BIOMĪMIKRIJAS FANTĀZIJAS

Piedāvāju ieskatu interesantākajās skolēnu idejās par biomīmikrijas iespējām.

Darbojoties projektā "Mācoties no dabas", skolēnu uzdevumi bioloģijas stundā bija:

• sameklēt dabas modeļus, kurus varētu izmantot,
• atrast pēc iespējas vairāk piemēru,
• attīstīt atrastās idejas, piemērot,
• novērtēt un pielāgot cilvēku vajadzībām,
• nebaidīties attīstīt pat vistrakākās idejas.

Pētāmais objekts dabā: Suņa mēle – antibakteriāla siekalu iedarbība uz brūcēm; sadziedē tās. Arī citi dzīvnieki laiza savas brūces. Lizocīms - sviedros, asinīs, asarās, siekalās un citos bioloģiskos šķidrumos esošs ferments, kas veicina baktēriju šūnapvalku sašķelšanu. Tas traucē baktēriju augšanu un vairošanos uz dzīvnieku ādas un gļotādas.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Pielietot šo metodi arī cilvēku ārstēšanā, brūču sadziedēšanā, jo arī cilvēka ķermeņa šķidrumi satur sugai raksturīgo lizocīmu.

Pētāmais objekts dabā: Dzīvnieku zemādas tauki. Saglabā siltumu zemās temperatūrās. Saglabā ķermeņa siltumu ūdenī.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Cilvēki, ziemas sezonai tuvojoties, arī varētu uzaudzēt biezāku „tauku mētelīti”. Mazāki enerģijas patēriņi nepieciešami apkurei. Sildās savos personīgajos tauku termosos – siltumizolatoros.

Pētāmais objekts dabā: Koka nomestās lapas satrūd, dodot minerālmēslojumu pašam kokam. Lašu dzīves ciklā vecāki nomirst pēc nārsta, dodot barības vielas mazuļu attīstībai.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Bezatkritumu māja. Enerģijas taupīšanas nolūkos un resursu taupīšanas nolūkos, vienas mājas radītos atkritumus, notekūdeņus tur pat mājā arī pārstrādā – kurināmajam, elektroenerģijas ražošanai, dzeramā ūdens vai tehniskā ūdens, varbūt pārtikas izejvielu iegūšanai utt.

Pētāmais objekts dabā: Feromoni – specifiskas organisma izdalītas vielas, ar kuru palīdzību dzīvnieki atrod piemērotākos pretējā dzimuma pārstāvjus sugas turpināšanai.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Demogrāfiskās situācijas atrisināšanai, ieviest tādas tehnoloģijas higiēnas preču ražošanā (šampūni, ziepes, dezodoranti u.c.), lai visas šīs ķīmiskās vielas nenomāktu cilvēka ķermeņa izdalītos feromonus un netraucētu tos sajust.

Pētāmais objekts dabā: Dzīvo organismu diennakts ritms. Aktivitātes saules gaismā. Tumsā – miegs un atpūta.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Cilvēku dienas un darba režīmu pakārtot dienas un nakts, gaismas un tumsas periodu nomaiņai. Maksimāli darbam un mācībām izmantot diennakts gaišās stundas tajos gadalaikos, kad to vairāk. Tas palīdzētu ietaupīt energoresursus, tos lieki nepatērējot dienas mākslīgai pagarināšanai.

Pētāmais objekts dabā: Dzīvnieku rozīšanās. Pēc ilgstoša sastinguma perioda dzīvnieki rozās, izstaipās, izkustina ekstremitātes. Veicinot organisma labāku apgādi ar skābekli, barības vielām, aizvada atkritumvielas, kas uzkrājušās šūnās.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Cilvēki ļoti daudz laika pavada mazkustīgi – TV, dators, lasot, rakstot, pārbraucot no vienas vietas uz citu. No dzīvniekiem patapināti stiepšanās un izstaipīšanās vingrojumi, kas nodrošinātu veselības uzturēšanu un cilvēka organisma kā sistēmas ilgtspējīgu darbošanos.

Pētāmais objekts dabā: Ķirzaka ataudzē nomesto asti.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Arī cilvēkiem ir reģenerācijas spējas – sadzīst pušumi, rētas. Attīstīt cilvēkiem reģenerāciju (iespējams, ģenētiski), lai cilvēks pats varētu ataudzēt kādu no zaudētajiem orgāniem – pirksti, roka, kāja, varbūt pat iekšējie orgāni.

Pētāmais objekts dabā: Dažām suņu šķirnēm, piemēram, zelta retrīvers, ir spēja saost vēža šūnu klātbūtni cilvēka organismā.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Izstrādāt sensorus, kas līdzīgi suņa degunam jau agrīnā stadijā spētu diagnosticēt ļaundabīgo audzēju cilvēka organismā. Tad, agrīni to konstatējot, savlaicīgi varētu uzsākt tā ārstēšanu.

Pētāmais objekts dabā: Dzīvnieki ēd, lai izdzīvotu. Patērē tik daudz barības, lai uzturētu organismu pie dzīvības un uzturētu tā pilnvērtīgas funkcijas. Dzīvnieki nav negausīgi – viņi paņem un patērē tik, cik nepieciešams.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Attīstīt vai kaut kā stimulēt (iespējams ģenētiski) šo principu cilvēkiem. Cilvēki ēd par daudz, saražo par daudz pārtikas, tam tiek iztērēti milzīgi resursi, tiek radīts arī liels piesārņojums ražošanas procesā. Uzkrāj milzīgas rezerves, kuras pēc tam iznīcina. Derētu gēns, kas dod komandu – pietiek!

Pētāmais objekts dabā: Augi fotosintēzē saražo paši sev nepieciešamās barības vielas enerģijas iegūšanai.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Cik labi būtu, ja cilvēki varētu baroties, kā augi – saules gaismā saražot sev nepieciešamo! Kaut vai neliels cilvēka ādas fragments varētu saturēt hlorofilu (būt zaļš) un fotosintezēt. Tā saražotu organismam nepieciešamo glikozi.

Pētāmais objekts dabā: Elektriskais zutis, dziļūdens organismi, kas rada elektrību, elektrisko izlādi, spīd.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Arī cilvēka organisms ražo elektrību nelielos daudzumos. Varētu to sakopot un kaut vai tik daudz, kā radīt gaismu nelielam lukturītim, kad jāpārvietojas tumsā.

Fantāzijas pasaulei nav robežu. 

Un viss jaunais ir labi aizmirsts vecais :)

Ja arī Tev rodas kāda ideja par to, ko mēs vēl varam mācīties no dabas - padalies!

BIOMĪMIKRIJA

Biomīmikrija ir jauna disciplīna, kas pēta dabas labākās idejas un pēc tam imitē šos paraugus un procesus, lai atrisinātu cilvēku problēmas.  

Un patiesi – daba jau veiksmīgi vairākus miljonus gadus ir radījusi dažādus pielāgojumus, kuri ir izrādījušies veiksmīgi. Tad kāpēc gan lai mēs šos veiksmīgos risinājumus neizmantotu arī savā labā? Vajag tik mācēt iemācīties saskatīt vajadzīgo!

Biomīmikrijai ir daudz kopīga ar citām biozinātnēm, kuras smeļas iedvesmu dabā, piemēram, bioniku, biomimētiku, bioinženieriju. 

Biomīmikrija nenodarbojas ar jau gatavu biomehānismu izmantošanu, bet gan tiecas radīt principiāli jaunus mehānismus, iedvesmojoties no dabas.

Biomīmikrija ir interdisciplināra zinātne, kurā, lai sasniegtu veiksmīgu rezultātu, piedalās visdažādāko jomu zinātnieki un inženieri: biologi, botāniķi, zoologi, antropologi, fiziķi, elektronikas un robotikas speciālisti, materiālu zinātnes pētnieki un militāro tehnoloģiju pārzinātāji utt. 

Pētāmais objekts dabā: Tauriņu, putnu un vaboļu spārnu krāsainais zaigojums rodas nevis no krāsu pigmenta, bet no to virskārtas nanostruktūras spējas atstarot dažādu garumu gaismas viļņus.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Šādu zaigojošu materiālu pieejamība ievērojami samazinātu krāsu pigmentu izmantošanas nepieciešamību tekstilindustrijā, kosmētikā un hologrammu ražošanā, tādējādi samazinātos toksisko vielu izmantošanas apjomi un būtu pieejami košāki un neizbalējoši krāsu toņi.

Pētāmais objekts dabā: Oda dzelonis ir viegli robots, kas padara tā dūrienu upurim nesāpīgu, radot minimālu nervu stimulāciju.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Medicīnā tiek ieviestas injekciju adatas, kas izgatavotas pēc oda dzeloņa parauga. Dūriena sāpes pacientiem.būšot mazākas.

Pētāmais objekts dabā: Tukāna milzīgais knābis ir pietiekami izturīgs, lai sašķeltu riekstus, un vienlaikus tik viegls, lai netraucētu putna lidojumam. Ežu un dzeloņcūku adatu struktūra ir ļoti vienkārša, tomēr tās ir apbrīnojami elastīgas un asas vienlaikus. Zirnekļa tīkla pavedieni ir piecas reizes izturīgāki un daudz elastīgāki par visaugstākās kvalitātes tēraudu.

Pielietojums cilvēka radītās sistēmās: Zinātnieki strādā pie jaunu supermateriālu izstrādes, kas aizstātu šobrīd izmantojamos materiālus, kuru ražošanā tiek izmantoti neatjaunojamie resursi.

Projekta "Mācoties no dabas" ietvaros sadarbojās dažādu mācību priekšmetu skolotāji - bioloģijas un veselības mācības, latviešu valodas un literatūras, mūzikas. Lai saprastu, kā darbojas kāds process dabā, vienā kompleksā sistēmā jāapvieno zināšanas visdažādākajās jomās.

Skolēnu uzdevums bija meklēt labākos dabas modeļus, kurus varētu izmantot. Mēģināt atrast pēc iespējas vairāk piemēru. Atdarināt atrastās idejas, attīstīt tās, piemērot, cik iespējams, savai iecerei; novērtēt savu ieceri – vai var to pielāgot savām vajadzībām, vai tā uzlabo dzīves kvalitāti. 

• Ko mēs varam mācīties no dzīvniekiem? Dzīvnieki zina, kā būt dabai draudzīgākiem.
• Daba kā veselības avots.
• Daba ar mums runā. Vajag tikai to mācēt sadzirdēt un saredzēt.
• Daba nevis kā resursu avots, bet gan dzīvību uzturošu lietu un parādību tīkls, kurā cilvēks ir tikai viena no šī tīkla daļiņām.

MĀCOTIES NO DABAS

Daba ir aizraujošas mācīšanās iedvesmas avots. 

Saskarsmē ar dabu iespējams atklāt, ka daba var būt padomdevējs, kas piedāvā jaunus iespaidus un sniedz iedvesmu netradicionāliem risinājumiem. Gatavi risinājumi rāpo, lido, elpo, dzīvo, aug, attīstās, mainās un pielāgojas mums apkārt nepārtraukti. Daba visas šīs funkcijas veic daudz labāk, efektīvāk un skaistāk, nekā to dara cilvēki. Viss, ko var izdomāt, jau sen eksistē dabā. Atliek vien izpētīt dabā pastāvošos mehānismus un apzināt to atbilstošu pielietošanu.

http://www.lessonsfromnature.org/lv/

http://www.lessonsfromnature.org/lv/images/stories/dalibskolas.pdf

Projektā "Mācoties no dabas" skolēniem ir dota iespēja attīstīt daudz dažādas nākotnes darbam nepieciešamas kompetences, tai skaitā radošumu, kritisko domāšanu un vērtēšanu. 

Nodarbību pamatā ir iespaidi no dabas un to pielietošana cilvēku dzīvē. Nodarbības sastāv no savstarpēji saistītām aktivitātēm, tādējādi nodrošinot daudzveidīgus mācību ieguvumus. Šajā projektā  mācību procesa centrā  ir skolēna mācīšanās, kas veidota uz atklājumiem  un nodrošina skolēnu līdzdarbošanos.

Iedvesmojoties no dabas, skolēni mācās veidot jaunus produktus, izmantojot biomīmikrijas risinājumus. 

Biomīmikrija - jauna zinātnes nozare, kas pēta veiksmīgākos dabas risinājumus un pēc tam tos imitē, lai rastu risinājumu dažādām cilvēku problēmām.