Pengajaran Mengejutkan Dari Jurutera Alam

Ia adalah satu keseronokan untuk berada di sini pada persidangan yang dikhaskan untuk "Diilhamkan oleh Alam Semulajadi" -- anda boleh bayangkan. Dan saya juga teruja untuk berada di bahagian foreplay. Adakah anda perasan bahagian ini adalah foreplay? Kerana saya dapat bercakap tentang salah satu daripada makhluk kegemaran saya, iaitu Western Grebe. Anda tidak akan hidup sehingga anda melihat lelaki ini melakukan tarian pacaran mereka. Saya berada di Tasik Bowman di Taman Negara Glasier, iaitu tasik yang panjang dan kurus dengan jenis gunung terbalik di dalamnya, dan saya dan pasangan saya mempunyai cangkerang mendayung. Jadi kami mendayung, dan salah seorang daripada Grebe Barat ini datang bersama. Dan apa yang mereka lakukan untuk tarian pacaran mereka adalah, mereka pergi bersama-sama, mereka berdua, dua pasangan, dan mereka mula berlari di bawah air. Mereka mendayung dengan lebih laju, dan lebih laju, dan lebih laju, sehingga mereka pergi begitu laju sehingga mereka benar-benar terangkat keluar dari air, dan mereka berdiri tegak, semacam mendayung di bahagian atas air. Dan salah seorang daripada Grebe ini datang semasa kami mendayung. Jadi kami berada dalam tengkorak, dan kami bergerak dengan sangat, sangat cepat. Dan Grebe ini, saya rasa, semacam, silap kami sebagai prospek, dan mula berlari di sepanjang air di sebelah kami, dalam tarian pacaran -- sejauh batu. Ia akan berhenti, dan kemudian bermula, dan kemudian berhenti, dan kemudian mula. Sekarang itu adalah foreplay. (Ketawa)

1:46Saya hampir bertukar spesies pada masa itu. Jelas sekali, kehidupan boleh mengajar kita sesuatu dalam bahagian hiburan. Kehidupan mempunyai banyak untuk mengajar kita. Tetapi apa yang saya ingin bincangkan hari ini ialah perkara yang mungkin diajar oleh kehidupan dalam teknologi dan reka bentuk. Apa yang berlaku sejak buku itu diterbitkan -- buku itu terutamanya mengenai penyelidikan dalam biomimikri -- dan apa yang berlaku sejak itu ialah arkitek, pereka bentuk, jurutera --orang yang mencipta dunia kita -- telah mula memanggil dan berkata, kami mahu ahli biologi duduk di meja reka bentuk membantu kami, dalam masa nyata, menjadi inspirasi. Atau -- dan ini adalah bahagian yang menyeronokkan untuk saya -- kami mahu anda membawa kami keluar ke dunia semula jadi. Kami akan datang dengan cabaran reka bentuk dan kami mencari penyesuai juara di dunia semula jadi, yang mungkin memberi inspirasi kepada kami.

2:40Jadi ini adalah gambar dari perjalanan Galapagos yang kami ambil bersama beberapa jurutera rawatan air sisa; mereka membersihkan air sisa. Dan sebahagian daripada mereka sangat tahan, sebenarnya, untuk berada di sana. Apa yang mereka katakan kepada kami pada mulanya ialah, anda tahu, kami sudah melakukan biomimikri. Kami menggunakan bakteria untuk membersihkan air kami. Dan kami berkata, baik, itu tidak betul-betul diilhamkan oleh alam semula jadi. Itu biopemprosesan, anda tahu; itulah teknologi bio-bantuan: menggunakan organisma untuk melakukan rawatan air sisa anda ialah teknologi lama yang dipanggil "domestikasi." Ini ialah mempelajari sesuatu, mempelajari idea, daripada organisma dan kemudian mengaplikasikannya. Jadi mereka masih tidak memahaminya.

3:27 Jadi kami berjalan-jalan di pantai dan saya berkata, baik, berikan saya satu masalah besar anda. Beri saya cabaran reka bentuk, bonjolan kelajuan kemampanan, yang menghalang anda daripada menjadi mampan. Dan mereka berkata penskalaan, iaitu pengumpulan mineral di dalam paip. Dan mereka berkata, anda tahu apa yang berlaku ialah, mineral --sama seperti di rumah anda -- mineral terkumpul. Dan kemudian apertur ditutup, dan kita perlu menyiram paip dengan toksin, atau kita perlu menggalinya. Jadi jika kita ada cara untuk menghentikan penskalaan ini -- jadi saya mengambil beberapa cengkerang di pantai. Dan saya bertanya kepada mereka, apakah penskalaan? Apa yang ada di dalam paip anda? Dan mereka berkata, kalsium karbonat. Dan saya berkata, itulah perkara ini; ini adalah kalsium karbonat.

4:09Dan mereka tidak tahu itu. Mereka tidak tahu apa itu cangkerang, ia dibentuk oleh protein, dan kemudian ion daripada air laut menghablur di tempatnya untuk mencipta cangkerang. Jadi proses yang sama, tanpa protein, berlaku di bahagian dalam paip mereka. Mereka tidak tahu. Ini bukan kerana kekurangan maklumat; ia adalah kekurangan integrasi. Anda tahu, ia adalah silo, orang dalam silo. Mereka tidak tahu bahawa perkara yang sama berlaku. Jadi salah seorang daripada mereka memikirkannya dan berkata, OK, baik, jika ini hanya penghabluran yang berlaku secara automatik daripada air laut -- pemasangan sendiri -- maka mengapa cengkerang tidak bersaiz tidak terhingga? Apa yang menghentikan penskalaan? Mengapa mereka tidak teruskan sahaja? Dan saya berkata, dengan cara yang sama mereka mengeluarkan protein dan ia memulakan penghabluran -- dan kemudian mereka semua bersandar -- mereka melepaskan protein yang menghentikan penghabluran. Ia benar-benar melekat pada permukaan kristal yang semakin meningkat. Dan, sebenarnya, terdapat produk yang dipanggil TPA yang meniru protein itu -- protein henti -- dan ia merupakan cara mesra alam untuk menghentikan penskalaan dalam paip.

5:26Itu mengubah segala-galanya. Sejak itu, anda tidak dapat membawa jurutera ini kembali ke dalam bot. Hari pertama mereka akan mendaki, dan ia adalah, klik, klik, klik, klik. Lima minit kemudian mereka kembali ke dalam bot. Kita sudah selesai. Awak tahu, saya pernah nampak pulau itu. Selepas ini, mereka merangkak merata-rata. Mereka akan snorkeling selama kami benarkan mereka snorkeling. Apa yang berlaku ialah mereka menyedari bahawa terdapat organisma di luar sana yang telah menyelesaikan masalah yang mereka telah menghabiskan kerjaya mereka cuba untuk menyelesaikan.

6:05Mempelajari tentang dunia semula jadi adalah satu perkara; belajar dari alam semula jadi -- itulah suisnya. Itulah suis yang mendalam. Apa yang mereka sedar ialah jawapan kepada soalan mereka ada di mana-mana; mereka hanya perlu menukar kanta yang mereka gunakan untuk melihat dunia. 3.8 bilion tahun ujian lapangan. 10 hingga 30 -- Craig Venter mungkin akan memberitahu anda; Saya fikir terdapat lebih daripada 30 juta -- penyelesaian yang disesuaikan dengan baik. Perkara penting bagi saya ialah ini adalah penyelesaian yang diselesaikan dalam konteks. Dan konteksnya ialah Bumi -- konteks yang sama yang kita cuba selesaikan masalah kita. Jadi ia adalah emulasi sedar tentang kejeniusan hidup. Ia bukan meniru secara kehambaan -- walaupun Al sedang cuba untuk membuat dandanan rambut berjalan -- ia bukan mimik yang kehambaan; ia mengambil prinsip reka bentuk, genius dunia semula jadi, dan mempelajari sesuatu daripadanya.

7:07Sekarang, dalam kumpulan dengan begitu ramai orang IT, saya perlu menyebut perkara yang saya tidak akan bincangkan, dan itu ialah bidang anda adalah bidang yang telah mempelajari banyak perkara daripada benda hidup, dari segi perisian. Jadi terdapat komputer yang melindungi diri mereka sendiri, seperti sistem imun, dan kami belajar daripada peraturan gen dan pembangunan biologi. Dan kami belajar daripada jaring saraf, algoritma genetik, pengkomputeran evolusi. Itu di sisi perisian. Tetapi apa yang menarik bagi saya ialah kita tidak pernah melihat perkara ini. Maksud saya, mesin ini sebenarnya tidak berteknologi tinggi pada anggaran saya dalam erti kata bahawa terdapat berpuluh-puluh dan berpuluh-puluh karsinogen dalam air di Silicon Valley. Oleh itu, perkakasan itu sama sekali tidak sesuai dengan apa yang dikatakan kehidupan sebagai kejayaan. Jadi apa yang boleh kita pelajari tentang membuat -- bukan hanya komputer, tetapi segala-galanya? Pesawat yang anda masuki, kereta, tempat duduk yang anda duduki. Bagaimanakah kita mereka bentuk semula dunia yang kita buat, dunia buatan manusia? Lebih penting lagi, apakah yang perlu kita tanyakan dalam 10 tahun akan datang? Dan terdapat banyak teknologi hebat di luar sana yang ada pada kehidupan.

8:25 Apakah sukatan pelajaran? Tiga soalan, bagi saya, adalah kunci. Bagaimanakah kehidupan membuat sesuatu? Ini adalah sebaliknya; ini adalah bagaimana kita membuat sesuatu. Ia dipanggil haba, pukul dan rawat -- itulah yang dipanggil oleh saintis material. Dan ia mengukir sesuatu dari atas, dengan sisa 96 peratus sisa dan hanya 4 peratus produk. Anda memanaskannya; anda mengalahkannya dengan tekanan tinggi; anda menggunakan bahan kimia. OK. Panaskan, pukul dan rawat.

8:53Hidup tidak mampu berbuat demikian. Bagaimanakah kehidupan membuat sesuatu? Bagaimanakah kehidupan memanfaatkan segala-galanya? Itu debunga geranium. Dan bentuknya adalah yang memberikannya fungsi untuk dapat jatuh melalui udara dengan begitu mudah. Tengok bentuk tu. Kehidupan menambah maklumat kepada perkara. Dengan kata lain: struktur. Ia memberikannya maklumat. Dengan menambahkan maklumat kepada jirim, ia memberikannya fungsi yang berbeza daripada tanpa struktur itu. Dan ketiga, bagaimana kehidupan membuat sesuatu hilang ke dalam sistem? Kerana kehidupan tidak benar-benar berurusan dalam perkara; tidak ada perkara di dunia semula jadi yang bercerai dari sistem mereka. Sukatan pelajaran yang sangat cepat. Semasa saya semakin banyak membaca sekarang, dan mengikuti cerita itu, terdapat beberapa perkara menakjubkan yang muncul dalam sains biologi. Dan pada masa yang sama, saya mendengar banyak perniagaan dan mencari jenis cabaran besar mereka. Kedua-dua kumpulan tidak bercakap antara satu sama lain. sama sekali.

10:11 Apakah dalam dunia biologi yang mungkin berguna pada saat ini, untuk membawa kita melalui lubang simpul evolusi yang kita alami ini? Saya akan cuba melalui 12, dengan cepat.

10:23Satu yang menggembirakan saya ialah perhimpunan diri. Sekarang, anda telah mendengar tentang ini dari segi nanoteknologi. Kembali kepada cangkerang itu: cangkerang ialah bahan pemasangan sendiri. Di sebelah kiri bawah terdapat gambar ibu mutiara yang terbentuk daripada air laut. Ia adalah struktur berlapis yang merupakan mineral dan kemudian polimer, dan ia menjadikannya sangat, sangat sukar. Ia dua kali lebih sukar daripada seramik berteknologi tinggi kami. Tetapi apa yang benar-benar menarik: tidak seperti seramik kami yang berada di dalam tanur, ia berlaku di dalam air laut. Ia berlaku berhampiran, dalam dan dekat, badan organisma. Ini ialah Sandia National Labs. Seorang lelaki bernama Jeff Brinker telah menemui cara untuk melakukan proses pengekodan pemasangan sendiri. Bayangkan anda boleh membuat seramik pada suhu bilik dengan hanya mencelupkan sesuatu ke dalam cecair, mengangkatnya keluar daripada cecair, dan mempunyai penyejatan memaksa molekul dalam cecair bersama-sama, supaya mereka jigsaw bersama-sama dengan cara yang sama seperti penghabluran ini berfungsi. Bayangkan membuat semua bahan keras kita dengan cara itu. Bayangkan menyembur prekursor ke sel PV, ke sel solar, ke atas bumbung, dan memasangnya sendiri ke dalam struktur berlapis yang menuai cahaya.

11:43Inilah yang menarik untuk dunia IT: bio-silikon. Ini adalah diatom, yang diperbuat daripada silikat. Begitu juga silikon, yang kami buat sekarang -- ia adalah sebahagian daripada masalah karsinogenik kami dalam pembuatan kerepek kami -- ini adalah proses bio-pemineralan yang kini ditiru. Ini di UC Santa Barbara. Lihat diatom ini. Ini adalah daripada karya Ernst Haeckel. Bayangkan anda boleh -- dan, sekali lagi, ia adalah proses templat, dan ia menjadi kukuh daripada proses cecair -- bayangkan anda boleh mempunyai struktur seperti itu yang keluar pada suhu bilik. Bayangkan anda boleh membuat kanta yang sempurna. Di sebelah kiri, ini adalah bintang rapuh; ia dilindungi dengan kanta yang orang di Lucent Technologies telah mendapati tiada herotan apa-apa. Ia adalah salah satu kanta yang paling bebas herotan yang kami ketahui. Dan terdapat banyak daripada mereka, di seluruh badannya. Apa yang menarik, sekali lagi, ia dipasang sendiri. Seorang wanita bernama Joanna Aizenberg, di Lucent, kini belajar melakukan ini dalam proses suhu rendah untuk mencipta kanta jenis ini. Dia juga melihat gentian optik. Itu span laut yang mempunyai gentian optik. Di bahagian paling bawahnya, terdapat gentian optik yang berfungsi lebih baik daripada kita, sebenarnya, untuk menggerakkan cahaya, tetapi anda boleh mengikatnya dalam satu simpulan; mereka sangat fleksibel.

13:13Ini satu lagi idea besar: CO2 sebagai bahan mentah. Seorang lelaki bernama Geoff Coates, di Cornell, berkata kepada dirinya sendiri, anda tahu, tumbuhan tidak melihat CO2 sebagai racun terbesar pada zaman kita. Kami melihatnya seperti itu. Tumbuhan sibuk membuat rantai panjang kanji dan glukosa, betul, daripada CO2. Dia telah menemui jalan -- dia telah menemui pemangkin -- dan dia telah menemui cara untuk mengambil CO2 dan menjadikannya polikarbonat. Plastik terbiodegradasi daripada CO2 -- seperti tumbuhan.

13:42Transformasi suria: yang paling menarik. Terdapat orang yang meniru peranti penuaian tenaga di dalam bakteria ungu, orang di ASU. Lebih menarik lagi, sejak kebelakangan ini, dalam beberapa minggu kebelakangan ini, orang ramai telah melihat bahawa terdapat enzim yang dipanggil hidrogenase yang mampu mengubah hidrogen daripada proton dan elektron, serta mampu menyerap hidrogen -- pada asasnya apa yang berlaku dalam sel bahan api, dalam anod sel bahan api dan dalam sel bahan api boleh balik. Dalam sel bahan api kami, kami melakukannya dengan platinum; kehidupan melakukannya dengan besi yang sangat biasa. Dan satu pasukan kini baru sahaja dapat meniru hidrogenase yang menyulap hidrogen itu. Itu sangat menarik untuk sel bahan api -- dapat melakukannya tanpa platinum.

14:33Kuasa bentuk: inilah ikan paus. Kami telah melihat bahawa sirip ikan paus ini mempunyai tuberkel pada mereka. Dan benjolan kecil itu sebenarnya meningkatkan kecekapan dalam, contohnya, pinggir kapal terbang -- meningkatkan kecekapan sebanyak kira-kira 32 peratus. Ini adalah penjimatan bahan api fosil yang menakjubkan, jika kita meletakkannya di tepi sayap. Warna tanpa pigmen: burung merak ini mencipta warna dengan bentuk. Cahaya datang melalui, ia melantun kembali dari lapisan; ia dipanggil gangguan filem nipis. Bayangkan anda boleh memasang sendiri produk dengan beberapa lapisan terakhir bermain dengan cahaya untuk mencipta warna. Bayangkan anda boleh mencipta bentuk di luar permukaan, supaya ia membersihkan diri dengan hanya air. Itulah yang dilakukan oleh daun. Nampak gambar dekat-dekat tu? Itu sebiji bola air, dan itu zarah-zarah kotoran. Dan itu adalah gambar dari dekat daun teratai. Terdapat sebuah syarikat yang membuat produk yang dipanggil Lotusan, yang meniru -- apabila cat fasad bangunan kering, ia meniru bonggol pada daun yang membersihkan diri dan air hujan membersihkan bangunan.

15:47Air akan menjadi cabaran besar kita: menghilangkan dahaga. Berikut ialah dua organisma yang menarik air. Yang di sebelah kiri ialah kumbang Namibia yang menarik air daripada kabus. Yang di sebelah kanan ialah pepijat pil -- menarik air keluar dari udara, tidak minum air tawar. Menarik air keluar dari kabus Monterey dan keluar dari udara berpeluh di Atlanta, sebelum ia masuk ke dalam bangunan, adalah teknologi utama.

16:19Teknologi pemisahan akan menjadi sangat penting. Bagaimana jika kita katakan, tiada lagi perlombongan batu keras? Bagaimana jika kita mengasingkan logam daripada aliran sisa, sejumlah kecil logam dalam air? Itulah yang dilakukan oleh mikrob; mereka mengelat logam daripada air. Terdapat sebuah syarikat di San Francisco di sini yang dipanggil MR3 yang membenamkan mimik molekul mikrob pada penapis untuk melombong aliran sisa. Kimia hijau ialah kimia dalam air. Kami melakukan kimia dalam pelarut organik. Ini adalah gambar spinneret yang keluar dari labah-labah dan sutera terbentuk daripada labah-labah. cantik kan? Kimia hijau menggantikan kimia industri kami dengan buku resipi alam semula jadi. Ia tidak mudah, kerana kehidupan hanya menggunakan subset unsur dalam jadual berkala. Dan kami menggunakan kesemuanya, malah yang beracun. Untuk mengetahui resipi elegan yang akan mengambil subset kecil jadual berkala, dan mencipta bahan ajaib seperti sel itu, adalah tugas kimia hijau.

17:38Degradasi bermasa: pembungkusan yang baik sehingga anda tidak mahu ia menjadi baik lagi dan larut mengikut petunjuk. Itulah kerang yang boleh anda temui di perairan di sini, dan benang yang menahannya pada batu ditetapkan masanya; tepat dua tahun, mereka mula larut.

17:55 Penyembuhan: ini bagus. Lelaki kecil di sebelah sana adalah seorang yang lambat. Terdapat masalah dengan vaksin di seluruh dunia tidak sampai kepada pesakit. Dan sebabnya ialah penyejukan entah bagaimana terputus; apa yang dipanggil "rantai sejuk" terputus. Seorang lelaki bernama Bruce Rosner melihat tardigrade -- yang kering sepenuhnya, namun masih hidup selama berbulan-bulan dan berbulan-bulan, dan mampu menjana semula dirinya. Dan dia menemui cara untuk mengeringkan vaksin -- membungkusnya dalam kapsul gula yang sama seperti tardigrade dalam selnya -- bermakna vaksin tidak perlu lagi disejukkan. Mereka boleh dimasukkan ke dalam petak sarung tangan, OK. Belajar daripada organisma. Ini adalah sesi tentang air -- belajar tentang organisma yang boleh melakukan tanpa air, untuk mencipta vaksin yang tahan dan tahan serta kekal tanpa penyejukan.

19:02Saya tidak akan sampai ke 12. Tetapi apa yang saya akan lakukan ialah memberitahu anda bahawa perkara yang paling penting, selain semua penyesuaian ini, adalah hakikat bahawa organisma ini telah memikirkan cara untuk melakukan perkara yang menakjubkan yang mereka lakukan semasa menjaga tempat yang akan menjaga anak mereka. Apabila mereka terlibat dalam foreplay, mereka memikirkan sesuatu yang sangat, sangat penting -- dan itu adalah mengekalkan bahan genetik mereka, 10,000 generasi dari sekarang. Dan ini bermakna mencari jalan untuk melakukan apa yang mereka lakukan tanpa memusnahkan tempat yang akan menjaga anak mereka. Itulah cabaran reka bentuk terbesar. Nasib baik, terdapat berjuta-juta jenius yang sudi menghadiahkan kita idea terbaik mereka. Nasib baik berbual dengan mereka.

20:03Terima kasih.

20:04 (Tepuk Tangan)

20:18Chris Anderson: Bercakap tentang foreplay, saya -- kita perlu mencapai 12, tetapi dengan cepat.

20:22Janine Benyus: Oh betul ke? CA: Ya. Sama seperti, anda tahu, seperti versi 10 saat 10, 11 dan 12. Kerana kami hanya -- slaid anda sangat cantik, dan ideanya sangat besar, saya tidak tahan untuk membiarkan anda turun tanpa melihat 10, 11 dan 12.

20:33JB: OK, letakkan ini -- OK, saya hanya akan pegang perkara ini. OK, hebat. OK, jadi itulah yang menyembuhkan. Mengesan dan bertindak balas: maklum balas adalah perkara yang besar. Ini adalah belalang. Terdapat 80 juta daripadanya dalam satu kilometer persegi, namun mereka tidak bertembung antara satu sama lain. Namun kita mempunyai 3.6 juta perlanggaran kereta setahun. (Ketawa) Betul. Terdapat seseorang di Newcastle yang telah mengetahui bahawa ia adalah neuron yang sangat besar. Dan dia sebenarnya sedang memikirkan cara membuat litar mengelak perlanggaran berdasarkan neuron yang sangat besar dalam belalang ini.

21:13 Ini adalah yang besar dan penting, nombor 11. Dan itulah kesuburan yang semakin meningkat. Ini bermakna, anda tahu, pertanian kesuburan bersih. Kita sepatutnya meningkatkan kesuburan. Dan, oh ya -- kami juga mendapat makanan. Kerana kita perlu mengembangkan kapasiti planet ini untuk mencipta lebih banyak peluang untuk kehidupan. Dan sebenarnya, itulah yang dilakukan oleh organisma lain. Dalam ensemble, itulah yang dilakukan oleh keseluruhan ekosistem: mereka mencipta lebih banyak peluang untuk hidup. Pertanian kami telah melakukan sebaliknya. Jadi, pertanian berdasarkan cara padang rumput membina tanah, penternakan berdasarkan cara kawanan ungulate asli meningkatkan kesihatan julat, malah rawatan air sisa berdasarkan cara paya bukan sahaja membersihkan air, tetapi mencipta produktiviti yang sangat berkilauan.

22:05Ini ringkasan reka bentuk yang ringkas. Maksud saya, ia kelihatan mudah kerana sistem, lebih 3.8 bilion tahun, telah menyelesaikan perkara ini. Iaitu, organisma yang tidak dapat memikirkan cara untuk meningkatkan atau mempermanis tempat mereka, tidak ada untuk memberitahu kami mengenainya. Itu yang kedua belas. Kehidupan -- dan ini adalah helah rahsia; inilah silap mata -- kehidupan mewujudkan keadaan yang kondusif untuk kehidupan. Ia membina tanah; ia membersihkan udara; ia membersihkan air; ia mencampurkan koktel gas yang anda dan saya perlukan untuk hidup. Dan ia melakukannya di tengah-tengah melakukan foreplay yang hebat dan memenuhi keperluan mereka. Jadi ia tidak saling eksklusif. Kita perlu mencari jalan untuk memenuhi keperluan kita, sambil menjadikan tempat ini sebagai Eden.

23:05CA: Janine, terima kasih banyak-banyak. (Tepuk tangan)