Lecții surprinzătoare De La Inginerii Naturii

Este un fior să fii aici la o conferință dedicată „Inspirat de natură” – vă puteți imagina. Și sunt, de asemenea, încântat să fiu în secțiunea preludiu. Ați observat că această secțiune este preludiu? Pentru că pot vorbi despre una dintre creaturile mele preferate, care este Western Grebe. Nu ai trăit până nu i-ai văzut pe acești tipi făcând dansul de curte. Eram pe Lacul Bowman din Parcul Național Glacier, care este un lac lung și slab, cu un fel de munți pe dos, iar eu și partenerul meu avem o scoică de vâsle. Și așa am vâslit și a venit unul dintre acești Grebi de Vest. Și ceea ce fac ei pentru dansul lor de curte este că merg împreună, ei doi, cei doi perechi, și încep să alerge sub apă. Ei vâslesc din ce în ce mai repede, și mai repede, și mai repede, până când merg atât de repede încât se ridică literalmente din apă și stau în picioare, cam vâslând pe vârful apei. Și unul dintre acești Grebes a venit în timp ce vâslim. Și așa suntem într-un craniu și ne mișcăm foarte, foarte repede. Și acest Grebe, cred că, ne-a confundat cu o perspectivă și a început să alerge de-a lungul apei lângă noi, într-un dans de curte -- pe kilometri. S-ar opri, apoi începe, apoi se oprește și apoi începe. Acum asta e preludiu. (Râsete)

1:46 Am fost atât de aproape de a schimba speciile în acel moment. Evident, viața ne poate învăța ceva la secțiunea de divertisment. Viața are multe de învățat. Dar despre ce aș vrea să vorbesc astăzi este ceea ce ne-ar putea învăța viața în tehnologie și în design. Ce s-a întâmplat de când a apărut cartea -- cartea a fost în principal despre cercetarea în biomimetism -- și ceea ce s-a întâmplat de atunci este că arhitecții, designerii, inginerii --oameni care ne fac lumea -- au început să sune și să spună, vrem ca un biolog să stea la masa de design pentru a ne ajuta, în timp real, să devenim inspirați. Sau -- și aceasta este partea distractivă pentru mine -- vrem să ne duceți în lumea naturală. Vom veni cu o provocare de design și vom găsi adaptoarele campioni în lumea naturală, care ne-ar putea inspira.

2:40Așadar, aceasta este o poză dintr-o excursie în Galapagos pe care am făcut-o cu niște ingineri de tratare a apelor uzate; ei purifică apele uzate. Și unii dintre ei au fost foarte rezistenți, de fapt, să fie acolo. Ceea ce ne-au spus la început a fost că deja facem biomimetism. Folosim bacterii pentru a ne curăța apa. Și am spus, ei bine, asta nu este tocmai să te inspiri din natură. Asta e bioprocesare, știi; aceasta este tehnologia bioasistată: folosirea unui organism pentru tratarea apelor uzate este o tehnologie veche, veche numită „domesticizare”. Aceasta înseamnă să înveți ceva, să înveți o idee, de la un organism și apoi să o aplici. Și așa ei încă nu înțelegeau.

3:27 Așa că ne-am plimbat pe plajă și am spus, ei bine, dă-mi una dintre marile tale probleme. Dă-mi o provocare de design, o viteză de sustenabilitate, care te împiedică să fii sustenabil. Și au spus detartraj, care este acumularea de minerale în interiorul țevilor. Și ei au spus, știi ce se întâmplă este că mineralele -- exact ca la tine acasă -- mineralele se acumulează. Și apoi deschiderea se închide și trebuie să spălăm țevile cu toxine, sau trebuie să le dezgropăm. Deci, dacă am avea vreo modalitate de a opri această escaladă -- și așa am luat niște scoici de pe plajă. Și i-am întrebat, ce înseamnă scalarea? Ce este în interiorul conductelor tale? Și au spus, carbonat de calciu. Și am spus, asta este; acesta este carbonat de calciu.

4:09 Și ei nu știau asta. Ei nu știau că ce este o scoică, este modelată de proteine, iar apoi ionii din apa de mare se cristalizează în loc pentru a crea o coajă. Așadar, același tip de proces, fără proteine, are loc în interiorul conductelor lor. Ei nu știau. Acest lucru nu este din lipsă de informații; este o lipsă de integrare. Știi, este un siloz, oameni în siloz. Ei nu știau că se întâmplă același lucru. Așa că unul dintre ei s-a gândit la asta și a spus: OK, ei bine, dacă aceasta este doar o cristalizare care are loc automat din apa de mare -- auto-asamblare -- atunci de ce nu sunt cochilii de dimensiuni infinite? Ce oprește scalarea? De ce nu continuă să meargă? Și am spus, ei bine, în același mod în care ei emană o proteină și începe cristalizarea -- și apoi s-au cam aplecat înăuntru -- au dat drumul unei proteine ​​care oprește cristalizarea. Aderă literalmente la fața în creștere a cristalului. Și, de fapt, există un produs numit TPA care a imitat acea proteină -- acea proteină stop -- și este o modalitate ecologică de a opri depunerile în țevi.

5:26 Asta a schimbat totul. De atunci încolo, nu ai mai putut să-i aduci pe acești ingineri înapoi în barcă. În prima zi au făcut o drumeție, și a fost, clic, clic, clic, clic. Cinci minute mai târziu, erau din nou în barcă. Am terminat. Știi, am văzut acea insula. După aceasta, se târau peste tot. Ar face snorkeling atâta timp cât i-am lăsa să facă snorkeling. Ceea ce s-a întâmplat a fost că și-au dat seama că există organisme care deja rezolvaseră problemele pe care și-au petrecut cariera încercând să le rezolve.

6:05 A învăța despre lumea naturală este un lucru; învățând din lumea naturală -- acesta este comutatorul. Acesta este schimbarea profundă. Ceea ce au realizat a fost că răspunsurile la întrebările lor sunt peste tot; trebuiau doar să schimbe lentilele cu care vedeau lumea. 3,8 miliarde de ani de teste pe teren. 10 la 30 -- Craig Venter probabil vă va spune; Cred că există mult mai mult de 30 de milioane -- soluții bine adaptate. Important pentru mine este că acestea sunt soluții rezolvate în context. Iar contextul este Pământul -- același context în care încercăm să ne rezolvăm problemele. Deci este emularea conștientă a geniului vieții. Nu este o mimă sclavă -- deși Al încearcă să-și dezvolte coafura -- nu este o mimetizare sclavă; este să ia principiile de design, geniul lumii naturale și să înveți ceva din el.

7:07 Acum, într-un grup cu atât de mulți oameni IT, trebuie să menționez despre ce nu voi vorbi, și anume că domeniul tău este unul care a învățat o cantitate enormă de la viețuitoare, pe partea de software. Deci, există computere care se protejează, ca un sistem imunitar, iar noi învățăm din reglarea genelor și dezvoltarea biologică. Și învățăm din rețele neuronale, algoritmi genetici, calcul evolutiv. Asta e din partea software-ului. Dar ceea ce este interesant pentru mine este că nu ne-am uitat la asta, la fel de mult. Adică, aceste mașini nu sunt într-adevăr foarte avansate din punctul meu de vedere, în sensul că există zeci și zeci de agenți cancerigeni în apa din Silicon Valley. Deci hardware-ul nu este deloc la îndemână în ceea ce privește ceea ce viața ar numi un succes. Deci, ce putem învăța despre fabricarea -- nu doar computere, ci orice? Avionul în care ai venit, mașini, scaunele pe care stai. Cum reproiectăm lumea pe care o facem, lumea creată de om? Mai important, ce ar trebui să ne întrebăm în următorii 10 ani? Și există o mulțime de tehnologii interesante pe care le are viața.

8:25 Care este programa? Trei întrebări, pentru mine, sunt cheie. Cum face viața lucrurile? Acesta este opusul; așa facem lucrurile. Se numește căldură, bate și trata -- așa o numesc oamenii de știință din materiale. Și sculptează lucrurile de sus, cu 96% deșeuri rămase și doar 4% produs. Îl încălzești; îl bateți cu presiuni mari; folosesti chimicale. BINE. Încălzește, bate și tratează.

8:53Viața nu își poate permite să facă asta. Cum face viața lucrurile? Cum profită viața la maximum de lucruri? Este un polen de muscata. Iar forma sa îi conferă funcția de a se putea răsturna prin aer atât de ușor. Uită-te la acea formă. Viața adaugă informații materiei. Cu alte cuvinte: structura. Îi oferă informații. Adăugând informații la materie, îi conferă o funcție diferită de cea fără acea structură. Și în al treilea rând, cum face viața să dispară lucrurile în sisteme? Pentru că viața nu se ocupă cu adevărat de lucruri; nu există lucruri în lumea naturală divorțate de sistemele lor. Program foarte rapid. Pe măsură ce citesc din ce în ce mai multe acum și urmăresc povestea, apar niște lucruri uimitoare în științele biologice. Și, în același timp, ascult o mulțime de afaceri și găsesc care sunt provocările lor mari. Cele două grupuri nu vorbesc între ele. Deloc.

10:11 Ce ar putea fi de ajutor în acest moment în lumea biologiei, pentru a ne trece prin acest tip de gaură evolutivă în care ne aflăm? O să încerc să trec prin 12, foarte repede.

10:23Unul care este interesant pentru mine este auto-asamblarea. Acum, ați auzit despre asta în termeni de nanotehnologie. Înapoi la acea carcasă: carcasa este un material care se asambla singur. În stânga jos există o imagine cu sidef formându-se din apa de mare. Este o structură stratificată care este minerală și apoi polimerică și o face foarte, foarte dura. Este de două ori mai dur decât ceramica noastră de înaltă tehnologie. Dar ce este cu adevărat interesant: spre deosebire de ceramica noastră care se află în cuptoare, se întâmplă în apa de mare. Se întâmplă în apropierea, în interiorul și în apropierea corpului organismului. Aici sunt Sandia National Labs. Un tip pe nume Jeff Brinker a găsit o modalitate de a avea un proces de codare auto-asamblat. Imaginați-vă că puteți face ceramică la temperatura camerei prin simpla scufundare a ceva într-un lichid, ridicându-l din lichid și evaporarea forțează moleculele din lichid împreună, astfel încât să se pună împreună în același mod în care funcționează această cristalizare. Imaginați-vă că facem toate materialele noastre dure în acest fel. Imaginați-vă că pulverizați precursorii pe o celulă fotovoltaică, pe o celulă solară, pe un acoperiș și să-l asamblați singur într-o structură stratificată care recoltează lumină.

11:43Iată unul interesant pentru lumea IT: bio-siliciu. Aceasta este o diatomee, care este făcută din silicați. Și așadar, siliciul, pe care îl producem chiar acum -- face parte din problema noastră cancerigenă în fabricarea cipurilor noastre -- acesta este un proces de bio-mineralizare care acum este imitat. Acesta este la UC Santa Barbara. Uită-te la aceste diatomee. Aceasta este din opera lui Ernst Haeckel. Imaginați-vă că puteți - și, din nou, este un proces șablon și se solidifică dintr-un proces lichid - imaginați-vă că puteți avea astfel de structură să iasă la temperatura camerei. Imaginați-vă că puteți face lentile perfecte. În stânga, aceasta este o stea fragilă; este acoperit cu lentile despre care oamenii de la Lucent Technologies au descoperit că nu au nicio distorsiune. Este una dintre cele mai lipsite de distorsiuni de lentile pe care le cunoaștem. Și sunt multe dintre ele, pe tot corpul. Ceea ce este interesant, din nou, este că se auto-asambla. O femeie pe nume Joanna Aizenberg, de la Lucent, învață acum să facă acest lucru într-un proces la temperatură scăzută pentru a crea acest tip de lentile. Se uită și la fibra optică. Acesta este un burete de mare care are o fibră optică. La baza ei, există fibra optică care funcționează mai bine decât a noastră, de fapt, pentru a mișca lumina, dar le poți lega într-un nod; sunt incredibil de flexibili.

13:13Iată o altă idee mare: CO2 ca materie primă. Un tip pe nume Geoff Coates, de la Cornell, și-a spus, știi, plantele nu văd CO2 ca cea mai mare otravă a timpului nostru. Noi o vedem așa. Plantele sunt ocupate să producă lanțuri lungi de amidon și glucoză, corect, din CO2. A găsit o modalitate -- a găsit un catalizator -- și a găsit o modalitate de a lua CO2 și de a-l transforma în policarbonați. Materiale plastice biodegradabile din CO2 - cât de asemănătoare plantelor.

13:42Transformări solare: cea mai incitantă. Există oameni care imită dispozitivul de recoltare a energiei din interiorul bacteriei violete, oamenii de la ASU. Și mai interesant, în ultima perioadă, în ultimele două săptămâni, oamenii au văzut că există o enzimă numită hidrogenază, care este capabilă să dezvolte hidrogen din protoni și electroni și este capabilă să preia hidrogenul -- practic ceea ce se întâmplă într-o celulă de combustie, în anodul unei celule de combustibil și într-o celulă de combustibil reversibilă. În pilele noastre de combustibil, o facem cu platină; viața o face cu un fier de călcat foarte, foarte comun. Și o echipă tocmai a reușit să imite acea hidrogenază care jonglează cu hidrogenul. Este foarte interesant pentru celulele de combustie -- să poată face asta fără platină.

14:33Puterea formei: iată o balenă. Am văzut că aripioarele acestei balene au tuberculi pe ele. Și acele mici denivelări cresc efectiv eficiența, de exemplu, la marginea unui avion -- măresc eficiența cu aproximativ 32 la sută. Ceea ce este o economie uimitoare de combustibili fosili, dacă ar fi să punem asta pe marginea unei aripi. Culoare fără pigmenți: acest păun creează culoare cu formă. Lumina trece prin straturi, se întoarce înapoi; se numește interferență în peliculă subțire. Imaginați-vă că puteți auto-asambla produse cu ultimele straturi jucându-se cu lumina pentru a crea culoare. Imaginați-vă că puteți crea o formă pe exteriorul unei suprafețe, astfel încât să se autocurățeze doar cu apă. Asta face o frunză. Vezi acea poză de aproape? Este o minge de apă, iar acelea sunt particule de murdărie. Și aceasta este o imagine de aproape a unei frunze de lotus. Există o companie care fabrică un produs numit Lotusan, care imită -- când vopseaua de fațadă a clădirii se usucă, imită denivelările dintr-o frunză care se autocurăță, iar apa de ploaie curăță clădirea.

15:47Apa va fi marea noastră provocare: potolirea setei. Iată două organisme care trag apă. Cel din stânga este gândacul namibian care scoate apa din ceață. Cel din dreapta este o insectă cu pastile -- trage apa din aer, nu bea apă proaspătă. Scoaterea apei din ceața Monterey și din aerul transpirat din Atlanta, înainte de a ajunge într-o clădire, sunt tehnologii cheie.

16:19Tehnologiile de separare vor fi extrem de importante. Dacă ar fi să spunem, nu mai exploatați hard rock? Dacă ar fi să separăm metalele de fluxurile de deșeuri, cantități mici de metale în apă? Asta fac microbii; ele chelează metalele din apă. Există o companie aici, în San Francisco, numită MR3, care încorporează imitații ale moleculelor microbilor pe filtre în fluxurile de deșeuri. Chimia verde este chimia în apă. Facem chimie în solvenți organici. Aceasta este o imagine a filierelor care ies dintr-un păianjen și mătasea fiind formată dintr-un păianjen. Nu e frumos? Chimia verde înlocuiește chimia noastră industrială cu cartea de rețete a naturii. Nu este ușor, pentru că viața folosește doar un subset de elemente din tabelul periodic. Și le folosim pe toate, chiar și pe cele toxice. A da seama rețetelor elegante care ar lua subsetul mic al tabelului periodic și ar crea materiale miraculoase precum acea celulă, este sarcina chimiei verzi.

17:38Degradare temporizată: ambalaj care este bun până când nu vrei să mai fie bun și se dizolvă la timp. Aceasta este o midie pe care o poți găsi în apele de aici, iar firele care o țin de o stâncă sunt cronometrate; la exact doi ani, încep să se dizolve.

17:55 Vindecare: aceasta este una bună. Tipul ăla de acolo este un tardigrad. Există o problemă cu vaccinurile din întreaga lume care nu ajung la pacienți. Și motivul este că refrigerarea se sparge cumva; ceea ce se numește „lanțul rece” se sparge. Un tip pe nume Bruce Rosner s-a uitat la tardigrad -- care se usucă complet și totuși rămâne în viață luni și luni și luni și este capabil să se regenereze. Și a găsit o modalitate de a usca vaccinurile -- le încapsulă în același fel de capsule de zahăr pe care le are tardigradul în celulele sale -- ceea ce înseamnă că vaccinurile nu mai trebuie să fie refrigerate. Pot fi puse într-un torpedo, OK. Învățarea de la organisme. Aceasta este o sesiune despre apă -- învățare despre organisme care se pot descurca fără apă, pentru a crea un vaccin care durează și durează și durează fără refrigerare.

19:02Nu voi ajunge la 12. Dar ceea ce voi face este să vă spun că cel mai important lucru, pe lângă toate aceste adaptări, este faptul că aceste organisme au găsit o modalitate de a face lucrurile uimitoare pe care le fac în timp ce au grijă de locul care va avea grijă de urmașii lor. Când sunt implicați în preludii, se gândesc la ceva foarte, foarte important -- și acesta este ca materialul lor genetic să rămână, peste 10.000 de generații de acum încolo. Și asta înseamnă să găsești o modalitate de a face ceea ce fac ei fără a distruge locul care va avea grijă de urmașii lor. Aceasta este cea mai mare provocare de design. Din fericire, există milioane și milioane de genii dispuși să ne ofere cele mai bune idei. Succes la o conversație cu ei.

20:03 Mulțumesc.

20:04 (Aplauze)

20:18Chris Anderson: Vorbește despre preludiu, trebuie să ajungem la 12, dar foarte repede.

20:22Janine Benyus: O, chiar? CA: Da. La fel ca, știi, cum ar fi versiunea de 10 secunde a 10, 11 și 12. Pentru că pur și simplu -- diapozitivele tale sunt atât de superbe și ideile sunt atât de mari, încât nu suport să te las să te las jos fără să vezi 10, 11 și 12.

20:33JB: OK, pune asta -- OK, o să rețin chestia asta. OK, grozav. OK, deci ăsta e cel vindecător. Sentirea și răspunsul: feedback-ul este un lucru uriaș. Aceasta este o lăcustă. Într-un kilometru pătrat pot fi 80 de milioane și totuși nu se ciocnesc unul de altul. Și totuși avem 3,6 milioane de coliziuni de mașini pe an. (Râsete) Corect. Există o persoană la Newcastle care și-a dat seama că este un neuron foarte mare. Și de fapt își dă seama cum să facă un circuit de evitare a coliziunilor bazat pe acest neuron foarte mare din lăcustă.

21:13 Acesta este unul uriaș și important, numărul 11. Și asta este fertilitatea în creștere. Asta înseamnă, știi, agricultura de fertilitate netă. Ar trebui să creștem fertilitatea. Și, oh, da -- primim și mâncare. Pentru că trebuie să creștem capacitatea acestei planete de a crea din ce în ce mai multe oportunități de viață. Și într-adevăr, asta fac și alte organisme. În ansamblu, asta fac ecosistemele întregi: creează din ce în ce mai multe oportunități pentru viață. Agricultura noastră a făcut opusul. Deci, agricultura bazată pe modul în care o prerie construiește solul, creșterea în fermă pe baza modului în care o turmă nativă de ungulate crește de fapt starea de sănătate a zonei, chiar și tratarea apelor uzate bazată pe modul în care o mlaștină nu numai că curăță apa, dar creează o productivitate incredibil de strălucitoare.

22:05 Acesta este un brief de design simplu. Adică, pare simplu, deoarece sistemul, de peste 3,8 miliarde de ani, a rezolvat acest lucru. Adică, acele organisme care nu au reușit să-și dea seama cum să-și îmbunătățească sau să-și îndulcească locurile, nu sunt prin preajmă să ne spună despre asta. Acesta este al doisprezecelea. Viața -- și acesta este trucul secret; acesta este trucul magic -- viața creează condiții favorabile vieții. Construiește solul; curăță aerul; curăță apa; amestecă cocktailul de gaze de care tu și cu mine avem nevoie pentru a trăi. Și face asta în mijlocul unui preludiu grozav și al satisfacerii nevoilor lor. Deci nu se exclud reciproc. Trebuie să găsim o modalitate de a ne satisface nevoile, în timp ce facem din acest loc un Eden.

23:05CA: Janine, mulțumesc mult. (Aplauze)