חדשנות בהשראת הטבע

קירות המתנקים מעצמם, כמו עלה הלוטוס; חדרי ניתוח נקיים מבקטריות, כמו עור הכריש; מבנה חסכוני באנרגייה וללא מזגן, כמו קיני הטרמיטים – כל אלו אינן טכנולוגיות עתידיות. הן כבר פותחו, בהשראת הטבע.

ביומימיקרי ("חיקוי החיים" – Bio=Life, Mimicry=imitate) היא תחום דעת בצמיחה עולמית העוסק בחקר פתרונות הטבע ובחיקויים. הטבע הוא ספרייה גדולה של רעיונות, מבנים, חומרים ותהליכים, מקור להשראה, ללמידה ולחיקוי. אתגרים רבים שאנו מתמודדים איתם כבר נפתרו בטבע, על פי רוב בצורה יעילה וחסכונית במשאבי חומר ואנרגייה. הטבע אינו רק מחסן חומרים, הוא גם מקור לידע ולתובנות.

ביומימיקרי מזוהה כיום כמנוע של חדשנות, העתיד לתרום כטריליון דולר לתל"ג העולמי עד שנת 2025. החדשנות הביומימטית קשורה להעברה אנלוגית של ידע בין הביולוגיה לטכנולוגיה, והיא חוצה תעשיות ומגיעה גם לתעשיות מסורתיות. לעתים תהליך הלמידה מהטבע מסתכם בקבלת השראה בלבד מפתרון טבעי, והפיתוח הטכנולוגי שונה במהותו. תהליך זה נקרא "תכנון בהשראת הטבע" (Bioinspiration). לעתים מבוצע תהליך של חיקוי פתרונות ביולוגיים עד לרמת המודלים והפרמטרים של הפתרון.

החדשנות הביומימטית יכולה להתחיל בביולוגיה, עם זיהוי מנגנון פונקציונאלי ייחודי שאפשר ליישמו טכנולוגית, או בטכנולוגיה, עם זיהוי אתגר תכנוני המוביל לחיפוש פתרונות אנלוגיים בטבע. לעתים נעזרים רק במערכת ביולוגית אחת, ולעתים הפתרון מבוסס על חקר של כמה מערכות ביולוגיות. הידע המועבר מהביולוגיה להנדסה הוא לרוב ידע פונקציונאלי הקשור לרמות חיקוי של מבנים, תהליכים ועקרונות תכנוניים ברמות שונות – מרמת התא, דרך רמת האיבר ורמת האורגניזם ועד לרמת המערכת האקולוגית.

מתכננים ביומימטיים לומדים כיצד להסתכל על הטבע דרך עדשה טכנולוגית-הנדסית ולזהות בטבע פתרונות תכנוניים. "אני מהנדס ארבעים שנה, אבל אף פעם לא הסתכלתי על הטבע בצורה כזו", כך אמר מהנדס ותיק, בוגר קורס ביומימיקרי.

כיום יש מתודולוגיות וכלים לתמיכה בתהליך התכנון הביומימטי, לרבות שיטות חיפוש במאגרים ביולוגיים, מאגרי מידע ביומימטיים ושיטות למידול ולהפשטה של פתרונות ביולוגיים. דוגמה למאגר ביומימטי היא המאגר FindStructure, שפותח במסגרת עבודת הדוקטורט שלי ומאפשר חיפוש פתרונות באמצעות מבנים חוזרים בטבע.

ביומימיקרי היא תחום דעת בצמיחה, ויש גידול מתמיד במספר הפרסומים, הפטנטים, מענקי המחקר, מכוני מחקר, עיתונים אקדמיים ותכניות לימוד לתארים גבוהים המיוחסים לתחום. יתרונות הלמידה מהטבע ברורים. הפתרונות של הטבע הם תוצר של מעבדת התוכן האבולוציונית, הם נבחנו במבחן הזמן ואינם מוגנים בפטנט. מגוון המינים הוא מקור לידע עצום ולפתרונות חדשניים ומקיימים. וכפי שהגדיר זאת היטב לאונרדו דה וינצ'י: "האדם לא יוכל למצוא עצה טובה, פשוטה או ישירה יותר מהעצה של הטבע, כי בהמצאות הטבע אין דבר חסר ואין דבר מיותר".

ארגון הביומימיקרי הישראלי (ע"ר) נוסד על ידי ד"ר דפנה חיים לנגפורד וד"ר יעל הלפמן כהן בשנת 2008, במטרה לקדם את תחום הביומימיקרי בישראל כמנוף לחדשנות סביבתית בתעשייה, באקדמיה ובמערכת החינוך. אנו מאמינים כי למדינת ישראל החוזקות הנדרשות להובלת התחום גם ברמה העולמית: חוקרים מצטיינים בתחומי מדעי החיים, לצד הנדסה חזקה ורוח יזמית המאפיינת אותנו כאומה. הארגון עוסק בהפצת הידע באמצעים שונים: כנסים, תכניות חינוך וקורסים מקצועיים. בשנים האחרונות אנחנו נחשפים ליותר ויותר חברות ישראליות שפיתחו מוצרים וטכנולוגיות ביומימטיות. על חברות אלו ואחרות אפשר לקרוא מדי חודש בידיעון ארגון הביומימיקרי הישראלי.

***

קישור לידיעון חדשנות מהטבע:

http://biomimicrynews.blogspot.co.il/

קישור לארגון הביומימיקרי הישראלי:

http://www.biomimicry.org.il/

***

ד"ר יעל הלפמן כהן היא מייסדת ומנכ"לית ארגון הביומימיקרי הישראלי. בעלת תואר ראשון בהנדסה, תואר שני בניהול ודוקטור בתחום של תכנון ביומימטי מאוניברסיטת תל אביב. היא מנהלת המעבדה לביומימיקרי באוניברסיטת תל אביב, חברה בוועדת התקינה הביומימטית הבין-לאומית מטעם מכון התקנים הישראלי, מרצה בתחום הביומימיקרי באקדמיה ובתעשייה בארץ ובחו"ל, ומובילה תהליכי חדשנות ביומימטיים.