Pārsteidzošas mācības No Dabas inženieriem

Ir aizraujoši būt šeit konferencē, kas veltīta "Iedvesmojoties no dabas" — varat iedomāties. Un es arī esmu sajūsmā, ka esmu priekšspēļu sadaļā. Vai pamanījāt, ka šī sadaļa ir priekšspēle? Tāpēc, ka man nākas runāt par vienu no maniem mīļākajiem būtnēm, kas ir rietumu grebe. Jūs neesat dzīvojis, kamēr neesat redzējis šos puišus dejojam pieklājības deju. Es biju pie Boumena ezera Glacier National Park, kas ir garš, tievs ezers ar kalniem otrādi, un man un manam partnerim ir airēšanas gliemežvāks. Un tā mēs airējām, un viens no šiem rietumu grebiem nāca līdzi. Un tas, ko viņi dara, lai dejotu pieklājību, ir tas, ka viņi iet kopā, abi, abi biedri, un sāk skriet zem ūdens. Viņi airē arvien ātrāk, un ātrāk, līdz tie iet tik ātri, ka tie burtiski izceļas no ūdens un stāv taisni, it kā airējot ūdens virsotnē. Un viens no šiem grebiem nāca līdzi, kamēr mēs airējām. Un tā mēs esam galvaskausā, un mēs virzāmies ļoti, ļoti ātri. Un šis grebis, manuprāt, mūs maldināja par perspektīvu un sāka skriet pa ūdeni mums blakus, pieklājības dejā -- kilometriem. Tas apstāsies un tad sāktos, un tad apstāties, un tad sākt. Tagad tā ir priekšspēle. (Smiekli)

1:46 Es tajā brīdī nonācu tik tuvu sugas maiņai. Acīmredzot, dzīve mums var kaut ko iemācīt izklaides sadaļā. Dzīvei mums ir daudz ko iemācīt. Taču šodien es vēlētos runāt par to, ko dzīve mums varētu iemācīt tehnoloģijā un dizainā. Kas ir noticis kopš grāmatas iznākšanas — grāmata galvenokārt bija par biomīmikas pētījumiem — un kopš tā laika ir noticis arhitekti, dizaineri, inženieri — cilvēki, kas veido mūsu pasauli — ir sākuši zvanīt un teikt: mēs vēlamies, lai biologs sēdētu pie dizaina galda, lai palīdzētu mums reāllaikā gūt iedvesmu. Vai arī — un šī man ir jautrākā daļa — mēs vēlamies, lai jūs izvestu mūs dabiskajā pasaulē. Mēs ieradīsimies ar dizaina izaicinājumu, un mēs atrodam dabiskajā pasaulē labākos adapterus, kas varētu mūs iedvesmot.

2:40 Tātad šis ir attēls no ceļojuma uz Galapagu salām, ko uzņēmām kopā ar dažiem notekūdeņu attīrīšanas inženieriem; tie attīra notekūdeņus. Un daži no viņiem patiesībā bija ļoti izturīgi pret atrašanos tur. Sākumā viņi mums teica, ka mēs jau veicam biomīmiku. Mēs izmantojam baktērijas, lai attīrītu mūsu ūdeni. Un mēs teicām: labi, tas nav gluži dabas iedvesmots. Tā ir bioapstrāde, jūs zināt; tā ir bioloģiski atbalstīta tehnoloģija: organisma izmantošana notekūdeņu attīrīšanai ir veca, veca tehnoloģija, ko sauc par "pieradināšanu". Tā ir kaut kā mācīšanās, idejas apguve no organisma un pēc tam tās pielietošana. Un tāpēc viņi joprojām to nesaņēma.

3:27 Mēs devāmies pastaigā pa pludmali, un es teicu: labi, pastāstiet man vienu no savām lielajām problēmām. Uzdodiet man dizaina izaicinājumu, ilgtspējības ātruma palielinājumu, kas neļauj jums būt ilgtspējīgam. Un viņi teica mērogošanu, kas ir minerālvielu uzkrāšanās caurulēs. Un viņi teica: jūs zināt, kas notiek, minerāls — tāpat kā jūsu mājā — minerāls uzkrājas. Un tad atvere aizveras, un mums ir jāizskalo caurules ar toksīniem, vai arī mums tās ir jāizrok. Tātad, ja mums būtu kāds veids, kā apturēt šo mērogošanu, un tāpēc es paņēmu dažus gliemežvākus pludmalē. Un es viņiem jautāju, kas ir mērogošana? Kas ir jūsu caurulēs? Un viņi teica: kalcija karbonāts. Un es teicu, lūk, kas tas ir; tas ir kalcija karbonāts.

4:09 Un viņi to nezināja. Viņi nezināja, ka gliemežvāku veido olbaltumvielas, un tad jūras ūdens joni kristalizējas vietā, lai izveidotu gliemežvāku. Tātad tāds pats process bez olbaltumvielām notiek to cauruļu iekšpusē. Viņi nezināja. Tas nav informācijas trūkuma dēļ; tas ir integrācijas trūkums. Zini, tā ir tvertne, cilvēki tvertnēs. Viņi nezināja, ka notiek tas pats. Tāpēc viens no viņiem par to padomāja un teica: Labi, ja tā ir tikai kristalizācija, kas automātiski notiek no jūras ūdens — pašsavienošanās —, tad kāpēc čaumalas nav bezgalīgi lielas? Kas aptur mērogošanu? Kāpēc viņi vienkārši neturpina? Un es teicu: labi, tādā pašā veidā, kā tie izdala proteīnu, un tas sāk kristalizāciju — un tad viņi visi it kā pieliecās — viņi izlaiž proteīnu, kas aptur kristalizāciju. Tas burtiski pielīp pie augošās kristāla sejas. Un patiesībā ir produkts, ko sauc par TPA, kas atdarina šo proteīnu — šo stop-olbaltumvielu –, un tas ir videi draudzīgs veids, kā apturēt katlakmens veidošanos caurulēs.

5:26 Tas visu mainīja. Kopš tā laika šos inženierus vairs nevarēja dabūt atpakaļ laivā. Pirmajā dienā viņi devās pārgājienā, un tas bija: klikšķis, klikšķis, klikšķis, klikšķis. Pēc piecām minūtēm viņi bija atpakaļ laivā. Mēs esam pabeiguši. Zini, es esmu redzējis to salu. Pēc tam viņi rāpoja pa visu. Viņi snorkelētu tik ilgi, cik mēs viņiem ļautu snorkelēt. Notika tas, ka viņi saprata, ka tur ir organismi, kas jau ir atrisinājuši problēmas, kuras viņi bija pavadījuši savu karjeru, lai atrisinātu.

6:05 Dabas pasaules apguve ir viena lieta; mācīšanās no dabas pasaules — tas ir slēdzis. Tas ir dziļais slēdzis. Viņi saprata, ka atbildes uz viņu jautājumiem ir visur; viņiem vienkārši vajadzēja nomainīt lēcas, ar kurām viņi redzēja pasauli. 3,8 miljardus gadu ilga lauka pārbaude. 10 līdz 30 — Kreigs Venters, iespējams, jums pateiks; Es domāju, ka ir daudz vairāk nekā 30 miljoni — labi pielāgotu risinājumu. Man ir svarīgi, lai tie būtu kontekstā atrisināti risinājumi. Un konteksts ir Zeme — tas pats konteksts, kurā mēs cenšamies atrisināt savas problēmas. Tātad tā ir apzināta dzīves ģēnija līdzināšana. Tā nav verdziska atdarināšana — lai gan Als cenšas panākt frizūru, tā nav verdziska mīmika; tas ir dizaina principu, dabiskās pasaules ģenialitātes pārņemšana un kaut kas no tā mācīšanās.

7:07 Tagad grupā, kurā ir tik daudz IT cilvēku, man ir jāpiemin tas, par ko es nerunāšu, proti, jūsu joma ir tāda, kas programmatūras jomā ir iemācījusies ļoti daudz no dzīvām būtnēm. Tātad ir datori, kas aizsargā sevi, piemēram, imūnsistēma, un mēs mācāmies no gēnu regulēšanas un bioloģiskās attīstības. Un mēs mācāmies no neironu tīkliem, ģenētiskiem algoritmiem, evolūcijas skaitļošanas. Tas ir programmatūras pusē. Bet man ir interesanti, ka mēs to neesam tik daudz skatījuši. Manuprāt, šīs mašīnas patiešām nav ļoti augstas tehnoloģijas tādā nozīmē, ka Silīcija ielejas ūdenī ir desmitiem un desmitiem kancerogēnu. Tātad aparatūra nepavisam nav piemērota tam, ko dzīve varētu saukt par panākumiem. Tātad, ko mēs varam uzzināt par izgatavošanu — ne tikai datorus, bet visu? Lidmašīna, kurā ienācāt, automašīnas, sēdekļi, uz kuriem jūs sēdējat. Kā mēs pārveidojam savu radīto pasauli, cilvēku radīto pasauli? Vēl svarīgāk ir tas, ko mums vajadzētu jautāt nākamajos 10 gados? Un dzīvē ir daudz lielisku tehnoloģiju.

8:25 Kāda ir mācību programma? Trīs jautājumi man ir galvenie. Kā dzīve veido lietas? Tas ir pretējs; šādi mēs veidojam lietas. To sauc par karsēšanu, pārspēj un ārstē — tā to sauc materiālu zinātnieki. Un tā ir lietu griešana no augšas, pāri paliekot 96 procenti atkritumu un tikai 4 procenti produktu. Jūs to uzsildāt; jūs to pārspējāt ar augstu spiedienu; jūs lietojat ķimikālijas. Labi. Sildiet, sitiet un ārstējiet.

8:53 Dzīve to nevar atļauties. Kā dzīve veido lietas? Kā dzīve vislabāk izmanto lietas? Tie ir ģerānijas ziedputekšņi. Un tā forma ir tā, kas tai piešķir funkciju, lai tā varētu tik viegli izkļūt pa gaisu. Paskaties uz šo formu. Dzīve matērijai pievieno informāciju. Citiem vārdiem sakot: struktūra. Tas sniedz informāciju. Pievienojot matērijai informāciju, tā piešķir tai atšķirīgu funkciju nekā bez šīs struktūras. Un, treškārt, kā dzīve liek lietām pazust sistēmās? Jo dzīve īsti nenodarbojas ar lietām; dabas pasaulē nav nevienas lietas, kas būtu atdalītas no to sistēmām. Tiešām ātra mācību programma. Tā kā es tagad lasu arvien vairāk un sekoju stāstam, bioloģijas zinātnēs parādās dažas pārsteidzošas lietas. Un tajā pašā laikā es klausos daudzus uzņēmumus un atklāju, kādi ir viņu lielie izaicinājumi. Abas grupas savā starpā nerunā. Vispār.

10:11 Kas bioloģijas pasaulē varētu būt noderīgs šajā brīdī, lai izvestu mūs cauri šādam evolūcijas mezglam, kurā atrodamies? Es mēģināšu iet cauri 12, ļoti ātri.

10:23 Viens, kas man ir aizraujošs, ir paškomplektēšanās. Tagad jūs esat dzirdējuši par to saistībā ar nanotehnoloģiju. Atpakaļ pie šī apvalka: apvalks ir pašmontējošs materiāls. Apakšējā kreisajā pusē ir perlamutra attēls, kas veidojas no jūras ūdens. Tā ir slāņaina struktūra, kas ir minerāla un pēc tam polimēra, un tas padara to ļoti, ļoti izturīgu. Tas ir divreiz izturīgāks par mūsu augsto tehnoloģiju keramiku. Bet kas ir patiešām interesanti: atšķirībā no mūsu keramikas, kas atrodas krāsnīs, tas notiek jūras ūdenī. Tas notiek organisma ķermeņa tuvumā, iekšpusē un tā tuvumā. Šī ir Sandia National Labs. Puisis vārdā Džefs Brinkers ir atradis veidu, kā veikt pašizkopšanas kodēšanas procesu. Iedomājieties, ka varat izgatavot keramiku istabas temperatūrā, vienkārši iemērcot kaut ko šķidrumā, izceļot to no šķidruma un iztvaikojot, saspiežot šķidrumā esošās molekulas kopā, lai tās sagrieztu kopā tādā pašā veidā, kā notiek šī kristalizācija. Iedomājieties, ka visi mūsu cietie materiāli tiek izgatavoti šādā veidā. Iedomājieties, ka PV elementu, saules bateriju, uz jumta izsmidzina prekursorus un ļauj tam pašam salikt slāņveida struktūru, kas iegūst gaismu.

11:43 Lūk, kas ir interesants IT pasaulei: biosilīcijs. Šī ir diatoma, kas izgatavota no silikātiem. Un tātad silīcijs, ko mēs šobrīd ražojam — tā ir daļa no mūsu kancerogēnās problēmas mūsu mikroshēmu ražošanā — tas ir biomineralizācijas process, kas tagad tiek atdarināts. Tas atrodas UC Santa Barbara. Paskatieties uz šīm kramaļģēm. Tas ir no Ernsta Hekela darba. Iedomājieties, ka varat — un atkal, tas ir veidnes process, un tas sacietē no šķidra procesa — iedomāties, ka istabas temperatūrā varētu iznākt šāda veida struktūra. Iedomājieties, ka varat izgatavot perfektas lēcas. Kreisajā pusē šī ir trausla zvaigzne; tas ir pārklāts ar lēcām, kuras Lucent Technologies darbinieki ir atklājuši, ka tiem nav nekādu traucējumu. Tas ir viens no mums zināmajiem objektīviem bez kropļojumiem. Un to ir daudz visā ķermenī. Interesanti atkal ir tas, ka tas pats savāc. Sieviete vārdā Džoanna Aizenberga no Lucent tagad mācās to darīt zemas temperatūras procesā, lai izveidotu šāda veida lēcas. Viņa arī meklē optisko šķiedru. Tas ir jūras sūklis ar optisko šķiedru. Pašā tās pamatnē ir optiskās šķiedras, kas patiesībā darbojas labāk nekā mūsējā, lai pārvietotu gaismu, taču jūs varat tās sasiet mezglā; tie ir neticami elastīgi.

13:13 Lūk, vēl viena liela ideja: CO2 kā izejviela. Kāds puisis vārdā Džefs Koutss Kornelā sev teica: ziniet, augi neuzskata, ka CO2 ir mūsu laika lielākā inde. Mēs to redzam tā. Augi ir aizņemti, veidojot garas cietes un glikozes ķēdes no CO2. Viņš ir atradis veidu — viņš ir atradis katalizatoru — un ir atradis veidu, kā uzņemt CO2 un pārvērst to polikarbonātos. Bioloģiski noārdāma plastmasa no CO2 — cik līdzīga augiem.

13:42Saules pārvērtības: aizraujošākās. Ir cilvēki, kas atdarina enerģijas savākšanas ierīci purpursarkanās baktērijas iekšienē, ASU cilvēki. Vēl interesantāk ir tas, ka pēdējā laikā, pēdējo pāris nedēļu laikā, cilvēki ir redzējuši, ka pastāv enzīms, ko sauc par hidrogenāzi, kas spēj attīstīt ūdeņradi no protoniem un elektroniem un spēj uzņemt ūdeņradi – būtībā tas, kas notiek kurināmā elementā, kurināmā elementa anodā un atgriezeniskā kurināmā elementā. Mūsu kurināmā elementos mēs to darām ar platīnu; dzīve to dara ar ļoti, ļoti ierastu dzelzi. Un komanda nupat ir spējusi atdarināt šo ūdeņraža žonglēšanas hidrogenāzi. Tas ir ļoti aizraujoši kurināmā elementiem — to var izdarīt bez platīna.

14:33 Formas spēks: lūk, valis. Mēs esam redzējuši, ka uz šī vaļa spurām ir bumbuļi. Un šie mazie izciļņi faktiski palielina efektivitāti, piemēram, lidmašīnas malā - palielina efektivitāti par aptuveni 32 procentiem. Tas ir pārsteidzošs fosilā kurināmā ietaupījums, ja mēs to vienkārši liktu uz spārna malas. Krāsa bez pigmentiem: šis pāvs rada krāsu ar formu. Gaisma nāk cauri, tā atlec no slāņiem; to sauc par plānslāņa traucējumiem. Iedomājieties, ka varat patstāvīgi salikt izstrādājumus ar dažiem pēdējiem slāņiem, spēlējoties ar gaismu, lai radītu krāsu. Iedomājieties, ka varat izveidot formu virsmas ārpusei, lai tā pašattīrītos tikai ar ūdeni. Tā dara lapa. Redzēt šo attēlu tuvplānā? Tā ir ūdens bumba, un tās ir netīrumu daļiņas. Un tas ir lotosa lapas tuvs attēls. Ir uzņēmums, kas ražo produktu ar nosaukumu Lotusan, kas atdarina – kad ēkas fasādes krāsa izžūst, tā atdarina pašattīrošās lapas nelīdzenumus, un lietus ūdens attīra ēku.

15:47 Ūdens būs mūsu lielais, lielais izaicinājums: slāpju remdēšana. Šeit ir divi organismi, kas velk ūdeni. Kreisajā pusē ir Namībijas vabole, kas izvelk ūdeni no miglas. Labajā pusē ir tablešu kļūda — izvelk ūdeni no gaisa, nedzer svaigu ūdeni. Galvenās tehnoloģijas ir ūdens izvilkšana no Monterejas miglas un nosvīdošā gaisa Atlantā, pirms tas nokļūst ēkā.

16:19 Atdalīšanas tehnoloģijas būs ārkārtīgi svarīgas. Ko darīt, ja mēs teiktu, ka vairs nav cietā roka ieguves? Ko darīt, ja mēs atdalītu metālus no atkritumu plūsmām, nelielu daudzumu metālu ūdenī? Tas ir tas, ko dara mikrobi; tie helātus metālus no ūdens. Šeit, Sanfrancisko, ir uzņēmums MR3, kas raktuvju atkritumu plūsmās iestrādā filtros mikrobu molekulu imitācijas. Zaļā ķīmija ir ķīmija ūdenī. Mēs veicam ķīmiju organiskos šķīdinātājos. Šis ir attēls, kurā redzams, kā zirneklis izplūst no zirnekļa, un zīds tiek veidots no zirnekļa. Vai tas nav skaisti? Zaļā ķīmija mūsu rūpniecisko ķīmiju aizstāj ar dabas recepšu grāmatu. Tas nav viegli, jo dzīve izmanto tikai periodiskās tabulas elementu apakškopu. Un mēs izmantojam tos visus, pat toksiskos. Zaļās ķīmijas uzdevums ir izdomāt elegantās receptes, kas aizņemtu periodiskās tabulas mazo apakškopu un radītu tādus brīnummateriālus kā šī šūna.

17:38 Laika noārdīšanās: iepakojums, kas ir labs līdz brīdim, kad vairs nevēlaties, lai tas būtu labs, un izšķīst uzreiz. Tā ir gliemene, ko varat atrast ūdeņos šeit, un pavedieni, kas to tur pie klints, ir noregulēti; tieši pēc diviem gadiem tie sāk izšķīst.

17:55 Dziedināšana: šī ir laba. Tas mazais puisis tur ir tardigrads. Visā pasaulē pastāv problēma, ka vakcīnas nenonāk pie pacientiem. Un iemesls ir tāds, ka ledusskapis kaut kā saplīst; tā sauktā "aukstā ķēde" tiek pārtraukta. Kāds puisis vārdā Brūss Rosners paskatījās uz tardigradu, kas pilnībā izžūst un tomēr paliek dzīvs mēnešiem, mēnešiem un mēnešiem un spēj atjaunoties. Un viņš atrada veidu, kā izžāvēt vakcīnas — iesaiņot tās tādās pašās cukura kapsulās, kādas ir tardigrade šūnās —, kas nozīmē, ka vakcīnas vairs nav jāglabā ledusskapī. Tos var ievietot cimdu nodalījumā, labi. Mācīšanās no organismiem. Šī ir sesija par ūdeni – mācīšanās par organismiem, kas var iztikt bez ūdens, lai radītu vakcīnu, kas iztur un iztur un iztur bez atdzesēšanas.

19:02 Es nesanākšu līdz 12. Bet tas, ko es darīšu, ir jums pateikt, ka vissvarīgākais, izņemot visus šos pielāgojumus, ir fakts, ka šie organismi ir izdomājuši veidu, kā veikt pārsteidzošās lietas, ko viņi dara, rūpējoties par vietu, kas rūpēsies par viņu pēcnācējiem. Kad viņi ir iesaistīti priekšspēlē, viņi domā par kaut ko ļoti, ļoti svarīgu — un tas ir viņu ģenētiskais materiāls, kas paliek 10 000 paaudžu laikā. Un tas nozīmē, ka jāatrod veids, kā darīt to, ko viņi dara, neiznīcinot vietu, kas rūpēsies par viņu pēcnācējiem. Tas ir lielākais dizaina izaicinājums. Par laimi, ir miljoniem un miljoniem ģēniju, kas vēlas mūs apdāvināt ar savām labākajām idejām. Veiksmi sarunāties ar viņiem.

20:03 Paldies.

20:04 (Aplausi)

20:18 Kriss Andersons: Runājiet par priekšspēli, es — mums jāpanāk 12, bet ļoti ātri.

20:22 Janine Benyus: Vai tiešām? CA: Jā. Tāpat kā 10 sekunžu 10., 11. un 12. versija. Tā kā mēs vienkārši — jūsu slaidi ir tik lieliski un idejas ir tik lielas, es nevaru ciest, ka jūs nolaižos, neredzot 10, 11 un 12.

20:33JB: Labi, ielieciet šo -- labi, es vienkārši turēšu šo lietu. Labi, lieliski. Labi, tātad tas ir dziedinošais. Sajūta un reaģēšana: atgriezeniskā saite ir milzīga lieta. Šis ir sisenis. Kvadrātkilometrā to var būt 80 miljoni, un tomēr tie nesaduras viens ar otru. Un tomēr mums ir 3,6 miljoni automašīnu sadursmju gadā. (Smiekli) Pareizi. Ņūkāslā ir kāds cilvēks, kurš ir sapratis, ka tas ir ļoti liels neirons. Un viņa patiesībā izdomā, kā izveidot sadursmju novēršanas shēmu, pamatojoties uz šo ļoti lielo siseņu neironu.

21:13 Šī ir milzīga un svarīga, numur 11. Un tā ir augošā auglība. Tas nozīmē, ka jūs zināt, neto auglības lauksaimniecība. Mums vajadzētu palielināt auglību. Un, jā, mēs arī saņemam ēdienu. Jo mums ir jāpalielina šīs planētas spēja radīt arvien jaunas iespējas dzīvībai. Un tiešām, to dara arī citi organismi. Ansamblī tas ir tas, ko dara veselas ekosistēmas: tās rada arvien vairāk iespēju dzīvei. Mūsu lauksaimniecība ir darījusi pretējo. Tātad lauksaimniecība, kuras pamatā ir tas, kā prērija veido augsni, lopkopība, pamatojoties uz to, kā vietējais nagaiņu ganāmpulks faktiski uzlabo areāla veselību, pat notekūdeņu attīrīšana, pamatojoties uz to, kā purvs ne tikai attīra ūdeni, bet arī rada neticami dzirkstošu produktivitāti.

22:05 Šis ir vienkāršs dizaina īss apraksts. Es domāju, ka tas izskatās vienkārši, jo sistēma vairāk nekā 3,8 miljardus gadu ir to nostrādājusi. Tas ir, tie organismi, kuri nav spējuši izdomāt, kā uzlabot vai saldināt savas vietas, nav blakus, lai mums par to pastāstītu. Tas ir divpadsmitais. Dzīve — un tas ir slepenais triks; tas ir burvju triks - dzīve rada dzīvībai labvēlīgus apstākļus. Tas veido augsni; tas attīra gaisu; tas attīra ūdeni; tas sajauc gāzu kokteili, kas jums un man ir vajadzīgs, lai dzīvotu. Un tas tiek darīts, spēlējot lielisku priekšspēli un apmierinot viņu vajadzības. Tātad tas nav viens otru izslēdzošs. Mums ir jāatrod veids, kā apmierināt savas vajadzības, vienlaikus padarot šo vietu par Ēdeni.

23:05 CA: Janine, liels paldies. (Aplausi)