文|創(chuàng)瞰巴黎 Agnès Vernet
編輯|Meister Xia
導(dǎo)讀
仿生學(xué)是一門研究如何從自然界中的生物系統(tǒng)中獲取靈感，并將其應(yīng)用于設(shè)計創(chuàng)新的學(xué)科。借鑒自然界中生物的優(yōu)秀設(shè)計和適應(yīng)性，以創(chuàng)造出更高效、更可持續(xù)、更創(chuàng)新的技術(shù)和解決方案。仿生學(xué)的應(yīng)用場景有哪些呢？目前，許多仿生新產(chǎn)品即將問世，那些宣稱自己造出了“綠色仿生產(chǎn)品”是真正的仿生產(chǎn)品嗎？
一覽：
- 仿生學(xué)是一種科學(xué)理念，研究宏觀和微觀的生物系統(tǒng)，從中汲取設(shè)計靈感。
- 仿生學(xué)所倡導(dǎo)的創(chuàng)新注重生態(tài)環(huán)境，充分考慮節(jié)能性、適應(yīng)性、可持續(xù)性。
- 然而，一些企業(yè)盲目追求商業(yè)利益，進行毫無科學(xué)依據(jù)的“粉飾性仿生設(shè)計”，破壞了仿生學(xué)的聲譽。
- 目前，法國仿生學(xué)研究中心與法國國家自然歷史博物館共同制定了一項研究計劃，匯集科研機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)合作伙伴的力量，解決實際問題。
仿生學(xué)蘊含無限可能：在大自然的啟發(fā)下，科學(xué)家們正努力研發(fā)壁虎爪子般強力的粘合劑、蜘蛛絲般堅固的纖維、鯊魚嗅覺般靈敏的分子探測器。仿生學(xué)不僅限于開發(fā)出突破想象的新穎產(chǎn)品，它還是一種科學(xué)理念，一種多維度的創(chuàng)新模式。法國仿生學(xué)研究中心（Ceebios）執(zhí)行主任Kalina Raskin解釋道：“這門學(xué)科基于對分子水平和宏觀自然環(huán)境的生物系統(tǒng)的深刻理解，從中獲取知識，并應(yīng)用于其他領(lǐng)域。因此仿生主要是一種設(shè)計理念，也是一種哲學(xué)?！?/p>
法國仿生學(xué)先驅(qū)、生物多樣性專家Emmanuel Delannoy 對上述觀點表示認(rèn)同：“仿生學(xué)從生物中汲取靈感，設(shè)計出生態(tài)友好的解決方案。當(dāng)今世界多種經(jīng)濟和生態(tài)挑戰(zhàn)交織，但答案或許就在生物界中。”生物都需要新陳代謝，能以最低的能耗儲存二氧化碳。Raskin解釋道：“生物的新陳代謝都在常溫常壓下進行，營養(yǎng)來源都是最常見的原子，且循環(huán)度非常高。” Delannoy補充道：“在漫長的進化過程中，世間萬物以可持續(xù)性為導(dǎo)向，適應(yīng)了各種各樣的生存環(huán)境，克服了種種困難，與環(huán)境共同成長?！?/p>
目前，許多仿生新產(chǎn)品即將問世，例如模仿魚類運動的推進系統(tǒng)（法國EEL Energy 公司的潮汐渦輪機[1]、FinX 公司的電機[2]和Corwave公司的心臟泵[3]）、基于微藻或昆蟲的農(nóng)業(yè)用品（法國CarbonWorks的二氧化碳捕獲系統(tǒng)[4]、Immunrise的抗真菌劑[5]、Algosource的生物活性成分[6]、M2i Life Science的生物防治產(chǎn)品[7]），甚至還有電子產(chǎn)品（法國Prophesee的視網(wǎng)膜相機[8]、Biomemory的基于DNA的數(shù)據(jù)存儲器[9]）。
“生態(tài)系統(tǒng)傾向于復(fù)雜化?！?/p>
盡管如此，仿生學(xué)仍然不為世人所理解。有些企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計跟自然元素只有一點點沾邊，就宣稱自己造出了“綠色仿生產(chǎn)品”。Raskin說：“我們稱這種市場趨勢為粉飾性仿生?！痹絹碓蕉喈a(chǎn)品聲稱“受自然啟發(fā)”，但都在講故事賣概念，研發(fā)中并沒有真正采用仿生法?！安糠秩藶E用仿生學(xué)概念，破壞了這一學(xué)科的聲譽和可信度。”
所幸，仿生學(xué)現(xiàn)在受ISO 18458標(biāo)準(zhǔn)的保護，標(biāo)準(zhǔn)明確了術(shù)語的使用規(guī)范。Ceebios 還與法國環(huán)境與能源控制署（ADEME）和圣艾蒂安生態(tài)設(shè)計集群合作，撰寫《生態(tài)設(shè)計仿生學(xué)入門指南》。據(jù)Raskin介紹，《指南》將“解釋仿生學(xué)的重要性，并引導(dǎo)廠家科學(xué)地衡量其產(chǎn)品的仿生成分”。
Delannoy進一步指出：“生態(tài)系統(tǒng)傾向于復(fù)雜化?！弊匀恍纬傻纳鷳B(tài)系統(tǒng)往往是多元的，有資源共享，也有精妙的平衡。而人類設(shè)計的工業(yè)生產(chǎn)流程卻追求簡單化、單一化。Delannoy認(rèn)為，未來設(shè)計系統(tǒng)時應(yīng)該向生態(tài)系統(tǒng)學(xué)習(xí)，不僅關(guān)注產(chǎn)出性能，還要保證足夠的復(fù)雜度和多樣性，用盡量少的物料實現(xiàn)最佳的效果?！白钪匾牟皇禽敵龅膬?yōu)化，而是系統(tǒng)的平衡?！崩?，新型物流系統(tǒng)可以采用多種互補的配送方式，以適應(yīng)不同地區(qū)的實際情況。
仿生學(xué)未來發(fā)展的另一個方向是擴大模仿對象?，F(xiàn)在研究熱度最高的生物是壁虎、鯊魚、荷葉、鷹、翠鳥、日本河豚、蜘蛛絲、座頭鯨的鰭。但Raskin說：“專家估計，地球上有超過2000萬種物種，但為人類所知的只有200萬種，而且很少有物種成為跨學(xué)科研究的對象?！?/p>
蓬勃發(fā)展的新學(xué)科
如今，仿生學(xué)的倡導(dǎo)者希望將理念納入工業(yè)設(shè)計中。Raskin說：“我們應(yīng)增加可供人們參考模仿的生物模型的數(shù)量，才能讓這門新興學(xué)科融入常規(guī)設(shè)計流程中。”
目前，Ceebios 與法國國家自然歷史博物館共同制定了一項研究計劃，匯集科研機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)合作伙伴的力量解決實際問題，計劃由法國國家投資銀行提供資金。Raskin說：“例如，一些客戶需要新的防污涂料、機械阻力更強的材料或者新型不透明顏料。為此，我們與法國國家自然歷史博物館的學(xué)者合作，尋找適合仿生的物種?！?/p>
仿生學(xué)概念正在不斷發(fā)展。然而，這門學(xué)科若想生根發(fā)芽，蓬勃發(fā)展，首先必須克服人類對高科技的過分依賴。Delannoy 解釋道：“人類理所當(dāng)然地認(rèn)為，高科技是所有問題的解決方案，從不質(zhì)疑這種思維方式，但這與仿生學(xué)的理念相悖。我們必須時刻思考，實際的需求究竟是什么？是否真的有必要通過高科技解決？未來的人類和生態(tài)環(huán)境又將面臨哪些挑戰(zhàn)？”