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)
Ir satraucoši atrasties konferencē, kas veltīta tēmai „Dabas iedvesmots”. Man ir arī liels prieks piedalīties priekšspēles sesijā. Vai pamanījāt, ka šī sesija ir priekšspēle? Jo es varu runāt par vienu no man vismīļākajām radībām — Rietumamerikas dūkuri. Jūs neesat dzīvojuši, kamēr neesat to redzējuši izpildām savu riesta deju. Es biju Boumena ezerā Glečera nacionālajā parkā, kas ir garš, šaurs ezers, kurā atspoguļojas kalni. Mums ar partneri ir smailīte. Mēs airējām, un viens no šiem Rietumamerikas dūkuriem mums pievienojās. Savas riesta dejas laikā tie saiet kopā, divi no tiem, tēviņš un mātīte, un tie sāk skriet zem ūdens. Tie kuļ ūdeni ātrāk un ātrāk, un ātrāk, līdz dara to tik ātri, ka burtiski paceļas virs ūdens un stāv stateniski, it kā kuļot ūdens virsmu. Kamēr mēs airējām, viens no šiem dūkuriem mums pievienojās. Mēs bijām laivā un ļoti, ļoti ātri virzījāmies uz priekšu, un šis dūkuris, šķiet, mūs kļūdaini noturēja par potenciālu partneri un sāka skriet pa ūdeni mums līdzās riesta dejā — kilometriem tālu. Tas apstājās un tad atsāka, apstājās, un atkal atsāka. Lūk, tā ir priekšspēle. (Smiekli)
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.
Es tobrīd biju tik tuvu tam, lai mainītu sugu. Protams, daba izklaides jomā var mums šo to iemācīt. Daba mums var iemācīt daudz ko. Bet šodien es vēlos runāt par to, ko daba mums var iemācīt tehnoloģijas un dizaina jomā. Kopš ir iznākusi grāmata — tā lielākoties bija par biomīmikrijas pētījumiem — kopš tā laika arhitekti, dizaineri, inženieri, cilvēki, kas veido mūsu pasauli, ir sākuši zvanīt un sacīt: „Mēs gribam biologu, kas sēdētu kopā ar mums pie dizaina galda un klātesot palīdzētu gūt iedvesmu.” Vai arī, manuprāt, visjautrākais: „Mēs gribam, lai jūs vedat mūs dabā. Mēs ieradīsimies ar dizaina uzdevumu un meklēsim dabā pielāgošanās čempionus, kas varētu mūs iedvesmot.”
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.
Šī ir fotogrāfija no brauciena uz Galapagu salām, ko uzņēmām kopā ar dažiem notekūdeņu attīrīšanas inženieriem. Daži no viņiem patiesībā bija ļoti atturīgi pret būšanu tur. Vispirms viņi mums teica: „Ziniet, mēs jau nodarbojamies ar biomīmikriju. Mēs ar baktērijām attīrām ūdeni.” Mēs atbildējām, ka tas nav gluži tas pats, kas gūt iedvesmu no dabas. Tā ir biopārstrāde, tā ir biotehnoloģija. Organismu izmantošana, lai apstrādātu notekūdeņus ir veca, veca tehnoloģija, ko sauc par „pieradināšanu”. Biomīmikrija nozīmē kaut ko iemācīties, gūt ideju no kāda organisma un izmantot to. Viņi joprojām nesaprata.
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.
Mēs devāmies pastaigā pa pludmali, un es sacīju: „Pastāstiet man par kādu no savām lielajām problēmām, par dizaina uzdevumu, ilgtspējas bremzētāju, kas traucē jums būt ilgtspējīgiem.” Viņi atbildēja — kaļķakmens veidošanās, kas ir minerālu uzkrāšanās caurulēs. Viņi skaidroja: „Gluži tāpat kā jūsu mājās minerāli uzkrājas. Caurules „aizaug”, un mums tās jāskalo ar toksīniem vai arī jāatrok tās. Ja būtu kāds veids, kā apturēt šo kaļķakmens veidošanos...” Es pacēlu pludmalē pāris gliemežvākus un jautāju viņiem: „Kas ir kaļķakmens? Kas ir jūsu caurulēs?” „Kalcija karbonāts,” viņi atbildēja. Es teicu: „Tas ir šis te. Šis ir kalcija karbonāts.”
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.
Viņi to nezināja. Viņi nezināja, ka gliemežvāks ir veidots no olbaltumvielām un jūras ūdenī esošie joni uz tā kristalizējas, veidojot čaulu. Tāda paša veida process bez olbaltumvielām notiek viņu caurulēs. Viņi to nezināja. Tas nav informācijas trūkums, tas ir integrācijas trūkums. Mēs esam kā savrupas sistēmas, cilvēki savrupās sistēmās. Viņi nezināja, ka gliemežvākā notiek tas pats. Viens no viņiem to apdomāja un teica: „Labi, ja šī ir tikai kristalizācija, kas notiek automātiski jūras ūdenī, molekulām pašorganizējoties — kāpēc tad gliemežvāki neaug bezgalīgi? Kas aptur kaļķakmens veidošanos? Kāpēc tie vienkārši neturpina augt?” Es atbildēju: „Gluži tāpat kā tie izdala olbaltumvielu, kas aizsāk kristalizāciju, tad viņi visi paliecās uz priekšu, tie izdala olbaltumvielu, kas kristalizāciju aptur.” Tas burtiski pielīp pie augošā kristāla. Patiesībā ir produkts, ko sauc par audu plazminogēna aktivatoru (TPA), kas imitē šo olbaltumvielu, šo bloķējošo olbaltumvielu, un tas videi draudzīgā veidā aptur kaļķakmens veidošanos caurulēs.
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.
Tas mainīja visu. No tā brīža šos inženierus vairs nevarēja iedabūt atpakaļ laivā. Pirmajā dienā viņi devās pastaigā, un bija tikai klik, klik, klik, klik. Piecas minūtes vēlāk viņi bija atpakaļ laivā: „Esam pabeiguši. Esam apskatījuši šo salu.” Pēc šī gadījuma viņi līda visur. Viņi snorkelēja tik ilgi, cik vien mēs tiem ļāvām. Viņi bija sapratuši, ka pastāv organismi, kas jau ir atrisinājuši problēmas, kurām viņi bija veltījuši savas karjeras.
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.
Mācīties par dabu ir viens. Mācīties no dabas — pavisam kas cits. Tā ir īstenā pārmaiņa. Viņi saprata, ka atbildes uz viņu jautājumiem ir visur, vajag tikai nomainīt brilles, caur kurām viņi redz pasauli. 3,8 miljardi gadu praktiskajiem izmēģinājumiem. „10 līdz 30 miljoni,” teiktu Kreigs Venters, bet es domāju, ka ir daudz vairāk nekā 30 miljoni labi pielāgotu risinājumu. Svarīgākais, manuprāt, ir tas, ka šie risinājumi ir atrasti, ņemot vērā kontekstu. Šis konteksts ir Zeme, tas pats konteksts, kurā mēs cenšamies risināt savas problēmas. Tā ir apzināta dabā sastopamās ģenialitātes atdarināšana. Tā nav akla imitēšana, lai gan Albertam diezgan veiksmīgi ir izdevies imitēt frizūru. Tā nav akla imitēšana — tas nozīmē izmantot dizaina principus, dabā sastopamo ģenialitāti un mācīties no tās.
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.
Grupā, kurā ir tik daudz IT cilvēku, man jāpiemin kaut kas, par ko nerunāšu. Šajā lauciņā jūs esat ļoti daudz mācījušies no dzīvajiem organismiem — programmatūras jomā. Piemēram, datori, kas aizsargā sevi gluži kā imūnsistēma, gēnu regulācijas principi un bioloģiskā attīstība, mācības, kas gūtas no neironu tīkliem, ģenētiskie algoritmi un evolucionārā skaitļošana. Tas viss ir programmatūras jomā. Taču man šķiet interesanti, ka neesam īpaši pievērsušies šim. Šīs ierīces, manuprāt, nav gluži augstās tehnoloģijas, tajā ziņā, ka Silīcija ielejas ūdeņos ir dučiem kancerogēno vielu. Pašas iekārtas nebūt nav tajā līmenī, ko dabā uzskatītu par veiksmīgu. Ko mēs varam iemācīties ne tikai par datoru, bet arī visa pārējā ražošanu? Par lidmašīnām, ar kurām atlidojāt, automašīnām, krēsliem, uz kuriem šobrīd sēžat? Kā mēs varam pārveidot mūsu, cilvēku, radīto pasauli? Vēl svarīgāk, ko mēs gribam noskaidrot nākamo 10 gadu laikā? Dabā ir ļoti daudz kolosālu tehnoloģiju.
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.
Kas mums ir jāiemācās? Ir trīs jautājumi, kas man šķiet vissvarīgākie. Kā daba rada? Tas ir pretstats tam, kā lietas radām mēs. Karsējot, deformējot un apstrādājot, kā teiktu materiālzinātnieki. Tas nozīmē lietas apstrādāt tā, ka 96% materiālu nonāk atkritumos, un tikai 4% kļūst par produktu. Mēs materiālus sakarsējam, lielā spiedienā deformējam
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.
un izmantojam ķīmiskas vielas. Karsēšana, deformācija un apstrāde. Daba ko tādu nevar atļauties. Kā daba rada lietas? Kā daba rada lielāko daļu lietu? Lūk, ģerānijas ziedputeksnis. Tieši šī forma piešķir tam spēju tik viegli kūleņot gaisā. Paskatieties uz šo formu! Daba matērijai piešķir informāciju. Citiem vārdiem — struktūru. Pievienojot matērijai informāciju, tā piešķir uzdevumu, kas būtu citāds bez šīs struktūras. Treškārt, kā daba panāk atsevišķu lietu iekļaušanos sistēmā? Jo tā pasauli nedala atsevišķās lietās, dabā nepastāv lietas, kas būtu atdalītas no kopējās sistēmas. Tā ir apgūstamā mācība īsumā. Es arvien vairāk un vairāk lasu un sekoju līdzi notiekošajam, un bioloģijas zinātnēs parādās arvien jaunas un pārsteidzošas lietas. Tajā pašā laikā es bieži ieklausos uzņēmējos un izzinu, kādi ir viņu lielākie izaicinājumi. Šīs divas grupas viena ar otru nesarunājas. It nemaz.
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.
Kas bioloģijas pasaulē mums tagad varētu būt noderīgs, lai izkļūtu sveikā no evolūcijas krustcelēm, kurās šobrīd stāvam? Mēģināšu iziet cauri 12 piemēriem — pavisam ātri.
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.
Viens, kurš man šķiet ļoti interesants, ir pašorganizēšanās. Jūs par to droši vien esat dzirdējuši saistībā ar nanotehnoloģiju. Atgriežoties pie gliemežvāka — tas ir pašorganizējošs materiāls. Apakšējā kreisajā stūrī ir redzama pērlene, kuru veido jūras ūdens. Tai ir slāņaina struktūra, ko veido minerāli un polimērs, kas to padara ļoti, ļoti izturīgu. Tā ir divreiz izturīgāka nekā mūsu augsto tehnoloģiju keramiskie materiāli. Bet īpaši interesanti ir tas, ka atšķirībā no keramikas, kas top cepļu krāsnīs, tas notiek jūras ūdenī. Tas notiek organisma iekšienē un tam blakus. Tas ir Sandia National Labs. Puisis vārdā Džefs Brinkers ir atradis veidu, kā kodēt pašorganizēšanās procesu. Iedomājieties, ka mēs varētu ražot keramiskos materiālus istabas temperatūrā, kaut ko vienkārši iemērcot šķidrumā, pēc tam izceļot un ļaujot iztvaikošanas procesam saspiest šī šķidruma molekulas kopā tā, lai tās saslēgtos, gluži tāpat kā kristalizējoties gliemežvākam. Iedomājieties, ja mēs šādi varētu ražot visus cietos materiālus. Iedomājieties, ja mēs varētu apsmidzināt jumtu ar saules baterijas prekursoriem
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.
un ļaut tiem pašorganizēties, izveidojot slāņainu struktūru gaismas ievākšanai. Lūk, interesants piemērs IT jomai — biosilikons. Šīs ir kramaļģes, kas veidotas no silikātiem. Mūsu ražotais silikons ir daļa no kancerogēnajām vielām, kas rodas, izgatavojot mikroshēmas. Šis savukārt ir biomineralizācijas process, ko šobrīd mēģinām atdarināt. Tas notiek Kalifornijas universitātē Santabarbarā. Paskatieties uz šīm kramaļģēm! Tas ir Ernsta Hekela paveiktais. Iedomājieties, ja... šis atkal process, kura laikā šķidra viela sacietē... iedomājieties, ja mēs varētu iegūt šāda veida materiālu istabas temperatūrā. Iedomājieties, ja mēs spētu izgatavot ideālas lēcas. Šī pa kreisi ir čūskaste. Tā ir noklāta mazītiņām lēcām, kuras, kā noskaidrojuši „Lucent Technologies” speciālisti, uztver gaismu bez mazākā kropļojuma. Tās ir vienas no visprecīzākajām mums zināmajām lēcām. Un to ir daudz — tās klāj visu čūskastes ķermeni. Interesantais ir tas, ka arī šeit notiek pašorganizēšanās. Sieviete vārdā Džoanna Aizenberga, kas strādā „Lucent”, šobrīd mēģina izgatavot šāda veida lēcas zemā temperatūrā. Viņa strādā arī ar optiskajām šķiedrām. Tas ir jūras sūklis, kuram arī ir optiskā šķiedra. Pašā apakšā tam ir optiskā šķiedra, kas patiesībā vada gaismu daudz labāk nekā mūsējās, taču to var pat sasiet mezglā — tik apbrīnojami elastīga tā ir.
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.
Vēl viena lielā ideja — CO2 kā izejviela. Puisis vārdā Džefs Kouts, kurš strādā Cornell, sev teica: „Augi neuzskata CO2 par mūslaiku lielāko indi. Par tādu to uzskatām mēs. Augi ir pārāk aizņemti, no CO2 veidojot garas polikarbonātu ķēdes. Viņš ir atradis katalizatoru un veidu, kā CO2 pārvērst polikarbonātos. Bionoārdāma plastmasa no CO2 — cik augveidīgi!
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.
Saules enerģijas pārveidošana — pats aizraujošākais! Cilvēki Arizonas universitātē mēģina imitēt purpursarkanās baktērijas enerģijas iegūšanas iekārtu. Vēl interesantāk — nesen viņi ir ievērojuši enzīmu, sauktu par hidrogenāzi, kas spēj radīt ūdeņradi no protoniem un elektroniem, kā arī uzsūkt to. Būtībā tas ir tas, kas notiek degvielas šūnā — tās anodā un reversīvajā degšūnā. Savās degšūnās mēs izmantojam platīnu, daba to paveic ar visparastāko dzelzi. Šobrīd komandai ir izdevies imitēt šo te hidrogenāzes triku ar ūdeņradi. Tās ir lieliskas ziņas degšūnām — spēt to paveikt, neizmantojot platīnu.
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.
Formas spēks. Lūk, kuprvalis. Mēs zinām, ka uz šī vaļa spurām ir izaugumi. Šie izcilnīši patiesībā paaugstina efektivitāti. Piemēram, lidmašīnu spārnu efektivitāte pieaug par aptuveni 32%, kas ir kolosāls fosilās degvielas ietaupījums, ja vien mēs šādus izcilnīšus uzliekam spārnu malās. Krāsa bez pigmentiem. Šis pāvs rada krāsu, izmantojot spalvu struktūru. Gaisma plūst cauri un atstarojas no šiem slāņiem. To sauc par plānkārtiņu interferenci. Iedomājieties produktus, kas spētu pašorganizēties un kuru virsējie slāņi, rotaļājoties ar gaismu, radītu krāsu. Iedomājieties, ja mēs spētu radīt virsmas, kas pašattīrītos ar ūdeni vien. Tieši tā to dara lapa. Redzat šo pietuvināto attēlu? Tā ir ūdens lodīte, un tās ir putekļu daļiņas, un šis ir lotusa lapas pietuvināts attēls. Kāds uzņēmums ražo produktu vārdā Lotusan, kas, šai fasādes krāsai nožūstot, imitē pašattīrošās lapas izaugumus,
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.
ļaujot lietus ūdenim nomazgāt ēku. Ūdens būs mūsu lielais izaicinājums. Slāpju remdēšana. Lūk, divi organismi, kas prot iegūt ūdeni. Šī pa kreisi ir Namībijas vabole, kas iegūst ūdeni no miglas. Pa labi ir mitrene, kas ūdeni iegūst no gaisa un nemaz nedzer saldūdeni. Atdalīt ūdeni no Monterrejas miglas un Atlantas mitrā gaisa, pirms tas iekļūst ēkā, ir ļoti nozīmīgas tehnoloģijas.
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.
Ļoti svarīgas būs atdalīšanas metodes. Ja nu mums vairs nebūtu vajadzīgas raktuves? Ja nu mēs spētu atdalīt metālus no notekūdeņiem, šos nelielos metālu daudzumus ūdenī? To dara mikrobi — tie veido helāta savienojumus ar ūdenī esošajiem metāliem. Sanfrancisko ir uzņēmums „MR3”, kas imitē šo mikrobu molekulas filtros, lai iegūtu metālu rūdas no notekūdeņiem. Zaļā ķīmija ir ķīmija ūdenī. Mūsu ķīmija ir organiskie šķīdinātāji. Šajā attēlā redzami zirnekļa tīmekļa dziedzeri un tā radītais zīda pavediens. Vai nav skaisti? Zaļā ķīmija nozīmē nomainīt mūsu rūpniecisko ķīmiju ar dabas recepšu grāmatu. Tas nav vienkārši, jo daba izmanto vien nelielu daļu no periodiskās tabulas ķīmiskajiem elementiem. Mēs izmantojam visus, pat toksiskos. Saprast elegantās receptes, kurām vajadzīga vien neliela daļa ķīmisko elementu, un radīt tādus brīnumainus materiālus kā šī šūna ir zaļās ķīmijas uzdevums.
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.
Laikiestatīta noardīšanās. Iepakojums, kas ir labs tik ilgi, kamēr mums tas ir vajadzīgs, un tad kā uz mājienu sadalās. Šī ir šejienes ūdeņos sastopama gliemene. Pavedieni, kas to notur pie klints, ir laikiestatīti — precīzi pēc diviem gadiem tiek sāk sadalīties.
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.
Ārstēšana. Šis ir lielisks piemērs. Šis te mazulītis ir gauskājis. Mūsu problēma ir tā, ka vakcīnas visā pasaulē nenokļūst līdz pacientiem. Iemesls tam ir dzesēšanas iekārtu bojājumi — pārtrūkst tā dēvētā „aukstuma ķēde”. Puisis vārdā Brūss Rosners pievērsās gauskājim, kurš pilnībā izžūst, tomēr paliek dzīvs mēnešiem un gadiem ilgi un ir spējīgs sevi atjaunot. Viņš atrada veidu, kā izžāvēt vakcīnas, ievietojot tās kapsulās, kas veidotas no tāda paša cukura, kāds atrodams gauskāju šūnās. Tas nozīmē, ka vakcīnas vairs nav jādzesē. Tās tikpat labi var ielikt mašīnas cimdu nodalījumā. Mācīšanās no dzīvajiem organismiem — šī sesija ir par ūdeni — par dzīvajiem organismiem, kas spēj iztikt bez ūdens, no kuriem varam mācīties, kā izgatavot bez dzesēšanas uzglabājamu vakcīnu.
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.
Es nepaspēšu tikt līdz divpadsmitajam piemēram, taču pastāstīšu jums, ka vissvarīgākais, neskaitot visus šos pielāgojumus, ir fakts, ka šie organismi ir atraduši veidu, kā paveikt pārsteidzošo, vienlaikus parūpējoties par vietu, kurā augs viņu pēcnācēji. Iesaistoties priekšspēlē, viņi patur prātā, ko ļoti, ļoti svarīgu — sava ģenētiskā materiāla saglabāšanu arī pēc 10 000 paaudzēm. Tas nozīmē atrast veidu, kā paveikt savu darāmo, neizpostot vietu, kurā augs to pēcnācēji. Tas ir pats lielākais dizaina uzdevums. Par laimi ir miljoniem ģēniju, kas ir gatavi dalīties ar savām labākajām idejām. Veiksmi, sarunājoties ar tiem!
Thank you.
Paldies.
(Applause)
(Aplausi)
Chris Anderson: Talk about foreplay, I -- we need to get to 12, but really quickly.
Kriss Andersons: Runājot par priekšspēli, mums jātiek līdz divpadsmitajam, bet ļoti ātri.
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.
Dženīna Benjasa: Tiešām? K. A.: Jā, bet tādu kā 10 sekunžu versiju 10., 11. un 12. piemēram. Jūsu slaidi ir tik lieliski un idejas — tik lielas, ka es nevaru ļaut jums aiziet, neredzot 10., 11. un 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.
Dž. B.: Labi, uzlikšu šo... Labi, es to vienkārši paturēšu. Tātad, šis bija par ārstēšanu. Sajušana un atbildes reakcija. Atgriezeniskā saite ir ārkārtīgi būtiska. Šis ir sisenis. Vienā kvadrātkilometrā var būt 80 miljoni šo kukaiņu, un tomēr tie viens ar otru nesaduras. Mums ir 3,6 miljoni automašīnu sadursmju gadā. (Smiekli) Ja? Ņūkāslā ir sieviete, kura ir atklājusi, ka tas ir ļoti liels neirons. Tagad viņa mēģina atrast veidu, kā izgatavot elektrisko shēmu sadursmju novēršanai, balstoties uz šo lielo siseņa neironu.
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.
11. piemērs ir ārkārtīgi svarīgs — auglības veicināšana. Tas nozīmē lauksaimniecību, kas uzlabo auglību. Mums jāveicina auglība, jā, mēs iegūstam arī pārtiku, jo mums jāpalielina šīs planētas kapacitāte radīt arvien vairāk un vairāk iespēju dzīvības uzturēšanai. Tieši to dara arī citi organismi. Kopumā tas ir tas, ko dara visas ekosistēmas — tās dzīvībai rada arvien vairāk un vairāk iespēju. Mūsu lauksaimniecība dara pretējo. Zemkopība, kas balstīta uz augsnes veidošanās principiem prērijā, lopkopība, kas balstīta uz to, kā savvaļas nagaiņu bari patiesībā uzlabo ganību stāvokli, pat notekūdeņu attīrīšana, kas balstīta uz to, kā purvs ne tikai attīra ūdeni, bet arī rada neticami kūsājošu auglību.
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.
Šis ir pavisam vienkāršs dizaina kopsavilkums. Tas izskatās vienkāršs, jo sistēma to ir atstrādājusi 3,8 miljonu gadu laikā. Tie organismi, kuriem neizdevās atrast veidus, kā uzlabot un padarīt jaukākas savas dzīvesvietas, vairs neeksistē. Šis ir divpadsmitais. Daba — šis ir tas noslēpums, šis ir tas burvju triks — daba rada apstākļus, kas sekmē dzīvību. Tā rada augsni, attīra gaisu un ūdeni, tā sajauc gāzu kokteili, kas mums vajadzīgs izdzīvošanai. Turklāt paveic to lieliskas priekšspēles laikā un apmierinot visu vajadzības. Tātad, tas viens otru neizslēdz. Mums jāatrod veids, kā apmierināt savas vajadzības, padarot šo vietu par Ēdeni.
CA: Janine, thank you so much. (Applause)
K. A. Liels paldies, Dženīna! (Aplausi)