文|創(chuàng)瞰巴黎 Agnès Vernet
編輯|Meister Xia
導讀
仿生學是一門研究如何從自然界中的生物系統(tǒng)中獲取靈感，并將其應用于設計創(chuàng)新的學科。借鑒自然界中生物的優(yōu)秀設計和適應性，以創(chuàng)造出更高效、更可持續(xù)、更創(chuàng)新的技術和解決方案。仿生學的應用場景有哪些呢？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：
- 仿生學是一種科學理念，研究宏觀和微觀的生物系統(tǒng)，從中汲取設計靈感。
- 仿生學所倡導的創(chuàng)新注重生態(tài)環(huán)境，充分考慮節(jié)能性、適應性、可持續(xù)性。
- 然而，一些企業(yè)盲目追求商業(yè)利益，進行毫無科學依據(jù)的“粉飾性仿生設計”，破壞了仿生學的聲譽。
- 目前，法國仿生學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，匯集科研機構和產(chǎn)業(yè)合作伙伴的力量，解決實際問題。
仿生學蘊含無限可能：在大自然的啟發(fā)下，科學家們正努力研發(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，它還是一種科學理念，一種多維度的創(chuàng)新模式。法國仿生學研究中心（Ceebios）執(zhí)行主任Kalina Raskin解釋道：“這門學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，并應用于其他領域。因此仿生主要是一種設計理念，也是一種哲學?！?/p>
法國仿生學先驅、生物多樣性專家Emmanuel Delannoy 對上述觀點表示認同：“仿生學從生物中汲取靈感，設計出生態(tài)友好的解決方案。當今世界多種經(jīng)濟和生態(tài)挑戰(zhàn)交織，但答案或許就在生物界中?！鄙锒夹枰玛惔x，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)性為導向，適應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)傾向于復雜化?！?/p>
盡管如此，仿生學仍然不為世人所理解。有些企業(yè)的產(chǎn)品設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用仿生學概念，破壞了這一學科的聲譽和可信度?！?/p>
所幸，仿生學現(xiàn)在受ISO 18458標準的保護，標準明確了術語的使用規(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)設計集群合作，撰寫《生態(tài)設計仿生學入門指南》。據(jù)Raskin介紹，《指南》將“解釋仿生學的重要性，并引導廠家科學地衡量其產(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。而人類設計的工業(yè)生產(chǎn)流程卻追求簡單化、單一化。Delannoy認為，未來設計系統(tǒng)時應該向生態(tài)系統(tǒng)學習，不僅關注產(chǎn)出性能，還要保證足夠的復雜度和多樣性，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，以適應不同地區(qū)的實際情況。
仿生學未來發(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科研究的對象?！?/p>
蓬勃發(fā)展的新學科
如今，仿生學的倡導者希望將理念納入工業(yè)設計中。Raskin說：“我們應增加可供人們參考模仿的生物模型的數(shù)量，才能讓這門新興學科融入常規(guī)設計流程中。”
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者合作，尋找適合仿生的物種。”
仿生學概念正在不斷發(fā)展。然而，這門學科若想生根發(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：“人類理所當然地認為，高科技是所有問題的解決方案，從不質疑這種思維方式，但這與仿生學的理念相悖。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)？”