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)
לעונג לי להיות פה בכנס המוקדש ל"השראה מהטבע" - כפי שאתם יכולים לשער. אני גם נרגשת להיות בחלק של המשחק המקדים. שמתם לב שהחלק הזה הוא משחק מקדים? כיוון שיוצא לי לדבר על אחד היצורים החביבים עלי, שהוא הטבלן המערבי. לא חייתם באמת עד שראיתם את החבר'ה האלה בריקוד החיזור שלהם. הייתי על אגם בומן בפארק הלאומי גלישייר, שהוא אגם ארוך וצר עם מעין הרים הפוכים בתוכו, ולשותף שלי ולי היתה סירת משוטים. וכך חתרנו לנו, ואחד הטבלנים המערביים הצטרף אלינו. ומה שהם עושים בריקוד החיזור שלהם, הם הולכים יחד, שניהם, הזוג, ומתחילים לרוץ מתחת למים. הם משכשכים מהר יותר, ויותר, ויותר, עד שהם כל-כך מהירים שהם פשוט מתרוממים מחוץ למים, והם עומדים זקופים, ומשכשכים מעל למים. ואחד הטבלנים האלה הצטרף אלינו בזמן שחתרנו. אז אנחנו חותרים מאוד, מאוד מהר. והטבלן הזה רואה בנו בטעות, אני חושבת, מועמד לחיזור, ומתחיל לרוץ לאורך המים לצידנו, בריקוד חיזור - לאורך קילומטרים. הוא היה עוצר, ומתחיל, ועוצר, ומתחיל שוב. עכשיו, זהו משחק מקדים. (צחוק)
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.
אוקיי. הייתי ככה קרובה להחליף את המין שלי לטבלן באותו הרגע. כמובן, החיים יכולים ללמד אותנו משהו לגבי החלק הבידורי, בסדר. החיים יכולים ללמד אותנו הרבה. אבל היום אני רוצה לדבר על מה שהחיים יכולים ללמד אותנו על טכנולוגיה ועיצוב. מה שקרה מאז שהספר יצא - הספר הוא בעיקר בנוגע למחקרים בביו-חיקוי. ומה שקרה מאז הוא שארכיטקטים, מעצבים, מהנדסים אנשים שיוצרים את עולמנו - התחילו להתקשר ולומר, אנחנו רוצים ביולוג שישב ליד שולחן העיצוב ויעזור לנו, בזמן אמת, למצוא מקורות השראה. או - ומבחינתי, זה החלק הכיפי - אנחנו רוצים שתקחי אותנו החוצה אל הטבע. אנחנו נבוא עם אתגר עיצובי ונמצא את המסתגלים הטובים ביותר בטבע, שיהוו עבורנו השראה.
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.
אז זו תמונה מטיול שערכנו לגלפגוס עם כמה מהנדסי מים; הם מטהרים מי שופכין. וכמה מהם מאוד התנגדו, למען האמת, להיות שם. מה שהם אמרו לנו בהתחלה היה, אתם יודעים, אנחנו כבר עושים ביו-חיקויים. אנחנו משתמשים בבקטריה לנקות את המים. ואנחנו אמרנו, זה לא בדיוק - זו לא בדיוק השראה מהטבע. זה עיבוד באמצעות הטבע, אתם יודעים; זו טכנולוגיה שנעזרת בביולוגיה: השימוש באורגניזם לטיהור מי שופכין הוא טכנולוגיה ישנה מאוד שנקראת "ביות." אנחנו רוצים ללמוד משהו, ללמוד רעיון, מאורגניזם וליישם אותו. אבל הם עדיין לא קלטו את הרעיון.
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.
אז הלכנו לטיול על החוף ואמרתי, טוב, תנו לי את אחת הבעיות הגדולות שלכם. תנו לי אתגר עיצובי, מכשול, שמונע מכם להמשיך ולגדול. והם אמרו אבנית, שהיא הצטברות של מינרלים בתוך צינורות. והם אמרו, את יודעת - הבעיה היא, שמינרל - בדיוק כמו בבית שלך - מינרל מצטבר. ואז הפתח נסתם, וצריך לשטוף את הצינורות עם רעלים, או שצריך לחפור אותם החוצה. אז אם הייתה לנו דרך לעצור את האבנית - וכך הרמתי כמה צדפים מהחוף. ושאלתי אותם, מהי אבנית? מה יש לכם בתוך הצינורות? והם אמרו, סידן פחמתי. ואמרתי, זה מה שזה; זה סידן פחמתי.
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.
והם לא ידעו את זה. הם לא ידעו ממה עשוי צדף, החלבונים משמשים כתבנית, ואז יונים ממי-הים מתגבשים במקומם על מנת ליצור צדף. אז אותו תהליך, בלי החלבונים, קורה בתוך הצינורות. הם לא ידעו. זה לא חוסר באינפורמציה; זה חוסר באינטגרציה. אתם יודעים, זה בור, אנשים נמצאים בבורות. הם לא ידעו שאותו דבר קורה. אז אחד מהם חשב על זה ואמר, בסדר, אז אם זו רק התגבשות שקורית באופן טבעי ממי ים - הרכבה עצמית - אז למה צדפים מוגבלים בגודל? מה עוצר את האבנית? למה הם לא פשוט ממשיכים לגדול? אז אמרתי, טוב, באותה דרך שהם - כמו שהם מפרישים חלבון והוא מתחיל את ההתגבשות - ואז הם כולם רכנו פנימה - כך הם מפרישים חלבון שעוצר את ההתגבשות. הוא עוקב אחר השפה הגדלה של הגביש. ולמען האמת, יש מוצר בשם TPA שמחקה את החלבון - חלבון העצירה - וזו דרך ידידותית לסביבה לעצור את האבנית בצינורות.
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.
זה שינה הכל. מאותו רגע, לא יכולתם להחזיר את המהנדסים חזרה לסירה. ביום הראשון הם יצאו לסיור, והכל היה קליק, קליק, קליק, קליק. תוך חמש דקות הם היו חזרה בסירה. סיימנו. אתם יודעים, ראיתי את האי. אחרי זה, הם זחלו בכל מקום. הם לא היו - הם היו צוללים לכמה זמן שרק הרשנו להם. מה שקרה הוא שהם הבינו שיש אורגניזמים שכבר פתרו את הבעיות שהם בילו את הקריירות שלהם בנסיון לפתור.
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.
ללמוד על הטבע הוא דבר אחד, ללמוד מהטבע - זה ההבדל. זה הבדל עמוק. מה שקרה הוא שהם הבינו שהתשובות לשאלות שלהם נמצאות בכל מקום; הם רק היו צריכים להחליף את העדשות דרכם הם ראו את העולם. 3.8 מיליארד שנים של ניסויי שדה 10 עד 30 - קרייג ונטר כנראה יאמר לכם; אני חושבת שיש הרבה יותר מ-30 מיליון - פתרונות מעובדים-היטב. הדבר החשוב עבורי הוא שאלה הם פתרונות שעובדו בהקשר מסוים. וההקשר הוא כדור הארץ - אותו ההקשר בו אנו מנסים לפתור את הבעיות שלנו. אז מדובר בהדמיה מודעת של הגאונות של החיים. זה לא סתם חיקוי עיוור - למרות שאל מנסה לחקות את התסרוקת - זה לא סתם חיקוי עיוור. מדובר על לקיחת עקרונות תכנון, הגאונות של עולם הטבע, ולימוד מהם.
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.
עכשיו, בקבוצה עם כל כך הרבה אנשי IT, אני צריכה לומר - יש משהו שאני לא אדבר עליו, והוא שהתחום שלכם הוא אחד התחומים שלמדו המון מיצורים חיים, בצד התוכנה. כך שיש מחשבים שמגינים על עצמם, כמו מערכת חיסונית, ואנחנו לומדים מויסות גנטי והתפתחות ביולוגית. ואנחנו לומדים מרשתות נוירונים, אלגוריתמים גנטיים, מחשוב אבולוציוני. זה בצד התוכנה. אבל מה שמעניין עבורי הוא שלא הסתכלנו על זה מספיק. כלומר, המכונות האלה אינן טכנולוגיה מאוד מתקדמת להערכתי במובן זה שיש עשרות על עשרות של קרצינוגנים במים בעמק הסיליקון. אז החומרה ממש לא ברמה לה עולם החי היה קורא הצלחה. אז מה אנחנו יכולים ללמוד על ייצור - לא רק של מחשבים, אלא של כל דבר? המטוס איתו הגעתם לכאן, מכוניות, הכסאות עליהם אתם יושבים. איך אנחנו מתכננים מחדש את העולם אותו אנו יוצרים, העולם יציר-כפינו? חשוב יותר, מה עלינו לשאול בעשר השנים הקרובות? ויש הרבה טכנולוגיות מגניבות שיש לעולם החי להציע.
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.
אז מה בתוכנית הלימודים? עבורי, יש שלוש שאלות מפתח. איך החיים יוצרים דברים? זה ההיפך, זה איך אנחנו יוצרים דברים. אנחנו מחממים, מכים, ומעבדים - זה מה שמהנדסי חומרים עושים. וזה גילוף דברים מתוך שלם, עם 96 אחוז פסולת נותרת ורק 4 אחוז של מוצר. אתם מחממים את זה, מכים ומרקעים בלחץ גבוה, מעבדים באמצעות כימיקלים. בסדר. מחממים, מכים, ומעבדים.
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.
החיים לא יכולים להרשות לעצמם את זה. איך חיים מייצרים דברים? איך החיים מפיקים את המירב מתוך דברים? זהו גרגר אבקת פרחי גרניום. והצורה שלו היא זו שנותנת לו את היכולת להינשא באויר כל כך בקלות, בסדר? תסתכלו על הצורה שלו. החיים מוסיפים מידע לחומר. במילים אחרות: מבנה. הם מוסיפים מידע. בכך שהם מוסיפים מידע, הם מאפשרים תפקוד שונה מאשר אילו לא היה המבנה קיים. ודבר שלישי, איך החיים גורמים לדברים להיעלם בתוך מערכות? כי החיים לא באמת עוסקים בדברים; אין דברים בעולם הטבע שנפרדים מהמערכות בהן הם נמצאים. גרסה מקוצרת של תוכנית הלימודים. ככל שאני קוראת יותר, ועוקבת אחר הסיפור, יש כמה דברים מדהימים שעולים ממדעי החיים. ובאותו זמן, אני מקשיבה לעסקים רבים ומוצאת מה האתגרים הגדולים שלהם. שתי הקבוצות לא מדברות אחת עם השנייה. בכלל.
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.
מה בעולם הביולוגיה יכול להיות מועיל בנקודה זו, על מנת להוציא אותנו מהפלונטר האבולוציוני בו אנו נמצאים? אני אנסה לסקור בקצרה 12 רעיונות.
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.
אוקיי, אחד שמרגש אותי הוא הרכבה-עצמית. עכשיו, שמעתם על זה בהקשר של ננו-טכנולוגיה. חזרה לצדף: הצדף הוא חומר שמרכיב את עצמו. בצד השמאלי למטה יש תמונה של אם הפנינה נוצרת מתוך מי ים. זהו מבנה שכבתי של מינרל ואז פולימר, והוא עושה אותו מאוד, מאוד קשיח. הוא קשיח פי שניים מקרמיקות הי-טק. אבל מה שמאוד מעניין הוא שבשונה מהקרמיקות שלנו שנוצרות במשרפות, זה קורה במי ים. זה קורה בתוך גופו של האורגניזם וקרוב מאוד אליו. אוקיי, אנשים מתחילים - אלה מעבדות סנדיה; בחור בשם ג'ף ברינקר מצא דרך ליצור תהליך קידוד בהרכבה עצמית. תארו לעצמכם אפשרות ליצור קרמיקה בטמפרטורת החדר פשוט על ידי טבילת משהו בנוזל, הוצאתו מתוך הנוזל, ונתינה לתהליך האידוי להכריח את המולקולות בנוזל להיצמד אחד לשני, כך שהם מצטרפים יחד באותו אופן בו עובד תהליך התגבשות. תארו לעצמכם שכך ניתן לייצר את כל החמרים הקשיחים. תארו לעצמכם ריסוס של קודמן ליצירת תא פוטו-וולטאי, תא סולרי, על גבי גג, כך שהוא ירכיב את עצמו לשכבה שממירה אור לחשמל.
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.
הנה רעיון מעניין לעולם ה-IT: ביו-סיליקון. זהו דיאטום עשוי מסיליקטים. וכך סיליקון, שאנחנו מייצרים בימים אלו - זה חלק מהבעיה הקרצינוגנית בייצור השבבים שלנו - זהו תהליך ביו-מינרליזציה שאותו אנחנו מחקים עכשיו. זוהי אוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה. הסתכלו על הדיאטומים האלה; זה לקוח מעבודתו של ארנסט הקל. דמיינו יכולת - ושוב, זהו תהליך תבניתי, והוא מתמצק מתוך תהליך נוזלי - דמיינו יכולת לגרום למבנה כזה להיבנות בטמפרטורת החדר. דמיינו יכולת ליצור עדשות מושלמות. מצד שמאל, זהו כוכב ים; הוא מכוסה בעדשות שכפי שהאנשים בלוסנט גילו הינן לחלוטין חסרות עיוותים. אלו בין העדשות חסרות העיוותים ביותר המוכרות למין האנושי. ויש המון מהן, כל הגוף מכוסה בהן. מה שמעניין כאן, שוב, הוא שהן קורות בהרכבה-עצמית. אישה בשם ג'ואנה איזנברג, בחברת לוסנט, לומדת עכשיו לעשות זאת בתהליך בטמפרטורה נמוכה על מנת ליצור עדשות כאלה. היא גם בוחנת סיבים אופטיים. זהו ספוג ים שיש לו סיב אופטי. למטה בבסיס שלו, יש סיב אופטי שעובד טוב יותר משלנו, למעשה, בהעברת אור. אבל אתם יכולים לעשות איתם קשר; הם גמישים באופן מופלא.
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.
הנה עוד רעיון גדול: פחמן דו חמצני כמצע גידול. בחור בשם ג'ף קואטס, באוניברסיטת קורנל, אמר לעצמו, אתם יודעים, צמחים לא רואים בפחמן דו חמצני את הרעל הגדול ביותר של זמננו. אנחנו רואים אותו ככזה. צמחים עסוקים ביצירת שרשראות ארוכות של עמילנים וסוכרים, נכון, מתוך פחמן דו חמצני. הוא מצא דרך - הוא מצא זרז, והוא מצא דרך לקחת פחמן דו חמצני ולהפוך אותו לפוליקרבונט. פלסטיק מתכלה מתוך פחמן דו חמצני - ממש כמו צמח.
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.
טרנספורמציות סולאריות: הרעיון הכי מרגש. אלו אנשים שמחקים את התקן המרת האנרגיה שנמצא בבקטריה סגולה, אנשים מ-ASU. ואפילו יותר מעניין, לאחרונה, בשבועות האחרונים, אנשים ראו שיש אנזים בשם הידורגנז שמסוגל לייצר מימן מתוך פרוטונים ואלקטרונים.והוא מסוגל ליצור מימן - באופן בסיסי, מה שקורה בתא דלק, באנודה של תא דלק ובתא דלק הפיך. בתאי הדלק שלנו, אנחנו עושים את זה עם פלטינה. החיים עושים את זה עם יסוד נפוץ מאוד - ברזל. וצוות הצליח ממש לאחרונה לחקות את פעולת האנזים. זה מאוד מרגש עבור תאי דלק - להיות מסוגל לעשות את זה בלי פלטינה.
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.
הכוח של הצורה: הנה לווייתן. ראינו שעל הסנפירים של לוויתן זה יש גבשושיות. והבליטות הקטנות האלה דווקא מגבירות את היעילות, לדוגמא, בקצה של מטוס - מגבירות את היעילות ב-32 אחוז לערך. אשר מהווה חיסכון מדהים בדלק, אם היינו פשוט שמים את זה על קצה הכנף. צבע ללא פיגמנטים: טווס זה יוצר צבע על ידי צורה. האור עובר, ומוחזר מהשכבות; קוראים לזה התאבכות משכבות דקות. דמיינו יכולת לעשות הרכבה עצמית של מוצרים שהשכבות האחרונות שלהם משחקות עם אור על מנת ליצור צבע. דמיינו אפשרות ליצור צורה על החלק החיצוני של פני השטח, כך שהוא יבצע ניקוי-עצמי באמצעות מים. זה מה שעלה עושה. רואים את התקריב? זה כדור של מים, ואלו הם חלקיקי לכלוך. וזה תקריב של עלה הלוטוס. יש חברה המייצרת מוצר שנקרא Lotusan, אשר מחקה - כאשר הצבע בחזית הבניין מתייבש, הוא מחקה את הבליטות בעלה בעל ניקוי עצמי, ואז מי גשמים מנקים את הבניין.
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.
מים הולכים להיות האתגר הגדול, המרכזי שלנו: להרוות צימאון. הנה שני אורגניזמים שמפיקים מים. משמאל חיפושית נמיבית שמפיקה מים מתוך ערפל. מימין זהו אורי כדורי - הוא מפיק מים מתוך האויר. לא שותה מים. הפקת והפרדת מים מתוך הערפל במונטריי ומתוך האויר הלח באטלנטה, לפני כניסה למבנים, היא טכנולוגיית מפתח.
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.
טכנולוגיות הפרדה יהיו חשובות ביותר. מה אם נאמר, די לכריית אבנים? מה אם נפיק מתכות מתוך זרמים של פסולת - כמויות קטנות של מתכת במים? זה מה שמיקרובים עושים, הם מפרידים מתכות מתוך מים. יש חברה כאן בסאן פרנסיסקו בשם MR3 שמטמיעה חיקויים של מולקולות של מיקרובים על גבי פילטרים על מנת לכרות מתוך זרמי פסולת. כימיה ירוקה היא כימיה בתוך מים. אנחנו עושים כימיה בסולבנטים אורגניים. זוהי תמונה של הקורים יוצאים מתוך עכביש, והמשי שנוצר מהעכביש. האין זה יפהפה? כימיה ירוקה מחליפה את הכימיה התעשייתית שלנו עם ספר המתכונים של הטבע. זה לא קל, כיוון שהחיים משתמשים רק בחלק קטן מהיסודות בטבלא המחזורית. ואנחנו משתמשים בכולם, אפילו באלו הרעילים. מציאת המתכונים האלגנטיים שיקחו קבוצה קטנה של יסודות, וייצרו חומרים פלאיים כמו זה, זוהי משימתה של הכימיה הירוקה.
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.
התפרקות מתוזמנת: אריזה שהיא טובה עד שלא תרצו אותה יותר, ואז מתמוססת לפי פקודה. זוהי צדפה שתוכלו למצוא במים כאן. והחוטים שקושרים אותה לסלע מתוזמנים - תוך בדיוק שנתיים הם מתחילים להתמוסס.
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.
ריפוי: זה רעיון טוב. הבחור הקטן כאן הוא דובון מים. יש בעיה ברחבי העולם שחיסונים לא מגיעים לפציינטים. והסיבה לכך היא שהקירור מתקלקל לאורך הדרך; "השרשרת הקרה" נשברת, קוראים לזה. ובחור בשם ברוס רוזנר הסתכל על דובוני המים - שמתייבשים לחלוטין, ובכל זאת נשארים בחיים במשך חודשים וחודשים, וחודשים, ומסוגלים להחזיר את עצמם לתחייה. והוא מצא שיטה לייבש חיסונים - לאחסן אותם באותו סוג של כמוסות סוכר שיש לדובון המים בתוך התאים שלו - והתוצאה היא שהחיסונים כבר לא חייבים להישמר בקירור. אפשר לאחסן אותם בתא הכפפות. לימוד מאורגניזמים. כאן מדובר על מים - ללמוד מאורגניזמים שיכולים להסתדר בלי מים, על מנת ליצור חיסונים שיכולים להשתמר לאורך זמן ללא קירור.
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.
אני לא אגיע ל-12... אבל מה שאומר לכם הוא שהדבר החשוב ביותר, מלבד כל ההתאמות האלה, הוא העובדה שהאורגניזמים הללו מצאו דרך לעשות את כל הדברים המופלאים שהם עושים תוך שהם דואגים לסביבה שתדאג לצאצאיהם. כאשר הם עוסקים במשחק מקדים, הם חושבים על משהו מאוד, מאוד, חשוב, והוא איך לשמר את החומר הגנטי שלהם 10,000 דורות מהיום. ופירושו של דבר, למצוא דרך לעשות את מה שהם עושים מבלי להרוס את הסביבה שתדאג לצאצאים שלהם. זהו האתגר התכנוני הגדול ביותר. למרבה המזל, יש מיליונים על מיליונים של גאונים שמוכנים לתת לנו את רעיונותיהם הטובים ביותר. בהצלחה בשיחה איתם.
Thank you.
תודה.
(Applause)
(מחיאות כפיים)
Chris Anderson: Talk about foreplay, I -- we need to get to 12, but really quickly.
כריס אנדרסון: אם כבר מדברים על משחק מקדים, אני - אנחנו חייבים לשמוע את כל ה-12, אבל מאוד מהר.
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.
ג'נין בניוס: אה, באמת? כא: כן. כלומר, את יודעת, תקצירים של 10 שניות של 10, 11, ו-12. כיוון שאנחנו חייבים - השקפים שלך מהממים, והרעיונות כל כך גדולים, שאני לא יכול לתת לך לרדת בלי להראות את 10, 11, ו-12.
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.
גב: אוקיי, אני רק אחזיק את זה. אוקיי, מעולה. אוקיי, אז זה על ריפוי. חישה ותגובה: פידבק הוא דבר אדיר. זהו ארבה. יכולים להיות 80 מיליון מהם בקילומטר רבוע, ועדיין, הם לא מתנגשים אחד עם השני. עם זאת, יש לנו 3.6 מיליון התנגשויות בין מכוניות כל שנה. (צחוק) נכון. יש מישהי בניוקסל שהבינה שיש ניורון גדול מאוד. והיא חוקרת איך לממש מעגל למניעת התנגשויות בהתבסס על הנוירון הגדול הזה בארבה..
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.
זה גדול וחשוב, מספר 11. והוא גידול פריון. כלומר, אתם יודעים, חקלאות פריון נטו. אנחנו צריכים לגדל פריון. וגם, כן - נקבל גם אוכל. כיוון שאנחנו צריכים להגדיל את הקיבולת של הפלנטה הזו ליצור עוד ועוד הזדמנויות לחיים. ולמען האמת, זה גם מה שאורגניזמים אחרים עושים. זה מה שמערכות אקולוגיות שלמות עושות בלהקה: הן יוצרות עוד ועוד הזדמנויות לחיים. החקלאות שלנו עשתה את ההיפך. אז, חקלאות המבוססת על הדרך בה ערבה בונה אדמה פוריה, חוואות המתבססת על הדרך בה עדר בהמות טבעי מגדיל את הבריאות של החווה. אפילו טיהור מים המתבסס על הדרך בה ביצה לא רק מנקה מים, אלא גם יוצרת פרודוקטיביות מדהימה.
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.
זהו תדריך על עיצוב פשוט. אני מתכוונת, זה נראה פשוט כיוון שהמערכת, במשך 3.8 מיליארד שנים, עבדה על זה. כלומר, אותם אורגניזמים שלא הצליחו להבין כיצד לשפר או להיטיב את הסביבה שלהם, כבר לא קיימים כדי לספר לנו על זה. זה השנים-עשר. החיים - וזה הטריק הסודי; זה הקסם - החיים יוצרים תנאים המתאימים לחיים. החיים בונים אדמה, מנקים אוויר, מנקים מים, מערבבים את קוקטייל הגזים שאני ואתם צריכים על מנת לחיות. והם עושים זאת תוך כדי משחק מקדים מעולה והיענות לצרכים שלהם. כך שזו לא סתירה הדדית. אנחנו חייבים למצוא דרך להיענות לצרכים שלנו, תוך שאנו הופכים את הסביבה לגן עדן.
CA: Janine, thank you so much. (Applause)
כא: ג'אנין, תודה רבה. (מחיאות כפיים)