故事简介:

  • 仿生学是在工程或发明中对自然生物设计或过程的模仿。
  • B+H建筑事务所表示,我们可以用仿生学作为一个透镜来学习和改变我们对设计的思考方式。
  • 成熟公司提供了最终的工程系统,以隔离碳,调节温度,净化空气,等等。

20年前,如果我看森林,我会告诉你我看到了树木,一些灌木丛,一条小路,一般来说,一个非常典型的森林场景。我怀疑很多人也会这么想。

现在我看到了那些经历了长期气候变化的远古长者。材料设计师,创造适应,呼吸,脱落,并随着环境扩展的立面。化学家们正在制造不可思议的可生物降解太阳能收割机,这种收割机可以在循环经济中分解。我看到没有任何电力或机械设备的塔,将水抽到几百英尺高。我看到一个社区通过地下菌丝体网络连接在一起,共享信息、资源和材料,以支持更大系统的健康和多样性。在森林里,我看到了如何在这个星球上茁壮成长的天才解决方案。

仿生学是一种受到自然启发的创新。它就在我们周围。魔术贴的灵感来自徒步旅行时粘在裤子上的毛刺的挂钩机制。它模仿了座头鲸鳍上的凸起风力涡轮机叶片这比传统的涡轮叶片更高效,在更低的风速下运行,更安静。这是罗马帝国的叶轮Apeel的可生物降解果皮.而是要认识到,38亿年来,大自然一直在为如何在这个星球上茁壮成长而不断完善解决方案。

在生物模拟领域工作了20年之后,我现在对森林的看法大不相同了。

我们能从“减少伤害”转变为再次做出贡献吗?

人类不是坏物种;我们都还很年轻。在进化的时间框架上,大自然已经设计了数十亿年,而人类,嗯,我们才刚刚到来。然而,在那段时间里,我们已经崛起为一个具有破坏性能力的主导物种,现在正面临着将自己从这个星球上抹去的风险。这就像我们处于青春期,我们似乎在与世界作斗争,并确信我们是赢家。

我们不是。

“减少伤害”的理念表明,人类从根本上来说是大自然的一个问题。这是仿生学将帮助我们改变的一个领域。当我们利用自然进行设计时,我们意识到,从根本上说,我们是自然的一部分。仿生学首先向我们展示,大自然为我们非常相似的问题设计了解决方案,拥有相同的基本资源和环境,只是过程非常不同——包装、运输、结构、创造颜色、在流体中移动、泵、农业。

我们的呼吸滋养着树木,我们的污水滋养着湿地,我们的身体滋养着土壤。一旦我们放弃了我们与自然分离的表象,事实上,自然需要我们,可以教我们,我们可以用仿生学作为学习的镜头。我们需要大自然来拯救我们自己。

大自然为我们提供了终极的工程系统,以隔离碳、调节温度、消散风暴和能量梯度、储存和处理水、净化空气、产生氧气、减少噪音、提供土壤和种植食物,而不需要我们付出任何代价。世界银行估计,保护和加强生态系统服务每年可防止2.7万亿美元的全球经济损失。而我们越是破坏完整的生态系统——它们花了数百年,甚至数千年的时间来完善它们的系统,使其最有效地提供这些生态服务——我们就越将自己物种的生存置于危险之中。

我们的行为表明,我们很少考虑大自然的天赋,也没有考虑她在保持地球相对稳定方面的价值。但当我们开始探索如何模仿自然来改善我们的建筑环境时,我们会发现减缓气候变化最有效的方法是保持生态系统的完整。也就是说,一片完整的森林或湿地比一座碳中和建筑更有价值。

仿生学的障碍是什么?

仿生学之所以没有得到更广泛的应用,是因为人们缺乏意识,也没有意识到仿生学的难度和成本。

尽管这是一个古老的想法(达芬奇是一个仿生学),但与我交谈过的大多数人都从未听说过仿生学。金博宝188而对于那些了解它的人来说,他们常常有一种误解,认为它很难付诸实践。然而,根据我的经验,唯一的限制就是人们的创造力。金博宝188对于人们遇到的任何问题,都可能有一个我们可以从中汲取灵感的自然模型。挑战在于找到这个模型,巧妙地抽象出它所提供的想法和隐喻,然后创造性地利用现有技术使这些想法成为现实。

令人兴奋的是,今天既对大胆的、可持续的想法有巨大的需求,也有由于技术进步而带来的巨大机遇。例如,像皮肤一样能自我修复的混凝土,像肺一样能呼吸的墙壁,像眼睑一样能阻挡光线的窗户已经存在,因为我们有了令人难以置信的技术,比如3D和4D打印,绿色化学,还有物联网计算架构、增材制造和令人难以置信的新材料。

就像我们在印度的房子设计一样,我们学习了大象的皮肤来创造一个自冷的墙。我们抽象出了在裂缝中捕获水分的基本原理,并发现利用雨水收集系统的水的岩壁可以完美地模仿这个想法。在这样做的过程中,我们创造了一种非常简单的冷却技术,这种技术受到大自然的启发,而且非常便宜。

也许应用仿生学的最大潜在障碍是,它可以被视为对现状的破坏。在过去的几百年里,人类通过还原论、机械论和稳健的方法取得了令人难以置信的进步。然而,在过去导致我们物种成功的想法,不再是我们如何被迫走向未来的合适驱动因素。这种思维的根本改变可能难以接受,甚至会被强行抵制。

我们不会用制造问题的思维方式来解决问题。

韧性文献称气候变化这样的问题是“邪恶的”,因为没有解决它的先例。创造它的想法不会让我们摆脱它。这就是我认为仿生学的价值所在。它可以帮助我们寻找另一种模式,而不是我们自己的人类例外论,不仅改变我们的设计,而且改变我们设计的假设。

然而,范式转换很难协调和实现。在个人层面,新的信息和想法可以激发新的方法,但在社会层面,这可能会遭到强烈抵制。这是因为范式告诉人们什么是重要的、合法的和合理的,并形成了社区金博宝188如何自我组织的基础。因此,范式转换会扰乱秩序,让许多人感到不舒服。金博宝188它们表明以前的世界观是不正确或不完整的。
然而,随着新信息和新见解的出现,进步可以自然发生。在这些转变之前,通常会出现持续失败的过去思维所产生的日益严重的危机。这正是气候变化迫使我们去做的——审视和重新思考那些让我们这个物种走到这一步的想法和假设。

建筑师和规划师如何利用仿生设计来解决现实世界的问题?

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图由B+H建筑事务所提供

仿生学GBD杂志03

图由B+H建筑事务所提供

仿生学GBD杂志01

图由B+H建筑事务所提供

在过去,我们的团队应用仿生学来帮助创建加拿大第一个循环食品经济,使用生物启发技术来改善室内农业,甚至通过与自然资产和土地轨迹合作,创建了更具弹性和成本效益的总体规划。然而,我们最全面的项目之一是印度班加罗尔的仿生住宅设计。

首先,我们将设计挑战简化为我们想要设计的几个关键内容:值得注意的是,呼吸和自我冷却,为干旱时期收集水,并为这个地方做出贡献。为了达到这一目的,我们以桶形仙人掌、白蚁丘、大象皮、猴面包树和森林为向导。我们设计了烟囱通风,穿孔墙,创造遮阳和小气候,岩石墙,利用捕获的水分来冷却建筑,以及一个相互连接的雨水收集系统,可以为一个不可思议的永久农业花园网络提供养分,同时照顾家庭100天的潜在干旱需求。

为了确保我们的设计是有贡献的,我们测量了建筑的生态性能。也就是说,我们测量了它能吸收多少碳,能产生多少氧气,能保留多少雨水,能减少多少噪音和空气污染,以及能吸收多少热量。然后,我们将其与不对土地做任何事情的情况进行比较,以及假设这片土地从未被开发过,仍然保持着原始的原始森林生态系统。我们的目标是看看我们的设计是否比什么都不做要好,更接近大自然没有我们也能做的事情。即使我们没有让它像森林一样有效地运作,我们至少知道我们需要走多远。

仿生学的下一步是什么?

令人兴奋的是,多个领域越来越多地采用仿生学,这是由令人难以置信的研究推动的,这些研究既揭示了大自然的天才,又将其应用于现实世界的问题。例如,研究人员正在研究电鳗,以激发一种新的电源。蚂蚁用来建造蚂蚁桥的算法正在帮助我们重新想象城市基础设施的设计。松果使建筑更高效,因为我们学习并应用了它们如何随着水分打开和关闭。黑蝴蝶的翅膀为高级太阳能电池提供了灵感。

Covid-19大流行和气候变化告诉我们,中断是重新思考现有战略和集体思维模式的绝佳机会。这就是为什么我认为这是一个不可思议的仿生时代。

从2000年到2012年,生物灵感专利增长了750%。到2030年,基于仿生学的创新预计全球产出将达到1.6万亿美元。我们看到了像界面地毯这样的大型公司,B + H建筑师通用电气、耐克和卡夫等公司都采用了以自然为灵感的服务和理念。

最重要的是,我们看到大量的年轻人通过新技术,他们渴望一个充满希望的未来课程全球竞争,平台学习如何采用仿生学的思维方式,找到自己的定位,并将仿生学融入其中。

所有这些进步给了我希望,我们正在开始改变我们对自然和设计的看法,看到自然界中已经存在着最伟大的可持续发展模式。

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