הטבע כמאגר המצאות

על למידה וחיקוי של פתרונות הטבע – ביומימיקרי
תמונה של יעל
יעל הלפמן

דמיינו שאתם פותחים את המחשב, ובמקום האותיות הצבעוניות של גוגל שכולם מכירים מעל חלון החיפוש, כתוב Nature בכל צבע שתבחרו. אתם יכולים להכניס לחלון החיפוש הקטן כל שאלה, והטבע יענה לכם. החיפוש יתבצע במאגר ההמצאות של הטבע, ושיטות החיפוש יותאמו למרחב החיפוש הטבעי. אתגרים רבים המעסיקים את האנושות, אתגרים תכנוניים, חברתיים וארגוניים כבר נפתרו בטבע. תהליך הלמידה והחיקוי של פתרונות הטבע מזוהה כיום עם תחום הביומימיקרי (ביו = חיים, מימיקרי = חיקוי), תחום דעת בצמיחה עולמית המזוהה כמנוע חדשנות.

מה, אם כן, מאפיין את המאגר הזה ולמה בכלל ללמוד מהטבע?

מאגר המצאות רחב: מאגר המצאות הטבע עולה על גדותיו, ולמעשה גודלו בלתי נתפס. כל מין ומין מציע פטנטים שונים לאתגרים שונים. הטבע הוא מעבדה עצומה שמאחוריה 3.8 מיליארד שנות מחקר ופיתוח, מאז ראשית החיים. שנים רבות של ניסוי וטעייה עד להתכנסות לאופטימיזציה מותאמת. קשה לתפוס את משך הזמן הזה ואת משמעותו. אני לא מכירה שום שיטת מחקר ופיתוח אחרת הכוללת כל כך הרבה ניסויים. במציאות אנחנו מוגבלים בכמות הניסויים שניתן לבצע, ומבחינה סטטיסטית ניסיונות רבים נכשלים. זמן הוא ללא ספק גורם קריטי בתהליכי חדשנות – וכאן הטבע מציע הפניה לפתרון שכבר עובד.

מענה לאילוצים: אילוצים הם כוחות מעצבים במעבדה הטבעית. במקומות שבהם יש אילוצי חיים קשים, מזוהים בטבע פתרונות מדהימים. לדוגמה, במדבר אורגניזמים מדגימים פתרונות להפקת מים. במעמקי הים בחשיכה המוחלטת יש אורגניזמים המפליאים ביכולתם להפיק אור. בסביבת טורפים לטאת הבסיליסק ("לטאת ישו") נמלטת בריצה על פני המים. ויותר מכול מפליא הפתרון למגבלת התנועה של הצמחים: פיתוח מנגנונים מתוחכמים לשינוע זרעים. מרחב האילוצים משותף לאנושות ולטבע, והפתרונות בטבע, שהם תולדה של אילוצים אלו, הם בעלי ערך רב לאנושות.

טכנולוגיות מקיימות: מערכות הטבע בנויות ומתנהלות בצורה מקיימת. הן יעילות במונחים של משאבי חומר ואנרגיה ומציעות פתרונות הוליסטיים המביאים בחשבון גם את האקוסיסטמה. בטבע ניתן למצוא פתרונות לאתגרי הליבה בתחום הסביבתי, פתרונות בתחום החומר, המים והאנרגיה. הלמידה מהטבע לא רק מניעה חדשנות טכנולוגית מקיימת, אלא גם מעצבת מחדש את הקשר בין האדם לטבע. היא הופכת אותו לקשר בריא ומקיים, המבוסס על תפיסת הטבע כמחסן של ידע ותובנות ולא רק כמחסן של חומרים. העניין שלנו בטבע עובר ממיצוי של משאבים, המזוהה יותר עם המהפכה התעשייתית, למיצוי של ידע, המזוהה יותר עם מהפכת הביומימיקרי.

נחלת הכלל: אחד הפרסומים בתחום הביומימיקרי שנתקלתי בהם התהדר בכותרת מתריסה: "לגנוב רעיונות מהטבע". למי באמת שייכות המצאות הטבע? האם חיקוי שלהן הוא גניבה? המצאות המזוהות בטבע הן נחלת הכלל. כל אחד ואחת מכם יכולים לצאת עכשיו החוצה, לזהות מנגנון מעניין, לחקור אותו ולרשום פטנט על היישום שלו, בהנחה שאף אחד לא עשה זאת קודם. לטבע לא צריך לשלם תמלוגים. מותר ורצוי להעתיק ממנו ולחקות אותו. לא ניתן לרשום פטנט על רעיונות מופשטים, על חוקי טבע או על תופעות טבע. כלומר לאחר שמזהים פתרון בטבע, אפשר לרשום פטנט על יישום הפתרון או השיטה בשדה הטכנולוגי או ההנדסי. לדוגמה, נרשם פטנט על מנגנון ההצמדה של הצמדן (סקוץ') ולא על מנגנון ההצמדה של הזרע; על משטח המרחיק חיידקים עקב מבנה ננומטרי ולא על עור הכריש.

יציאה מקיבעונות: קיבעון מחשבתי נובע, פעמים רבות, מתפיסה שמשהו לא ייתכן ואף בלתי אפשרי, אך כשרואים בטבע דוגמה מפתיעה לכך שהוא אפשרי, הקיבעון משתחרר. לדוגמה, הרעיון שאפשר לטפל בחיידקים ללא אנטיביוטיקה, אלא באמצעות מבנה ננומטרי חכם, עשוי להישמע בלתי אפשרי, אך "המדע הבדיוני" הזה התגלה כאפשרי במציאות על עור הכריש; היום בהשראת הטבע מתוכננות מערכות הנדסיות המתחזקות את עצמן, מתקנות את עצמן ומשתנות תדיר בהתאם לשינויים בסביבה. מושגים אלו נתפסו בעבר כבלתי אפשריים מזווית הראייה של התפיסה ההנדסית.

לסיכום, הטבע, שבעיני רבים ובאופן מסורתי נתפס כמנוגד לטכנולוגיה, מתגלה כמאגר של המצאות, רעיונות ופתרונות. ברגע שטעמתם את טעמו של מאגר ההמצאות של הטבע, לא תוכלו יותר שלא לראותו. בכל יציאה לטבע, בכל מפגש עם טקסט ביולוגי מדעי, מאגר המצאות הטבע ישתקף אל מול עיניכם. "הטבע אוהב להסתתר", אמר הרקליטוס. מכם הוא כבר לא יסתתר.

Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Email

20 תגובות

  1. איזה מאמר מעניין. כל כך שונה מרוב המאמרים כאן ובאתרים אחרים שעוסקים בתוצאות הבחירות ואלימות לסוגיה

    1. תודה דניאל. בטבע באמת יש איכויות הרמוניות, הוליסטיות, רחוק מאוד ממה שמציף אותנו ברשת בתקופה האחרונה.

  2. מאמר מעורר חשיבה מעניין ומהנה. אמנם חיקוי הטבע אינו רעיון חדש. אמנות הלחימה הסינית קונג פו למשל מבוססת על חיקוי לחימת החיות : הנמר העגור הפנתר הנחש והדרקון. אין ספק שהטבע משמש השראה לאדם מבחינות רבות, יחד עם זאת המלה "פיתרון" אולי לא מדוייקת, כי הטבע אינו ישות חושבת המחפשת פיתרונות, אלא מה ששורד זה מה שבאופן מקרי הצליח להתאים. הג'ירפה לא גידלה צואר ארוך כדי להגיע לעלים בראש העץ, אלא מוטציה של החיה הזו עם צואר ארוך שרדה בגלל היתרון הזה. העיקרון האנושי כאן הוא איפה יצירה מלאכותית של התאמה לצורך הישרדות, המבוסס על מה ששורד בטבע, וזה כמובן מבורך.

  3. הי אביבה. תודה על התגובה המעניינת. מסכימה. הרעיון של הלמידה מהטבע הוא חדש-ישן. מאז ומעולם האדם התבונן ולמד מהטבע. גם בתרבויות המזרח, בהתפתחות הקליגרפיה ובאומנויות הלחימה כפי שציינת יש התבוננות ולמידה מהטבע. לגבי הערתך למושג פתרון בהקשר זה, הפתרון מתייחס אכן לתפיסה האנושית של ההתנהגות הנצפית בטבע. במערכות ביולוגיות, בשל תפיסות של אבולוציה ואמונה, יש קושי לטעון שהמנגנון תוכנן או נקבע מראש, אך ניתן לקבוע מה המערכת הביולוגית עושה בפועל ולצפות בתפקודה. לכן השימוש במונח "פונקציה" או "פתרון" בהקשר של מערכות ביולוגיות מתייחס לפרשנות להתנהגות בפועל של המערכת הביולוגית, לפעולה שהיא מבצעת. שמחה שהערת נקודה זו.

  4. זה גם קיים כמובן. התחום של הנדסה גנטית. זה לא מזוהה כביומימיקרי.

    1. ליעל הלפמן כהן
      אכן התחום של הנדסה גנטית קיים. אינני מבין מדוע אינו מזוהה כ-ביומימיקרי, כאשר בהנדסה גנטית בהחלט מחקים את הטבע בכך שיוצרים במעבדה מוטציות שונות, ממש כמו שהן נוצרות בטבע ומשתתפות באופן פעיל, אם כי לא קונסטיטואנטי, בתהליך האבולוציה. ההנדסה הגנטית היא בעצם הרף העליון של הביומימיקריזם.

      1. הי יצחק. במשפחה של התחומים המחברים בין הביולוגיה להנדסה יש מספר דיסיפלינות ובהן ביוטכנולוגיה, ביו הנדסה, הנדסה גנטית ועוד. מה שמייחד את הביומימיקרי זה שכיוון העברת הידע בו הוא מהביולוגיה להנדסה, ושאין שימוש פיסי בטבע אלא רק למידה של הפתרונות שלו. במקרה של הנדסה גנטית עד כמה שאני יודעת (זה לא התחום שלי) מדובר על ברירה מלאכותית של הגינום ולא ברירה טבעית או מקרית כפי שמתרחש בטבע. למעשה התוצאות המתקבלות בהנדסה גנטית כנראה לא היו מתרחשות בטבע באופן טבעי. לכן לא מדובר על חיקוי של תהליך המוטציות. מעבר לכך יש נגיעה בטבע עצמו, למשל הינדוס של גידולים חקלאיים או מיקרואוגניזמים. אכן התחומים נושקים ומאותה משפחה ומבינה לגמרי את שאלתך.

  5. אבל בטבע יש גם דברים שליליים, שפונות, ברקים, מפולות, שריטות וכו' שגורמים להרס ולמוות וכדומה.

  6. הי אפרת. ביומימיקרי בהגדרה מתייחס לחיקוי מערכות חיות, כלומר בע"ח וצמחים. ביו=חיים. מימיקרי = חיקוי. אני אוהבת את ההגדרה הרחבה של למידה מהטבע באופן כללי. נכון, יש בטבע אירועים ותהליכים שבתפיסה האנושית הם הרסניים כפי שציינת. בטבע לרוב אחרי אירוע כזה מתחילה התחדשות ונוצר סדר חדש. אולי זה גם משהו ללמוד מהטבע. איך משתקמים ומתחדשים אחרי אירועים כאלה.

  7. ליעל
    תודה על תשובתך. זהו בדיוק. האדם לומד מהטבע ומיישם את ממצאיו בעולם המעשה. דוגמאות אחדות – גילוי אם החיטה והשימוש בה, גילוי הפניצילין ופיתוח המאבק בחיידקים בעקבותיו ועוד. בטבע מתרחשות כל הזמן מוטציות באקראי, דהיינו שינויים ב- DNA של בעלי חיים וצמחים בעת המיוזיס או בעת היווצרות הזיגוטה. כתוצאה ממוטציות אלה נוצרים ווריאנטים חדשים שנושאים מטען גנטי חדש, וזה בעצם הבסיס לכל האבולוציה – SURVIVAL OF THE FITTEST. זה בדיוק המצב – העברת ידע מהביולוגיה להנדסה. כמובן שעושים זאת אחרי לימוד יסודי של הטבע, דהיינו לימוד מבנה הגנום וחיקוי של המכניזם הטבעי שמביא לייצור המוטציות. מה שאת מכנה "ברירה מלאכותית" אינו אלא קיצור הזמן הנדרש בתהליכי האבולוציה, כדי למעשה לקצר את התהליך הביומימיקרי מסיבה כלכלית.

    1. תודה אפי. החזון שלי הוא שהתחום יהיה שגרתי. החיבור שלנו לטבע והלמידה ממנו, צריכה להיות טבעית ושגרתית עבורנו.

  8. בכדי לקדם את הנושא חייבים לשבץ אותו במערכות החינוך החל מהגילים הצעירים יחסית וכך יהיה אפשר גם להשפיע על התייחסות תושבי כדור הארץ אליו.

    1. מסכימה. לשמחתי דווקא במערכת החינוך מכירים את התחום והוא נלמד בבתי ספר רבים בארץ, ואף יש קורס הכשרה למורים בתחום.

  9. ואיך כל זה מסתדר עם האמונה הדתית שכל כך רבים בעולם דבקים בה?

  10. לא רואה סתירה. מאגר המצאות הטבע הוא נפלאות הבריאה.

  11. כבר נאמר כאן בתגובות הכל
    לכן אני מסתפקת בהצטרפות למאמאות על הנושא ועל הגישה.

  12. תודה דלית. אכן הנושא מרתק ואני שמחה לשתף בידע ובמחשבות לגבי התחום.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

פרסום תגובה מהווה הסכמה לתנאי השימוש באתר.
התגובות יפורסמו לפי שיקול דעת העורך.

עשוי לעניין אותך

ציור מבט מאחור

צ'אקרות

תרגול תודעה, גוף ונפש

תמונה של צחי

הגדול מכולם

על דינוזאורים, לווייתנים ופטריות ענק

תמונה של איתן

הותר לפרסום…

יש מי שמצטמרר ממילים אלה ויש מי שרותם אותן לצרכיו

מבנה ירוק

בנייה ירוקה

הטרנד שכבש את עולם הבנייה

דילוג לתוכן