创新时代：我们为什么需要重视自然？

来源:新智囊
关键字:大自然,苍蝇,仿生学
发布时间:2016-01-11 18:15

　　谁预见到了趋势并且沿着趋势努力提供产品和服务，谁就能够在未来获益。仿生学已经带来了很多财富并提供了很多机会，现在它比以往任何时候都能创造更多的财富、解决更多的问题。

　　大自然经常会展示出令人炫目的高超技艺，而这些技艺背后隐藏的工程学原理远远超过人类所取得的成就。

　　再小的身躯，也有大大的能量！

　　苍蝇是一种非常令人生厌的生物，不管在世界的哪个角落，它们都能随意落在烧烤或野餐的食物上，但是它们身体所表现出的空气动力学性能绝对是大自然的杰作。它们的飞行轨迹宛如空中的法拉利轿车，即便是顶级航空工程师，也能从苍蝇身上学到很多东西，更不用说我们这些凡人了，然而我们还在竭尽所能将它们从我们的烤肠上轰走。加州理工学院的迈克尔·迪金森研究员很想弄明白这些扫兴的小东西是如何轻而易举躲开人们的拍打的。超级慢动作相机显示，当他试图拍死苍蝇时，“它们就像在跳标准的芭蕾，腿和身体所形成的位置能让它们在感到威胁时跳起，并把身体推出去”。整个过程就在刹那间完成。苍蝇的脑袋类似罂粟籽的形状，能够察觉到威胁及其来源方向，还能计算出最佳逃跑路线，通过脚尖的旋转，跳到安全的地方——所有的动作只需1/10秒。迪金森把他的研究对象称作“了不起的机器——可能是地球上最精致的飞行装置”。迈克尔·迪金森的研究用处很大，能引导汽车、飞机或者直升机，避免相撞，或者应用到安全带上，当发生撞车事故时，不论冲撞力来自哪个方向，都能躲开直接的撞击。

　　仿生学里的巨大潜能

　　一项对全世界专利数据库的研究报告显示，1985—2005年的20年间，因受仿生学启发而出现的发明数量增长了93倍，而且从那以后，发明的数量有增无减。有人认为，仿生学相对于传统技术而言，收益惊人，所以此后的30年中，仿生设计技术将全面取代原有技术，创造出更多的机会，带来更多的诚信财富，地球也将更健康地发展。

　　仿生学在当今时代不但适用性强，而且拥有深厚的基础：如果一种动物或植物拥有较强的应变能力，它就能生存下来，并且随着时间的推移变得更能适应其自身的生态位。现今，科技设备的复杂程度日渐提高，我们能更精确地研究自然界的运作方式，从而借助这些方法解决我们棘手的难题。

　　仿生学应用于商业有过很多成功的先例，其中一个比较著名的就是粘扣带，它的发明者是一个瑞士人，名叫乔治·德·梅斯特拉尔。1941年，他在阿尔卑斯山徒步旅行时，发现苍耳的芒刺总是粘到他的袜子和他爱狗的毛发上，这个问题让他很头疼。后来他用显微镜观察，发现了这种钩和毛的结构，并使用这种结构创造了粘扣带。

　　当代的仿生学应用远不只对自然界形状的模仿，还包括系统性的设计和处理问题的步骤。当今世界，来自各所大学和研究机构的科学家以及工程师都在不断完善这些方法。

　　无论是哪种处理过程，首先都要明确我们需要解决什么问题，其次确定该问题是与外形有关，还是与功能有关，抑或与生态系统有关。接下来我们要问，哪种动物、哪种植物或哪种大自然的处理方法能最有效地解决类似问题，比如说，几名工程师正在设计照相机镜头，他们在扩宽镜头广角的时候受到了蜜蜂眼睛的启发，因为蜜蜂的视野所能覆盖的范围异常惊人，达到头部面积的5/6，也就是300度。

　　这个过程反过来依然有效，人们在研究某种动植物或生态系统得以生存的独特做法之后，可以进行逆向操作。德·梅斯特拉尔对附着在袜子上且难以去除的苍耳芒刺进行了研究，这也成为逆向工程学利用自然界有益现象进行研究的早期范例，同时研究人员也对壁虎的倒挂能力和顺着窗户上下垂直爬行的能力着迷，这些研究最终都落实到了产品上，研发出多种创新性黏合剂产品和绷带产品。

　　各类设计只要立足于仿生学，都能带来一系列经济效益。因为大自然在几十亿年中已经进行了几万亿次极其严酷的对比实验，能够成功流传下来的设计理念在节能方面远比我们在过去几百年中的发明创造更为显著。大自然只利用局部资源做改进，所以几乎不需要运输，也就不会有运输方面的能耗。在制造环节，大自然的设计成本远低于传统设计的成本，因为它不会浪费资源。比如，纳米技术就反映了大自然的一个制造原则，它一次仅制作一个分子，也就意味着没有任何多余的边料或浪费。大自然也不会污染自身，所以它在合成化学物方面，会采用对生态系统而言无毒的方式。绿色化学是仿生学的一个分支，主要指的是采用无害原则的分学科，它的创作源泉很宽泛，从医药到清洁用品，再到工业分子不等，所有这些都绝对环保。我们通过研究大自然处理材料的方式，让旗下的帕克斯风扇公司受益匪浅，公司的风扇产品体积更小、重量更轻，但性能更优。

　　最后，大自然还能够循环利用它所创造的一切。地球上的所有生物都生活在一个完整且闭合的生物链当中，每个部分都是一种资源，每个部分都能循环利用——这也是维持可持续发展最为根本的要素之一。基于上述因素，正如一位知名风险投资人所言，仿生学将成为21世纪特有的产业模式，这一令人神往的新兴领域正在崛起，而且毫无疑问将在社会各个领域显现威力。

　　不管是电子鼻、受河马启示研制的防晒霜，还是双翼能折叠的飞机以及其他设备，在全世界范围内的试验中，不断涌现仿生学发展的非凡机遇。在《创新启示》一书中，介绍的大部分技术或者发明都尚未完成商业化进程。就像保罗·史塔曼兹或布伦特·康斯坦茨一样，大学里的研究员有时候会摇身一变成为一名企业家，然而，并不是所有教授都想成为商人，正因如此，大多数学校都设置了一些部门来做协调工作，通过这些部门把学校里的技术或者科研成果推广到校园外那些想开发运用这种技术的公司中。或者说，公开发布的科研成果启发思想上的创新者，深挖技术，再去学习涉及这个主题的其他知识，最终创造出新产品。不管采用哪种方式，每个生物启示的想法从实验室走向市场都需要投入大量资金。创新的想法到底是发生在仿生学领域，还是其他领域，这个问题无关紧要，因为融资的游戏规则相同，借用我们犬类同伴的做法，有时就像是狗与狗之间为了抢食而进行的残酷竞争。

　　谁预见到了趋势并且沿着趋势努力提供产品和服务，谁就能够在未来获益。在这种情况下，趋势就显得非常清晰，仿生学已经带来了很多财富并提供了很多机会，现在它比以往任何时候都能创造更多的财富、解决更多的问题。大多数自然原理尚未确认，更未被应用，所以知识产权的创造、新的加工工艺以及化学和材料学的突破性进展的潜力很大，整个行业的全面变革无可避免。

　　科学家们已经确认，地球上有200多万种生命体，也有一些人估算生命体的总数超过了1亿。面对生命的挑战，每个物种都经历了成百上千次抉择，最后摸索出了最优的进化方式，从而发展至今，而这些做法都能应用到企业发展和解决人类存活所面临的切实问题上。大自然不断为生命创造有益条件，再加上对资源的零污染和平衡使用，自身也变成一片纯净、环保和可持续发展的沃土。紧跟大自然的发展轨迹，我们一定能够获取更多的财富，并维持经济更为可持续的发展，在保护地球的同时还不会浪费额外的资源。仿生学如何影响当今的商业模式，个人和企业又如何从产业的快速增长中获益，这正是大自然带给你的创新启示。