Ren vitenskap søker forståelse av " naturen i naturen " og dets virksomhet. Anvendt vitenskap tar innsikt fra grunnforskning og gjør det anvendelig for menneskelige interesser. Hva om du hadde et enkelt ord som inkorporerer begge deler? Her er en kandidat for et slikt ord: Biomimetikk. Anvendelses siden er klar, fordi ingeniører og oppfinnere prøve å etterligne naturens design. Men den rene forsknings-siden blir aktiv i prosessen, fordi du må forstå noe før du kan etterligne den. Dette er en vinn-vinn-bonanza for det 21. århundres vitenskap, og intelligent design, om ikke med det navnet, er i sentrum av den.
Bilde 1. Teoretisk og anvendt vitenskap
Oppdagelse av legemidler. Vi ser begge sider av mynten i en artikkel i Nature Communications -her , "Biomimetisk inspirert asymmetrisk total syntese av (+) - 19-dehydroxyl arisandilactone A." Det begynner slik: "Komplekse naturlige produkter er en velprøvd og rik kilde til sykdomsmodulerende legemidler [anvendt vitenskap] og effektive verktøy for studiet av kjemisk biologi [ren vitenskap] og medisiner." Naturen er veien ut foran, foreslår neste setning: " Arkitekturer av komplekse naturlige produkter er generelt ansett for å representere betydelige barrierer for effektiv kjemisk syntese." [Utheving tillagt.] Det tar olympisk nivå innsats for å skalere disse barrierene, men ved å studere hvordan en medisinsk plante bygger en kompleks organisk forbindelse, tror kinesiske forskere de lærer å syntetisere andre molekyler av interesse.
Noen som vil være 'edderkopp-mannen'. Forskere ved American Institute of Physics -her, høres ut som barna på en Spiderman-filmen. De sier "Wow!" ved "imponerende vektløftings egenskaper" i silken fra en spesiell edderkopp. 
Musklene på menneskevektløftere er imponerende nok på molekylært nivå, men "Varianter av denne dynamiske geometri vises andre steder i naturen, viser en rekke mekanismer og strukturer og inspirerende utvikling i kunstig muskel-teknologi," sier de. "Edderkopp-silke, spesielt Ornithoctonus huwena edderkopp silke, tilbyr nå den nyeste av slik inspirasjon" for et team av kinesiske og amerikanske forskere. I det de tenker framover til kunstige muskler, måtte disse forskerne å studere edderkopp silke på mikronivå, for å lære om de involverte proteiner og hvordan de blir aktivert av vann.
Bilde 2. Silke-fiber i edderkoppnett
"Disse edderkoppers silke-fiber, aktiveres av vanndråper, viste imponerende opptreden på alle måter som betyr noe for muskel-ytelse (eller superhelter som kan trenge dem til å svinge seg fra bygninger).
Flaggermus robotikk. "Avanserte robot flaggermus flukt simulerer 'the real thing'", kunngjør en overskrift fra teknikk ved Illinois News -her. Alle er klar over at robot droner er de 'heteste' ting i disse dager i alt fra leker til våpen. De smarte gutta på University of Illinois, i samarbeid med Jet Propulsion Laboratory, har bygget den siste iterasjon av sine flaggermus-etterlignede "bat bots."
Flaggermus har lenge fanget fantasien av forskere og ingeniører med sin enestående smidighet og manøvreringsegenskaper, oppnås ved funksjonelt allsidige dynamiske vinge tilpasninger, samt mer enn førti aktive og passive ledd på vingene. Men deres vinge fleksibilitet og komplekse vinge-bevegelseslære, utgjør betydelige teknologiske utfordringer for robot-modellering, design, og kontroll.
Forskere ved University of Illinois i Urbana-Champaign og Caltech har utviklet en selvstendig robot bat - kalt Bat Bot (B2) - med myke, sammenhengende vinger som kan etterligne de viktigste fly-mekanismer for biologiske flaggermus.
En video viser frem oppfinnelsen og skryter om dens design. Men de menneskelige ingeniører som kjører en flytest på slutten av klippet, ser ut som barn som leker med papirfly i forhold til de biologiske flaggermus "som elegant bevegelser er vist i denne Nature Videoen -lenke. "Når jeg ser flaggermus lage skarpe svinger eller vende seg opp ned med elegante vinge- bevegelser, blir jeg betatt," bemerker ledende ingeniør. Klumsete som Bat Bot er på dette stadiet, tror både live Science og New Scientist at spennende applikasjoner kan komme fra denne voksende teknologien.
Øyestikker drone. En lab i Massachusetts synes å overvinne Illinois team, ved å skape en enda mindre drone, som etterligner øyenstikkere. Ved nærmere lesning av Live-Science -her, historien om 'DragonflEye' prosjektet, men vi lærer at teamet på Charles Stark Draper Laboratoret faktisk er utruster levende øyenstikkere med elektroniske ryggsekker. Dette tillater dem å sende kommandoer til de insektets 'fly muskler, og gjøre dem til kyborger (blanding av menneske/maskin) som de kan kontrollere. "DragonflEye ser disse små fly-mesterne som potensielt kontrollerbare flygeblad som ville være" mindre, lettere og mer skjult enn noe annet som er menneskeskapt," sier artikkelen , men vi vet ikke om Illinois Laget vil kalle det juks å bruke levende insekter.
Bilde 3. Øyestikker har supre flyegenskaper
Bi etterlikning. Hvis tallene på honningbier fortsetter å stupe, hvordan vil våre avlinger bli bestøvet? Noen oppfinnere tror at små (quadcopter) droner kan bli rekruttert som "kunstige pollinatorer" i fremtiden. Se en hest trave inn i denne Biomimetikk fortellingen:
Som bier skli ned på listene over truede arter , pollinerer forskere i Japan liljer med droner på insektstørrelse. Undersiden av disse kunstige pollinatorer er belagt med hår fra hester og en ionisk gel, klissete nok til å plukke opp pollen fra en blomst og sette den på en annen. Dronene 'designere har håp om at deres oppfinnelse en dag kan hjelpe å bære byrden som moderne jordbruks etterspørsel har satt på kolonier.
Se hest hår på nært hold i New Scientist 's dekning -her. Nå et problem: hvordan å skalere dette opp til å takle avlinger med mandeltrær som kan strekke seg milevis, der hvert tre kan ha 50.000 blomster til bestøvning. Elizabeth Franklin tror ikke robot pollinatorer noensinne vil konkurrere med levende honningbier. En britisk forsker gnir det inn ( 'Living Science' -her): I et blogginnlegg, skrev han at det finnes rundt 3,2 billioner bier på planeten. Selv om robo-bier koster 1 cent per enhet og varte et år, som han sa er en svært optimistisk anslag, ville det koste $ 32 milliarder i året for å opprettholde befolkningen og ville 'forkullet' landsbygda med ørsmå roboter.
"Ekte bier unngå alle disse problemene, de er selvreplikerende, selv-drivende og i hovedsak karbon-nøytrale," skrev Goulson i innlegget. "Vi har fantastisk effektive pollinatorer allerede. La oss se etter dem, ikke planlegge for deres død."
Plante keramikk. Harvard -her, har en helt instituttet dedikert til Biomimetikk: Wyss Senteret for Biologisk Inspirert Design. Veiviserne der er hete på sporet av blader av gress, ifølge nyhets fra Wyss, og det er ikke bare poetisk lisens. Imponert av gress evne til å "støtte sin egen vekt, motstå sterk vindbelastning, og gjenopprettes etter å ha blitt komprimert," trodde de at hvis de kunne 3-D printe noe slikt, så ville det gi et svært nyttig materiale for mange programmer. For å oppfinne "keramiske skum" brukbare i en 3-D skriver, måtte de se nøye på gress. " Plantens hardførhet kommer fra en kombinasjon av dens hule, rørformede makrostruktur og porøse, eller cellulære mikrostruktur, fant de ut." Disse arkitektoniske funksjonene fungerer sammen for å gi gresset dets robuste mekaniske egenskaper. "Så ved å skrive sin skum inn i bikube-lignende mønster , får de en nær utskrift av hierarkiske mikrostrukturer med ønskelige mekaniske, termiske og transport kjennetegn: "Inspirert av naturlige cellulære strukturer" i et vanlig grasstrå.
Bilde 4. Honningbier har en fantastisk viktig jobb
Mens vi snakker om keramikk, prøver et annet team å etterligne de "unike strukturelle og funksjonelle evner" ved perlemor, ved å "bruke graphene nettverk for å bygge bioinspirert egenkontroll-keramikk" ( Nature Communications -her). Og sider på sider med grafer, matematikk og kjemi, viser at det ikke er lett å imitere en østers.
Påfugl hann. 'American Chemical Society'-her, er involvert i gullrushet også, glade for å kunngjøre at "påfugl farger inspirere [a] grønnere måte å farge klær." Iriserende farger av fugler og sommerfugler kommer ikke fra pigmenter, men fra geometriske strukturer på nanoskopisk nivå som intensiverer visse bølgelengder av lys. Alle fra motedesignere til ledere av miljømyndighetene vil gjerne vite om bedre fargestoffer inspirert av påfuglfjær. "Testing viste metoden kunne produsere hele spekteret av farger, som forble lyse selv etter vask," sa en i ACS (American Chemical Society) teamet. "I tillegg, sa teamet at teknikken ikke produserer forurensende stoffer som kan forurense nærliggende vann."
For de som ikke lider av edderkoppfobi, forteller Phys.org -her, om et annet team ved University of Akron som arbeider på en lignende idé til 3-D print fargestoffer, inspirert av (ferdige?) eddekopp-hår.
Skolopender roboter. Hvilket barn har ikke blitt fascinert av den bølgelignende bevegelse av dusinvis av føtter i sommerfugllarver, skolopendere og tusenbein? Noen som vokste opp til å bli forskere glemte ikke den fascinasjonen. Japanske forskere publisering i PLoS ONE er blant dem, og beskriver, "desentralisert kontroll plan for myriapod robot, inspirert av adaptiv og spenstig tusenbein bevegelse." Les i denne åpen-tilgang artikkelen om hvordan de taklet en av de store utfordringene, å utvikle "et kontrollsystem som kan koordinere deres mange ben i sanntid." Noen av oss har nok problemer med å kontrollere to ben, for ikke å si dusinvis. Gjennombruddet kom fra å "hente inspirasjon fra atferds-eksperimenter på tusenbein- bevegelse under uvanlige forhold," sier de.
Det er noe tilfredsstillende ved å se de skarpeste vitenskapelige sinn i det de prøver å holde følge med genier av skolopendere, flaggermus og påfugler. Biomimetikk er ikke for late forskere. Naturens design er altfor sofistikert for darwinistiske fortellere. Den stimulerer inspirasjon, svette og beundring, med potensielle bruksområder for å tjene oss alle - og stikkordet er design.
Oversatt av Asbjørn E. Lund
(Bildene sto ikke i opprinnelig artikkel, evt. untatt det 1., og er satt inn av undertegnede, se lenke i Bilde-nr)
For å ta igjen skolopendere, flaggermus og påfugler, må forskere spille 'catch-up'