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)
To ekscytujące być tutaj, na konferencji zatytułowanej „Inspirowane Naturą” – możecie sobie wyobrazić. Jestem także podekscytowana przydzieleniem do sekcji gry wstępnej. Zauważyliście, że nazwa tej sekcji to gra wstępna? Ponieważ będę mówić o moim ulubionym stworzeniu, którym jest perkoz wielki. Nie przeżyliście wiele, jeśli nie widzieliście perkozów wykonujących swój taniec godowy. Byłam nad Jeziorem Bowmana w Parku Narodowym Glacier, które jest długim, wąskim jeziorem kryjącym w swym wnętrzu coś w rodzaju odwróconych gór; mój partner i ja mieliśmy łódź wiosłową. Wiosłowaliśmy więc i pojawił się jeden z tych perkozów. Jeśli chodzi o ich taniec godowy, dwa perkozy, partnerzy, schodzą się razem i zaczynają biec pod wodą. Przebierają w wodzie nogami, szybciej, i szybciej, i szybciej, dopóki nie zaczną poruszać się tak prędko, że dosłownie wznoszą się nad wodę i stają pionowo, przebierając nogami po jej powierzchi. Jeden z tych perkozów zbliżył się, kiedy wiosłowaliśmy. Byliśmy w łodzi, i poruszaliśmy się naprawdę szybko. I ten perkoz, jak sądzę, wziął nas błędnie za potencjalnego partnera i zaczął biec po wodzie obok nas w tańcu godowym – przez wiele mil. Zatrzymywał się i znowu zaczynał, znowu zatrzymywał, i znowu zaczynał. Oto prawdziwa gra wstępna. (Śmiech)
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.
W tym momencie prawie zmieniłam gatunek. Najwyraźniej życie może nas czegoś nauczyć w dziedzinie rozrywki. Życie może nas wiele nauczyć. Ale dziś chciałabym opowiedzieć o tym, czego życie może nauczyć nas w dziedzinie technologii i projektowania. O tym, co się wydarzyło od chwili ukazania się książki, która traktowała o badaniach nad biomimikrą. Od tej pory architekci, projektanci, inżynierowie – ludzie, którzy tworzą nasz świat – zaczęli dzwonić i mówić: chcemy, żeby za stołem do projektowania zasiadł biolog i pomógł nam znaleźć inspirację w czasie rzeczywistym. Albo – co jest dla mnie prawdziwą zabawą – chcemy, żebyś zabrała nas na zewnątrz, do świata natury. Pojawimy się z projektanckim wyzwaniem i znajdziemy mistrzów adaptacji w świecie przyrody, którzy będą mogli nas zainspirować.
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.
To jest zdjęcie z wycieczki na Galapagos, które zrobiliśmy razem z inżynierami rafinerii płynnych odpadów; oni oczyszczają ścieki. Niektórzy z nich byli bardzo niechętni tej wyprawie. Na samym wstępie zakomunikowali nam: my już stosujemy biomimikrę Używamy bakterii do czyszczenia naszej wody. A my odpowiedzieliśmy: no cóż, to, co robicie, nie jest właściwie byciem zainspirowanym przez naturę. To jest bio-przetwarzanie, technologia wspomagana procesami naturalnymi: używanie organizmu do oczyszczania waszych ścieków jest przestarzałą technologią zwaną „udomowieniem”. To jest uczenie się czegoś, przejmowanie pomysłu od organizmu i zastosowanie go. Ale oni nadal nie rozumieli.
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.
Wybraliśmy się więc na spacer po plaży, a ja poprosiłam: przedstawcie mi jeden z waszych dużych problemów. Dajcie mi projektanckie wyzwanie, przeszkodę w procesie podtrzymywania środowiska naturalnego,która nie pozwala wam posuwać się dalej bez naruszania równowagi ekologicznej. Odpowiedzieli: osadzanie się, czyli nabudowywanie się minerałów wewnątrz rur. I dodali: minerały nabudowują się tak, jak u ciebie w domu. I wtedy ujście się zamyka i musimy przetykać rury toksynami albo je wykopywać. Jeśli znalibyśmy sposób, żeby powstrzymać to osadzanie się - a ja zebrałam trochę muszelek z plaży i zapytałam ich: czym jest osadzanie się? Co się znajduje wewnątrz waszych rur? Odpowiedzieli: węglan wapnia. A ja odparłam: to jest właśnie to, węglan wapnia.
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.
A oni o tym nie wiedzieli. Nie wiedzieli, że matryca muszli jest tworzona przez białka, i że następnie jony wody morskiej krystalizują się i tak powstaje muszla. Ten sam proces, bez udziału protein, odbywa się wewnątrz ich rur. Ale oni nie byli tego świadomi. Nie przez brak informacji, tylko przez brak integracji. Powodem było myślenie tunelowe, tkwienie w ograniczonym schemacie. Nie zdawali sobie sprawy, że to był ten sam proces. Jeden z nich przemyślał to i zapytał: jeśli to jest po prostu proces krystalizacji dokonujący się automatycznie na bazie morskiej wody, nagromadzenie, to dlaczego muszle nie mają nieskończonych rozmiarów? Co powstrzymuje osadzanie się? Dlaczego nie powiększają się nieprzerwanie? A ja odpowiedziałam: w ten sam sposób, w jaki wydzielają proteinę, która zapoczątkowuje krystalizację – wówczas oni się jakby nachylili – uwalniają proteinę, która powstrzymuje krystalizację. Nawiązuje to bardzo dokładnie do rosnącej powierzchni kryształu. Istnieje nawet produkt zwany TPA, który jest podobny do tej powstrzymującej wzrastanie proteiny, i jest on przyjaznym dla środowiska sposobem na powstrzymanie procesu osadzania się w rurach.
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.
To wszystko zmieniło. Od tej chwili nie można już było tych inżynierów ściągnąć z powrotem na łódź. Pierwszego dnia ulotnili się i wszystko, co robili, to: klik, klik, klik. Pięć minut później byli z powrotem na łodzi. Skończyliśmy. Wiecie, takie: już widziałem tą wyspę. Ale po tym zaczęli się czołgać dookoła. Nie przestaliby, nurkowaliby tak długo, jak długo byśmy im pozwolili. Uświadomili sobie ostatecznie, że gdzieś tam były organizmy, które już dawno rozwiązały problem, nad którym oni pracowali od początku swojej kariery.
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.
Uczenie się o świecie przyrody to jedno, uczenie się od świata przyrody – to jest istotny przeskok. Głęboka zmiana. Ci inżynierowie uświadomili sobie, że odpowiedzi na ich pytania są wszędzie, a oni muszą po prostu zmienić soczewki, przez które obserwują świat. 3,8 miliarda lat badań w warunkach naturalnych. Od 10 do 30 - Craig Venter prawdopodobnie powie wam, ile - ja sądzę, że istnieje o wiele więcej niż 30 milionów skutecznych rozwiązań adaptacyjnych. Ważne jest, że są to rozwiązania osadzone w kontekście. A tym kontekstem jest Ziemia – tym samym, w którym my próbujemy rozwiązać nasze własne problemy. Jest to zatem świadome naśladowanie geniuszu natury. To nie niewolnicze imitowanie – chociaż Al chciałby mieć tą samą fryzurę – to nie jest niewolnicza mimikra. To przejęcie zasad projektowania, geniuszu świata natury, i uczenie się z niego.
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.
W grupie, w której jest tak wielu ludzi związanych z IT, muszę wspomnieć o jednej rzeczy, o której nie zamierzam dziś mówić, tj. że wasza dziedzina przejęła bardzo wiele od żywych istot w kwestiach dotyczących oprogramowania. Istnieją komputery, które same się chronią, jak system odpornościowy, a my wykorzystujemy wiedzę dotyczącą regulacji działania genów i rozwoju biologicznego. Uczymy się też dzięki sieciom neuronowym, algorytmom genetycznym, obliczeniom ewolucyjnym. Wszystko to w aspekcie oprogramowania. Ale dla mnie interesujące jest, że nie przyjrzeliśmy się dokładnie temu. W mojej ocenie te maszyny nie są wysokim osiągnięciem technologicznym w tym znaczeniu, że w wodach Doliny Krzemowej znajduje się mnóstwo substancji rakotwórczych. Zatem sprzęt komputerowy wcale nie spełnia oczekiwanych standardów w odniesieniu do tego, co świat ożywiony uznałby za sukces. Czego więc możemy się nauczyć o produkowaniu nie tylko komputerów, ale i wszystkiego innego? Samolotu, którym przylecieliście, samochodów, krzeseł, na których siedzicie? W jak sposób projektujemy na nowo świat stworzony przez człowieka? Jeszcze ważniejsze, o co powinniśmy zapytać w ciągu najbliższych 10 lat? Życie dysponuje wieloma znakomitymi technologiami.
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.
Jak wygląda schemat? Kluczowe są trzy pytania. Jak życie tworzy rzeczy? Oto przeciwieństwo tego procesu; sposób, w jaki my to robimy. Zwie się „rozgrzej, uderzaj, obrabiaj” – tak nazywają to naukowcy zajmujący się materiałami. Jest to proces wykrajania rzeczy z góry na dół, w którym odpady stanowią 96 procent, a produkt tylko 4. Podgrzewasz, uderzasz pod wysokim ciśnieniem, używasz chemikaliów. „Rozgrzej, uderzaj, obrabiaj”.
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.
Świat ożywiony nie może sobie na to pozwolić. W jaki sposób natura tworzy rzeczy? W jaki sposób uzyskuje z nich to, co najlepsze? To jest pyłek geranium. Jego kształt umożliwia mu wirowanie w powietrzu z łatwością. Spójrzcie na ten kształt. Świat ożywiony dodaje informację do materii. Innymi słowy: strukturę. Daje jej informację. Dodając informację do materii nadaje jej także funkcję różną od tej, która jest obecna, gdy nie ma struktury. Wreszcie, w jaki sposób natura pozbywa się swych wytworów? Bo natura nie handluje rzeczami; nie ma obiektów w świecie natury, które byłyby oddzielone od systemu. Bardzo szybki konspekt. Czytam teraz więcej i więcej, śledzę wydarzenia i mogę powiedzieć że w dziedzinie nauk biologicznych pojawiają się niezwykłe nowości. Równocześnie słucham o wielu sprawach związanych z biznesem i dowiaduję się, jakie są jego największe wyzwania. Te dwie grupy nie rozmawiają ze sobą. Wcale.
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.
Co w świecie biologii może być przydatne w tym krytycznym momencie, co pomoże nam przebrnąć przez tą ewolucyjną dziurę, w której tkwimy? Spróbuję bardzo szybko przejść do punktu 12.
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.
To, co wydaje mi się ekscytujące, to nagromadzanie się. Teraz usłyszeliście o tym w kontekście nanotechnologii. Wracając do muszli: jest ona samoistnie nagromadzonym materiałem. Na lewo poniżej znajduje się zdjęcie perły-matki formującej się z morskiej wody. Jest to struktura złożona warstwowo - najpierw minerał, potem polimer – co sprawia, że jest ona bardzo twarda. Jest dwa razy twardsza niż nasza wysoko technologicznie rozwinięta ceramika. Ale naprawdę interesujące jest to, że w przeciwieństwie do naszej ceramiki wypalanej w piecu przemysłowym, powstaje ona w morskiej wodzie. Proces ten zachodzi we wnętrzu organizmu, w jego bliskości. Zaczynają to robić także ludzie – to jest Sandia National Labs; człowiek o nazwisku Jeff Brinker opracował metodę umożliwiającą zachodzenie samoistnie skupiającego się procesu programowania. Wyobraźcie sobie, że jesteśmy w stanie wytwarzać ceramikę w temperaturze pokojowej przez zwykłe zanurzanie substancji w płynie, wyciąganie jej i pozwalanie procesowi odparowywania na skupianie cząsteczek płynu razem, aby układały się w ten sam sposób, w jaki zachodzi wspomniana krystalizacja. Wyobraźcie sobie, że jesteśmy w stanie produkować wszystkie twarde materiały używając tej techniki. Wyobraźcie sobie, że rozpylamy na dachu poprzedników ogniwa fotowoltaicznego, ogniwa słonecznego, a komórki te spontanicznie się gromadzą, aby stworzyć warstwową strukturę, która zbiera światło.
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.
Ten przykład zainteresuje świat IT: bio-silikon. To jest okrzemka zrobiona z krzemianu [sól kwasu krzemowego; rodzaj minerału]. Silikon, który teraz wytwarzamy, jest częścią naszego problemu związanego z powstającymi w procesie produkcji układów scalonych substancjami rakotwórczymi – a to proces bio-mineralizacji, który próbuje się obecnie symulować. To pochodzi z Uniwersytetu Kalifornijskiego Santa Barbara. Spójrzcie na te okrzemki; to z pracy Ernsta Haeckela. Wyobraźcie sobie, że potrafimy – i podobnie, jest to proces wzorcowy, a krzepnięcie dokonuje się za pomocą płynnych technologii – wyobraźcie sobie, że uzyskujemy tą strukturę w temperaturze pokojowej. Wyobraźcie sobie, że potrafimy produkować doskonałe soczewki. Stworzenie po lewej to wężowidło; pokryte jest soczewkami, które ludzie z Lucent Technologies uznali za nieposiadające żadnych zniekształceń. To jedna z najbardziej doskonałych soczewek, jakie znamy. Jest ich tam wiele, pokrywają całe ciało tego organizmu. Interesujący jest ponownie fakt, że powstały przez nagromadzanie się. Kobieta o imieniu Joanna Aizenberg, z Lucent Technologies, uczy się obecnie, jak wytworzyć ten rodzaj soczewek w procesach angażujących niskie temperatury. Przygląda się także włóknom optycznym [światłowody]. Oto gąbka morska posiadająca włókno optyczne. Na dole, u podstawy, znajdują się włókna optyczne, które przewodzą światło lepiej niż nasze, ale można je związać w węzeł; są niesamowicie elastyczne.
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.
Oto kolejny wspaniały pomysł: CO2 jako materiał wsadowy. Geoff Coates z Uniwersytetu Cornella rzekł sam do siebie: rośliny nie postrzegają CO2 jako największej trucizny naszych czasów. To my go tak widzimy. Rośliny zajęte są wytwarzaniem długich skrobiowych i glukozowych łańcuchów z CO2. Znalazł on katalizator i tym samym sposób, aby stworzyć poliwęglan z CO2. Biodegradowalny plastik z CO2 - zainspirowany procesami zachodzącymi w roślinach.
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.
Przemiana energii promieniowania słonecznego - najbardziej podniecająca. Ludzie z Arizona State University naśladują schemat pobierania energii we wnętrzu bakterii purpurowej. Jeszcze bardziej interesujce jest to, że w ostatnich kilku tygodniach odkryto enzym zwany hydrogenazą, który potrafi zbudować wodór z protonów i elektronów. Potrafi też pochłaniać wodór – czyli odtworzyć to, co dzieje się w ogniwie paliwowym, w anodzie tego ogniwa i w odwracalnym ogniwie paliwowym. W naszych ogniwach paliwowych robimy to za pomocą platyny. Świat ożywiony używa zwykłego żelaza. Zespół właśnie dowiedział się, jak odtworzyć tą żonglującą wodorem hydrogenazę. To bardzo obiecujące – dokonywać tego bez platyny.
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.
Siła kształtu: oto wieloryb. Możemy zobaczyć, że płetwy tego wieloryba mają guzki. Zwiększają one wydajność, przykładowo, na krawędziach samolotu, o 32 procent. Jeśli umieścilibyśmy je na brzegach skrzydeł, byłaby to niezwykła oszczędność paliw pochodzenia mineralnego. Kolor bez barwników: ten paw tworzy kolor kształtem. Światło przechodzi, odbija się od warstw; nazywa się to interferencją cienkowarstwową. Wyobraźcie sobie, że jesteśmy w stanie doprowadzić do nagromadzenia się wytworów wykorzystując kilka ostatnich warstw bawiących się światłem w celu wytworzenia koloru. Wyobraźcie sobie, że potrafimy stworzyć taki kształt na zewnętrznej stronie powierzchni, który umożliwi samooczyszczanie się jedynie z użyciem wody. To właśnie potrafi robić liść. Widzicie to zdjęcie w zbliżeniu? To jest kulka wodna, a to są cząsteczki brudu. A to jest zdjęcie liścia lotosu w zbliżeniu. Pewna firma wytwarza produkt o nazwie Lotusan; kiedy farba na fasadzie budynku wysycha, imituje on wybrzuszenia powstające na samo-myjącym się liściu, w konsekwencji czego budynek zostaje umyty przez deszcz.
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.
Woda będzie naszym ogromnym wyzwaniem: gaszenie pragnienia. Mamy tutaj dwa organizmy, które odciągają wodę. Ten na lewo to chrząszcz namibijski pozyskujący wodę z mgły. Ten na prawo to równonóg – odsysa wodę z powietrza. Nie pije świeżej wody. Odciąganie wody z mgły w okolicach Monterey i z parnego powietrza Atlanty, zanim wniknie do wnętrza budynku, są kluczowymi technologiami.
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.
Niezwykle ważne staną się technologie separacyjne. Co Wy na to, jeśli powiedziałabym: koniec z górnictwem skał twardych? Co, jeśli bylibyśmy w stanie oddzielać metale od strumienia odpadów – małych ilości metalu w wodzie? Robią to mikroby, chelatują metale w wodzie [chelatowanie - proces wiązania pierwiastków metalicznych przez słabe kwasy organiczne]. Tutaj, w San Francisco, znajduje się firma o nazwie MR3, która utrwala miniaturowe repliki cząsteczek mikrobów na filtrach w celu eksploatowania strumieni odpadów. Ekologiczna chemia to chemia zachodząca w wodzie. My dokonujemy procesów chemicznych w organicznych rozpuszczalnikach. To jest zdjęcie kądziołków wydobywających się z pająka i jedwabiu, który formuje. Czyż to nie piękne? Ekologiczna chemia zastępuje naszą chemię przemysłową podręcznikiem przepisów natury. Nie jest to proste, ponieważ życie wykorzystuje tylko pewien podzbiór elementów z układu okresowego pierwiastków. A my używamy wszystkich, nawet tych toksycznych. Stworzenie pełnych wdzięku formuł, które używałyby tylko małego podzestawu pierwiastków i tworzyły cudowne materiały tak, jak robi to właśnie ta komórka, jest zadaniem ekologicznej chemii.
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.
Zsynchronizowany rozkład: opakowanie, które jest dobre, dopóki go potrzebujesz, i które rozpuszcza się na skinienie. Oto małż, którego możecie spotkać w tutejszych wodach. Nici, którymi przytrzymuje się skały, są zsynchronizowane – zaczynają się rozpuszczać dokładnie po dwóch latach.
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.
Oto interesujące zagadnienie: leczenie. Ten mały kolega tam w górze to niesporczak. Istnieje globalny problem dotyczący szczepionek, które nie docierają do pacjentów. Powodem jest to, że stałe utrzymywanie niskiej temperatury, czego wymaga ich przechowywanie, czasem się nie udaje; nazywa się to przerwaniem „zimnego łańcucha”. Człowiek nazwiskiem Bruce Rosner przyjrzał się dokładniej niesporczakowi, który potrafi całkowicie wyschnąć, a mimo to wciąż pozostać żywym przez wiele miesięcy i sam się zregenerować. Znalazł on sposób, aby pozbawić szczepionki wody – zamknąć je w cukrowych kapsułkach, takich samych jak te, które niesporczak ma w swoich komórkach – co oznacza, że szczepionki nie wymagają już zamrażania. Można je włożyć do schowka. Uczenie się od organizmów. Ta część poświęcona jest wodzie – uczenie się o organizmach, które potrafią obejść się bez wody, po to, aby móc stworzyć szczepionkę, która zachowuje swoje właściwości bez zamrażania.
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.
Nie dotrę do punktu 12. Ale powiem wam, że najważniejszą rzeczą, oprócz wszystkich tych przykładów przystosowania, jest to, że organizmy te odkryły sposób, aby dokonywać tych wszystkich niesamowitych rzeczy i równocześnie zatroszczyć się o otoczenie, w którym będzie żyło ich potomstwo. Kiedy uczestniczą w grze wstępnej, myślą o bardzo istotnej kwestii, a jest nią przetrwanie ich genetycznego materiału przez następne 10 000 pokoleń, licząc od teraz. A to oznacza znalezienie sposobu na robienie tego, co robią, bez niszczenia miejsca, w którym będzie żyło ich potomstwo. Oto największe wyzwanie projektanckie. Na szczęście, istnieją miliony geniuszy, którzy chętnie podzielą się z nami swoimi najlepszymi pomysłami. Powodzenia w rozmowach z nimi.
Thank you.
Dziękuję.
(Applause)
(Oklaski)
Chris Anderson: Talk about foreplay, I -- we need to get to 12, but really quickly.
Chris Anderson: Rozmowa o grze wstępnej, musimy szybko dotrzeć do punktu 12.
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.
Janine Benyus: Naprawdę? CA: Tak, taka 10-sekundowa wersja punktów 10, 11 i 12. Bo Twoje slajdy są takie cudowne, a pomysły takie wspaniałe; nie mogę cię wypuścić, zanim nie pokażesz nam reszty.
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.
JB: Dobrze, przytrzymam to. Świetnie. Więc to dotyczyło leczenia. Odczuwanie bodźców i odpowiadanie: feedback to wspaniała rzecz. To jest szarańcza. Może być ich ok. 80 mln na jednym kilometrze kwadratowym, a mimo to nie zderzają się ze sobą. A my wciąż mamy 3,6 mln wypadków samochodowych rocznie. (Śmiech) Właśnie. W Newcastle jest ktoś, kto odkrył, że jest za to odpowiedzialny bardzo duży neuron. A teraz ten ktoś pracuje nad tym, jak stworzyć zapobiegający kolizjom układ elektryczny w oparciu o ten wielki neuron u szarańczy.
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.
Numer 11 jest bardzo ważny – uprawa urodzajnej gleby. To oznacza sieć upraw żyznej gleby. Powinniśmy uprawiać urodzajną glebę. I oczywiście – jedzenie również. Ponieważ musimy wyhodować zdolność tej planety do tworzenia większych szans dla życia. I to jest właśnie to, co robią inne organizmy. Ogólnie, to jest to, co robi cały ekosystem: tworzy coraz więcej możliwości dla życia. Nasze rolnictwo uczyniło coś przeciwnego. Zatem, system upraw oparty na sposobie, w jaki preria buduje glebę, hodowla czerpiąca z przykładu stada kopytnego, którego obecność na rdzennym terenie wypasu poprawia jego stan. Nawet oczyszczanie ścieków płynnych wzorowane na metodzie bagna, które nie tylko czyści wodę, ale i osiąga w tym niesamowitą wydajność.
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.
To jest proste projektowanie w skrócie. To znaczy, wygląda na proste, ponieważ wypracował go system liczący ponad 3,8 miliarda lat. To oznacza, że tych organizmów, które nie były w stanie wpaść na to, jak polepszyć lub uatrakcyjnić swoje otoczenie, już nie ma i nie mogą nam nic powiedzieć. Oto numer dwunasty. Życie – i oto magiczna sztuczka – życie tworzy warunki sprzyjające życiu. Tworzy glebę, czyści powietrze, wodę, miesza koktajl gazowy, którego ty i ja potrzebujemy do życia. A robi to w samym środku wspaniałej gry wstępnej i wychodzenia naprzeciw potrzebom organizmów żywych. A zatem nie są to wzajemnie się wykluczające czynności. Musimy znaleźć sposób, aby zaspokajać nasze potrzeby, równocześnie czyniąc to miejsce rajem.
CA: Janine, thank you so much. (Applause)
CA: Janine, bardzo ci dziękujemy. (Oklaski)