Bionika w ekonomiiCzas czytania: 9 min

Bionika, czyli co?

Bionika, nazywana również biomimetyką, zajmuje się badaniem działania organizmów oraz adaptowaniem ich zasad działania do automatyki, budownictwa, mechaniki czy innych działów techniki. Łukasz Kaczmarek, profesor Politechniki Łódzkiej, wyjaśnia:

Biomimetyka jest sztuką kopiowania rozwiązań technicznych i technologicznych będących codziennością świata przyrody. Niestety, nawet najwybitniejsze zespoły naukowców często przegrywają w konfrontacji z otaczającym nas światem. […] To pokazuje, jak daleko nam do doskonałości, ale przy determinacji daje nam to możliwość szybkiego rozwoju cywilizacyjnego¹.

Rozwój cywilizacyjny jest więc – zgodnie ze słowami prof. Kaczmarka – czynnikiem warunkowanym nowymi rozwiązaniami technologicznymi. Te rozwiązania zaś, w znacznie doskonalszej formie, są już obecne w przyrodzie, a rolą inżynierów i naukowców jest ich adaptacja do sfery techniki. Na wyższość rozwiązań przyrodniczych względem ludzkich wskazuje też zespół z Wydziału Inżynierii Mechanicznej Texas A&M University:

Naturamoże generować plazmę w cieczach bardziej wydajnie niż urządzenia zaprojektowane przez człowieka za pomocą elektryczności, akustyki lub światła².

Technologiczne exempla bioniki

Najprostszym przykładem rozwiązania bionicznego jest zapięcie na rzepy. George de Mestral, uznawany za wynalazcę rzepów syntetycznych, wpadł na pomysł ich skonstruowania, gdy czyścił sierść swojego psa z przyczepionych do niej owocostanów łopianu. Obserwacja haczyków łopianu pozwoliła mu na zastosowanie tego rozwiązania w krawiectwie³.

Także winglety, czyli zagięte końcówki skrzydeł samolotów, bazują na czymś, co przyroda „wynalazła” już dawno. Profesor Krzysztof Sibilski z Politechniki Wrocławskiej wyjaśnia: „Winglety zmniejszają opór powietrza, rośnie zasięg samolotu i zmniejsza się zużycie paliwa”⁴. Można uznać, że jest to wynalazek ukazujący geniusz inżynierii lotniczej, gdyż przekłada się na wymierne korzyści ekonomiczne oraz ekologiczne. Naukowiec zauważa, że „winglety to rozwiązanie podpatrzone u ptaków”⁵. W internecie można znaleźć wiele zdjęć przedstawiających orły lub myszołowy, które mają rozczapierzone pióra na końcach skrzydeł w trakcie szybowania, co zwiększa ich zwrotność i dynamikę oraz jest dla nich mniej kosztowne energetycznie. Natura „wynalazła” więc winglety, zanim powstał człowiek.

Obserwacja liści pozwoliła inżynierom z Northwestern University opracować sposób na ograniczenie oszraniania powierzchni szyb nawet o 60% wskutek samej tylko udoskonalonej struktury, bez użycia systemów dodatkowych (na przykład elektrycznego podgrzewania szyb).

Naukowcy z Georgia Institute of Technology zaprojektowali zaś urządzenia, które mogą być skutecznymi chwytakami do przedmiotów o różnorakich powierzchniach, a nawet można je wykorzystać do zawieszenia obrazu na ścianie. Rozwiązanie to jest zastosowaniem wiedzy o przyczepności łap gekona do różnych powierzchni⁶.

Przykładów bioniki jest naprawdę wiele. Ot, choćby termoregulacja zachodząca w organizmie człowieka. Obserwacja rozpraszania ciepła pozwoliła na zaprojektowanie mechanicznych systemów chłodzenia, między innymi procesora komputerowego i samochodowego silnika⁷. Warto jednak zwrócić także uwagę na dziedziny inne niż technika.

Bioniczne rozwiązania w ekonomii

Antonio i Hanna Damasio z Brain and Creativity Institute Uniwersytetu Południowej Kalifornii w artykule Exploring the Concept of Homeostasis and Considering Its Implications for Economics [Analiza koncepcji homeostazy i jej implikacji dla ekonomii] opublikowanym w czasopiśmie „Journal of Economic Bahavior & Organization”⁸ definiują pojęcie „homeostazy” oraz odnoszą je do ekonomii. Warto także zwrócić uwagę na wypływające z tekstu pośrednie implikacje dotyczące teorii inteligentnego projektu.

Autorzy zaznaczają, że termin „homeostaza” odnosi się do zdolności organizmów żywych do utrzymywania stałości pewnych parametrów wewnętrznego środowiska organizmu. Homeostaza to stan dynamicznej równowagi, która jest kontrolowana i regulowana zarówno na drodze humoralnej, jak i hormonalnej, immunologicznej oraz nerwowej. Homeostazę definiuje się jako podstawowy zautomatyzowany mechanizm regulacyjny w organizmach żywych. Pojawia się również sugestia, że ekonomia jest konstruktem opracowanym przez człowieka na wzór zaobserwowanej naturalnej homeostazy w organizmach żywych, a baczne przyglądanie się mechanizmom homeostazy pozwala na rozstrzyganie problemów ekonomicznych. Autorzy wspominają również, że homeostaza jest systemem złożonym, który reaguje na liczne zmienne i w każdym organizmie działa inaczej. Homeostaza, jako system zaprojektowany przez naturę, przewyższa systemy regulacyjne opracowane przez człowieka⁹, jak na przykład termostat, który – w przeciwieństwie do naturalnych układów homeostatycznych – tylko włącza się lub wyłącza i zawsze działa w taki sam sposób.

W dalszej części tekstu Antonia i Hanny Damasiów mowa jest o tak zwanych uczuciach homeostatycznych, czyli między innymi zmęczeniu, pragnieniu i głodzie. Mają one na celu doprowadzenie organizmu do wyrównania konkretnego deficytu, na przykład uzupełnienia płynów, zaopatrzenia organizmu w substancje odżywcze bądź odpoczynku. Wszystko to ukazuje, jak zorganizowanym procesem jest homeostaza. Nie obejmuje ona tylko wyrównywania potencjałów błon komórkowych czy regulacji osmotycznej, ale wpływa nawet na emocje i zachowania w taki sposób, aby doprowadzić organizm do prawidłowego stanu. Jest ona więc procesem zaprogramowanym w celu utrzymania organizmu przy życiu oraz w dobrym stanie zdrowia, nawet poprzez wpływanie na ludzką psychikę. Porównaniu zostają również poddane kontrola świadoma oraz kontrola homeostatyczna w odniesieniu do procesów życiowych i zachowań. Zauważa się, że kontrola świadoma bywa zawodna i szkodliwa, przez co nie dorównuje kontroli homeostatycznej, która zawsze dąży do zapewnienia organizmowi obiektywnych korzyści. I w tym miejscu można sformułować argument na rzecz projektu. Skoro kontrola świadoma, szczegółowo opracowana przez człowieka, bywa zawodna, to jak zaawansowana kontrola homeostatyczna mogłaby powstać w wyniku działania niekierowanych procesów ewolucyjnych?

Dalej w artykule analizowane są wady i zalety kontroli świadomej oraz regulacji homeostatycznej. Autorzy jednoznacznie ukazują kontrolę świadomą jako niedoskonałą, omylną i bardzo często szkodliwą, mogącą doprowadzić do wielu chorób. Regulacja homeostatyczna jest natomiast tak dobrze zorganizowana, że poprzez indukowanie różnorodnych procesów może naprawić szkody wyrządzone przez kontrolę świadomą. Skoro homeostaza jest doskonalsza niż systemy opracowane przez rozum człowieka, uprawnione wydaje się stwierdzenie, że została ona zaprojektowana przez jeszcze wyższą inteligencję ‒ autorzy tekstu jednak tego nie przyznają. Oni stosują personifikacje natury, która staje się „zaradna”, zdolna do „projektowania” i „próbuje kontrolować” niekorzystne zmiany¹⁰.

W ostatniej części natomiast przedstawione są implikacje płynące z idei homeostazy i uczuć homeostatycznych dla ekonomii oraz warunków socjokulturowych. Antonio i Hanna Damasio zauważają, że modele ekonomiczne oparte na mechanizmie „niewidzialnej ręki rynku” mają wątpliwą skuteczność i ważne są takie czynniki, jak świadomość oraz intelekt, które kierują tym mechanizmem. Według nich konstrukt ten można powiązać z życiem w świecie bezmyślnych bakterii, jednak w odniesieniu do życia takich istot jak człowiek sama „idea niewidzialnej ręki jest nieco zniekształcona”¹¹. Stosując w tym przypadku analogię do ewolucji, można stwierdzić, że „niewidzialna ręka” ‒ czyli dobór naturalny ‒ jest sama w sobie zdeformowana i wykazuje się wątpliwą skutecznością, a do prawidłowego działania procesy ewolucyjne potrzebują udziału świadomości oraz intelektu, czyli jednym słowem – inteligencji. W podsumowaniu tekstu pojawia się zalecenie, że aby dobrze kierować procesami ekonomicznymi, należy szczegółowo badać przebieg biologicznej regulacji życia.

Podsumowanie

Opieranie wiedzy ekonomicznej czy technologicznej na zjawiskach występujących w naturze wyraźnie pokazuje, że człowiek poszukuje w przyrodzie projektu, który mógłby zastosować w innych dziedzinach życia. Obserwacja i kopiowanie szczegółów budowy organizmów żywych mają coraz większe zastosowanie w technice, ale mogą mieć też znaczenie na przykład w ekonomii. Przyroda jest pionierem rozwiązań technologicznych gwarantujących między innymi oszczędność energii lub lepszą funkcjonalność urządzenia. Rozwiązania natury są z reguły doskonalsze od projektów ludzkich, co pozwala sądzić, że nie są one dziełem niekierowanych procesów, lecz inteligencji, która znacznie przewyższa ludzką. Można uznać, że bionika zapewnia dodatkowe wsparcie dla argumentacji na rzecz istnienia projektu w przyrodzie.

Bartosz Bagrowski

Źródło zdjęcia: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 10.07.2020

Literatura:

1. Damasio A., Damasio H., Exploring the Concept of Homeostasis and Considering Its Implications for Economics, „Journal of Economic Behavior & Organization” 2016, Vol. 126, Part B, s. 125–129 [dostęp 23 VI 2020].
2. Evolution News, Applied Intelligent Design: Engineers Know Engineering When They See It, „Evolution News & Science Today” 2020, May 29 [dostęp 23 VI 2020].
3. Evolution News, ID-Friendly Biomimetic Research Continues Apace, „Evolution News & Science Today” 2019, December 3 [dostęp 23 VI 2020].
4. Kaczmarek Ł., Biomimetyka – przyroda, która kreuje technologie, „Blog Politechniki Łódzkiej” 29 października 2018 [dostęp 23 VI 2020].
5. Sibilski K., Walków M., Dlaczego niektóre samoloty mają zagięte końcówki skrzydeł? Wyjaśniamy, „Business Insider” 23 kwietnia 2020 [dostęp 23 VI 2020].
6. Swearingen J., An Idea That Stuck: How George de Mestral Invented the Velcro Fastener, „The Vindicated” [dostęp 23 VI 2020].
7. Tang X., Staack D., Bioinspired Mechanical Device Generates Plasma in Water via Cavitation, „Science Advances” 2019, Vol. 5, No. 3, eaau 7765 [dostęp 23 VI 2020].