Es ist sehr aufregend hier bei einer Konferenz zu sein, die sich ganz dem Thema "Von der Natur inspiriert" widmet – das können Sie sich vorstellen. Und ich bin ebenso aufgeregt, im Vorspiel-Abschnitt zu sein. Haben Sie bemerkt, dass dies hier das Vorspiel ist? Denn ich darf heute über eines meiner Lieblingstiere sprechen, den Renntaucher. Sie haben nicht gelebt, bis Sie den Balztanz dieser Kerle gesehen haben. Ich war am Bowman See im Glacier-Nationalpark, ein langer, schmaler See, in dem sich die Berge spiegeln, und mein Partner und ich befinden uns in einem Ruderboot. Wir ruderten dahin, und einer dieser Renntaucher kam vorbei. Und bei ihrem Balztanz machen sie folgendes: Sie treffen aufeinander, die beiden Partner, und beginnen unter Wasser zu laufen. Sie paddeln schneller und schneller und schneller, bis sie so schnell sind, dass sie buchstäblich aus dem Wasser gehoben werden, und aufrecht stehend auf der Wasseroberfläche paddeln. Einer dieser Renntaucher kam vorbei, während wir ruderten. Wir bewegten uns in diesem Ruderboot sehr schnell. Und dieser Renntaucher hat uns vermutlich mit einem möglichen Paarungspartner verwechselt, und fing an neben uns über dem Wasser zu laufen, in einem Balztanz – meilenweit. Er hielt an und lief wieder los, hielt an und lief wieder los. Nun, das nenne ich Vorspiel. (Gelächter)
It is a thrill to be here at a conference that's devoted to "Inspired by Nature" -- you can imagine. And I'm also thrilled to be in the foreplay section. Did you notice this section is foreplay? Because I get to talk about one of my favorite critters, which is the Western Grebe. You haven't lived until you've seen these guys do their courtship dance. I was on Bowman Lake in Glacier National Park, which is a long, skinny lake with sort of mountains upside down in it, and my partner and I have a rowing shell. And so we were rowing, and one of these Western Grebes came along. And what they do for their courtship dance is, they go together, the two of them, the two mates, and they begin to run underwater. They paddle faster, and faster, and faster, until they're going so fast that they literally lift up out of the water, and they're standing upright, sort of paddling the top of the water. And one of these Grebes came along while we were rowing. And so we're in a skull, and we're moving really, really quickly. And this Grebe, I think, sort of, mistaked us for a prospect, and started to run along the water next to us, in a courtship dance -- for miles. It would stop, and then start, and then stop, and then start. Now that is foreplay. (Laughter)
Ich war in diesem Moment nahe daran, meine Spezies zu ändern. Das Leben kann uns offensichtlich etwas lehren im Unterhaltungsbereich. Das Leben hat uns eine Menge zu lehren. Doch worüber ich heute sprechen möchte ist, was uns das Leben in Technologie und Design lehren könnte. Was sich ereignet hat seit der Veröffentlichung des Buches – in dem Buch ging es hauptsächlich um Bionik-Forschung – seit diesem Zeitpunkt haben Architekten, Designer, Ingenieure – Menschen, die unsere Welt gestalten – begonnen anzurufen und zu sagen: Wir wollen einen Biologen mit unseren Designern am Tisch sitzen haben, der uns vor Ort inspirieren kann. Oder – und das ist der amüsante Teil für mich: Wir wollen, dass Sie uns hinausführen in die Welt der Natur. Wir bringen eine Design-Herausforderung und finden die Meister der Anpassung in der Natur, die uns inspirieren könnten.
I came this close to changing species at that moment. Obviously, life can teach us something in the entertainment section. Life has a lot to teach us. But what I'd like to talk about today is what life might teach us in technology and in design. What's happened since the book came out -- the book was mainly about research in biomimicry -- and what's happened since then is architects, designers, engineers -- people who make our world -- have started to call and say, we want a biologist to sit at the design table to help us, in real time, become inspired. Or -- and this is the fun part for me -- we want you to take us out into the natural world. We'll come with a design challenge and we find the champion adapters in the natural world, who might inspire us.
Das hier ist ein Bild von unserer Galapagos-Reise mit einigen Ingenieuren der Abwasseraufbereitung, die Abwasser reinigen. Einige von ihnen waren ziemlich abgeneigt, dort zu sein. Zu Beginn sagten sie zu uns: Sie wissen doch, wir wenden Bionik bereits an. Wir nutzen Bakterien zur Reinigung unseres Wassers. Und wir sagten: Nun, das bedeutet nicht wirklich, von der Natur inspiriert zu sein. Das ist biologische Aufbereitung, das ist biologisch unterstützte Technologie: Einen Organismus zur Abwasseraufbereitung zu verwenden, ist eine sehr alte Technologie, "Domestizierung" genannt. Damit ist gemeint, etwas zu lernen, eine Idee von einem Organismus zu lernen und dann anzuwenden. Aber sie hatten es immer noch nicht verstanden.
So this is a picture from a Galapagos trip that we took with some wastewater treatment engineers; they purify wastewater. And some of them were very resistant, actually, to being there. What they said to us at first was, you know, we already do biomimicry. We use bacteria to clean our water. And we said, well, that's not exactly being inspired by nature. That's bioprocessing, you know; that's bio-assisted technology: using an organism to do your wastewater treatment is an old, old technology called "domestication." This is learning something, learning an idea, from an organism and then applying it. And so they still weren't getting it.
Und so gingen wir am Strand spazieren und ich sagte, geben Sie mir eines Ihrer größten Probleme. Geben Sie mir eine Design-Herausforderung, eine Nachhaltigkeits-Bremse, die Sie davon abhält, nachhaltig zu sein. Und sie sagten, Ablagerungen, das ist die Ansammlung von Mineralien im Inneren von Rohrleitungen. Sie sagten, was geschieht ist folgendes, Mineralien – genau wie in Ihrem Haus – sammeln sich an. Und dann verschließt sich die Öffnung und wir müssen die Rohrleitungen mit Giftstoffen durchspülen, oder wir müssen sie ausgraben. Wenn wir nur eine Möglichkeit hätten, diese Ablagerungen zu verhindern – und ich hob einige Muscheln vom Strand auf und fragte sie: Was sind diese Ablagerungen? Was befindet sich im Inneren der Rohre? Und sie sagten, Kalk. Und ich sagte, das hier ist dasselbe, das ist Kalk.
So we went for a walk on the beach and I said, well, give me one of your big problems. Give me a design challenge, sustainability speed bump, that's keeping you from being sustainable. And they said scaling, which is the build-up of minerals inside of pipes. And they said, you know what happens is, mineral -- just like at your house -- mineral builds up. And then the aperture closes, and we have to flush the pipes with toxins, or we have to dig them up. So if we had some way to stop this scaling -- and so I picked up some shells on the beach. And I asked them, what is scaling? What's inside your pipes? And they said, calcium carbonate. And I said, that's what this is; this is calcium carbonate.
Sie wussten das nicht. Sie wussten nicht, dass eine Muschelschale aus einem Proteingitter besteht, in dem die Ionen aus dem Meerwasser kristallisieren und so eine Schale bilden. Ein ähnlicher Prozess, ohne die Proteine, geschieht im Inneren der Rohre. Sie wussten das nicht. Hier geht es nicht um mangelnde Information, es geht um mangelnde Vernetzung. Es ist wie ein Silo, Menschen in Silos. Sie wussten nicht, dass hier genau das Gleiche geschieht. Einer von ihnen dachte nach und sagte, OK, wenn das nur Kristallbildung ist, die automatisch durch das Meerwasser geschieht – Selbstanordnung – warum sind die Muscheln dann nicht unendlich groß? Wodurch werden die Ablagerungen gestoppt? Warum wachsen sie nicht immer weiter? Und ich sagte, genauso wie sie ein Protein absondern welches die Kristallbildung veranlasst – und alle hörten aufmerksam zu – sondern sie ein Protein ab, das die Kristallbildung stoppt. Es haftet buchstäblich an der wachsenden Oberfläche der Kristalle an. Und tatsächlich gibt es ein Produkt namens TPA das dieses Protein nachahmt – das Stop-Protein – und auf umweltfreundlichem Weg die Ablagerungen in Rohren verhindert.
And they didn't know that. They didn't know that what a seashell is, it's templated by proteins, and then ions from the seawater crystallize in place to create a shell. So the same sort of a process, without the proteins, is happening on the inside of their pipes. They didn't know. This is not for lack of information; it's a lack of integration. You know, it's a silo, people in silos. They didn't know that the same thing was happening. So one of them thought about it and said, OK, well, if this is just crystallization that happens automatically out of seawater -- self-assembly -- then why aren't shells infinite in size? What stops the scaling? Why don't they just keep on going? And I said, well, in the same way that they exude a protein and it starts the crystallization -- and then they all sort of leaned in -- they let go of a protein that stops the crystallization. It literally adheres to the growing face of the crystal. And, in fact, there is a product called TPA that's mimicked that protein -- that stop-protein -- and it's an environmentally friendly way to stop scaling in pipes.
Das änderte alles. Von da an waren diese Ingenieure nicht mehr ins Boot zurückzubringen. Am ersten Tag unternahmen sie eine Wanderung und es ging, klick, klick, klick, klick. Fünf Minuten später waren alle zurück im Boot. Wir sind fertig, wir haben die Insel nun gesehen. Doch danach waren sie überall. Sie schnorchelten so lange wir sie schnorcheln ließen. Sie hatten nun begriffen, dass es Organismen gibt, die bereits die Probleme gelöst hatten, die sie ihre ganze Karriere lang zu lösen versuchten.
That changed everything. From then on, you could not get these engineers back in the boat. The first day they would take a hike, and it was, click, click, click, click. Five minutes later they were back in the boat. We're done. You know, I've seen that island. After this, they were crawling all over. They would snorkel for as long as we would let them snorkel. What had happened was that they realized that there were organisms out there that had already solved the problems that they had spent their careers trying to solve.
Über die Welt der Natur zu lernen ist eine Sache, von der Welt der Natur zu lernen – das legte den Schalter um. Das ist dieser berühmte Schalter. Sie hatten nun begriffen, dass die Antworten auf ihre Fragen überall sind, sie mussten nur die Welt mit anderen Augen betrachten. 3,8 Milliarden Jahre an Feldversuchen. 10 bis 30 – das wird Ihnen Craig Venter vermutlich sagen, Ich denke, es sind weit mehr als 30 Millionen – gut geeignete Lösungen. Das Wichtige für mich ist, dass diese Lösungen im Sinnzusammenhang entstanden sind - und zwar im Zusammenhang mit der Erde – der selbe Rahmen, in dem wir versuchen unsere Probleme zu lösen. Und so ist es eine bewusste Nachahmung der Genialität des Lebens. Es ist keine sklavische Nachahmung – obwohl, Al gelingt das hier schon ganz gut – es ist keine sklavische Imitation; wir nehmen das Konstruktionsprinzip, die Genialität der natürlichen Welt, und wir lernen etwas davon.
Learning about the natural world is one thing; learning from the natural world -- that's the switch. That's the profound switch. What they realized was that the answers to their questions are everywhere; they just needed to change the lenses with which they saw the world. 3.8 billion years of field-testing. 10 to 30 -- Craig Venter will probably tell you; I think there's a lot more than 30 million -- well-adapted solutions. The important thing for me is that these are solutions solved in context. And the context is the Earth -- the same context that we're trying to solve our problems in. So it's the conscious emulation of life's genius. It's not slavishly mimicking -- although Al is trying to get the hairdo going -- it's not a slavish mimicry; it's taking the design principles, the genius of the natural world, and learning something from it.
Hier, in einer Gruppe mit so vielen IT-Leuten, muss ich anmerken, worüber ich nicht sprechen werde, nämlich das ihr Fachgebiet eines ist, das schon eine gewaltige Menge von Lebewesen gelernt hat, was Software betrifft. Es gibt Computer, die sich selbst schützen wie ein Immunsystem, und wir lernen von Genregulation und biologischer Entwicklung. Und wir lernen von neuronalen Netzen, genetischen und evolutionären Algorithmen. Das alles betrifft den Software Bereich. Doch was für mich interessant ist – wir haben das hier noch nicht ausreichend betrachtet. Ich meine, diese Maschinen sind meiner Meinung nach nicht wirklich High-Tech, in dem Sinne, dass Dutzende Krebserreger im Wasser des Silicon Valley enthalten sind. Die Hardware ist absolut nicht auf der Höhe mit dem, was das Leben als Erfolg sehen würde. Also was können wir nun über das Herstellen von – nicht nur Computern – sondern von allem lernen? Das Flugzeug in dem Sie kamen, die Autos, die Sitze, auf denen Sie Platz genommen haben. Wie können wir die von uns Menschen gemachte Welt umgestalten? Noch wichtiger, welche Fragen sollen wir in den nächsten 10 Jahren stellen? Und es gibt so viele tolle Technologien, die das Leben zur Verfügung stellt.
Now, in a group with so many IT people, I do have to mention what I'm not going to talk about, and that is that your field is one that has learned an enormous amount from living things, on the software side. So there's computers that protect themselves, like an immune system, and we're learning from gene regulation and biological development. And we're learning from neural nets, genetic algorithms, evolutionary computing. That's on the software side. But what's interesting to me is that we haven't looked at this, as much. I mean, these machines are really not very high tech in my estimation in the sense that there's dozens and dozens of carcinogens in the water in Silicon Valley. So the hardware is not at all up to snuff in terms of what life would call a success. So what can we learn about making -- not just computers, but everything? The plane you came in, cars, the seats that you're sitting on. How do we redesign the world that we make, the human-made world? More importantly, what should we ask in the next 10 years? And there's a lot of cool technologies out there that life has.
Was ist der Lehrplan? 3 Fragen sind für mich wesentlich. Wie stellt das Leben Dinge her? Hier ist das Gegenteil – hier ist, wie wir Dinge herstellen. Es heißt Hitze, Schläge und Bearbeitung, so nennen es die Wissenschaftler. Und es heißt Schnitzen an einem Ausgangsmaterial mit 96% Abfall und nur 4% Produkt. Es wird erhitzt, unter Hochdruck gehämmert, und mit Chemikalien bearbeitet. Also Hitze, Schläge und Bearbeitung.
What's the syllabus? Three questions, for me, are key. How does life make things? This is the opposite; this is how we make things. It's called heat, beat and treat -- that's what material scientists call it. And it's carving things down from the top, with 96 percent waste left over and only 4 percent product. You heat it up; you beat it with high pressures; you use chemicals. OK. Heat, beat and treat.
Das Leben kann sich das nicht leisten. Wie stellt das Leben Dinge her? Wie holt das Leben das bestmögliche aus Dingen heraus? Das hier ist ein Geranium-Pollen. Es ist seiner Form zu verdanken, dass es in der Lage ist so leicht durch die Luft zu wirbeln. Schauen Sie sich diese Form an. Das Leben fügt Information zur Materie hinzu, in anderen Worten: Struktur. Es gibt ihm Information. Durch das Hinzufügen der Information zur Materie bekommt es eine völlig andere Funktion, als es ohne dieser Struktur hätte. Und drittens, wie lässt das Leben Dinge in Systemen verschwinden? Denn das Leben handelt nicht von Dingen, es gibt keine Dinge in der natürlichen Welt, die von ihren Systemen abgeschieden sind. Es ist ein sehr schneller Lehrplan. Und während ich immer mehr lese und studiere und diese Geschichte verfolge, kommen erstaunliche Dinge in der Biowissenschaft auf uns zu. Und zur gleichen Zeit höre ich vielen Unternehmen zu um herauszufinden, was ihre größten Herausforderungen sind. Diese zwei Gruppen sprechen nicht miteinander. Überhaupt nicht.
Life can't afford to do that. How does life make things? How does life make the most of things? That's a geranium pollen. And its shape is what gives it the function of being able to tumble through air so easily. Look at that shape. Life adds information to matter. In other words: structure. It gives it information. By adding information to matter, it gives it a function that's different than without that structure. And thirdly, how does life make things disappear into systems? Because life doesn't really deal in things; there are no things in the natural world divorced from their systems. Really quick syllabus. As I'm reading more and more now, and following the story, there are some amazing things coming up in the biological sciences. And at the same time, I'm listening to a lot of businesses and finding what their sort of grand challenges are. The two groups are not talking to each other. At all.
Was in der Welt der Biologie könnte uns zu diesem Zeitpunkt helfen durch das evolutionäre Astloch zu gelangen, in dem wir uns gerade befinden? Ich werde 12 Ideen kurz durchnehmen.
What in the world of biology might be helpful at this juncture, to get us through this sort of evolutionary knothole that we're in? I'm going to try to go through 12, really quickly.
Besonders aufregend für mich ist der Selbstaufbau. Sie haben davon in Bezug auf Nanotechnologie schon gehört. Zurück zur Muschelschale: Die Schale ist ein selbstaufbauendes Material. Links unten sehen Sie das Bild eines Perlmutts, das aus Meerwasser geformt wurde. Die Schichtstruktur besteht aus Mineralien und Polymer, dadurch ist es sehr widerstandsfähig. Es ist doppelt so widerstandsfähig wie unsere High-Tech-Keramik. Besonders interessant ist, dass es im Gegensatz zu unserer Keramik aus dem Brennofen, im Meerwasser entsteht. Es erfolgt in und um den Körper des Organismus. Das hier ist das Sandia National Labor. Ein Mann namens Jeff Brinker hat einen selbst aufbauenden Kodierprozess entdeckt. Stellen Sie sich vor, Sie könnten Keramik bei Raumtemperatur erzeugen, in dem Sie einfach etwas in eine Flüssigkeit tauchen, aus der Flüssigkeit herausheben und die Verdunstung zwingt die Moleküle in der Flüssigkeit sich wie ein Puzzle zusammenzufügen, in der gleichen Weise wie diese Kristallbildung funktioniert. Stellen Sie sich vor, alle unsere harten Materialien so zu erzeugen. Stellen Sie sich vor, diesen chemischen Ausgangsstoff auf eine Photovoltaik- oder Solarzelle zu sprühen, auf einem Dach, und es würde sich selbst in einer Schichtstruktur aufbauen und Licht einfangen.
One that's exciting to me is self-assembly. Now, you've heard about this in terms of nanotechnology. Back to that shell: the shell is a self-assembling material. On the lower left there is a picture of mother of pearl forming out of seawater. It's a layered structure that's mineral and then polymer, and it makes it very, very tough. It's twice as tough as our high-tech ceramics. But what's really interesting: unlike our ceramics that are in kilns, it happens in seawater. It happens near, in and near, the organism's body. This is Sandia National Labs. A guy named Jeff Brinker has found a way to have a self-assembling coding process. Imagine being able to make ceramics at room temperature by simply dipping something into a liquid, lifting it out of the liquid, and having evaporation force the molecules in the liquid together, so that they jigsaw together in the same way as this crystallization works. Imagine making all of our hard materials that way. Imagine spraying the precursors to a PV cell, to a solar cell, onto a roof, and having it self-assemble into a layered structure that harvests light.
Hier ist etwas Interessantes für die IT Welt: Bio-Silikon. Das sind Kieselalgen, die aus Silikaten entstehen. Das Silikon, das wir im Moment herstellen, trägt zum Problem des Krebsrisikos bei der Herstellung von Computerchips bei. Es ist ein Bio-Mineralisierungsprozess, der nun nachgeahmt wird. Wir sind hier an der Santa Barbara Universität. Schauen Sie sich diese Kieselalgen an. Das ist von Ernst Häckel's Arbeit. Erneut handelt es sich um einen vorgefertigten Prozess, der etwas aus einer Flüssigkeit heraus erstarren lässt. Stellen Sie sich vor, diese Art von Struktur bei Raumtemperatur zu erzeugen. Stellen Sie sich vor, perfekte Linsen erzeugen zu können. Auf der linken Seite sehen Sie einen Schlangenstern, der mit Linsen bedeckt ist. Leute von Lucent Technologies haben herausgefunden, dass sie absolut keine Verzerrung aufweisen. Es ist eine der verzerrungsfreiesten Linsen die wir kennen. Da sind so viele davon – auf dem ganzen Körper verteilt. Das Interessante ist erneut, dass es sich selbst aufbaut. Eine Frau namens Joanna Aizenberg, von Lucent Technologies, lernt gerade, diese Art von Linsen in einem Niedertemperatur-Prozess zu erzeugen. Sie beschäftigt sich auch mit Glasfasern. Das hier ist ein Meeresschwamm, der Lichtleitfasern besitzt. Am unteren Ende sind die Glasfasern, die Licht besser übertragen können als die von uns hergestellten, aber sogar zu Knoten gebunden werden können - sie sind unglaublich elastisch.
Here's an interesting one for the IT world: bio-silicon. This is a diatom, which is made of silicates. And so silicon, which we make right now -- it's part of our carcinogenic problem in the manufacture of our chips -- this is a bio-mineralization process that's now being mimicked. This is at UC Santa Barbara. Look at these diatoms. This is from Ernst Haeckel's work. Imagine being able to -- and, again, it's a templated process, and it solidifies out of a liquid process -- imagine being able to have that sort of structure coming out at room temperature. Imagine being able to make perfect lenses. On the left, this is a brittle star; it's covered with lenses that the people at Lucent Technologies have found have no distortion whatsoever. It's one of the most distortion-free lenses we know of. And there's many of them, all over its entire body. What's interesting, again, is that it self-assembles. A woman named Joanna Aizenberg, at Lucent, is now learning to do this in a low-temperature process to create these sort of lenses. She's also looking at fiber optics. That's a sea sponge that has a fiber optic. Down at the very base of it, there's fiber optics that work better than ours, actually, to move light, but you can tie them in a knot; they're incredibly flexible.
Hier ist eine weitere großartige Idee: CO2 als Rohstoff. Ein Mann namens Geoff Coates, von der Cornell Universität, sagte zu sich selbst, Pflanzen sehen CO2 nicht als größtes Gift unserer Zeit. Wir sehen das so. Die Pflanzen sind damit beschäftigt, lange Stärke- und Glukoseketten aus CO2 herzustellen. Er hat einen Weg gefunden, er hat einen Katalysator gefunden – einen Weg um aus CO2 Polykarbonat herzustellen. Biologisch abbaubarer Kunststoff aus CO2 – genau wie bei den Pflanzen.
Here's another big idea: CO2 as a feedstock. A guy named Geoff Coates, at Cornell, said to himself, you know, plants do not see CO2 as the biggest poison of our time. We see it that way. Plants are busy making long chains of starches and glucose, right, out of CO2. He's found a way -- he's found a catalyst -- and he's found a way to take CO2 and make it into polycarbonates. Biodegradable plastics out of CO2 -- how plant-like.
Solartransformation – der aufregendste Teil. Es gibt Leute, die das Energiegewinnungsmittel im Inneren von Purpurbakterien nachbilden, die Leute an der ASU. Noch interessanter ist, dass in den letzten paar Wochen beobachtet wurde, dass ein Enzym namens Hydrogenase in der Lage ist, Wasserstoff aus Protonen und Elektronen zu bilden und den Wasserstoff auch aufzunehmen. Dasselbe geschieht im Grunde genommen in einer Brennstoffzelle, in der Anode einer Brennstoffzelle, und in einer reversiblen Brennstoffzelle. In unseren Brennstoffzellen machen wir das mit Platin; das Leben macht es mit einem sehr gewöhnlichen Eisen. Ein Team hat gerade erst geschafft, diese Wasserstoff jonglierende Hydrogenase nachzubilden. Das wäre hochinteressant für Brennstoffzellen, wenn sie ohne Platin auskommen könnten.
Solar transformations: the most exciting one. There are people who are mimicking the energy-harvesting device inside of purple bacterium, the people at ASU. Even more interesting, lately, in the last couple of weeks, people have seen that there's an enzyme called hydrogenase that's able to evolve hydrogen from proton and electrons, and is able to take hydrogen up -- basically what's happening in a fuel cell, in the anode of a fuel cell and in a reversible fuel cell. In our fuel cells, we do it with platinum; life does it with a very, very common iron. And a team has now just been able to mimic that hydrogen-juggling hydrogenase. That's very exciting for fuel cells -- to be able to do that without platinum.
Die Macht der Form: Hier ist ein Wal und auf seinen Flossen sehen wir kleine Knötchen. Diese kleinen Erhebungen erhöhen die Effizienz, zum Beispiel an einer Flugzeugkante um ungefähr 32 Prozent. Es wäre eine unglaubliche Einsparung an fossilen Brennstoffen, wenn wir das bloß auf die Kante eines Flugzeugflügels geben bräuchten. Farbe ohne Farbstoffe: Dieser Pfau kreiert Farbe durch Form. Die auftreffenden Lichtstrahlen reflektieren an den verschiedenen Schichten; dies wird Dünnschicht-Interferenz genannt. Stellen Sie sich vor, Produkte herzustellen, bei welchen die obersten paar Schichten mit dem Licht spielen um Farbe zu kreieren. Stellen Sie sich vor, eine Form auf einer Oberfläche zu bilden, so dass sie sich nur mit Wasser selbst reinigt. Genau das macht ein Blatt. Sehen Sie dieses vergrößerte Bild? Das ist eine Wasserkugel und darauf befinden sich Schmutzteilchen. Das hier ist ein vergrößertes Bild eines Lotusblattes. Es gibt eine Firma, die ein Produkt namens Lotusan herstellt. Wenn diese Fassadenfarbe an Gebäuden trocknet, imitiert sie die Erhebungen eines selbst-reinigenden Blattes und Regenwasser reinigt dann das Gebäude.
Power of shape: here's a whale. We've seen that the fins of this whale have tubercles on them. And those little bumps actually increase efficiency in, for instance, the edge of an airplane -- increase efficiency by about 32 percent. Which is an amazing fossil fuel savings, if we were to just put that on the edge of a wing. Color without pigments: this peacock is creating color with shape. Light comes through, it bounces back off the layers; it's called thin-film interference. Imagine being able to self-assemble products with the last few layers playing with light to create color. Imagine being able to create a shape on the outside of a surface, so that it's self-cleaning with just water. That's what a leaf does. See that up-close picture? That's a ball of water, and those are dirt particles. And that's an up-close picture of a lotus leaf. There's a company making a product called Lotusan, which mimics -- when the building facade paint dries, it mimics the bumps in a self-cleaning leaf, and rainwater cleans the building.
Das Wasser wird unsere größte Herausforderung sein: Durst zu löschen. Hier sind 2 Organismen, die Wasser entziehen. Auf der linken Seite ist der Namibische Käfer, der dem Nebel Wasser entzieht. Auf der rechten Seite ist eine Rollassel, die der Luft Wasser entzieht. Sie trinkt kein Frischwasser. Dem Nebel in Monterey und der schweißtreibenden Luft in Atlanta Wasser zu entziehen, bevor es in die Gebäude gelangt, sind Schlüsseltechnologien.
Water is going to be our big, grand challenge: quenching thirst. Here are two organisms that pull water. The one on the left is the Namibian beetle pulling water out of fog. The one on the right is a pill bug -- pulls water out of air, does not drink fresh water. Pulling water out of Monterey fog and out of the sweaty air in Atlanta, before it gets into a building, are key technologies.
Separationstechnologien werden in Zukunft immer wichtiger werden. Was wäre, wenn wir sagen würden, es gäbe keinen Hartgesteinsbergbau mehr? Was wäre, wenn wir Metall aus Abfallflüssen trennen könnten, kleine Metallmengen in Wasser? Genau das machen Mikroben, sie chelatisieren Metalle aus dem Wasser. Es gibt eine Firma namens MR3 hier in San Francisco. Sie ahmen Moleküle von Mikroben nach und bauen sie in Filter ein um Abfallflüsse zu nutzen. Grüne Chemie ist Chemie im Wasser. Wir nutzen Chemie in biologischen Lösungsmitteln. Hier sehen Sie ein Bild von den Spinndüsen einer Spinne und Sie sehen die Spinnfäden, die von der Spinne geformt werden. Ist das nicht wunderschön? Grüne Chemie heißt industrielle Chemie durch das Rezeptbuch der Natur zu ersetzen. Das ist nicht einfach, denn das Leben nutzt nur eine Teilmenge der Elemente im Periodensystem. Aber wir verwenden sie alle – sogar die giftigen. Die eleganten Rezepte herauszufinden, welche kleine Teilmengen des Periodensystems verwenden und Wundermaterialien herstellen, so wie diese Zelle, ist die Aufgabe von grüner Chemie.
Separation technologies are going to be extremely important. What if we were to say, no more hard rock mining? What if we were to separate out metals from waste streams, small amounts of metals in water? That's what microbes do; they chelate metals out of water. There's a company here in San Francisco called MR3 that is embedding mimics of the microbes' molecules on filters to mine waste streams. Green chemistry is chemistry in water. We do chemistry in organic solvents. This is a picture of the spinnerets coming out of a spider and the silk being formed from a spider. Isn't that beautiful? Green chemistry is replacing our industrial chemistry with nature's recipe book. It's not easy, because life uses only a subset of the elements in the periodic table. And we use all of them, even the toxic ones. To figure out the elegant recipes that would take the small subset of the periodic table, and create miracle materials like that cell, is the task of green chemistry.
Zeitgesteuerter Abbau: Verpackung, die so lange hält, bis wir sie nicht mehr benötigen, und sich auf Abruf auflöst. Das ist eine Muschel, die Sie hier in unseren Gewässern finden können. Die Fasern, welche sie an einem Fels festhalten, sind zeitgesteuert; nach genau 2 Jahren beginnen sie sich aufzulösen.
Timed degradation: packaging that is good until you don't want it to be good anymore, and dissolves on cue. That's a mussel you can find in the waters out here, and the threads holding it to a rock are timed; at exactly two years, they begin to dissolve.
Heilung: das ist ein wichtiger Punkt. Dieser kleine Kerl her ist ein Bärtierchen. Es gibt weltweit das Problem, dass Impfstoffe nicht zu den Patienten gelangen. Der Grund ist, dass die Kühlung auf irgendeine Art unterbrochen wird; man nennt das die Unterbrechung der Kühlkette. Ein Mann namens Bruce Rosner schaute sich das Bärtierchen genau an. Es trocknet komplett aus und bleibt trotzdem monatelang am Leben und ist in der Lage, sich selbst zu regenerieren. Er hat einen Weg gefunden um Impfstoffe auszutrocknen, und sie mit ähnlichen Zuckerkapseln zu ummanteln wie in den Zellen der Bärtierchen. Das heißt, dass Impfstoffe nicht mehr gekühlt werden müssen. Man kann sie sogar im Handschuhfach lagern. Von Organismen lernen. In diesem Abschnitt geht es um das Wasser – das Lernen über Organismen, die ohne Wasser leben können, so dass wir einen Impfstoff erzeugen können, der auch ohne Kühlung hält.
Healing: this is a good one. That little guy over there is a tardigrade. There is a problem with vaccines around the world not getting to patients. And the reason is that the refrigeration somehow gets broken; what's called the "cold chain" gets broken. A guy named Bruce Rosner looked at the tardigrade -- which dries out completely, and yet stays alive for months and months and months, and is able to regenerate itself. And he found a way to dry out vaccines -- encase them in the same sort of sugar capsules as the tardigrade has within its cells -- meaning that vaccines no longer need to be refrigerated. They can be put in a glove compartment, OK. Learning from organisms. This is a session about water -- learning about organisms that can do without water, in order to create a vaccine that lasts and lasts and lasts without refrigeration.
Ich werde nicht auf die 12 kommen. Doch was ich Ihnen jetzt erzählen werde, ist der wichtigste Teil. Tatsache ist – neben all diesen Anpassungen – dass diese Organismen einen Weg gefunden haben, unglaubliche Dinge zu tun und gleichzeitig achtzugeben auf den Ort, der sich in Zukunft um ihre Nachkommen kümmern wird. Während sie mit dem Vorspiel beschäftigt sind, denken sie an etwas sehr, sehr wichtiges – und zwar das eigene genetische Material über 10.000 Generationen hinweg zu erhalten. Das heißt, einen Weg zu finden das zu tun was sie tun, ohne den Ort zu zerstören, der sich in Zukunft um ihre Nachkommen kümmern wird. Das ist die größte Design-Herausforderng. Glücklicherweise gibt es Millionen Genies, die bereit sind, ihre besten Ideen mit uns zu teilen. Viel Glück im Gespräch mit ihnen.
I'm not going to get to 12. But what I am going to do is tell you that the most important thing, besides all of these adaptations, is the fact that these organisms have figured out a way to do the amazing things they do while taking care of the place that's going to take care of their offspring. When they're involved in foreplay, they're thinking about something very, very important -- and that's having their genetic material remain, 10,000 generations from now. And that means finding a way to do what they do without destroying the place that'll take care of their offspring. That's the biggest design challenge. Luckily, there are millions and millions of geniuses willing to gift us with their best ideas. Good luck having a conversation with them.
Vielen Dank.
Thank you.
(Applaus)
(Applause)
Chris Anderson: Zum Thema Vorspiel – wir müssen noch ganz schnell zu den 12 gelangen.
Chris Anderson: Talk about foreplay, I -- we need to get to 12, but really quickly.
Janine Benyus: Ach, tatsächlich? CA: Ja, nur eine kurze 10-Sekunden-Version von 10, 11 und 12. Ihre Präsentationsfolien sind wunderschön und Ihre Ideen sind so großartig. Ich kann es nicht ertragen, Sie von der Bühne zu lassen, ohne 10, 11 und 12 zu sehen.
Janine Benyus: Oh really? CA: Yeah. Just like, you know, like the 10-second version of 10, 11 and 12. Because we just -- your slides are so gorgeous, and the ideas are so big, I can't stand to let you go down without seeing 10, 11 and 12.
JB: OK, nehmen Sie... ach, ich halte diese Folie einfach selbst. OK, gut. OK, das ist die Folie zum Thema "Heilung". Fühlen und reagieren: Feedback ist sehr wichtig. Das hier ist ein Grashüpfer. Auf einem Quadratkilometer können sich bis zu 80 Millionen von ihnen befinden und trotzdem stoßen sie nicht zusammen. Und dennoch haben wir 3,6 Millionen Fahrzeugkollisionen pro Jahr. (Gelächter) Genau. Es gibt eine Person in Newcastle die herausgefunden hat, dass es sich um eine große Nervenzelle handelt. Sie arbeitet gerade an der Herstellung eines Schaltkreises, der Kollisionen vermeidet, basierend auf dieser Nervenzelle im Grashüpfer.
JB: OK, put this -- OK, I'll just hold this thing. OK, great. OK, so that's the healing one. Sensing and responding: feedback is a huge thing. This is a locust. There can be 80 million of them in a square kilometer, and yet they don't collide with one another. And yet we have 3.6 million car collisions a year. (Laughter) Right. There's a person at Newcastle who has figured out that it's a very large neuron. And she's actually figuring out how to make a collision-avoidance circuitry based on this very large neuron in the locust.
Das hier ist ein großer und wichtiger Teil – die Nummer 11 – die wachsende Fertilität. Das heißt Netto-Fertilitäts-Landwirtschaft. Wir sollten die Fertilität steigern. Und, ja – wir bekommen auch Lebensmittel. Wir müssen die Kapazität dieses Planeten steigern um immer mehr Möglichkeiten für Leben zu kreieren. Andere Organismen machen das genauso. Das ist, zusammengefasst, was gesamte Ökosysteme machen. Sie schaffen immer mehr Möglichkeiten für das Leben. Unsere Landwirtschaft macht genau das Gegenteil. Landwirtschaft basierend auf den Bodenaufbau in der Prärie, Viehwirtschaft basierend auf natürlichen Huftierherden, die sogar die Gesundheit der Weide steigern, und sogar Abwasseraufbereitung basierend auf einen Sumpf, der nicht nur das Wasser reinigt, sondern unglaublich sprühende Produktivität erzeugt.
This is a huge and important one, number 11. And that's the growing fertility. That means, you know, net fertility farming. We should be growing fertility. And, oh yes -- we get food, too. Because we have to grow the capacity of this planet to create more and more opportunities for life. And really, that's what other organisms do as well. In ensemble, that's what whole ecosystems do: they create more and more opportunities for life. Our farming has done the opposite. So, farming based on how a prairie builds soil, ranching based on how a native ungulate herd actually increases the health of the range, even wastewater treatment based on how a marsh not only cleans the water, but creates incredibly sparkling productivity.
Das ist ein einfacher Design-Auftrag. Ich meine, es schaut einfach aus, denn das System hat das über 3,8 Milliarden Jahre hinweg erarbeitet. Das heißt, die Organismen, die nicht herausgefunden haben, wie sie ihre Orte verbessern oder versüßen können, sind nicht mehr hier um uns davon zu berichten. Das ist der zwölfte Punkt. Das Leben – und das ist der geheime Trick, der magische Trick – das Leben kreiert Bedingungen, die das Leben fördern. Es baut Böden, es reinigt die Luft, es reinigt das Wasser, es mischt einen Cocktail an Gasen, die wir alle brauchen um zu leben. Und es macht all das während eines tollen Vorspiels und der Erfüllung unserer Bedürfnisse. Es schließt sich also gegenseitig nicht aus. Wir müssen einen Weg finden unsere Bedürfnisse abzudecken, während wir einen Himmel auf Erden bilden.
This is the simple design brief. I mean, it looks simple because the system, over 3.8 billion years, has worked this out. That is, those organisms that have not been able to figure out how to enhance or sweeten their places, are not around to tell us about it. That's the twelfth one. Life -- and this is the secret trick; this is the magic trick -- life creates conditions conducive to life. It builds soil; it cleans air; it cleans water; it mixes the cocktail of gases that you and I need to live. And it does that in the middle of having great foreplay and meeting their needs. So it's not mutually exclusive. We have to find a way to meet our needs, while making of this place an Eden.
CA: Janine, vielen Dank. (Applaus)
CA: Janine, thank you so much. (Applause)