Doğanın tasarıma dokunuşu
Biyomimetik, doğal organizmaları taklit ederek insanların ihtiyaçlarına cevap buluyor.
Tasarımın mimarları kimlerdir? Tasarımcılar, mimarlar, modacılar, kreatif profesyoneller ve mühendisler mi? Evet, insan yapımı dünyanın yaratıcıları bu mesleklerden. Ancak, ne zaman içinden çıkması zor bir tasarım problemi olsa, o zaman tasarım toplantılarına farklı bir disiplinin uzmanları davet ediliyor, kendilerinin görüş ve desteklerine başvuruluyor. Bu disiplinin adı biyomimetik, biyolojinin pragmatik bir dalı. Biyolojinin tasarımla ne alakası olabilir diye şaşırabilirsiniz fakat konu tasarım ve inovasyon olunca biyolojinin farklı bir etkisi ön plana çıkıyor. Biyomimetik, doğanın muzicevi organizmalarını taklit ederek veya çeşitli proseslerinden ilham alarak insanların ihtiyaçlarına cevap buluyor.
Biyomimetiğin öncülerinden Janine Benyus teknoloji ve inovasyon alanında şirketlere danışmanlık veriyor. Benyus biyomimetiği 'doğadan ilham alan inovasyon' olarak tanımlıyor. Biyomimetik alanının önde gelen bilim insanlarından Benyus'un en yoğun destek verdiği profesyoneller arasında yeni teknoloji geliştirmek isteyen mühendisler var. Çoğu zaman bu danışmanlığı toplantı odası yerine doğanın içinde vermeyi tercih ediyor. Böylece, doğadan nasıl farklı çözümler elde edilebileceğini mühendislerle beraber keşfediyorlar.
Farklı alanlarda eksperleri konuşmacı olarak misafir eden TED'de verdiği bir konuşmada keşif gezisine çıktığı mühendislerle yaşadığı bir olayı anlatıyor Benyus: 'Sahilde kumların üzerinde yürürken mühendislere ürün tasarlarken en büyük problemlerinin ne olduğunu soruyorum. Boru tasarlarken en büyük sıkıntılarının borulardaki tıkanıklığı engelleyememek olduğunu söylüyorlar. Endüstriyel boruların içinde mineraller birikiyor ve tıkanıklığa sebep oluyor. Evlerde de meydana gelen bu tıkanıklığı açmak için kimyasallardan yararlanmak gerekiyor.
Peki, bu tıkanıklıklara yol açan birikmeye ne sebep oluyor? diye soruyorum.
Mühendisler birikimin sebebinin kalsiyum karbonat olduğunu söylüyorlar. Özenle üzerine basmamaya dikkat ettiğim deniz kabuklarından birini alıyorum ve deniz kabuğunu göstererek 'işte bu kalsiyum karbonat' diyorum. Deniz kabuğunda bulunan proteinle denizden gelen iyonların kristalize olması kabuğu oluşturur. Yani, boruların içinde biriken kalsiyum karbonatın ta kendisi. Mühendisler deniz kabuğu ve kalsiyum karbonatın aynı madde olduğunu hiç düşünmemiştir. Hemen akıllarına 'nasıl oluyor da bu kabuk oluşumunu sağlayan mineral birikimi sonsuza kadar sürmüyor? Nasıl birikme engelleniyor? soruları geliyor.
“Deniz kabuğunun oluşumunu durduran süreç borulardaki mineral birikimini engellemekte kullanılamaz mı?” sorusu ise, mühendislerin bakış açısını bir anda değiştirdi. Doğa birden onlar için çalışan bir laboratuvar haline geldi. Birçok formülün, denklemin ve kuramın pratiğine rastlayabilecekleri bir laboratuvar. Her organizmaya bir denek, mekanizmaya ise deney olarak yaklaşmaya başladılar. Doğada yüzyıllardır tıkır tıkır işleyen mekanizmaları etüd edip kendi problemlerine çözüm geliştirebilmek mühendisler için bir dönüm noktası oldu.'
Biyomimetik ile insan yapımı dünyayı nasıl değiştirebiliriz?
Birşeyi tasarlamadan önce tek bir soruya cevap vermemiz gerekiyor: 'Bunu doğa nasıl çözerdi?' Birkaç örnekle doğanın tasarımlara katkılarını görelim:
- Kir Tutmayan Dış Boya
Örneğin, bina inşa etmek istiyorsunuz, öyle bir bina olmalı ki bu dış yüzeyi kirlenmesin daha doğrusu deterjan kullanmadan kendi kendini temizlesin. 'Kendi kendini temizleyen dış yüzey' oldukça iddaalı hatta imkansız gibi gelebilir. Ancak, ağaç yapraklarını düşünün veya kelebeklerin kanatlarını... öyle bir mekanizmaları varki herhangi bir temizlik maddesine gerek olmadan temiz kalmayı başarıyorlar. Kanatların kompleks yüzey topografisi su molekülüyle etkileşime giriyor ve yüzey temiz kalıyor. Benzer mekanizmayı Lotusan Boya dış yüzey boyalarında geliştirdi. Bu boyayla boyanan binalar sadece yağmur suyuyla kirden arınıyor.
- Karbondiyoksitten Plastik
Karbondiyoksit bizler için en tehlikeli zehirlerden biri olarak nitelendirilir. Oysa bitkiler için bu durum geçerli değil. Cornell Üniversitesi'nden Geoff Coates bir katalist bularak CO2'dan uzun nişasta ve glükoz zincirleri yaparak polikarbonat yapmayı başardı. Yani, CO2'den biyodönüşümlü plastik elde etti.
- Karbondiyoksitten Çimento
Kabuk ve mercan yapan organizmalar ise, CO2'i bir yapı bloğu olarak görür. ABD'de yeni kurulan çimento üretim firması Clara çimento formülünü mercan resiflerinden aldı. Normalde her ton çimento üretiminde 1 ton CO2 çıkmakta. Ancak, Clara'nın resifleri taklit eden formülü sayesinde sadece yarım ton CO2 salınmakta.
- Sürü Teknolojisinden Akıllı Şebekeler
Son dönemde akıllı şebekeler kullanarak enerji kullanımı azaltmak gündemde. Arı ve karıncalar gibi sürü teknolojisini etkin şekilde kullanan böcekler bu şebekelerin ilham kaynağı. Örneğin, enerji yönetimi çözümleri alanında faaliyet gösteren Regen, arıların ve karıncaların, yiyeceklerini ve çiçeklerini bütün bir sürü olarak en etkili şekilde nasıl bulduklarını inceliyor. Bu incelemeyi temel alarak kurduğu algoritmayla enerji kullanımını minimuma indirmeye çalışıyor. Geliştirdikleri EnviroGrid adındaki kablosuz cihaz elektrik harcamalarını %5 ila 10 arasında azaltıyor.
- Balinalardan Rüzgar Türbini
Mevcut rüzgar türbini dişlileri elektrik üretmek için sürekli yüksek rüzgarlara ihtiyaç duyar. Elektrik pervanelerinin etkinliği havayı hareket ettirmek için ne kadar enerji sarfettiklerine bağlıdır. Bir rüzgar türbini üreticisi olan WhalePower kambur balinalardan esinlenerek yeni bir rüzgar türbini teknolojisi geliştirdi. Kambur balinanın yüzgeçlerinde dişli kenarlar var. Bu dişli kenarlar akıntıyla öyle bir hareket eder ki, direnç % 32 oranında azalır. Bu sayede, rüzgâr türbinleri inanılmaz yavaşlıkta rüzgâr hızlarında bile dönebiliyor.
Doğaya Soralım: 'Bu Organizmadan Ne Öğrenebiliriz?'
Biyomimetikten yola çıkan projelerle ilgili bilgi edinmek, hangi organizmaların hangi ürünlere ilham kaynağı olduğunu öğrenmek için Benyus'un kar amacı gütmeyen vakfı, The Biomimicry Institute, asknature.org websayfasını kurdu. Bugüne dek biyomimetik alanında yapılan çalışmalar, bu alanda çalışan bilim adamları, kurumlar, şirketler ve tasarlanan inovasyonları toplayan bir kaynak asknature.org. Üstelik basit arama modülü sayesinde tasarımlara ve projelere ulaşmak oldukça kolay. Websayfası Encyclopedia of Life (EOL) ile beraber çalışıyor ve biyolojik bilgileri tek sayfada toplamayı hedefliyor. EOL'e destek veren bilim insanları 'Bu organizmadan ne öğrenebiliriz?' sorusuna yanıt verdiğinde, yeni teknoloji yaratmak için araştırma yapan mühendisler bu bilgiye asknature.org'dan ulaşılabiliyor.
Biyomimetiğe Özel İnovasyon
Bir organizmadan bir düşünceyi öğrenip bambaşka bir alanda yeni bir teknoloji yaratmak biyomimetiğe has bir inovasyon. Biyomimetiğin bilim dünyasına getirdiği yeni bir anlayış var: Doğayla ilgili öğrenmek değil, inovasyon için gerekeni doğadan öğrenmek. Bu yeni anlayış doğaya ve tasarıma bakışımızı değiştiriyor. Mühendisler ve tasarımcılar çözüm bulmak için dünyanın her yerinde gözlem yapabiliyorlar, bütün mesele bakabilmeyi daha doğrusu görebilmeyi öğrenmelerinde. Doğada 3.8 milyar yıllık Ar-Ge deneyimi 10 ila 30 milyar da canlı türü mevcut. Vahşi doğanın dehasını algılayıp tasarımlara uygulamak ise insanoğlunun görevi.
Biyomimetik biyolojinin teknoloji geliştirmede sıklıkla kullanılmaya başlanan heyecan verici bir dalı. Doğanın birçok teknolojiyi içinde barındırdığını birçok sektöre uygulanabileceğini net örneklerle kanıtlıyor. Doğayı inceleyerek birçok zorlu probleme çözüm geliştirmek, insan yapımı dünyayı doğaya ve canlılara daha uygun hale getirmeye olanak sağlıyor.
