preliudija. (Juokas)

1:46 Tą akimirką priėjau labai arti rūšies pasikeitimo. Akivaizdu, kad pramogų skiltyje gyvenimas gali mus kažko išmokyti. Gyvenimas mus turi daug ko išmokyti. Tačiau šiandien norėčiau pakalbėti apie tai, ko gyvenimas gali mus išmokyti technologijų ir dizaino srityse. Kas atsitiko nuo tada, kai pasirodė knyga – knyga daugiausia buvo apie biomimikos tyrimus – ir nuo to laiko atsitiko architektai, dizaineriai, inžinieriai – žmonės, kurie kuria mūsų pasaulį – pradėjo skambinti ir sakyti: norime, kad biologas sėdėtų prie projektavimo stalo ir padėtų mums realiu laiku pasisemti įkvėpimo. Arba – ir tai man pati linksmiausia dalis – norime, kad išvestumėte mus į gamtos pasaulį. Mes pateiksime dizaino iššūkį ir rasime čempionų adapterius gamtos pasaulyje, kurie gali mus įkvėpti.

2:40 Taigi tai nuotrauka iš kelionės į Galapagus, kurią padarėme su kai kuriais nuotekų valymo inžinieriais; jie valo nuotekas. Ir kai kurie iš jų buvo labai atsparūs ten buvimui. Iš pradžių jie mums pasakė, žinote, mes jau darome biomimikriją. Vandeniui valyti naudojame bakterijas. Ir mes pasakėme, kad tai nėra visiškai įkvėpta gamtos. Tai yra biologinis apdorojimas, žinote; tai biologiškai padedama technologija: organizmo naudojimas nuotekoms valyti yra sena, sena technologija, vadinama „prijaukinimu“. Tai yra kažko išmokimas, idėjos išmokimas iš organizmo ir tada jos pritaikymas. Ir todėl jie vis tiek to nesulaukė.

3:27 Taigi mes išėjome pasivaikščioti paplūdimiu ir aš pasakiau: gerai, duok man vieną iš savo didelių problemų. Pateikite man dizaino iššūkį, tvarumo greičio mažinimą, kuris neleidžia jums būti tvariems. Ir jie pasakė, kad pleiskanojimas, tai yra mineralų kaupimasis vamzdžių viduje. Ir jie pasakė: žinote, kas atsitinka, mineralas – kaip ir jūsų namuose – kaupiasi mineralas. Tada anga užsidaro, ir mes turime praplauti vamzdžius toksinais arba juos iškasti. Taigi, jei turėtume kaip nors sustabdyti šį pleiskanojimą – ir todėl paplūdimyje pasiėmiau keletą kriauklių. Ir aš jų paklausiau, kas yra mastelio keitimas? Kas yra tavo vamzdžių viduje? Ir jie sakė, kalcio karbonatas. Ir aš pasakiau: štai kas yra; tai kalcio karbonatas.

4:09 Ir jie to nežinojo. Jie nežinojo, kad kas yra kriauklė, ją formuoja baltymai, o tada jonai iš jūros vandens kristalizuojasi ir sukuria kriauklę. Taigi toks pats procesas, be baltymų, vyksta jų vamzdžių viduje. Jie nežinojo. Taip yra ne dėl informacijos trūkumo; tai integracijos trūkumas. Žinai, tai silosas, žmonės silose. Jie nežinojo, kad vyksta tas pats. Taigi vienas iš jų pagalvojo ir pasakė: „Gerai, gerai, jei tai tik kristalizacija, kuri automatiškai vyksta iš jūros vandens – savaime susirenkama – tai kodėl kriauklės nėra begalinio dydžio? Kas sustabdo mastelio augimą? Kodėl jie tiesiog nesiliauja? Ir aš pasakiau, na, lygiai taip pat, kaip jie išskiria baltymą ir jis pradeda kristalizaciją – ir tada jie visi tarsi pasilenkė – jie paleidžia baltymą, kuris sustabdo kristalizaciją. Jis tiesiogine prasme prilimpa prie augančio kristalo paviršiaus. Tiesą sakant, yra produktas, vadinamas TPA, kuris imituoja tą baltymą – tą sustabdantį baltymą – ir tai yra aplinkai nekenksmingas būdas sustabdyti nuosėdų susidarymą vamzdeliuose.

5:26 Tai pakeitė viską. Nuo tada šių inžinierių nebegalėjote sugrąžinti į valtį. Pirmą dieną jie išvyko į žygį, ir tai buvo: spustelėkite, spustelėkite, spustelėkite, spustelėkite. Po penkių minučių jie grįžo į valtį.Baigėme. Žinai, aš mačiau tą salą. Po to jie šliaužė visur. Jie nardytų tiek laiko, kiek mes leistume jiems nardyti. Atsitiko tai, kad jie suprato, kad ten yra organizmų, kurie jau išsprendė problemas, kurias jie praleido bandydami išspręsti savo karjerą.

6:05Mokymasis apie gamtos pasaulį yra vienas dalykas; mokytis iš gamtos pasaulio – tai jungiklis. Tai yra gilus jungiklis. Jie suprato, kad atsakymai į jų klausimus yra visur; jiems tiesiog reikėjo pakeisti lęšius, su kuriais jie matė pasaulį. 3,8 milijardo metų lauko bandymai. 10–30 – tikriausiai jums pasakys Craigas Venteris; Manau, kad yra daug daugiau nei 30 milijonų – gerai pritaikytų sprendimų. Man svarbu, kad tai būtų kontekste sprendžiami sprendimai. Ir kontekstas yra Žemė – tas pats kontekstas, kuriame mes bandome išspręsti savo problemas. Taigi tai sąmoningas gyvenimo genialumo mėgdžiojimas. Tai nėra vergiškas mėgdžiojimas – nors Al ir bando susišukuoti – tai nėra vergiška mimika; reikia atsižvelgti į dizaino principus, gamtos pasaulio genialumą ir ko nors iš to išmokti.

7:07 Dabar grupėje, kurioje yra tiek daug IT žmonių, turiu paminėti tai, apie ką nekalbėsiu, t. Taigi yra kompiuterių, kurie apsisaugo, kaip imuninė sistema, ir mes mokomės iš genų reguliavimo ir biologinio vystymosi. Ir mes mokomės iš neuroninių tinklų, genetinių algoritmų, evoliucinių skaičiavimų. Tai programinės įrangos pusėje. Bet man įdomu tai, kad mes į tai nežiūrėjome tiek daug. Turiu galvoje, kad šios mašinos tikrai nėra labai aukštųjų technologijų, mano vertinimu, ta prasme, kad Silicio slėnio vandenyje yra dešimtys ir dešimtys kancerogenų. Taigi aparatinė įranga visiškai neprilygsta tam, ką gyvenimas vadintų sėkme. Taigi, ko galime išmokti gamindami ne tik kompiuterius, bet ir viską? Lėktuvas, į kurį atvykote, automobiliai, sėdynės, ant kurių sėdite. Kaip pertvarkyti pasaulį, kurį kuriame, žmonių sukurtą pasaulį? Dar svarbiau, ko turėtume paklausti per ateinančius 10 metų? Ir ten yra daug puikių technologijų, kurias turi gyvenimas.

8:25 Kokia programa? Man svarbūs trys klausimai. Kaip gyvenimas daro dalykus? Tai yra priešingai; taip mes darome dalykus. Tai vadinama šildykite, plakite ir gydykite – taip tai vadina medžiagų mokslininkai. Ir tai raižyti daiktus iš viršaus, kai lieka 96 procentai atliekų ir tik 4 procentai produkto. Jūs jį įkaitinate; mušate jį dideliu spaudimu; naudojate chemikalus. Gerai. Šildykite, plakite ir gydykite.

8:53 Gyvenimas to negali sau leisti. Kaip gyvenimas daro dalykus? Kaip gyvenimas išnaudoja viską? Tai pelargonijų žiedadulkės. O jo forma suteikia jai funkciją, leidžiančią taip lengvai nukristi per orą. Pažiūrėk į tą formą. Gyvenimas prideda prie materijos informacijos. Kitaip tariant: struktūra. Tai suteikia informacijos. Pridėjus prie medžiagos informacijos, ji suteikia jai kitokią funkciją nei be šios struktūros. Ir trečia, kaip gyvenimas priverčia daiktus išnykti sistemose? Nes gyvenimas tikrai nesusijęs su dalykais; Gamtoje nėra dalykų, kurie būtų atskirti nuo jų sistemų. Tikrai greita programa. Kadangi dabar vis daugiau skaitau ir seku istoriją, biologijos moksluose atsiranda nuostabių dalykų. Tuo pat metu klausausi daugybės įmonių ir randu, kokie yra jų didžiuliai iššūkiai. Abi grupės tarpusavyje nesusikalba. Iš viso.

10:11 Kas biologijos pasaulyje gali būti naudinga šiuo momentu, kad išvestų mus per tokią evoliucijos duobę, kurioje esame? Pabandysiu pereiti 12, tikrai greitai.

10:23 Mane žavi savęs surinkimas. Dabar jūs girdėjote apie tai kalbant apie nanotechnologijas.Grįžkite į tą apvalkalą: apvalkalas yra savaime susirenkanti medžiaga. Apatinėje kairėje pusėje yra perlamutro, susidarančio iš jūros vandens, paveikslas. Tai sluoksniuota struktūra, kuri yra mineralinė, o vėliau polimerinė, todėl ji yra labai, labai kieta. Jis dvigubai kietesnis nei mūsų aukštųjų technologijų keramika. Bet kas tikrai įdomu: skirtingai nei mūsų keramika, kuri yra krosnyse, tai atsitinka jūros vandenyje. Tai vyksta šalia organizmo kūno, jo viduje ir šalia jo. Tai Sandia National Labs. Vaikinas, vardu Jeffas Brinkeris, rado būdą, kaip savarankiškai surinkti kodavimo procesą. Įsivaizduokite, kad galite gaminti keramiką kambario temperatūroje, tiesiog panardindami ką nors į skystį, iškeldami iš skysčio ir išgaruodami kartu skystyje esančias molekules, kad jos susijungtų taip pat, kaip vyksta kristalizacija. Įsivaizduokite, kad taip pagaminsite visas mūsų kietas medžiagas. Įsivaizduokite, kad PV elemento, saulės elemento pirmtakai purškiami ant stogo ir jie savaime susirenka į sluoksniuotą struktūrą, kuri surenka šviesą.

11:43 Štai vienas įdomus IT pasauliui: biologinis silicis. Tai diatomė, pagaminta iš silikatų. Taigi silicis, kurį gaminame šiuo metu – tai mūsų lustų gamybos kancerogeninės problemos dalis – tai yra biologinės mineralizacijos procesas, kuris dabar imituojamas. Tai yra Santa Barbaros UC. Pažiūrėkite į šias diatomas. Tai iš Ernsto Haeckelio darbų. Įsivaizduokite, kad galite – ir vėlgi, tai šabloninis procesas, kuris sukietėja iš skysto proceso – įsivaizduoti, kad tokia struktūra išeina kambario temperatūroje. Įsivaizduokite, kad galite sukurti tobulus lęšius. Kairėje pusėje yra trapi žvaigždė; jis padengtas lęšiais, kurių „Lucent Technologies“ darbuotojai nustatė, kad jie nėra iškraipyti. Tai vienas iš labiausiai neiškraipytų objektyvų, apie kuriuos žinome. Ir jų yra daug visame kūne. Vėlgi įdomu tai, kad jis susirenka savaime. Moteris, vardu Joanna Aizenberg iš Lucent, dabar mokosi tai daryti žemoje temperatūroje, kad sukurtų tokius lęšius. Ji taip pat žiūri į šviesolaidį. Tai jūros kempinė su šviesolaidžiu. Pačiame jos pagrinde yra šviesolaidis, kuris iš tikrųjų veikia geriau nei mūsų, kad judėtų šviesa, bet jūs galite juos surišti į mazgą; jie yra neįtikėtinai lankstūs.

13:13 Štai dar viena didelė idėja: CO2 kaip žaliava. Vaikinas, vardu Geoffas Coatesas iš Kornelio, pasakė sau: žinote, augalai CO2 nelaiko didžiausiu mūsų laikų nuodu. Mes tai matome taip. Augalai yra užsiėmę gamindami ilgas krakmolo ir gliukozės grandines iš CO2. Jis rado būdą – rado katalizatorių – ir rado būdą, kaip paimti CO2 ir paversti jį polikarbonatais. Biologiškai skaidus plastikas iš CO2 – kaip augalas.

13:42 Saulės transformacijos: įdomiausi. Yra žmonių, kurie imituoja energijos surinkimo įrenginį purpurinės bakterijos viduje, ASU žmonės. Dar įdomiau, kad pastaruoju metu, per pastarąsias kelias savaites, žmonės pamatė, kad yra fermentas, vadinamas hidrogenaze, kuris gali išskirti vandenilį iš protonų ir elektronų ir gali paimti vandenilį – iš esmės tai, kas vyksta kuro elemente, kuro elemento anode ir grįžtamajame kuro elemente. Kuro elementuose tai darome su platina; gyvenimas tai daro su labai, labai įprasta geležimi. Ir dabar komanda ką tik sugebėjo imituoti tą vandeniliu žongliruojančią hidrogenazę. Tai labai įdomu kuro elementams – tai padaryti be platinos.

14:33 Formos galia: štai banginis. Matėme, kad ant šio banginio pelekų yra gumbai. Ir tie maži iškilimai iš tikrųjų padidina efektyvumą, pavyzdžiui, lėktuvo krašte – padidina efektyvumą maždaug 32 procentais. Tai yra nuostabus iškastinio kuro sutaupymas, jei mes tiesiog padėtume tai ant sparno krašto. Spalva be pigmentų: šis povas kuria spalvą su forma. Šviesa praeina, ji atsimuša nuo sluoksnių; tai vadinama plonasluoksniais trukdžiais. Įsivaizduokite, kad galėtumėte patys surinkti gaminius, o paskutiniais sluoksniais žaisdami su šviesa, kad sukurtumėte spalvą. Įsivaizduokite, kad galite sukurti formą paviršiaus išorėje, kad jis savaime išsivalytų tik vandeniu. Štai ką daro lapas. Matote tą vaizdą iš arti? Tai vandens kamuolys, o tai yra purvo dalelės. Ir tai yra lotoso lapo vaizdas iš arti. Yra įmonė, gaminanti produktą pavadinimu „Lotusan“, kuris imituoja – kai pastato fasado dažai išdžiūsta, jie imituoja savaime išsivalančios lapų iškilimus, o lietaus vanduo išvalo pastatą.

15:47 Vanduo bus mūsų didelis, didžiulis iššūkis: numalšinti troškulį. Štai du organizmai, kurie traukia vandenį. Kairėje yra Namibijos vabalas, traukiantis vandenį iš rūko. Dešinėje yra tablečių klaida – ištraukia vandenį iš oro, negeria gėlo vandens. Pagrindinės technologijos yra vandens ištraukimas iš Monterey rūko ir iš prakaituoto oro Atlantoje, kol jis nepatenka į pastatą.

16:19 Atskyrimo technologijos bus nepaprastai svarbios. O kas, jei sakytume, kad nebeliksime kietojo roko kasybos? O kas, jei atskirtume metalus nuo atliekų srautų, nedidelius metalų kiekius vandenyje? Štai ką daro mikrobai; jie iš vandens išskiria metalus. Čia, San Franciske, yra įmonė, vadinama MR3, kuri mikrobų molekulių imitacijas įterpia ant filtrų į kasyklų atliekų srautus. Žalioji chemija yra chemija vandenyje. Mes atliekame chemiją organiniuose tirpikliuose. Tai paveikslėlis, kuriame matyti iš voro išeinančios suktukai ir iš voro formuojamas šilkas. Argi ne gražu? Žalioji chemija mūsų pramoninę chemiją pakeičia gamtos receptų knyga. Tai nėra lengva, nes gyvenimas naudoja tik periodinės lentelės elementų poaibį. Ir mes naudojame juos visus, net ir toksiškus. Žaliosios chemijos užduotis yra išsiaiškinti elegantiškus receptus, kurie atimtų nedidelį periodinės lentelės pogrupį ir sukurtų tokias stebuklingas medžiagas kaip ta ląstelė.

17:38 Laiko suskaidymas: pakuotė, kuri yra gera, kol nebenorite, kad ji būtų gera, ir ištirpsta iškart. Tai midija, kurią galite rasti čia esančiuose vandenyse, o siūlai, laikantys ją prie uolos, yra laikomi; lygiai dvejus metus jie pradeda tirpti.

17:55 Gydymas: tai geras. Tas mažas vaikinas ten yra vėlyvas. Visame pasaulyje yra problemų dėl to, kad vakcinos nepasiekia pacientų. Priežastis ta, kad kažkaip sugenda šaldytuvas; nutrūksta tai, kas vadinama „šalta grandine“. Vaikinas, vardu Bruce'as Rosneris, pažvelgė į tardigradą, kuris visiškai išdžiūsta, tačiau išlieka gyvas mėnesius, mėnesius ir mėnesius bei sugeba atsinaujinti. Ir jis rado būdą, kaip išdžiovinti vakcinas – supakuoti jas į tokias pačias cukraus kapsules, kokias turi tardigradas savo ląstelėse – tai reiškia, kad vakcinų nebereikia šaldyti. Juos galima įdėti į pirštinių skyrių, gerai. Mokymasis iš organizmų. Tai užsiėmimas apie vandenį – mokymasis apie organizmus, galinčius apsieiti be vandens, kad būtų sukurta vakcina, kuri išlieka ir išlieka, ir išlieka be šaldymo.

19:02 Aš nepasieksiu 12. Bet ką aš padarysiu, tai pasakysiu, kad be visų šių prisitaikymų svarbiausias dalykas yra tai, kad šie organizmai sugalvojo būdą, kaip padaryti nuostabius dalykus, kuriuos jie daro rūpindamiesi vieta, kuri rūpinsis jų palikuonimis. Kai jie dalyvauja preliudijoje, jie galvoja apie kažką labai labai svarbaus – ir tai, kad jų genetinė medžiaga išliks po 10 000 kartų. O tai reiškia, kad reikia rasti būdą, kaip padaryti tai, ką jie daro, nesunaikinant vietos, kuri rūpinsis jų palikuonimis. Tai didžiausias dizaino iššūkis. Laimei, yra milijonai genijų, norinčių mums padovanoti savo geriausias idėjas. Sėkmės su jais bendraujant.

20:03 Ačiū.

20:04 (Plojimai)

20:18 Chrisas Andersonas: Kalbėk apie preliudiją, aš – turime pasiekti 12, bet labai greitai.

20:22 Janine Benyus: O tikrai? CA: Taip. Kaip žinote, kaip ir 10 sekundžių 10, 11 ir 12 versijos. Kadangi mes tiesiog – jūsų skaidrės tokios nuostabios, o idėjos tokios didelės, negaliu pakęsti, kad nusileistumėte nepamačius 10, 11 ir 12.

20:33JB: Gerai, įdėk tai – gerai, aš tiesiog laikysiu šį daiktą. Gerai, puiku. Gerai, tai yra gydomoji priemonė. Jautimas ir atsakymas: grįžtamasis ryšys yra didžiulis dalykas. Tai yra skėriai. Kvadratiniame kilometre jų gali būti 80 milijonų, tačiau jie vienas su kitu nesusiduria. Ir vis dėlto susiduriame su 3,6 mln. automobilių susidūrimų per metus. (Juokas) Tiesa. Niukasle yra žmogus, kuris suprato, kad tai labai didelis neuronas. Ir ji iš tikrųjų sugalvoja, kaip sukurti susidūrimo išvengimo schemą, pagrįstą šiuo labai dideliu skėriuose esančiu neuronu.

21:13 Tai didžiulis ir svarbus, numeris 11. Ir tai yra augantis vaisingumas. Tai reiškia, žinote, grynasis vaisingumo ūkininkavimas. Turėtume didinti vaisingumą. Ir, taip, mes taip pat gauname maisto. Nes turime auginti šios planetos pajėgumą, kad sukurtume vis daugiau galimybių gyventi. Ir iš tikrųjų tai daro ir kiti organizmai. Ansamblyje tai daro visos ekosistemos: jos sukuria vis daugiau galimybių gyventi. Mūsų ūkininkavimas padarė priešingai. Taigi ūkininkavimas, pagrįstas tuo, kaip prerijos kuria dirvą, ūkis, pagrįstas tuo, kaip vietinė kanopinių banda iš tikrųjų pagerina arealo sveikatą, netgi nuotekų valymas, pagrįstas tuo, kaip pelkė ne tik išvalo vandenį, bet ir sukuria neįtikėtinai putojantį produktyvumą.

22:05 Tai paprastas dizaino aprašymas. Aš turiu galvoje, tai atrodo paprasta, nes sistema per 3,8 milijardo metų tai išsprendė. Tai yra, tie organizmai, kurie nesugebėjo išsiaiškinti, kaip pagerinti ar pasaldinti savo vietą, nėra šalia, kad mums apie tai papasakotų. Tai jau dvyliktoji. Gyvenimas – ir tai yra slaptas triukas; tai yra magiškas triukas – gyvenimas sukuria gyvenimui palankias sąlygas. Jis sukuria dirvožemį; valo orą; valo vandenį; sumaišo dujų kokteilį, kurio reikia tau ir man gyventi. Ir tai daro puikiai žaidžiant ir tenkinant jų poreikius. Taigi tai nėra vienas kitą atmetantis. Turime rasti būdą, kaip patenkinti savo poreikius, darydami šią vietą Edenu.

23:05 CA: Janine, labai ačiū. (Plojimai)