Biyo-Esinlenmiş Mühendislik Nedir? Biyomimikri Nedir?

Peki, biyomimikri nedir? 2006 yılında Janine Benyus ve Bryony Schwan tarafından kurulan ve AskNature.org gibi ödüllü çalışmalara imza atan Biomimicry Institute’un web sayfasında, biyomimikri şu şekilde tanımlanıyor:

“Biyomimikri, doğanın zamanın sınavına tabii tutulmuş motiflerini ve stratejilerini örnek alarak, insanların sorunlarına sürdürülebilir çözümler arayan bir inovasyon yaklaşımıdır.”

Bu tanımdaki “sürdürülebilir” kısmı, “Doğadan neden esinlenmeliyiz?​” sorusunun üçüncü cevabına götürüyor bizi. İnsanın bugüne kadar ürettiği (birçoğu dahice olan) çözümler, maalesef beraberinde çok ciddi sürdürülebilirlik sorunları getirmiştir. Janine Benyus, insanların uzun zamandır aradığı “sürdürülebilir bir Dünya’nın” uzun zamandır var olduğunu, ancak bu soruna çözüm için nereye bakmamız gerektiğini yeni anladığımızı söylüyor. İnsan haricindeki hiçbir canlı, yaşarken Dünya’ya zarar vermez. Evrimsel süreçte gelişen sorun çözme yöntemleri, sorunu çözmenin ve bunu en optimize şekilde yapmanın yanı sıra, canlının bir parçası olduğu ekosistemi de canlının yaşayabileceği bir durumda tutmak üzere evrimleşmiştir.

Burada küçük bir bilgiye yer verelim: Biyo-esinlenmiş mühendislik, biyo-destekli teknoloji ile karıştırılmamalıdır. Biyolojik organizmaların kullanıldığı uygulamalar –örneğin, suların temizlenmesi- biyo-esinlenme sayılamaz. Bu, biyo-destekli teknolojidir, bir işin yapılması için başka bir organizmanın kullanılmasıdır. Biyo-esinlenmenin 21. Yüzyıl teknolojisinin gelişiminde büyük rol oynayacağı aşikar. Peki, bugüne kadar bunun hangi uygulamalarını gördük?

DOĞADAN NELERİ ÖRNEK ALDIK?

Bullet train (Mermi Treni): Oldukça basit, açık ve popüler bir örnekten başlamayı uygun görüyoruz. Aşağıdaki fotoğrafta gördüğünüz tren, “bullet train” isimli bir yüksek hızlı trendir. Tren, çıktığı yüksek hızlar dolayısıyla, tünele girerken bir basınç dalgası oluşturuyordu. Tünelden çıkarken de bu basınç dalgası, bir ses patlamasına sebep oluyordu. Bu sorunun çözümünde, yalıçapkını isimli bir kuş türünün (alttaki görsel) gaga yapısından esinlenildi. Yalıçapkını, sudaki balıkları yakalamak için suya girerken, bir ortamdan farklı basınçtaki başka bir ortama geçer, ancak buna rağmen etrafa çok az miktarda su sıçratır. Bu sayede, balıkları rahatlıkla görebilir ve kolaylıkla avlanabilir. Bunu sağlayan, kuşun gagasının aerodinamik yapısıdır. Trenin burnunun tasarımında bu gaga şekli örnek alındı ve sorunun çözüldüğü gözlemlendi. Ayrıca, tren bu yeni tasarımıyla %15 daha az elektrik tüketerek, %10 daha hızlı gidebiliyor.

Trafik Kazalarını Önlemek: Mühendislik ürünlerinin illa maddi araçlar olması gerekmediği, bunun yanında “kişiler ya da soyut veriler organizasyonuları” da olabileceğini biliyoruz. Bu bağlamda, trafik kazalarını önleyici bir sistemin de mühendislik ürünü olduğundan bahsedilebilir. Trafik kazalarını önleyecek bir devrede, geri besleme (feedback) sistemi önemlidir. Bu devre için, göçmen çekirge isimli bir çekirge türünün bireyleri arasındaki geri besleme sistemi, yani algılama/hissetme ve karşılık vermeyi sağlayan sistemler inceleniyor. Göçmen çekirgelerden aynı kilometrekare içinde 80 milyon tane bulunuyor, ancak hareket ederken birbirleriyle çarpışmamayı başarıyorlar. Sürücüsüz, yapay zeka tarafından kontrol edilen araçların yakın gelecekte piyasaya sürüleceği düşünüldüğünde, böyle bir devrenin geliştirilmesinin önemi daha iyi anlaşılıyor.

Karbondioksit: Biz karbondioksiti zehirli bir gaz olarak görürken, kimi canlılar bunu bir yapı malzemesi olarak görür. En bilindik örneği bitkilerdir. Bitkiler, karbondioksiti besin yapıtaşı olarak kullanırlar. Şu anda Tisch Üniversitesi’nde profesör olan Geoffrey W. Coates, bitkilerin CO2’den büyük molekülleri sentezleme şeklini örnek alan bir yöntem ile, CO2’den polikarbonatlar yapmanın bir yolunu buldu. Bu polikarbonatlar, geri dönüştürülebilir plastik yapımında kullanılıyor. Kabuk ve mercan yapan canlılar da CO2’yi yapı malzemesi olarak görüyorlar. Amerika’da, Clara adlı bir çimento üretim fabrikası, tariflerini mercan resiflerinden aldı. Bu şekilde, çimento ve betonda CO2 bir yapı malzemesi olarak kullanılıyor. Normalde bir ton çimento bir ton CO2 açığa çıkarırken, bu tarif sayesinde bu CO2’nin yarım tonu tutuluyor.

Borularda Mineral Birikimi: Boruların içinde kalsiyum karbonat birikmesini önlemek için deniz kabuklarından yararlanılıyor. Deniz kabuklarının kabuğunun oluşumu, proteinden oluşan şablonun üstünde deniz suyundan gelen iyonların birikmesi şeklinde. Ancak, deniz kabukları sonsuz büyüklükte değil, zira bu kristalleştirmeyi durduran bir proteinleri var. Borulardaki mineral birikmesini engellemek için de, bu proteini taklit eden TPA adlı bir ürün geliştirildi.

https://evrimagaci.org/evrimi-destekleyenkullanan-bilimler-9-muhendislik-biyomuhendislik-biyomimikri-4