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(jì)創(chuàng)新的學(xué)科。借鑒自然界中生物的優(yōu)秀設(shè)計(jì)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(chǎng)景有哪些呢？目前，許多仿生新產(chǎn)品即將問(wèn)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(jì)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(jìn)行毫無(wú)科學(xué)依據(jù)的“粉飾性仿生設(shè)計(jì)”，破壞了仿生學(xué)的聲譽(yù)。
- 目前，法國(guó)仿生學(xué)研究中心與法國(guó)國(guó)家自然歷史博物館共同制定了一項(xiàng)研究計(jì)劃，匯集科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)合作伙伴的力量，解決實(shí)際問(wèn)題。
仿生學(xué)蘊(yùn)含無(wú)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(qiáng)力的粘合劑、蜘蛛絲般堅(jiān)固的纖維、鯊魚(yú)嗅覺(jué)般靈敏的分子探測(cè)器。仿生學(xué)不僅限于開(kāi)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(guó)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(duì)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(shí)，并應(yīng)用于其他領(lǐng)域。因此仿生主要是一種設(shè)計(jì)理念，也是一種哲學(xué)?！?/p>
法國(guó)仿生學(xué)先驅(qū)、生物多樣性專家Emmanuel Delannoy 對(duì)上述觀點(diǎn)表示認(rèn)同：“仿生學(xué)從生物中汲取靈感，設(shè)計(jì)出生態(tài)友好的解決方案。當(dāng)今世界多種經(jīng)濟(jì)和生態(tài)挑戰(zhàn)交織，但答案或許就在生物界中?！鄙锒夹枰玛惔x，能以最低的能耗儲(chǔ)存二氧化碳。Raskin解釋道：“生物的新陳代謝都在常溫常壓下進(jìn)行，營(yíng)養(yǎng)來(lái)源都是最常見(jiàn)的原子，且循環(huán)度非常高?！?Delannoy補(bǔ)充道：“在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，世間萬(wàn)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(zhǎng)?！?/p>
目前，許多仿生新產(chǎn)品即將問(wèn)世，例如模仿魚(yú)類運(yùn)動(dòng)的推進(jìn)系統(tǒng)（法國(guó)EEL Energy 公司的潮汐渦輪機(jī)[1]、FinX 公司的電機(jī)[2]和Corwave公司的心臟泵[3]）、基于微藻或昆蟲(chóng)的農(nóng)業(yè)用品（法國(guó)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(guó)Prophesee的視網(wǎng)膜相機(jī)[8]、Biomemory的基于DNA的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[9]）。
“生態(tài)系統(tǒng)傾向于復(fù)雜化。”
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(jì)跟自然元素只有一點(diǎn)點(diǎn)沾邊，就宣稱自己造出了“綠色仿生產(chǎn)品”。Raskin說(shuō)：“我們稱這種市場(chǎng)趨勢(shì)為粉飾性仿生?！痹絹?lái)越多產(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(méi)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(yù)和可信度。”
所幸，仿生學(xué)現(xiàn)在受ISO 18458標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)明確了術(shù)語(yǔ)的使用規(guī)范。Ceebios 還與法國(guó)環(huán)境與能源控制署（ADEME）和圣艾蒂安生態(tài)設(shè)計(jì)集群合作，撰寫《生態(tài)設(shè)計(jì)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(jìn)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(jì)的工業(yè)生產(chǎn)流程卻追求簡(jiǎn)單化、單一化。Delannoy認(rèn)為，未來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)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(shí)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(bǔ)的配送方式，以適應(yīng)不同地區(qū)的實(shí)際情況。
仿生學(xué)未來(lái)發(fā)展的另一個(gè)方向是擴(kuò)大模仿對(duì)象?，F(xiàn)在研究熱度最高的生物是壁虎、鯊魚(yú)、荷葉、鷹、翠鳥(niǎo)、日本河豚、蜘蛛絲、座頭鯨的鰭。但Raskin說(shuō)：“專家估計(jì)，地球上有超過(guò)2000萬(wàn)種物種，但為人類所知的只有200萬(wàn)種，而且很少有物種成為跨學(xué)科研究的對(duì)象。”
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(jì)中。Raskin說(shuō)：“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(jì)流程中?！?/p>
目前，Ceebios 與法國(guó)國(guó)家自然歷史博物館共同制定了一項(xiàng)研究計(jì)劃，匯集科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)合作伙伴的力量解決實(shí)際問(wèn)題，計(jì)劃由法國(guó)國(guó)家投資銀行提供資金。Raskin說(shuō)：“例如，一些客戶需要新的防污涂料、機(jī)械阻力更強(qiáng)的材料或者新型不透明顏料。為此，我們與法國(guó)國(guó)家自然歷史博物館的學(xué)者合作，尋找適合仿生的物種。”
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(duì)高科技的過(guò)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(wèn)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(shí)刻思考，實(shí)際的需求究竟是什么？是否真的有必要通過(guò)高科技解決？未來(lái)的人類和生態(tài)環(huán)境又將面臨哪些挑戰(zhàn)？”