ביומימטיקה

ביומימטיקה או ביומימיקרי (מיוונית, הלחם המילים ביוס, βίος שמשמעותה חיים ומימטיקה μίμησις/μιμεîσθαι שמשמעותה חיקוי) היא ענף בעולם המדע המחקרי, בעיקר בתחומי הביולוגיה, כימיה והפיזיקה, החוקר את אופן פעילותו של הטבע על מנת לחקותו לצורך פתרון בעיה אנושית.

תהליכים אבולוציונים הובילו לפיתוח מנגנונים המאפשרים לצמחים ובעלי חיים להתאים את עצמם לסביבתם, לדוגמה מבנה גוף הציפור לתעופה, מבנה הקקטוס לאזור גידול יבש ומדברי. פיתוח בהשראת אותם מנגנונים מהווה בסיס לתחום.

ההתפתחות הטכנולוגית מאפשרת למדל באופן ממוחשב את אותם מנגנונים ביולוגים כימיים ומכניים, כולל מבנים מיקרוסקופיים ומולקולריים.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

ניתן למצוא במיתולוגיה היוונית את השימוש בביומימטיקה, בסיפורם של דדלוס ואיקרוס אשר נמלטו מהמגדל בו נכלאו בעזרת כנפי ציפור המדובקות בשעווה. אחת מעבודות הביומימטיקה המתועדות המוקדמות ביותר היא עבודתו של לאונרדו דה וינצ'י על תעופה מלאכותית.

את המונח ביומימטיקה טבע המהנדס והביופיזיקאי האמריקאי אוטו שמידט במהלך שנות ה-50 של המאה ה-20. במהלך מחקר הדוקטורט שלו פיתח שמידט את "טריגר שמידט" על ידי חקר מערכת העצבים של דיונונים בניסיון לתכנן מכשיר שהעתיק את המערכת הביולוגית של התפשטות העצבים (nerve propagation). שמידט המשיך להתמקד במכשירים המחקים את המערכות הטבעיות ועד 1957 הוא העלה דעה מנוגדת להשקפה המקובלת של הביופיזיקה באותו הזמן, השקפה שתיקרא "ביומימטיקה".

ב-1960 טבע ג'ק סטיל מבסיס חיל האוויר רייט-פטרסון בדייטון, אוהיו בו עבד גם אוטו שמידט, מונח דומה - ביוניקה. סטיל הגדיר את המונח ביוניקה כמדע המערכות שתפקודן מועתק מהטבע או מערכות המייצגות תכונות של מערכות טבעיות.

בשנת 1969 המונח "ביומימטיקה" הובא לשימוש ככותרת לאחד ממאמריו של שמידט וב-1974 מצא המונח את דרכו למילון ובסטר.

בשנת 1997 ג'נין מ. בניוס הוציאה לאור ספר בתחום בשם "Biomimicry: Innovation Inspired by Nature". ב-2006 ייסדו ג'נין בניוס ובריוני שוואן (Bryony Schwan) את "המכון לביומימיקרי" (The Biomimicry institute)^[1] להטמעת נושא הביומימטיקה במערכות חינוכיות ובתוכניות חינוך. ב-2007 השיק האתר את מנוע החיפוש AskNature,^[2] המתפקד כספרייה אלקטרונית של ידע על מנגנונים ביולוגיים שונים שנאספו לאורך השנים. כמו כן הוא מכיל סיפורי המצאות בהשראת חלק מהמנגנונים.

בשנת 2007 גן החיות של סן דייגו בארצות הברית החל בתוכנית ביומימיקרי.^[3]

ביומימטיקה בישראל[עריכת קוד מקור | עריכה]

בשנת 2008 הוקם "ארגון הביומימיקרי הישראלי"^[4] על ידי דוקטור יעל הלפמן כהן ודוקטור דפנה חיים-לנגפורד. הארגון פועל בשיתוף משרד החינוך ללא מטרות רווח במטרה להעלות את המודעות ולחשוף את הציבור הישראלי לנושא. יחד עם יחידים וחברות מהתעשייה, גורמי רשויות והאקדמיה, הארגון מפעיל פרויקטים התנדבותיים, מעביר קורסים, ומקיים כנסים המהווים במה לחשיפת מנגנונים ביולוגיים בעלי פוטנציאל הנדסי-יישומי, לצד מחקרים ופיתוחים ביומימטיים.

בשנת 2011 הספארי ברמת גן התחיל להציע תוכני ביומימיקרי לקהל הרחב. חלק ממחיצות הזכוכית בגן ובבריכת הפינגווינים בנויות בהשראת פרח הלוטוס.^[5]

בשנת 2014, הוקמה בבית הספר ללימודי הסביבה ע"ש פורטר באוניברסיטת תל אביב מעבדה לביומימיקרי.^[6] בראשה עמדו פרופ' יורם רייך, ד"ר יעל הלפמן כהן ופרופ' יהודה בניהו. נכון לשנת 2020 המעבדה לא פעילה.

בשנת 2019 הוקמה בבית הספר להנדסה מכנית באוניברסיטת תל אביב מעבדה חדשה לביומימטיקה, בראשות ד"ר בת-אל פנחסיק.

דוגמאות[עריכת קוד מקור | עריכה]

שיפור יכולות אווירודינמיות של כלי טיס באמצעות תצפית על מעוף הציפורים ושימושן בכנפיהן.
חיקוי את תנועת המפרקים האנושית אצל רובוטים.
חיקוי אקולוקליזציה של עטלף לניווט בחשיכה לטובת בעלי ליקויי ראייה.
קורי העכביש נחשבים חזקים ביותר ונעשו ניסיונות לייצר אותם באופן סינתטי.
ההשראה להמצאת הסקוץ' (valcro) באה ממבנהו של הצמח הנקרא בלועזית Burdock.^[^{דרוש מקור]}
מבנהו של השלדג גמדי היווה השראה לעיצובה של רכבת שינקנסן ביפן על מנת להקטין את התנגדות האוויר של הרכבת.^[^{דרוש מקור]}