Η μίμηση της φύσης για την κατασκευή βιομηχανικών προϊόντων έχει γίνει της μόδας τελευταία

Η μίμηση της φύσης για την κατασκευή βιομηχανικών προϊόντων έχει γίνει της μόδας τελευταία, από “σούπερ” κόλλες που μιμούνται τα πόδια της σαύρας μέχρι “αεροδυναμικά” μαγιό που μιμούνται το δέρμα του καρχαρία. Τώρα, οι επιστήμονες έκαναν ένα ακόμα πιο τολμηρό βήμα, καθώς (ανενδοίαστα!) παίρνουν ιδέες από την κοινή… γλίτσα -και πιο συγκεκριμένα από τους μυξομύκητες της μούχλας- για το πώς να σχεδιάζουν καλύτερα επίγεια δίκτυα συγκοινωνιών ή πιο αποτελεσματικά ασύρματα δίκτυα τηλεπικοινωνιών – και μάλιστα με μικρότερο οικονομικό κόστος. Πρόκειται για τα λεγόμενα “δίκτυα βιολογικής έμπνευσης”, τα οποία προκύπτουν μέσα από αυτό-οργάνωση και όχι κεντρικό έλεγχο.

Όλο και πιο συχνά οι σχεδιαστές αντιγράφουν την φύση και αξιοποιούν τις λύσεις που έχουν δώσει εκατομμύρια (αν όχι δισεκατομμύρια) χρόνια εξέλιξης, προκειμένου να δημιουργήσουν πιο “έξυπνα” προϊόντα και υπηρεσίες. Το τελευταίο και πιο ακραίο δείγμα έρχεται από μια ομάδα ιαπώνων ερευνητών υπό τον Ατσούσι Τέρο του πανεπιστημίου του Χοκάιντο, σε συνεργασία με το βιολόγο Μαρκ Φρίκερ του πανεπιστημίου της Οξφόρδης, οι οποίοι, προκειμένου να σχεδιάσουν ένα πιο αποτελεσματικό σιδηροδρομικό δίκτυο για την μεγάλη μητρόπολη του Τόκιο και τα προάστιά της, κατέφυγαν στην ταπεινή…γλίτσα, η οποία δημιουργείται από ασυνήθιστους οργανισμούς (Physarum Polycephalum), που δεν είναι ακριβώς ούτε ζώα, ούτε φυτά, ούτε μύκητες. Εμφανισιακά μοιάζουν με τις αμοιβάδες, καθώς μια μεμβράνη περιβάλλει ένα πρωτόπλασμα και πολλαπλούς πυρήνες.

Ο συγκεκριμένος οργανισμός προτιμά συνήθως υγρά και σκοτεινά εδάφη σε δάση, όπου αναζητά τροφή, κυρίως βακτήρια. Καθώς αναπτύσσεται, δημιουργεί δίκτυα με διάμετρο μέχρι 25 εκατοστά. Η τάση του, όταν επεκτείνεται, να φτιάχνει νέες διακλαδώσεις και αλληλοσυμπλεκόμενους κόμβους (με σκοπό την μεταφορά της τροφής), που μοιάζουν με το δίκτυο των γραμμών ενός μετρό ή άλλου συγκοινωνιακού δικτύου, είναι αυτή που τράβηξε το ενδιαφέρον των μηχανικών.

Οι ερευνητές, οι οποίοι παρουσίασαν τη σχετική εργασία τους στο περιοδικό Science, σύμφωνα με το BBC και τον “Εκόνομιστ”, έβαλαν πάνω σε μια επιφάνεια χάρτη τον μυξομύκητα στη θέση του υποθετικού Τόκιο και σκόρπισαν γύρω του την αγαπημένη του τροφή (νιφάδες βρώμης) σε 36 περιμετρικά σημεία, τα οποία αντιπροσώπευαν τις πόλεις γύρω από το Τόκιο. Μετά κάθησαν και… περίμεναν να δουν τι θα γίνει και πώς ο μύκητας θα “συνδέσει” τις “πόλεις” σε ένα “δίκτυο” που θα έφτιαχνε για να φάει την τροφή του.

Μετά από στενή παρακολούθηση, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι πολλές από τις συνδέσεις που δημιουργήθηκαν σε διάστημα 26 ωρών, έμοιαζαν όντως σε εντυπωσιακό βαθμό με το τωρινό σιδηροδρομικό δίκτυο γύρω από την ιαπωνική πρωτεύουσα. Ο μυξομύκητας δημιούργησε ένα πολύπλοκο δίκτυο με τις κοντινότερες δυνατές συνδέσεις και, επιπλέον, έφτιαξε πρόσθετες συνδέσεις σε περίπτωση που κάποια από τις βασικές είχε πρόβλημα (πράγμα πολύ χρήσιμο σε ένα πραγματικό συγκοινωνιακό δίκτυο). Οι επιστήμονες δεν μπορούν να καταλάβουν με ποιο τρόπο ο απλός αυτός οργανισμός “ξέρει” που και πώς να δημιουργήσει ένα τόσο αποδοτικό δίκτυο.

Το Δεκέμβριο του 2009, είχε προηγηθεί ένα ανάλογο πείραμα, πάλι με μύκητες της μούχλας, από τους ερευνητές Άντριου Ανταμάτσκι και Τζεφ Τζόουνς του βρετανικού πανεπιστημίου West of England, οι οποίοι επίσης κατέφεραν να δείξουν ότι οι οργανισμοί αυτοί μπόρεσαν να “σχεδιάσουν” το οδικό δίκτυο της Βρετανίας με αξιοσημείωτη ομοιότητα με το υπάρχον! Στην περίπτωση αυτή, η τροφή είχε τοποθετηθεί στα σημεία του χάρτη που αντιπροσώπευαν τις μεγαλύτερες βρετανικές πόλεις και ο μυξομύκητας τις “συνέδεσε” μια χαρά με το “δίκτυο” του, καθώς επεκτάθηκε για να αποκτήσει το φαγητό του.

Ο πρωτοπόρος σε αυτές τις έρευνες ήταν ο μαθηματικός βιολόγος Τοσιγιούκι Νακαγκάκι του πανεπιστημίου Χοκάιντο, ο οποίος το 2000 ανακάλυψε ότι ο οργανισμός Physarum Polycephalum μπορεί να βρει τον πιο σύντομο δρόμο σε ένα λαβύρινθο, όταν ψάχνει για την τροφή του. Για την ανακάλυψή του αυτή πήρε και το “εναλλακτικό” επιστημονικό βραβείο Ig Nobel.

Φυσικά, ούτε οι βρετανοί, ούτε οι ιάπωνες επιστήμονες εννοούν να αφήσουν το σχεδιασμό ενός συγκοινωνιακού δικτύου στα… χέρια της γλίτσας, όμως παίρνουν ιδέες για το πώς μπορούν να επιτρέψουν την πιο “έξυπνη” οργάνωση των δικτύων. Ο στόχος τους είναι τώρα να αποτυπώσουν σε ένα μαθηματικό και υπολογιστικό μοντέλο τη συμπεριφορά της γλίτσας για να τους βοηθάει έμπρακτα στο σχεδιασμό…

Πηγή: (ΑΠΕ-ΜΠΕ)