Doğanın Mühendislerinden Şaşırtıcı Dersler

"Doğadan İlham Alan"a adanmış bir konferansta bulunmak heyecan verici -- tahmin edebilirsiniz. Ve ön sevişme bölümünde olmaktan da heyecan duyuyorum. Bu bölümün ön sevişme olduğunu fark ettiniz mi? Çünkü en sevdiğim yaratıklardan biri olan Batı Grebe'si hakkında konuşacağım. Bu adamların kur dansını görmeden yaşamamışsınız demektir. Glacier Milli Parkı'ndaki Bowman Gölü'ndeydim, burası içinde ters dağlar bulunan uzun ve ince bir göl ve partnerimle bir kürek teknemiz var. Ve kürek çekiyorduk ve bu Batı Grebe'lerinden biri yanımıza geldi. Ve kur dansları için yaptıkları şey, birlikte gitmeleri, ikisi, iki eş ve su altında koşmaya başlamaları. Daha hızlı, daha hızlı, daha hızlı kürek çekiyorlar, ta ki o kadar hızlı gidene kadar ki kelimenin tam anlamıyla sudan yukarı kalkıyorlar ve dik duruyorlar, suyun üstünde kürek çekiyorlar. Ve bu Grebe'lerden biri kürek çekerken yanımıza geldi. Ve böylece bir kafatasının içindeyiz ve gerçekten, gerçekten hızlı hareket ediyoruz. Ve bu Grebe, sanırım, bizi bir olasılık sanıp, yanımızdaki su boyunca, bir kur dansıyla -- millerce -- koşmaya başladı. Duruyor, sonra başlıyor, sonra duruyor, sonra başlıyordu. İşte bu ön sevişme. (Gülüşmeler)

1:46 O anda tür değiştirmeye bu kadar yaklaşmıştım. Açıkçası, hayat bize eğlence bölümünde bir şeyler öğretebilir. Hayatın bize öğreteceği çok şey var. Ama bugün konuşmak istediğim şey, hayatın bize teknoloji ve tasarımda ne öğretebileceği. Kitap çıktığından beri olan şey -- kitap esas olarak biyomimikri araştırmasıyla ilgiliydi -- ve o zamandan beri olan şey, mimarlar, tasarımcılar, mühendisler -- dünyamızı yaratan insanlar -- arayıp, tasarım masasında oturup gerçek zamanlı olarak ilham almamıza yardımcı olacak bir biyolog istiyoruz demeye başladılar. Ya da -- ve benim için eğlenceli olan kısım -- bizi doğal dünyaya çıkarmanızı istiyoruz. Bir tasarım mücadelesiyle geleceğiz ve doğal dünyada bize ilham verebilecek şampiyon adapte edicileri bulacağız.

2:40Bu, atık su arıtma mühendisleriyle birlikte yaptığımız bir Galapagos gezisinden bir fotoğraf; atık suyu arıtıyorlar. Ve bazıları aslında orada olmaya çok dirençliydi. Bize ilk başta söyledikleri şey, biliyorsunuz, zaten biyomimikri yapıyoruz. Suyumuz temizlemek için bakteri kullanıyoruz. Ve biz de, bunun tam olarak doğadan ilham almak olmadığını söyledik. Bu biyoproses, biliyorsunuz; bu biyo-destekli teknoloji: atık su arıtmanızı yapmak için bir organizma kullanmak, "evcilleştirme" adı verilen eski, çok eski bir teknolojidir. Bu, bir organizmadan bir şey öğrenmek, bir fikir öğrenmek ve sonra bunu uygulamaktır. Ve bu yüzden hala anlamıyorlardı.

3:27Bu yüzden sahilde yürüyüşe çıktık ve dedim ki, peki, bana büyük sorunlarından birini ver. Bana sürdürülebilirliği engelleyen bir tasarım zorluğu, sürdürülebilirlik hız kesicisi ver. Ve dediler ki, kireçlenme, yani boruların içinde mineral birikmesi. Ve dediler ki, ne olduğunu biliyorsun, mineral --tıpkı evindeki gibi-- mineral birikir. Ve sonra açıklık kapanır ve boruları toksinlerle yıkamamız gerekir veya onları kazmamız gerekir. Yani eğer bu kireçlenmeyi durdurmanın bir yolu olsaydı -- ve bu yüzden sahilden birkaç deniz kabuğu aldım. Ve onlara kireçlenmenin ne olduğunu sordum. Borularınızın içinde ne var? Ve dediler ki, kalsiyum karbonat. Ve dedim ki, bu budur; bu kalsiyum karbonattır.

4:09Ve bunu bilmiyorlardı. Bir deniz kabuğunun ne olduğunu bilmiyorlardı, proteinler tarafından şablonlanır ve sonra deniz suyundan gelen iyonlar yerinde kristalleşerek bir kabuk oluşturur. Yani proteinler olmadan aynı tür bir süreç borularının içinde de gerçekleşiyor. Bilmiyorlardı. Bu bilgi eksikliğinden değil; entegrasyon eksikliğinden. Biliyorsunuz, bu bir silo, silolardaki insanlar. Aynı şeyin gerçekleştiğini bilmiyorlardı. Bu yüzden içlerinden biri bunu düşündü ve dedi ki, tamam, peki, eğer bu sadece deniz suyundan otomatik olarak gerçekleşen bir kristalleşmeyse -- kendi kendine birleşme -- o zaman neden kabuklar boyut olarak sonsuz değil? Ölçeklenmeyi ne durduruyor? Neden devam etmiyorlar? Ve ben dedim ki, tıpkı bir protein salgıladıkları ve bunun kristalleşmeyi başlattığı gibi -- ve sonra hepsi bir şekilde eğildiler -- kristalleşmeyi durduran bir proteini bıraktılar. Kelimenin tam anlamıyla kristalin büyüyen yüzüne yapışıyor. Ve aslında, TPA adı verilen, bu proteini taklit eden, o durdurucu proteini üreten bir ürün var ve bu, borulardaki kireçlenmeyi durdurmanın çevre dostu bir yolu.

5:26Bu her şeyi değiştirdi. O andan itibaren, bu mühendisleri tekneye geri koyamazdınız. İlk gün yürüyüşe çıkarlardı ve tık, tık, tık, tık. Beş dakika sonra tekneye geri dönmüşlerdi. İşimiz bitti. Biliyor musun, o adayı görmüştüm. Bundan sonra, her yerde sürünüyorlardı. Biz izin verdiğimiz sürece şnorkelle yüzüyorlardı. Olan şey, kariyerlerini çözmeye çalıştıkları sorunları çoktan çözmüş organizmaların orada olduğunu fark etmeleriydi.

6:05Doğal dünya hakkında öğrenmek bir şeydir; doğal dünyadan öğrenmek -- işte anahtar bu. Derin bir anahtar bu. Fark ettikleri şey, sorularının cevaplarının her yerde olduğuydu; sadece dünyayı gördükleri mercekleri değiştirmeleri gerekiyordu. 3,8 milyar yıllık saha testi. 10 ila 30 -- Craig Venter muhtemelen size söyleyecektir; bence 30 milyondan çok daha fazla -- iyi adapte edilmiş çözüm var. Benim için önemli olan, bunların bağlam içinde çözülmüş çözümler olması. Ve bağlam Dünya -- sorunlarımızı çözmeye çalıştığımız bağlamla aynı. Yani bu, yaşamın dehasının bilinçli bir taklidi. Kölece taklit etmek değil -- Al saç şeklini yapmaya çalışsa da -- kölece bir taklit değil; tasarım prensiplerini, doğal dünyanın dehasını alıp ondan bir şeyler öğrenmek.

7:07Şimdi, bu kadar çok BT çalışanının olduğu bir grupta, bahsetmeyeceğim bir şeyden bahsetmeliyim ve bu da alanınızın yazılım tarafında canlılardan çok şey öğrendiğidir. Yani bağışıklık sistemi gibi kendilerini koruyan bilgisayarlar var ve gen düzenlemesinden ve biyolojik gelişimden öğreniyoruz. Ve sinir ağlarından, genetik algoritmalardan, evrimsel hesaplamadan öğreniyoruz. Bu yazılım tarafında. Ama benim için ilginç olan şey, buna çok fazla bakmamış olmamız. Yani, bu makineler benim tahminime göre gerçekten çok yüksek teknoloji değil, yani Silikon Vadisi'ndeki suda düzinelerce ve düzinelerce kanserojen var. Yani donanım, hayatın bir başarı olarak adlandıracağı şeyler açısından hiç de yeterli değil. Peki sadece bilgisayarları değil, her şeyi yapmak hakkında ne öğrenebiliriz? İçine bindiğiniz uçak, arabalar, oturduğunuz koltuklar. Yarattığımız dünyayı, insan yapımı dünyayı nasıl yeniden tasarlarız? Daha da önemlisi, önümüzdeki 10 yılda ne sormalıyız? Ve hayatın sahip olduğu bir sürü harika teknoloji var.

8:25 Müfredat nedir? Bana göre üç soru anahtar niteliğindedir. Yaşam şeyleri nasıl yapar? Bunun tam tersi; biz şeyleri böyle yaparız. Buna ısıtma, dövme ve işleme denir -- malzeme bilimcileri buna böyle der. Ve bu, şeyleri tepeden aşağı doğru oymaktır, geriye %96 atık ve sadece %4 ürün kalır. Isıtırsınız; yüksek basınçla döversiniz; kimyasallar kullanırsınız. Tamam. Isıtır, döver ve işleme tabi tutar.

8:53Hayat bunu göze alamaz. Hayat şeyleri nasıl yapar? Hayat şeylerden nasıl en iyi şekilde yararlanır? Bu bir sardunya poleni. Ve şekli ona havada kolayca yuvarlanabilme işlevini veren şeydir. Şu şekle bakın. Hayat maddeye bilgi ekler. Başka bir deyişle: yapı. Ona bilgi verir. Maddeye bilgi ekleyerek, ona bu yapı olmadan olduğundan farklı bir işlev verir. Ve üçüncüsü, hayat şeyleri sistemler içinde nasıl yok eder? Çünkü hayat gerçekten şeylerle ilgilenmez; doğal dünyada sistemlerinden ayrı hiçbir şey yoktur. Gerçekten kısa bir müfredat. Şimdi daha fazla okudukça ve hikayeyi takip ettikçe, biyolojik bilimlerde bazı şaşırtıcı şeyler ortaya çıkıyor. Ve aynı zamanda, birçok işletmeyi dinliyorum ve onların büyük zorluklarının ne olduğunu buluyorum. İki grup birbirleriyle konuşmuyor. Hiç.

10:11 Biyoloji dünyasında bu noktada, içinde bulunduğumuz bu evrimsel düğüm noktasından geçmemize yardımcı olabilecek ne olabilir? 12'yi çok hızlı bir şekilde ele almaya çalışacağım.

10:23 Benim için heyecan verici olanlardan biri kendi kendine birleşmedir. Şimdi, bunu nanoteknoloji açısından duymuşsunuzdur. Kabuğa geri dönelim: kabuk kendi kendine birleşen bir malzemedir. Sol altta deniz suyundan oluşan sedef resmi var. Mineral ve ardından polimerden oluşan katmanlı bir yapıdır ve onu çok, çok sert yapar. Bizim yüksek teknoloji seramiklerimizden iki kat daha serttir. Ancak gerçekten ilginç olan şey: Fırınlardaki seramiklerimizin aksine, deniz suyunda gerçekleşir. Organizmanın vücudunun yakınında, içinde ve yakınında gerçekleşir. Burası Sandia Ulusal Laboratuvarları. Jeff Brinker adında bir adam kendi kendine birleşen bir kodlama sürecine sahip olmanın bir yolunu buldu. Bir şeyi bir sıvıya batırarak, sıvıdan kaldırarak ve buharlaşmanın sıvıdaki molekülleri birbirine zorlayarak oda sıcaklığında seramik yapabildiğinizi hayal edin, böylece bu kristalleşmenin çalıştığı şekilde bir araya getirirler. Tüm sert malzemelerimizi bu şekilde yapmayı hayal edin. Bir fotovoltaik hücrenin öncüllerini, bir güneş hücresinin öncüllerini bir çatıya püskürttüğünüzü ve bunların ışık toplayan katmanlı bir yapıya kendi kendine monte edildiğini hayal edin.

11:43İşte BT dünyası için ilginç bir şey: biyo-silikon. Bu, silikatlardan yapılmış bir diatom. Ve şu anda ürettiğimiz silikon -- çiplerimizin üretimindeki kanserojen sorunumuzun bir parçası -- bu, şu anda taklit edilen bir biyo-mineralizasyon süreci. Bu UC Santa Barbara'da. Bu diatomlara bakın. Bu Ernst Haeckel'in çalışmasından. Bunu başarabildiğinizi hayal edin -- ve tekrar ediyorum, bu bir şablon süreci ve sıvı bir süreçten katılaşıyor -- oda sıcaklığında bu tür bir yapının ortaya çıkabildiğini hayal edin. Mükemmel mercekler yapabildiğinizi hayal edin. Solda, bu kırılgan bir yıldız; Lucent Technologies'deki insanların hiçbir şekilde bozulmadığını keşfettiği merceklerle kaplı. Bildiğimiz en bozulma içermeyen merceklerden biri. Ve bunlardan çok sayıda var, tüm gövdesinde. İlginç olan, yine, kendi kendine birleşmesi. Lucent'te Joanna Aizenberg adında bir kadın, bu tür lensleri yaratmak için düşük sıcaklıkta bir işlemle bunu yapmayı öğreniyor. Ayrıca fiber optiklere de bakıyor. Bu, fiber optiğe sahip bir deniz süngeri. En altta, ışığı hareket ettirmek için aslında bizimkinden daha iyi çalışan fiber optikler var, ancak bunları bir düğümle bağlayabilirsiniz; inanılmaz derecede esnekler.

13:13İşte bir başka büyük fikir: Hammadde olarak CO2. Cornell'de Geoff Coates adında bir adam kendi kendine şöyle dedi, biliyorsunuz, bitkiler CO2'yi zamanımızın en büyük zehri olarak görmüyor. Biz öyle görüyoruz. Bitkiler CO2'den uzun nişasta ve glikoz zincirleri yapmakla meşguller, değil mi? Bir yol buldu -- bir katalizör buldu -- ve CO2'yi alıp polikarbonatlara dönüştürmenin bir yolunu buldu. CO2'den biyolojik olarak parçalanabilir plastikler -- ne kadar da bitki benzeri.

13:42Güneş dönüşümleri: en heyecan verici olanı. Mor bakterinin içindeki enerji toplama cihazını taklit eden insanlar var, ASU'daki insanlar. Daha da ilginci, son birkaç haftada, insanlar hidrojenaz adı verilen ve hidrojeni proton ve elektronlardan evrimleştirebilen ve hidrojeni alabilen bir enzim olduğunu gördüler -- temelde bir yakıt hücresinde, bir yakıt hücresinin anotunda ve geri dönüşümlü bir yakıt hücresinde olan şey. Yakıt hücrelerimizde bunu platinle yapıyoruz; yaşam bunu çok, çok yaygın bir demirle yapıyor. Ve bir ekip şimdi bu hidrojen hokkabazlığı yapan hidrojenazı taklit edebildi. Yakıt hücreleri için bu çok heyecan verici -- bunu platin olmadan yapabilmek.

14:33Şekil gücü: İşte bir balina. Bu balinanın yüzgeçlerinde tüberküller olduğunu gördük. Ve bu küçük çıkıntılar aslında verimliliği, örneğin, bir uçağın kenarında, yaklaşık %32 oranında artırıyor. Bu, sadece bir kanadın kenarına koysaydık, inanılmaz bir fosil yakıt tasarrufu olurdu. Pigmentsiz renk: Bu tavus kuşu, şekille renk yaratıyor. Işık gelir, katmanlardan geri sekerek geri döner; buna ince film girişimi denir. Son birkaç katmanın renk yaratmak için ışıkla oynayarak ürünleri kendi kendine birleştirebildiğini hayal edin. Bir yüzeyin dış tarafında, sadece suyla kendini temizleyen bir şekil yaratabildiğini hayal edin. Bir yaprağın yaptığı şey budur. Şu yakın çekim resmini görüyor musunuz? Bu bir su topu ve bunlar kir parçacıkları. Ve bu bir lotus yaprağının yakın çekim resmi. Lotusan adında bir ürün üreten bir şirket var. Bu ürün, binanın dış cephe boyası kuruduğunda kendi kendini temizleyen bir yaprağın çıkıntılarını taklit ediyor ve yağmur suyu binayı temizliyor.

15:47Su bizim büyük, görkemli mücadelemiz olacak: susuzluğu gidermek. İşte suyu çeken iki organizma. Soldaki, sisin içinden su çeken Namibya böceği. Sağdaki ise bir hap böceği -- havadan su çeker, tatlı su içmez. Monterey sisinden ve Atlanta'daki terli havadan, bir binaya girmeden önce su çekmek, temel teknolojilerdir.

16:19Ayırma teknolojileri son derece önemli olacak. Ya sert kaya madenciliği yok dersek? Ya atık akışlarından metalleri, suda az miktarda bulunan metalleri ayırsaydık? Mikropların yaptığı şey bu; sudan metalleri şelatlıyorlar. San Francisco'da MR3 adında, atık akışlarından madencilik yapmak için mikropların moleküllerinin taklitlerini filtrelere yerleştiren bir şirket var. Yeşil kimya, suda kimyadır. Biz kimyayı organik çözücülerde yaparız. Bu, bir örümceğin iplik memelerinin ve bir örümceğin ipeğinin nasıl oluştuğunun resmi. Bu harika değil mi? Yeşil kimya, endüstriyel kimyamızı doğanın tarif kitabıyla değiştiriyor. Kolay değil, çünkü yaşam periyodik tablodaki elementlerin yalnızca bir alt kümesini kullanıyor. Ve biz hepsini kullanıyoruz, hatta toksik olanları bile. Periyodik tablonun küçük bir alt kümesini alıp hücre gibi mucizevi malzemeler yaratacak zarif tarifleri bulmak, yeşil kimyanın görevidir.

17:38Zamanlanmış bozulma: artık iyi olmasını istemediğiniz ana kadar iyi olan ve anında çözünen paketleme. Bu, buradaki sularda bulabileceğiniz bir midyedir ve onu bir kayaya bağlayan iplikler zamanlanmıştır; tam iki yılda çözünmeye başlarlar.

17:55 Şifa: Bu iyi bir şey. Şuradaki küçük adam bir tardigrad. Dünya çapında aşıların hastalara ulaşmamasıyla ilgili bir sorun var. Bunun nedeni de soğutmanın bir şekilde bozulması; "soğuk zincir" denen şey bozuluyor. Bruce Rosner adında bir adam tardigradlara baktı -- tamamen kuruyan ve yine de aylarca, aylarca, aylarca hayatta kalan ve kendini yenileyebilen. Ve aşıları kurutmanın bir yolunu buldu -- onları tardigradların hücrelerinde bulunan şeker kapsülleriyle aynı şekilde kapladı -- bu da aşıların artık soğutulmasına gerek kalmayacağı anlamına geliyor. Bir torpido gözüne konulabilirler, tamam mı? Organizmalardan öğrenmek. Bu, suyla ilgili bir oturum -- soğutma olmadan da dayanabilen bir aşı yaratmak için susuz yaşayabilen organizmalar hakkında bilgi edinmek.

19:02 12'ye gelmeyeceğim. Ama yapacağım şey, tüm bu adaptasyonların yanı sıra en önemli şeyin, bu organizmaların yavrularına bakacakları yeri korurken yaptıkları muhteşem şeyleri yapmanın bir yolunu bulmuş olmaları olduğunu söylemek. Ön sevişmeye dahil olduklarında, çok, çok önemli bir şeyi düşünüyorlar -- ve bu da genetik materyallerinin 10.000 nesil sonra bile kalması. Ve bu, yavrularına bakacakları yeri yok etmeden yaptıklarını yapmanın bir yolunu bulmak anlamına geliyor. Bu, en büyük tasarım zorluğu. Neyse ki, bize en iyi fikirlerini hediye etmeye istekli milyonlarca ve milyonlarca dahi var. Onlarla sohbet etmek için iyi şanslar.

20:03Teşekkür ederim.

20:04(Alkışlar)

20:18Chris Anderson: Ön sevişmeden bahsedecek olursak, 12'ye gelmemiz gerekiyor ama çok hızlı bir şekilde.

20:22Janine Benyus: Gerçekten mi? CA: Evet. Tıpkı, bilirsin, 10, 11 ve 12'nin 10 saniyelik versiyonu gibi. Çünkü biz sadece -- slaytların çok muhteşem ve fikirlerin çok büyük, 10, 11 ve 12'yi görmeden seni bırakmaya dayanamıyorum.

20:33JB: Tamam, bunu koy -- Tamam, bunu tutacağım. Tamam, harika. Tamam, bu iyileştirici olan. Algılama ve tepki verme: geri bildirim çok büyük bir şey. Bu bir çekirge. Bir kilometrekarede 80 milyon tane olabilir ve yine de birbirleriyle çarpışmazlar. Ve yine de yılda 3,6 milyon araba çarpışması yaşıyoruz. (Gülüşmeler) Doğru. Newcastle'da bunun çok büyük bir nöron olduğunu çözen biri var. Ve aslında çekirgedeki bu çok büyük nörona dayalı bir çarpışma önleme devresinin nasıl yapılacağını çözüyor.

21:13Bu çok büyük ve önemli bir şey, 11 numara. Ve bu artan doğurganlık. Yani, biliyorsunuz, net doğurganlık çiftçiliği. Doğurganlığı artırmalıyız. Ve, evet -- yiyecek de elde ediyoruz. Çünkü bu gezegenin yaşam için daha fazla fırsat yaratma kapasitesini artırmalıyız. Ve gerçekten, diğer organizmalar da bunu yapıyor. Bütün ekosistemler bir arada bunu yapıyor: yaşam için daha fazla fırsat yaratıyorlar. Bizim çiftçiliğimiz tam tersini yaptı. Yani, bir çayırın toprağı nasıl oluşturduğuna dayalı çiftçilik, bir yerli toynaklı hayvan sürüsünün aslında menzilin sağlığını nasıl artırdığına dayalı çiftçilik, hatta bir bataklığın sadece suyu nasıl temizlediğine değil, aynı zamanda inanılmaz derecede ışıltılı bir üretkenlik yarattığına dayalı atık su arıtımı.

22:05Bu basit tasarım özeti. Yani, basit görünüyor çünkü sistem 3,8 milyar yıldır bunu çözmüş durumda. Yani, yerlerini nasıl geliştireceklerini veya güzelleştireceklerini çözememiş organizmalar, bize bunu anlatmak için etrafta değiller. Bu on ikinci. Yaşam -- ve bu gizli numara; bu sihirli numara -- yaşam, yaşama elverişli koşullar yaratır. Toprağı oluşturur; havayı temizler; suyu temizler; sizin ve benim yaşamak için ihtiyaç duyduğumuz gaz kokteylini karıştırır. Ve bunu harika bir ön sevişme ve ihtiyaçlarını karşılama ortasında yapar. Yani birbirini dışlayan bir şey değil. Burayı bir Cennet haline getirirken ihtiyaçlarımızı karşılamanın bir yolunu bulmalıyız.

23:05CA: Janine, çok teşekkür ederim. (Alkışlar)