Biomimetik: Når vi stjæler naturens design
De vildeste opfindelser og innovationer er ikke nødvendigvis hypermoderne. Faktisk findes de fleste allerede - i naturen.
Bionik efterligne naturen opfindelser

Et af de mest kendte eksempler på, at vi har stjålet fra naturen, er Leonardo da Vincis flyvemaskine, der næsten har taget direkte form efter en fugl. (Foto: Shutterstock)

At vi skal 'tilbage til naturen', er typisk noget, der siges af civilisationskritikere eller nostalgikere med en vis portion skepsis for fremskridtet.

Derfor er paradokset til at få øje på, når forskere, i fremskridtets hellige navn, lige nu skæver mod naturen for at finde de nyeste teknologiske løsninger på alt fra flyvemaskiner og robotteknologi til solceller.

Tendensen kaldes biomimetik, eller mere mundret bionik, og går ud på, at man udvikler teknologi med udgangspunkt i naturen - man mimer naturen.

Det er alt fra rovfuglevinger, myggesnabler og edderkoppespind, der giver inspiration til nye teknologiske løsninger.

Hvad betyder biomimetik og bionik?

Biomimetik kaldes også bionik og er afledt af de græske ord bios og mimestei, som betyder henholdsvis liv og at efterligne.

Ordet bionik menes at være en sammenskrivning af biologi og elektronik eller mekanik.

Især på engelsk dækker ’bionics’ også mere snævert over erstatning af dele af kroppen med kunstige lemmer og elektromekaniske komponenter.

»Naturen har brugt 'trial and error' i mange år, og det er kun det bedste, der har overlevet, så hvorfor ikke udnytte det?« spørger Torben Lenau, lektor på Institut for Mekanisk Teknologi på DTU, i Videnskab.dk's seneste podcast, der handler om biomimetik eller bionik.

Hvis du gerne vil vide endnu mere om den fascinerende tendens, så fortsæt endelig med at læse denne artikel.

Da Vinci og velcroen

Udtrykket biomimetik blev første gang brugt i 1969 og er altså i dag et anerkendt videnskabeligt felt.

Men ideen om at mime naturen er langt fra ny. Vi har altid fundet inspiration i naturens design for at finde både avancerede og knap så avancerede løsninger på vores problemer.

Leonardo Da Vinci var inspireret af fugle, da han omkring år 1500 designede flyvemaskiner.

Og for 60 år siden blev velcro opfundet, da en ingeniør undrede sig over, hvordan burreplanters 'behårede bolde' kunne klæbe sig til hans tøj.

Og tænk så bare på, hvordan vi pakker os ind pels, når kulden trænger sig på.

Bionik er mere populært end nogensinde

Selvom det er en gammel ide, er den natur-inspirerede teknologi et felt i rivende udvikling.

Det fortæller Torben Lenau, der selv forsker i biomimetik, til Videnskab.dk.

En optælling fra DTU’s bibliotek, som Torben Lenau har lavet, viser at artikler om biomimetik eller bionik er steget voldsomt fra 2010, hvor biblioteket talte 8662 nye artikler om emnet, til 2016, hvor der kom 13.819 nye artikler til.

Torben Lenau henviser også til en optælling af patenter, som den britiske biolog Julian Vincent har foretaget i 2006. Optællingen starter i 1980’erne og fortæller om en stigende international interesse, fra Kina til USA, for biomimetik.

Jorden er stopfuld af smarte løsninger, og det hænger nøje sammen med, at naturen har haft rigtig lang tid til at 'finde på dem'. (Video: Videnskab.dk)

Nanoteknologien har revolutioneret biomimetikken

Den skarpt stigende kurve skyldes ifølge Torben Lenau især udviklingen inden for nanoteknologien.

»Hvor man før kunne blive fascineret af naturen, så var vi ikke i stand til at efterligne den på et nano- eller mikroskopisk niveau - men det kan vi i langt højere grad i dag,« fortæller han.

Nanoteknologien er den naturvidenskab, der beskæftiger sig med strukturer af størrelsesorden 0,1-100 nanometer - en nanometer er en milliontedel af en millimeter - altså, meget små ting.

Udviklingen inden for nanoteknologien betyder, at »vi kan se, hvordan arbejdstegningen er fra naturen, og man har en større værktøjskasse som forsker,« fortæller Torben Lenau.

Dermed har nanoteknologien været afgørende for, at man i højere grad kan efterligne naturens løsninger og bedrive biomimetik.

Helt tæt på myggesnabler

Selv sidder Torben Lenau blandt andet og arbejder med at udvikle et alternativ til de engangsnåle af stål, som bruges til blodprøver og medicinske kanyler.

De tyndeste nåle, som man bruger i dag, er omkring en kvart millimeter tykke, så Torben Lenau har selvsagt måtte kigge dybt i den nanoteknologiske værktøjskasse for at finde sit alternativ.

Derfor undersøger han nu det mindre mysterium, det er, at en myg formår at jage sin snabel, der er blød, plasticlignende og fem gange mindre end metalnålen, gennem menneskehud for at suge blod.

Torben Lenaus undersøgelse af myggesnabler er et godt billede på, hvordan naturens design kan ligge til grund for avanceret teknologi.

Bionik efterligne naturen opfindelser biomimetik

Hemmeligheden bag, hvordan myggen borer sin snabel gennem menneskehud, er ingeniørkunst uden lige. (Foto: Shutterstock)

Myggesnablen er således ikke bare et simpelt rør, som man umiddelbart skulle tro.

Indeni selve snablen er der to rør og fire små nåle. Nålene bevæger sig skiftevis ligesom et murbor, så de gennem en kombination af vibration og slagkraft slår hul på huden - samtidig spreder snablenhuden og strammer den ud, så rør og nåle kan bryde gennem huden. Det ene af de to rør sprøjter så enzymer ned og fortynder blodet, mens det andet suger blodet op.

»Den (myggen, red.) udnytter en hel række mekanismer, for at den relativt bløde og fleksible snabel kan bryde igennem,« fortæller Torben Lenau.

»Så det er ligefor at spørge, om man ikke kan udnytte nogle af de mekanismer, som den bruger, for at være sikker på, at den kan komme igennem huden,« tilføjer han.

Vi opfandt jo hjulet

Eksempel på bionik: Strømkilde inspireret af elektrisk ål

Videnskab.dk har bragt en historie om, hvordan forskere har udviklet en ny strømkilde, der er inspireret af den elektriske åls måde at frembringe strøm på.

Den nye måde at lave strøm på kan blandt andet bruges til udviklingen af bløde robotter, og det er bare et af mange eksempler på, hvordan forskere skæver til naturens design for at finde avancerede teknologiske løsninger på næsten hvad som helst.

Når alene myggens mikroskopiske snabel kan være genstand for så avancerede mekanismer, kan man godt blive i tvivl om, hvorvidt vi mennesker overhovedet kan finde på noget, der ikke på en eller anden måde er plagieret fra naturens design.

»Der er nogle ting, der ikke er opfundet i naturen,« forsikrer Torben Lenau.

»Tag hjulet for eksempel. Det er meget få eksempler, der findes på hjul i naturen,« fortæller han, men tilføjer, at der er nogle slanger, der kan bide sig selv i halen og rulle ned ad en bakke.

Altså findes en variant af et hjul, men lige i det her tilfælde »har naturen ikke lige fundet De Vises Sten,« fortæller Torben Lenau. 

Det er ifølge ham netop styrken i biomimetik; at videreudvikle på naturens design.

»Det er jo bare at gå ud og planke dem og lære af den (naturen, red.),« fortæller han.

»Hvorfor skal vi genopfinde den dybe tallerken, når vi kan lære af dem, der har løst det godt?«

Mere biomimetik i vente

Ifølge Torben Lenau kan vi godt forvente, at der kommer mere teknologi og design, der er kopieret fra naturen.

På Torben Lenaus arbejdsplads, DTU, har et populært videregående kursus i biomimetik, hvor der  typisk deltager 50-60 studerende.

DTU overvejer desuden at udvide, ligesom de overvejer at indføre biologi som et obligatorisk fag blandt de studerende, så de bliver bedre til at kombinere deres ingeniørkunst med biologi.


Ugens Podcast

Lyt til vores ugentlige podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Det sker