SlideShare a Scribd company logo
1 of 4
Download to read offline
‫טבע‬‫למהנדסים‬
‫מ‬‫וחקר‬ ‫התבונן‬ ‫האדם‬ ,‫האנושות‬ ‫שחר‬
‫בחיקוי‬ ‫שהתעניין‬ ‫אריסטו‬ .‫הטבע‬ ‫את‬
‫המושג‬ ‫את‬ ‫המציא‬ ,‫הטבע‬ ‫של‬ ‫וייצוג‬
‫יצירות‬ ‫ש"אין‬ ‫וטען‬ ,‫חיקוי‬ ‫שמשמעותו‬ "‫"מימזיס‬
‫שנים‬ ‫מאות‬ .)‫(אריסטו‬ "‫בטבע‬ ‫תועלת‬ ‫חסרות‬
‫בטבע‬ ‫עמוקות‬ ‫מתבונן‬ ‫וינ'צי‬ ‫דה‬ ,‫ך‬‫כ‬ ‫אחר‬
‫ובניסיון‬ ‫הנדסית‬ ‫מבט‬ ‫מנקודת‬ ‫האדם‬ ‫ובגוף‬
‫הטבע‬ .‫וביולוגיים‬ ‫הנדסיים‬ ‫ידע‬ ‫בסיסי‬ ‫למזג‬
,‫כוחות‬ ‫של‬ ‫מרחב‬ ‫באותו‬ ‫פועלים‬ ‫והטכנולוגיה‬
.‫זרימה‬ ‫ועקרונות‬ ‫מכאניים‬ ‫עקרונות‬ ‫אותם‬ ‫עם‬
‫גוף‬ ‫פועלים‬ ‫איך‬ ‫שנדע‬ ‫שברגע‬ ‫הניח‬ ‫וינצ'י‬ ‫דה‬
‫למכונות‬ ‫בסיס‬ ‫לנו‬ ‫יהיה‬ ,‫הטבע‬ ‫וכוחות‬ ‫האדם‬
‫שעות‬ ‫הקדיש‬ ‫וינצ'י‬ ‫דה‬ .‫הטבע‬ ‫את‬ ‫שמחקות‬
‫למחקר‬ ,‫להסתכלות‬ ,‫להתבוננות‬ ‫ביום‬ ‫רבות‬
‫כמו‬ ‫בטבע‬ ‫שונים‬ ‫מעופפים‬ ‫של‬ ‫ולשרטוט‬
‫במטרה‬ ,‫ואחרים‬ ‫שפירית‬ ,‫עטלף‬ ,‫מעופף‬ ‫דג‬
‫בלימודי‬ ‫העמיק‬ ‫הוא‬ .‫מעופפת‬ ‫מכונה‬ ‫לפתח‬
‫הטבעית‬ ‫התעופה‬ ‫של‬ ‫והאנטומיה‬ ‫הזואולוגיה‬
‫וחתר‬ ‫ידע‬ ‫ובאיסוף‬ ‫בהתבוננות‬ ‫הסתפק‬ ‫לא‬ ‫אך‬
‫במשימתו‬ ‫צלח‬ ‫לא‬ ‫וינצ'י‬ ‫דה‬ ,‫כידוע‬ .‫ליישמו‬
‫את‬ ‫הניח‬ ‫הוא‬ ‫אך‬ ,‫הראשון‬ ‫המטוס‬ ‫את‬ ‫לפתח‬
‫ידע‬ ‫המחבר‬ ,‫הביומימיקרי‬ ‫לתחום‬ ‫היסודות‬
.‫מתודולוגית‬ ‫בצורה‬ ‫והנדסי‬ ‫זואולוגי‬
‫"חיקוי‬ ‫היא‬ ‫ביומימיקרי‬ ‫המילה‬ ‫משמעות‬
‫נגזר‬ mimicry"" .‫חיים‬ – "bio"( ."‫החיים‬
‫ומשמעותו‬ ‫אריסטו‬ ‫שטבע‬ "mimesis" ‫מהמילה‬
‫חיקוי‬ ‫של‬ ‫תהליך‬ ‫הוא‬ ‫ביומימיקרי‬ .)‫חיקוי‬
.]1[
‫הטבע‬ ‫של‬ ‫התכנוניים‬ ‫הפתרונות‬ ‫של‬ ‫מודע‬
‫בעשרות‬ ‫רק‬ ,‫בטבע‬ ‫התמידי‬ ‫העניין‬ ‫למרות‬
‫של‬ ‫התגבשות‬ ‫מזהים‬ ‫אנו‬ ‫האחרונות‬ ‫השנים‬
‫מתודולוגי‬ ‫בחיקוי‬ ‫העוסק‬ ‫מדעי‬ ‫דעת‬ ‫תחום‬
‫של‬ ‫הטכנולוגית‬ ‫ההתפתחות‬ .‫הטבעי‬ ‫הידע‬ ‫של‬
‫וחקר‬ ‫מידול‬ ‫המאפשרת‬ ‫האחרונים‬ ‫העשורים‬
‫יעילה‬ ‫בצורה‬ ‫רוב‬ ‫פי‬ ‫על‬ ,‫בטבע‬ ‫נפתרו‬ ‫כבר‬
‫הוא‬ ‫הטבע‬ .‫ואנרגיה‬ ‫חומר‬ ‫במשאבי‬ ‫וחסכונית‬
‫לידע‬ ‫מקור‬ ‫גם‬ ‫אלא‬ ‫חומרים‬ ‫מחסן‬ ‫רק‬ ‫לא‬
‫של‬ ‫התכנוניים‬ ‫הפתרונות‬ ‫בחינת‬ .‫ותובנות‬
‫ותספק‬ ‫מחדש‬ ‫הגלגל‬ ‫המצאת‬ ‫תמנע‬ ‫הטבע‬
‫תהליך‬ ,‫לעיתים‬ .‫ומקיימים‬ ‫חדשניים‬ ‫פתרונות‬
‫השראה‬ ‫בקבלת‬ ‫מסתכם‬ ‫מהטבע‬ ‫הלמידה‬
‫ההנדסי‬ ‫הפיתוח‬ ‫כאשר‬ ,‫טבעי‬ ‫מפתרון‬ ‫בלבד‬
‫כ-"תכנון‬ ‫מזוהה‬ ‫זה‬ ‫תהליך‬ .‫במהותו‬ ‫שונה‬
‫לעיתים‬ .)Bioinspiration( "‫הטבע‬ ‫בהשראת‬
‫פתרונות‬ ‫של‬ ‫מלא‬ ‫חיקוי‬ ‫של‬ ‫תהליך‬ ‫מבוצע‬
‫של‬ ‫והפרמטרים‬ ‫המודלים‬ ‫רמת‬ ‫עד‬ ‫ביולוגיים‬
"Biomimetics"-‫כ‬ ‫מזוהה‬ ‫זה‬ ‫תהליך‬ .‫הפתרון‬
‫תחום‬ ,‫הרחב‬ ‫במובן‬ ."Bionics"-‫כ‬ ‫או‬
‫מהשראה‬ ,‫מהטבע‬ ‫בלמידה‬ ‫עוסק‬ ‫הביומימיקרי‬
.‫ברורים‬ ‫מהטבע‬ ‫הלמידה‬ ‫יתרונות‬ .‫העתקה‬ ‫ועד‬
‫מעבדת‬ ‫של‬ ‫תוצר‬ ‫הם‬ ‫הטבע‬ ‫של‬ ‫הפתרונות‬
‫הזמן‬ ‫במבחן‬ ‫נבחנו‬ ‫הם‬ ,‫האבולוציונית‬ ‫התכן‬
‫מקור‬ ‫מהווה‬ ‫המינים‬ ‫מגוון‬ .‫פטנט‬ ‫מוגנים‬ ‫ואינם‬
.‫ומקיימים‬ ‫חדשניים‬ ‫ולפתרונות‬ ‫עצום‬ ‫לידע‬
‫העתיד‬ ‫חדשנות‬ ‫כמנוע‬ ‫מזוהה‬ ‫ביומימיקרי‬
‫שנת‬ ‫עד‬ ‫העולמי‬ ‫לתל"ג‬ ‫דולר‬ ‫כטריליון‬ ‫לתרום‬
‫באים‬ ‫הביומימטית‬ ‫החדשנות‬ ‫פירות‬ .]3[
2025
‫לרבות‬ ,‫השונים‬ ‫החיים‬ ‫בתחומי‬ ‫ביטוי‬ ‫לידי‬
‫תהליך‬ ‫של‬ ‫בהקשר‬ .‫מסורתיות‬ ‫תעשיות‬
‫כמחולל‬ ‫מזוהה‬ ‫ביומימיקרי‬ ,‫ההנדסי‬ ‫התכן‬
,)idea generator( ‫ומקיימים‬ ‫חדשניים‬ ‫רעיונות‬
‫הראשוניים‬ ‫בשלבים‬ ‫בעיקר‬ ‫ביטוי‬ ‫לידי‬ ‫ובא‬
‫התכנון‬ ‫שלב‬ ,‫ההנדסי‬ ‫התכן‬ ‫תהליך‬ ‫של‬
‫הפתרונות‬ ‫מגוון‬ ‫מורחב‬ ‫אלו‬ ‫בשלבים‬ .‫הרעיוני‬
‫של‬ ‫הפתרונות‬ ‫בחינת‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫הפוטנציאלים‬
‫ראשוניים‬ ‫שלבים‬ ‫של‬ ‫תרומתם‬ ‫כי‬ ‫ידוע‬ .‫הטבע‬
‫למרות‬ ,‫ד‬‫מאו‬ ‫גבוהה‬ ‫היא‬ ‫הסופי‬ ‫לתוצר‬ ‫אלו‬
‫של‬ ‫הגיבוש‬ ‫את‬ ‫האיצה‬ ,‫הטבע‬ ‫פתרונות‬ ‫של‬
‫כיום‬ .‫מדעית‬ ‫כדיסציפלינה‬ ‫הביומימיקרי‬ ‫תחום‬
‫עם‬ ,‫בצמיחה‬ ‫דעת‬ ‫כתחום‬ ‫מזוהה‬ ‫ביומימיקרי‬
‫הפטנטים‬ ,‫הפרסומים‬ ‫במספר‬ ‫מתמיד‬ ‫גידול‬
‫גם‬ ‫כמו‬ ,‫לתחום‬ ‫המיוחסים‬ ‫המחקר‬ ‫ומענקי‬
Biomimetics(( ‫אקדמיים‬ ‫עיתונים‬ ,‫ר‬‫מחק‬ ‫מכוני‬
& Bioinspiration, (Design & Nature
.]2[
‫גבוהים‬ ‫לתארים‬ ‫לימוד‬ ‫ותוכניות‬
‫מהאתגרים‬ ‫שמרבית‬ ‫היא‬ ‫הבסיסית‬ ‫ההנחה‬
‫כמהנדסים‬ ‫מתמודדים‬ ‫אנו‬ ‫איתם‬ ‫התכנוניים‬
‫מתפתח‬ ‫דעת‬ ‫תחום‬ ‫הוא‬ ‫ביומימיקרי‬
‫ומתכננים‬ ‫מהנדסים‬ ‫המזמין‬ ,‫ומבטיח‬
‫הטבע‬ ‫של‬ ‫הפתרונות‬ ‫מאגר‬ ‫את‬ ‫לבחון‬
‫הוא‬ ‫הטבע‬ .‫שונים‬ ‫תכנוניים‬ ‫לאתגרים‬
‫מקיימים‬ ,‫חדשניים‬ ‫לפתרונות‬ ‫מקור‬
‫מימוש‬ ‫את‬ ‫מאפשר‬ ‫התחום‬ .‫ומפתיעים‬
‫וגובר‬‫הולך‬‫בקצב‬‫המצטבר‬‫הביולוגי‬‫הידע‬
.‫ובטכנולוגיה‬ ‫בהנדסה‬ ‫לישים‬ ‫והפיכתו‬
‫של‬ ‫העיצובית‬ ‫לשפה‬ ‫שיחשפו‬ ‫מהנדסים‬
.‫וחשיבתם‬ ‫דעתם‬ ‫להרחבת‬ ‫יזכו‬ ‫הטבע‬
"‫יותר‬ ‫טוב‬ ‫הכול‬ ‫ותבין‬ ‫בטבע‬ ‫היטב‬ ‫"הבט‬
*‫כהן‬ ‫הלפמן‬ ‫יעל‬ // .)‫איינשטיין‬ ‫(אלברט‬
‫שהפתרונות‬ ‫לזכור‬ ‫חשוב‬
‫לא‬ ‫הם‬ ‫בטבע‬ ‫התכנוניים‬
,‫אופטימאליים‬ ‫תמיד‬
.‫אלגנטיים‬ ‫או‬ ‫אידיאליים‬
‫תכנוניות‬ ‫טעויות‬ ‫יתכנו‬
‫אינטליגנטי‬ ‫שמתכנן‬ ‫בטבע‬
.‫מבצע‬ ‫היה‬ ‫לא‬
‫ביומימיקרי‬
www.engineers.org.il ‫מכונות‬ ‫הנדסת‬14
‫עליהם‬ ‫לדלג‬ ‫נוטים‬ ‫רבים‬ ‫מתכננים‬ ‫שבפועל‬
‫המכונה‬ ‫תופעה‬ ,‫הסופי‬ ‫לפתרון‬ ‫ישר‬ ‫ולחתור‬
.]4[
‫התכנוני‬ ‫הפרדוקס‬
‫כל‬ ‫קודם‬ ‫קשורה‬ ‫הביומימטית‬ ‫החדשנות‬
‫התכנון‬ ‫תהליך‬ ‫של‬ ‫האנלוגיים‬ ‫למאפיינים‬
‫תהליך‬ ‫הוא‬ ‫בהגדרה‬ ‫ביומימקרי‬ .‫הביומימטי‬
‫תוכן‬ ‫מעולם‬ ‫מועבר‬ ‫ידע‬ ‫בו‬ ‫אנלוגי‬ ‫תכנון‬
,‫ר‬‫אח‬ ‫תוכן‬ ‫לעולם‬ ,)‫(ביולוגיה‬ ‫המקור‬ ,‫ד‬‫אח‬
‫כמקור‬ ‫ידועה‬ ‫אנלוגיה‬ .)‫היישום‬ ‫(תחום‬ ‫היעד‬
‫המקור‬ ‫תחום‬ ‫בין‬ ‫שהמרחק‬ ‫ככל‬ .‫לחדשנות‬
‫החדשנות‬ ‫פוטנציאל‬ ,‫ר‬‫יות‬ ‫גדול‬ ‫היעד‬ ‫לתחום‬
,‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫בתהליך‬ .]6[ ,]5[
‫יותר‬ ‫רב‬
‫פתרונות‬ ‫מאגר‬ ‫מייצג‬ ‫הביולוגי‬ ‫התוכן‬ ‫עולם‬
‫תכנונית‬ ‫פרדיגמה‬ ‫על‬ ‫המבוססים‬ ‫פוטנציאלים‬
‫קווים‬ ‫בטבע‬ ‫נמצא‬ ‫ולא‬ ‫כמעט‬ ‫למשל‬ ‫כך‬ .‫שונה‬
‫בפיתוחים‬ ‫מאוד‬ ‫שנפוצים‬ ‫ישרות‬ ‫זוויות‬ ‫או‬
‫על‬ ‫מבוססים‬ ‫בטבע‬ ‫הפתרונות‬ .‫טכנולוגיים‬
‫טווח‬ ‫המספקים‬ ‫חומרים‬ ‫של‬ ‫מצומצם‬ ‫מגוון‬
‫רק‬ ‫שיש‬ ‫נמצא‬ .‫פונקציונאליות‬ ‫של‬ ‫נרחב‬
,‫וטכנולוגיים‬ ‫ביולוגיים‬ ‫פתרונות‬ ‫בין‬ ‫דמיון‬ 12%
‫בחומר‬ ‫ניכר‬ ‫שימוש‬ ‫יש‬ ‫בטכנולוגיה‬ ‫כאשר‬
‫במבניות‬ ‫ניכר‬ ‫שימוש‬ ‫בטבע‬ ‫ואילו‬ ,‫ואנרגיה‬
.]7[
‫תכנוניים‬ ‫אתגריים‬ ‫אותם‬ ‫לפתרון‬ ‫ומידע‬
‫הפיך‬ ‫בלתי‬ ‫נזק‬ ‫או‬ ‫אשפה‬ ‫לייצר‬ ‫מבלי‬ ,‫החיים‬
‫סביבתן‬ ‫את‬ ‫מעשירות‬ ‫הן‬ ,‫ך‬‫ההיפ‬ .‫לאקוסיסטמה‬
‫בטבע‬ ‫והצורות‬ ‫המבנים‬ .‫פעילות‬ ‫כדי‬ ‫תוך‬
‫שימוש‬ ‫תוך‬ ‫תכונות‬ ‫של‬ ‫נרחב‬ ‫טווח‬ ‫מספקים‬
‫הייצור‬ ‫תהליכי‬ .‫ואנרגיה‬ ‫חומר‬ ‫במשאבי‬ ‫מינימלי‬
‫אינם‬ ‫כן‬ ‫ועל‬ ,‫החיים‬ ‫בסביבת‬ ‫מתקיימים‬ ‫בטבע‬
,‫גבוהות‬ ‫לטמפרטורות‬ ‫חימום‬ ‫על‬ ‫מבוססים‬
.]1[
‫רעילים‬ ‫בחומרים‬ ‫שימוש‬ ‫או‬ ‫כבדים‬ ‫לחצים‬
‫על‬ ‫מוסברת‬ ‫כן‬ ‫אם‬ ‫הביומימטית‬ ‫החדשנות‬
‫המבוססים‬ ,‫רבים‬ ‫פוטנציאליים‬ ‫פתרונות‬ ‫ידי‬
‫אנלוגי‬ ‫בתהליך‬ ‫ומועברים‬ ‫שונה‬ ‫פרדיגמה‬ ‫על‬
‫הביולוגי‬ ‫הידע‬ ‫כאשר‬ ,‫ולטכנולוגיה‬ ‫להנדסה‬
‫מנוע‬ ‫של‬ ‫הדלק‬ ‫הוא‬ ‫השנים‬ ‫עם‬ ‫ומואץ‬ ‫ההולך‬
.‫הביומימטית‬ ‫החדשנות‬
.‫מקיימים‬ ‫לפתרונות‬ ‫כמקור‬ ‫גם‬ ‫מזוהה‬ ‫הטבע‬
‫מגבלות‬ ‫תחת‬ ‫פועלות‬ ‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬
‫הלוטוס‬ ‫אפקט‬
‫גדל‬‫שהוא‬‫למרות‬‫נקי‬‫נראה‬‫תמיד‬‫לוטוס‬‫עלה‬
‫מסייעת‬ ‫כמובן‬ ‫זו‬ ‫עובדה‬ .‫בוציות‬ ‫בסביבות‬
‫כיצד‬ .‫יעילים‬ ‫פוטוסינתזה‬ ‫תהליכי‬ ‫לבצע‬ ‫לו‬
‫תמיד‬ ‫נראה‬ ‫בוצית‬ ‫בסביבה‬ ‫הגדל‬ ‫צמח‬
.‫רבות‬ ‫שנים‬ ‫מדענים‬ ‫סקרנה‬ ‫זו‬ ‫עובדה‬ ?‫נקי‬
‫חשף‬ ,‫גרמני‬ ‫בוטנאי‬ ,(Barthlott( ‫ברטלוייט‬
,‫הלוטוס‬ ‫עלי‬ ‫של‬ ‫העצמי‬ ‫הניקוי‬ ‫מנגנון‬ ‫את‬
‫הלוטוס‬ ‫עלה‬ .]20[
‫הלוטוס‬ ‫אפקט‬ ‫אותו‬ ‫וכינה‬
‫מכוסות‬ ‫ננומטריות‬ ‫בגבשושיות‬ ‫מכוסה‬
‫שטח‬ ‫את‬ ‫מקטין‬ ‫הגבשושיות‬ ‫מבנה‬ .‫שעווה‬
‫המשטח‬ ‫על‬ ‫הנופלות‬ ‫המים‬ ‫טיפות‬ ‫של‬ ‫המגע‬
‫בין‬ ‫מעלות‬ 140 ‫מעל‬ ‫של‬ ‫מגע‬ ‫זוויות‬ ‫ויוצר‬
‫משטחים‬ ‫המאפיינת‬ ‫תכונה‬ ,‫למשטח‬ ‫הטיפה‬
‫בצורה‬ ‫מים‬ ‫(דוחים‬ ‫סופר-הידרופוביים‬
‫המשטח‬ ‫על‬ ‫הנופלות‬ ‫מים‬ ‫טיפות‬ .)‫קיצוני‬
‫משטח‬‫על‬‫ומתגלגלות‬‫ספרית‬‫צורה‬‫מקבלות‬
‫הן‬ ‫בדרך‬ .‫הגרביטציה‬ ‫בכוח‬ ‫המשופע‬ ‫העלה‬
‫העלה‬ ‫על‬ ‫המצויים‬ ‫לכלוך‬ ‫חלקיקי‬ ‫מסירות‬
‫את‬ ‫המאפיין‬ ‫האדהזיה‬ ‫כוחות‬ ‫מערך‬ ‫בשל‬
‫הלכלוך‬ ‫חלקיקי‬ - ‫התוצאה‬ .‫הבליטות‬ ‫מבנה‬
,‫מים‬ ‫טיפות‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫קבוע‬ ‫באופן‬ ‫מוסרים‬
‫השקעת‬ ‫ללא‬ ,‫העלה‬ ‫בסביבת‬ ‫זמין‬ ‫משאב‬
‫וכוחות‬ ‫האדהזיה‬ ‫כוחות‬ ‫ניצול‬ ‫תוך‬ ,‫אנרגיה‬
‫פטנטים‬ ‫נרשמו‬ ‫זה‬ ‫לאפקט‬ .‫הגרביטציה‬
,‫צבעים‬ ‫לרבות‬ ‫רבים‬ ‫ביומימטיים‬ ‫ויישומים‬
.‫בעצמם‬ ‫המתנקים‬ ‫ובדים‬ ‫זכוכיות‬
‫להתחיל‬ ‫יכול‬ ‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫תהליך‬ ‫אך‬
‫מאתרים‬ ‫בהמשך‬ .‫מזוהה‬ ‫תכנוני‬ ‫באתגר‬ ‫גם‬
‫לאתגר‬ ‫פתרון‬ ‫המדגימה‬ ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬
‫ומיושם‬ ‫נחקר‬ ‫הביולוגי‬ ‫הפתרון‬ .‫אנלוגי‬
‫לכיוון‬ ‫דוגמא‬ .‫המפותח‬ ‫הטכנולוגי‬ ‫בפתרון‬
,‫ביפן‬ ‫המהירה‬ ‫הרכבת‬ ‫היא‬ ‫זה‬ ‫פיתוח‬
‫לפתרון‬ ‫ביומימטי‬ ‫בתהליך‬ ‫מחדש‬ ‫שעוצבה‬
.‫שיצרה‬ ‫הרעש‬ ‫בעיית‬
‫יעילה‬ ‫זרימה‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫מאופיינות‬ ‫בטבע‬ ‫מערכות‬
‫של‬ ‫הפתרונות‬ ‫למידת‬ .‫ואנרגיה‬ ‫חומר‬ ‫של‬
,‫מקיימים‬ ‫לפתרונות‬ ‫מקור‬ ‫כן‬ ‫אם‬ ‫מהווה‬ ‫הטבע‬
‫בהעתקת‬ ‫מסתפק‬ ‫אינו‬ ‫שהמתכנן‬ ‫בהנחה‬
‫לייצרו‬ ‫חותר‬ ‫גם‬ ‫אלא‬ ,‫מהטבע‬ ‫מודל‬ ‫או‬ ‫מבנה‬
‫ידידותיים‬ ‫בחומרים‬ ‫שימוש‬ ‫תוך‬ ‫מקיימת‬ ‫בדרך‬
.‫לסביבה‬
‫התכנוניים‬ ‫שהפתרונות‬ ‫לזכור‬ ‫חשוב‬ ‫אך‬
‫אידיאליים‬ ,‫אופטימאליים‬ ‫תמיד‬ ‫לא‬ ‫הם‬ ‫בטבע‬
‫בטבע‬ ‫תכנוניות‬ ‫טעויות‬ ‫יתכנו‬ .‫אלגנטיים‬ ‫או‬
.]8[
‫מבצע‬ ‫היה‬ ‫לא‬ ‫אינטליגנטי‬ ‫שמתכנן‬
‫לא‬ ‫לתכנון‬ ‫דוגמא‬ ‫הוא‬ ‫האנושית‬ ‫העין‬ ‫מבנה‬
‫הדם‬ ‫וכלי‬ ‫העצביים‬ ‫החיבורים‬ .‫אופטימאלי‬
‫ובכך‬ ,‫ר‬‫האו‬ ‫קולטי‬ ‫התאים‬ ‫לפני‬ ‫ממוקמים‬ ‫בעין‬
‫שהגיוני‬ ‫בעוד‬ ,‫ר‬‫האו‬ ‫קליטת‬ ‫ביעילות‬ ‫פוגעים‬
‫ולמנוע‬ ‫הרטינה‬ ‫מאחורי‬ ‫למקמם‬ ‫היה‬ ‫יותר‬
‫האילוצים‬ ‫לעיתים‬ .‫בעין‬ ‫העיוורת‬ ‫הנקודה‬ ‫את‬
‫למרחב‬ ‫רלוונטיים‬ ‫אינם‬ ‫הטבע‬ ‫של‬ ‫התכנוניים‬
‫בצורה‬ ‫ללמוד‬ ‫שעלינו‬ ‫מכאן‬ .‫ההנדסי‬ ‫התכנוני‬
‫התכנוניים‬ ‫הפתרונות‬ ‫את‬ ‫וביקורתית‬ ‫שקולה‬
‫לפתרון‬ ‫שיפורים‬ ‫או‬ ‫שינויים‬ ‫ולהציע‬ ‫הטבע‬ ‫של‬
.‫נדרש‬ ‫אם‬ ,‫הטבעי‬
.‫גדולה‬ ‫הביומימיקרי‬ ‫תחום‬ ‫של‬ ‫ההבטחה‬
‫אותנו‬ ‫להפתיע‬ ‫יכולים‬ ‫הטבע‬ ‫פתרונות‬
‫מקיבעונות‬ ‫להשתחרר‬ ‫לנו‬ ‫לסייע‬ ,‫כמהנדסים‬
.‫סביבתית‬ ‫לחדשנות‬ ‫מקור‬ ‫ולהוות‬ ‫תכנוניים‬
‫לעיתים‬ .‫מגבלות‬ ‫גם‬ ‫יש‬ ,‫ההבטחות‬ ‫לצד‬ ‫אך‬
‫לטכנולוגיות‬ ‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬ ‫בין‬ ‫המעבר‬
‫ממיקרו‬ ‫(למשל‬ ‫גודל‬ ‫סדר‬ ‫של‬ ‫מעבר‬ ‫גם‬ ‫הוא‬
‫במגבלות‬ ‫לעיתים‬ ‫הכרוך‬ ‫מעבר‬ ,)‫למקרו‬
‫הביולוגי‬ ‫מהפתרון‬ ‫למנוע‬ ‫שעלולים‬ ‫ואילוצים‬
‫נמצאת‬ ‫לא‬ ,‫לעיתים‬ .‫ההנדסי‬ ‫במרחב‬ ‫לתפקד‬
,‫הביולוגי‬ ‫לחומר‬ ‫ראויה‬ ‫חומרית‬ ‫חלופה‬
‫יש‬ ‫מובן‬ ‫הביולוגי‬ ‫שהפתרון‬ ‫למרות‬ ,‫ולעיתים‬
.‫ייצורו‬ ‫את‬ ‫המונעות‬ ‫טכנולוגיות‬ ‫מגבלות‬
‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫תהליך‬
‫מתהליכי‬ ‫ייחודי‬ ‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫תהליך‬
‫מבוצע‬ ‫להיות‬ ‫יכול‬ ‫שהוא‬ ‫בכך‬ ‫רגילים‬ ‫תכנון‬
Solution( ‫להנדסה‬ ‫מהביולוגיה‬ :‫כיוונים‬ ‫בשני‬
‫לביולוגיה‬ ‫מההנדסה‬ ‫או‬ )based design
.[9]
Problem (based design(
www.engineers.org.il ‫מכונות‬ ‫הנדסת‬15
‫בזיהוי‬ ‫להתחיל‬ ‫יכול‬ ‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫תהליך‬
,‫ביולוגים‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫שנחקרה‬ ‫בטבע‬ ‫ייחודית‬ ‫תופעה‬
‫אתגר‬ ‫מאתרים‬ ‫בהמשך‬ .‫בוטנאים‬ ‫או‬ ‫זואולוגים‬
‫ומוצעות‬ ,‫בטבע‬ ‫שנפתרה‬ ‫לבעיה‬ ‫אנלוגי‬ ‫תכנוני‬
‫של‬ ‫גילויו‬ ,‫למשל‬ ‫כך‬ .‫אפשריות‬ ‫אפליקציות‬
‫טכנולוגיות‬ ‫של‬ ‫לסדרה‬ ‫הוביל‬ ‫הלוטוס‬ ‫אפקט‬
.‫עצמי‬ ‫לניקוי‬
‫להנדסה‬ ‫הביולוגיה‬ ‫בין‬ ‫הידע‬ ‫העברת‬ ‫בתהליך‬
,‫אחת‬ ‫ביולוגית‬ ‫במערכת‬ ‫רק‬ ‫נעזרים‬ ‫לעיתים‬
‫מספר‬ ‫של‬ ‫חקר‬ ‫על‬ ‫מבוסס‬ ‫הפתרון‬ ‫ולעיתים‬
‫יותר‬ ‫מורכב‬ ‫התכנון‬ ‫כאשר‬ ,‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬
‫המועבר‬ ‫הידע‬ .‫פונקציות‬ ‫מספר‬ ‫על‬ ‫ומבוסס‬
‫פונקציונאלי‬ ‫ידע‬ ‫לרוב‬ ‫הוא‬ ‫להנדסה‬ ‫מהביולוגיה‬
‫תהליכים‬ ,‫מבנים‬ ‫של‬ ‫חיקוי‬ ‫לרמות‬ ‫הקשור‬
‫מרמת‬ ‫שונות‬ ‫סדר‬ ‫ברמות‬ ‫תכנוניים‬ ‫ועקרונות‬
‫ועד‬ ‫האורגניזם‬ ‫רמת‬ ,‫ר‬‫האיב‬ ‫רמת‬ ‫דרך‬ ,‫התא‬
.‫האקולוגית‬ ‫המערכת‬ ‫רמת‬
‫חייבים‬ ‫חיקוי‬ ‫רמת‬ ‫ובכל‬ ‫פיתוח‬ ‫כיוון‬ ‫בכל‬
‫בתהליך‬ ‫עיקריים‬ ‫מרכיבים‬ ‫שלושה‬ ‫להימצא‬
)2( ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ )1( :‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬
‫ההנדסית‬ ‫לאפליקציה‬ ‫העברה‬ )3( ‫הפשטה‬
‫של‬ ‫יוצא‬ ‫פועל‬ ‫הם‬ ‫אלו‬ ‫שלבים‬ .‫טכנולוגית‬ /
‫(מערכת‬ ‫מקור‬ ‫יש‬ ‫בו‬ ‫אנלוגי‬ ‫תכנון‬ ‫תהליך‬
/ ‫הנדסית‬ ‫(מערכת‬ ‫יעד‬ ‫ויש‬ )‫ביולוגית‬
‫הביומימטית‬ ‫התקינה‬ ‫ועידת‬ ‫גם‬ .)‫טכנולוגית‬
‫תקן‬ ‫לגיבוש‬ ‫אלו‬ ‫בימים‬ ‫הפועלת‬ ‫הבינלאומית‬
‫בגרמניה‬ ‫שפותח‬ ‫ידע‬ ‫על‬ ‫ומבוססת‬ ‫ביומימטי‬
‫כמדד‬ ‫הנ"ל‬ ‫המרכיבים‬ ‫שלושת‬ ‫את‬ ‫הגדירה‬ ,]10[
‫לפיתוח‬ ‫בהשוואה‬ ‫ביומימטי‬ ‫פיתוח‬ ‫לזיהוי‬
.‫ביומימטי‬ ‫שאינו‬
:‫השלבים‬ ‫הסבר‬ ‫להלן‬
‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ ‰
‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ ‫לאתר‬ ‫יש‬
‫אנו‬ ‫אם‬ .‫התכנוני‬ ‫לאתגר‬ ‫אנלוגית‬
,‫הביולוגי‬ ‫במרחב‬ ‫מתחילים‬
,‫אורגניזמים‬ ‫מאתרים‬ ‫אנו‬
‫בעלי‬ ,‫צמחים‬ ‫או‬ ‫חיים‬ ‫בעלי‬
‫ובהמשך‬ ,‫ייחודי‬ ‫מנגנון‬
.‫אנלוגי‬ ‫תכנוני‬ ‫אתגר‬ ‫מזהים‬
‫במרחב‬ ‫מתחילים‬ ‫אנו‬ ‫אם‬
‫מגדירים‬ ‫אנו‬ ,‫ההנדסי‬
‫ומאתרים‬ ,‫תכנוני‬ ‫אתגר‬
‫המדגימה‬ ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬
.‫זה‬ ‫לאתגר‬ ‫אנלוגי‬ ‫פתרון‬
‫הפשטה‬ ‰
‫אנלוגית‬ ‫ידע‬ ‫העברת‬ ‫כל‬
.]6[
‫הפשטה‬ ‫של‬ ‫שלב‬ ‫דורשת‬
‫תכנון‬ ‫של‬ ‫בהקשר‬ ‫הפשטה‬
‫הידע‬ ‫זיקוק‬ ‫של‬ ‫תהליך‬ ‫היא‬ ‫ביומימטי‬
,‫פעולה‬ ‫עקרונות‬ ‫למספר‬ ‫הנלמד‬ ‫הביולוגי‬
‫המסבירים‬ ,‫מייצגים‬ ‫מודלים‬ ‫או‬ ‫אסטרטגיות‬
‫להיות‬ ‫ויכולים‬ ,‫הביולוגי‬ ‫הפתרון‬ ‫את‬
.‫ההנדסית‬ ‫לאפליקציה‬ ‫בהמשך‬ ‫מועברים‬
‫מודל‬ ‫יוצרים‬ ‫אנו‬ ‫לרוב‬ ‫ההפשטה‬ ‫בשלב‬
‫הפתרון‬ ‫של‬ ‫ומבני‬ ‫התנהגותי‬ ,‫פונקציונאלי‬
-‫ביו‬ ‫ניתוח‬ ‫מערב‬ ‫לרוב‬ ‫זה‬ ‫שלב‬ .‫הביולוגי‬
‫הביולוגית‬ ‫המערכת‬ ‫של‬ ‫ומורפולוגי‬ ‫מכאני‬
‫הגשר‬ ‫נבנה‬ ‫ההפשטה‬ ‫בתהליך‬ .]11[
‫הנחקרת‬
‫זה‬ ‫שלב‬ ‫לאחר‬ .‫הנדסה‬ ‫לבין‬ ‫הביולוגיה‬ ‫בין‬
‫התוכן‬ ‫מעולם‬ ‫להתנתק‬ ‫יכול‬ ‫המתכנן‬
/ ‫ההנדסי‬ ‫התוכן‬ ‫לעולם‬ ‫ולעבור‬ ‫הביולוגי‬
‫שלב‬ ‫הוא‬ ‫ההפשטה‬ ‫שלב‬ ‫לכן‬ .‫טכנולוגי‬
.‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫בתהליך‬ ‫קריטי‬
‫לאפליקציה‬ ‫העברה‬ 	‰
‫מועבר‬ ‫המזוקק‬ ‫הידע‬ ,‫ההפשטה‬ ‫שלב‬ ‫בתום‬ 	
.‫טכנולוגי‬ / ‫ההנדסי‬ ‫במודל‬ ‫ומיושם‬
‫ביפן‬ ‫המהירה‬ ‫הרכבת‬
,(Shinkansen( ‫ביפן‬ ‫המהירה‬ ‫הרכבת‬
‫באופן‬ ‫עוצבה‬ ,‫הקליע‬ ‫כרכבת‬ ‫גם‬ ‫הידועה‬
‫ממנהרה‬ ‫יצאה‬ ‫שהרכבת‬ ‫פעם‬ ‫בכל‬ .‫ביומימטי‬
‫שהגיע‬ ‫רעש‬ ‫גל‬ ‫יצרה‬ ‫היא‬ ‫הפתוח‬ ‫לאוויר‬
‫התושבים‬ ‫באיכות‬ ‫פגע‬ ,‫ק"מ‬ 80 ‫של‬ ‫למרחק‬
.‫שהוגדרו‬ ‫הרעש‬ ‫בתקני‬ ‫עמד‬ ‫ולא‬ ,‫ר‬‫באזו‬
.‫ציפורים‬ ‫חובב‬ ‫היה‬ ‫הרכבת‬ ‫ממהנדסי‬ ‫אחד‬
‫הבחין‬ ‫הוא‬ ‫בטבע‬ ‫ששהה‬ ‫הפעמים‬ ‫באחת‬
.‫דג‬ ‫לתפוס‬ ‫מנת‬ ‫על‬ ‫למים‬ ‫הצולל‬ ‫בשלדג‬
‫רעש‬ ‫גל‬ ‫ללא‬ ‫למים‬ ‫החלקה‬ ‫השלדג‬ ‫כניסת‬
.‫ד‬‫ולשרו‬ ‫במשימתו‬ ‫להצליח‬ ‫לו‬ ‫מאפשרת‬
‫הרעש‬ ‫לבעיית‬ ‫אנלוגי‬ ‫אתגר‬ ‫זיהה‬ ‫המהנדס‬
‫גם‬ .‫למים‬ ‫השלדג‬ ‫של‬ ‫בצלילתו‬ ‫ברכבת‬
‫לתווך‬‫אחר‬‫מתווך‬‫עוברים‬‫הרכבת‬‫וגם‬‫השלדג‬
‫לבצע‬ ‫ועליהם‬ ,‫שונה‬ ‫צפיפות‬ ‫בעלי‬ ,‫ר‬‫אח‬
‫לחקר‬ ‫הובילה‬ ‫זו‬ ‫תובנה‬ .‫רעש‬ ‫גל‬ ‫ללא‬ ‫זאת‬
‫קטר‬ .‫ר‬‫המקו‬ ‫במבנה‬ ‫זוהה‬ ‫הפתרון‬ .‫השלדג‬
‫הפרמטרים‬ ‫בסיס‬ ‫על‬ ‫מחדש‬ ‫תוכנן‬ ‫הרכבת‬
.‫לפתרון‬ ‫מודל‬ ‫שהיווה‬ ,‫השלדג‬ ‫מקור‬ ‫של‬
‫תוצר‬ ,‫אופטימאלי‬ ‫למודל‬ ‫דוגמא‬ ‫הוא‬ ‫המקור‬
‫תחליף‬ ‫המהווה‬ ,‫הטבעית‬ ‫התכן‬ ‫מעבדת‬
‫של‬ ‫בתחום‬ ‫מורכבים‬ ‫מתמטיים‬ ‫לחישובים‬
‫הרעש‬ ‫בעיית‬ - ‫התוצאה‬ .‫הזרימה‬ ‫דינמיקת‬
‫והיעילות‬ ‫הרכבת‬ ‫מהירות‬ ,‫נפתרה‬ ‫ברכבת‬
.]13[
‫גדלו‬ ‫שלה‬ ‫האנרגטית‬
‫ביומימטיים‬ ‫פיתוחים‬ ‫של‬ ‫מקרה‬ ‫בתיאורי‬
‫בין‬ ‫אקראי‬ ‫חיבור‬ ‫של‬ ‫תחושה‬ ‫כיום‬ ‫יש‬ ‫רבים‬
‫כך‬ .‫ההנדסי‬ ‫האתגר‬ ‫לבין‬ ‫הביולוגית‬ ‫המערכת‬
‫במקרה‬ ‫שהה‬ ‫היפנית‬ ‫הרכבת‬ ‫מהנדס‬ ,‫למשל‬
‫לפתרון‬ ‫הידע‬ ‫כמקור‬ ‫שזוהה‬ ‫השלדג‬ ‫מול‬
‫חיפוש‬ ‫בוצע‬ ‫ולא‬ ,‫ברכבת‬ ‫הרעש‬ ‫בעיית‬
‫מסגרת‬ ‫כיום‬ ‫חסרה‬ .‫אורגניזם‬ ‫של‬ ‫שיטתי‬
‫ביומימטי‬ ‫תכנון‬ ‫בתהליך‬ ‫שתתמוך‬ ‫מתודולוגית‬
‫הפיתוח‬ ‫בתהליך‬ ‫המרכזי‬ ‫האתגר‬ .‫שיטתי‬
‫הביולוגיה‬ ‫בין‬ ‫הפער‬ ‫על‬ ‫גישור‬ ‫הוא‬ ‫הביומימטי‬
‫דיסיפלינות‬ ‫שתי‬ ,‫טכנולוגיה‬ / ‫ההנדסה‬ ‫לבין‬
‫וטרמינולוגיה‬ ‫חשיבה‬ ‫צורת‬ ‫על‬ ‫המבוססות‬
‫שפה‬ ,‫ידע‬ ‫חסרים‬ ‫לרוב‬ ‫למהנדסים‬ .‫שונות‬
‫לאתר‬ ‫כדי‬ ‫הנדרשים‬ ,‫ביולוגית‬ ‫חשיבה‬ ‫וצורת‬
,‫ידע‬ ‫חסרים‬ ‫לביולוגים‬ ‫גם‬ .‫ביולוגי‬ ‫ידע‬ ‫ולהבין‬
‫כדי‬ ‫הנדרשים‬ , ‫הנדסית‬ ‫חשיבה‬ ‫וצורת‬ ‫שפה‬
‫לאתגר‬ ‫הנחקר‬ ‫הביולוגי‬ ‫הידע‬ ‫את‬ ‫לתרגם‬
‫לאתגר‬ ‫נרתם‬ ‫האקדמי‬ ‫העולם‬ .‫הנדסי‬ ‫תכנוני‬
‫לגישור‬ ‫ומתודולוגיות‬ ‫כלים‬ ‫של‬ ‫בפיתוח‬ ‫ועוסק‬
‫ולתמיכה‬ ‫ההנדסה‬ ‫ובין‬ ‫הביולוגיה‬ ‫בין‬ ‫הפער‬ ‫על‬
‫כלים‬ ‫להלן‬ .‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫בתהליך‬
:‫נבחרים‬
:‫אורגניזמים‬ ‫לחיפוש‬ ‫כלים‬
‫היא‬ ‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬ ‫לאתר‬ ‫המקובלת‬ ‫הדרך‬
‫היא‬ ‫הפונקציה‬ ‫כאשר‬ ,‫פונקציה‬ ‫לפי‬ ‫חיפוש‬ ‫לבצע‬
‫משמעות‬ ‫לה‬ ‫ויש‬ ,‫התכנוני‬ ‫האתגר‬ ‫של‬ ‫ההגדרה‬
‫בין‬ ‫הידע‬ ‫העברת‬ ‫בתהליך‬
‫לעיתים‬ ‫להנדסה‬ ‫הביולוגיה‬
‫במערכת‬ ‫רק‬ ‫נעזרים‬
‫ולעיתים‬ ,‫אחת‬ ‫ביולוגית‬
‫על‬ ‫מבוסס‬ ‫הפתרון‬
‫מערכות‬ ‫מספר‬ ‫של‬ ‫חקר‬
‫התכנון‬ ‫כאשר‬ ,‫ביולוגיות‬
‫על‬ ‫ומבוסס‬ ‫יותר‬ ‫מורכב‬
.‫פונקציות‬ ‫מספר‬
www.engineers.org.il ‫מכונות‬ ‫הנדסת‬16
‫הקשורות‬ ‫הגנריות‬ ‫והפונקציות‬ ‫בטבע‬
‫במערכת‬ ‫תפקידם‬ ‫של‬ ‫מבט‬ ‫מנקודת‬ ‫אליהם‬
‫מתפקדים‬ ‫אלו‬ ‫ממבנים‬ ‫חלק‬ .‫השלמה‬
‫מקורות‬ ‫מנצלים‬ ,‫המערכת‬ ‫של‬ ‫כמנועים‬
.‫מכאנית‬ ‫לעבודה‬ ‫בסביבה‬ ‫זמינים‬ ‫אנרגיה‬
‫של‬ ‫כבלמים‬ ‫מתפקדים‬ ‫מהמבנים‬ ‫חלק‬
‫מזיקים‬ ‫אנרגיה‬ ‫מקורות‬ ‫בולמים‬ ,‫המערכת‬
‫אלו‬ ‫מבנים‬ ,‫ההפשטה‬ ‫בתהליך‬ .‫למערכת‬
‫הנגזר‬ ‫מודל‬ ,‫שלמה‬ ‫מערכת‬ ‫במודל‬ ‫מוצבים‬
‫בצורה‬ ‫בעיות‬ ‫לפתרון‬ ‫תיאוריה‬ ,TRIZ-‫מ‬
‫של‬ ‫חקר‬ ‫על‬ ‫המבוססת‬ ,‫המצאתית-שיטתית‬
ˆ .]19[
‫פטנטים‬ ‫אלפי‬ ‫מאות‬
‫ארגון‬ ‫ומנכ"ל‬ ‫שותפה‬ ‫מייסדת‬ ‫הינה‬ ‫*הכותבת‬
‫סיום‬ ‫בשלבי‬ ‫דוקטורנטית‬ .‫הישראלי‬ ‫הביומימיקרי‬
.‫ביומימטי‬ ‫תכן‬ ‫של‬ ‫בתחום‬ ‫אביב‬ ‫תל‬ ‫באוניברסיטת‬
‫הבינלאומית‬ ‫הביומימטית‬ ‫התקינה‬ ‫בוועדת‬ ‫נציגה‬
‫בתחום‬ ‫מרצה‬ .‫הישראלי‬ ‫התקנים‬ ‫מכון‬ ‫מטעם‬
.‫ופרטיות‬ ‫אקדמיות‬ ‫במסגרות‬
:‫אזכורים‬
1.	 Benyus, J., Biomimicry: Innovation Inspired
by Nature. Quill. New York, 1997
2.	http://www.pointloma.edu/experience/
academics/centers-institutes/fermanian-
business-economic-institute/da-vinci-index-
biomimicry.
3.	 Fermanian Business & Economic Institute,
P.L.N.U., Global biomimicry efforts: an
economic game changer, 2010
4.	 Ullman,D.G.,Themechanicaldesignprocess.
McGraw-Hill, New York, 2002
5.	 Vosniadou, S., Analogical reasoning as a
mechanism in knowledge acquisition: A
developmental perspective. Similarity and
analogical reasoning, p. 413-437, 1989
6.	 Goel, A.K., Design, analogy, and creativity.
IEEE expert, 12(3): p. 62-70, 1997
7.	 Vincent, J.F., Bogatyreva, O. A., Bogatyrev,
N. R., Bowyer, A., Pahl, A. K., Biomimetics: its
practice and theory. J R Soc Interface, 2006.
.‫ההנדסי‬ ‫במרחב‬ ‫וגם‬ ‫הביולוגי‬ ‫במרחב‬ ‫גם‬
‫ביומימטי‬ ‫מאגר‬ ‫הוא‬ – Asknature ]12[
‫מאגר‬ 	‰
‫ומאפשר‬ ,‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬ 2000-‫כ‬ ‫המכיל‬
‫כל‬ .‫פונקציה‬ ‫לפי‬ ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ ‫של‬ ‫איתור‬
‫רשומות‬ ‫מספר‬ ‫מניב‬ ‫פונקציה‬ ‫של‬ ‫חיפוש‬
.‫זו‬ ‫פונקציה‬ ‫בעלות‬ ‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬ ‫של‬
,‫הביולוגי‬‫המנגנון‬‫לגבי‬‫הסבר‬‫מכילה‬‫הרשומה‬
‫רעיונות‬ ‫ואף‬ ‫נוספים‬ ‫מידע‬ ‫למקורות‬ ‫קישור‬
‫אלו‬ ‫ופיתוחים‬ ‫במידה‬ .‫ביומימטיים‬ ‫לפיתוחים‬
.‫המפתחת‬ ‫לחברה‬ ‫קישור‬ ‫יש‬ ,‫קיימים‬ ‫כבר‬
‫הביומימיקרי‬ ‫מכון‬ ‫של‬ ‫פיתוח‬ ‫הוא‬ ‫זה‬ ‫מאגר‬
‫פתוח‬ ‫מידע‬ ‫מקור‬ ‫ומהווה‬ ,]13[
‫האמריקאי‬
.‫ביומימטיים‬ ‫למתכננים‬ ‫ונגיש‬
– ‫הנדסיות-ביולוגיות‬ ‫פונקציות‬ ‫של‬ ‫תזאורוס‬ 	‰
‫ביולוגיים‬ ‫במאגרים‬ ‫חיפוש‬ ‫מאפשר‬ ‫זה‬ ‫כלי‬
‫בפונקציות‬ ‫שימוש‬ ‫באמצעות‬ ‫כלליים‬
‫בין‬ ‫מקשר‬ ‫התזאורוס‬ .‫חיפוש‬ ‫כמילות‬
‫בעלות‬ ‫חיפוש‬ ‫מילות‬ ‫לבין‬ ‫הנדסיות‬ ‫פונקציות‬
.]14[
‫הביולוגי‬ ‫במרחב‬ ‫משמעות‬
:‫להפשטה‬ ‫כלים‬
‫הוא‬ ‫פונקציונאלי‬ ‫מידול‬ – ‫פונקציונאלי‬ ‫מודול‬ 	‰
‫הפונקציות‬ ‫כלל‬ ‫בעזרת‬ ‫מערכת‬ ‫של‬ ‫תיאור‬
‫בתהליך‬ .‫בניהן‬ ‫והקשרים‬ ‫אותה‬ ‫המרכיבות‬
‫המערכת‬ ‫של‬ ‫המרכזית‬ ‫הפונקציה‬ ‫זה‬
‫פחות‬ ‫שהן‬ ‫פונקציות‬ ‫לתתי‬ ‫מפורקת‬
‫מסבירה‬ ‫זו‬ ‫מידול‬ ‫שיטת‬ .‫לתכנון‬ ‫מורכבות‬
‫מידול‬ .‫המערכת‬ ‫של‬ ‫וההתנהגות‬ ‫המבנה‬ ‫את‬
‫הודגם‬ ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ ‫של‬ ‫פונקציונאלי‬
]15[
‫ביומימטיים‬ ‫הפשטה‬ ‫בתהליכי‬ ‫כישים‬
‫המערכת‬ ‫ובמודל‬ ‫מבניים‬ ‫בדפוסים‬ ‫שימוש‬ 	‰
‫כותבת‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫פותח‬ ‫זה‬ ‫כלי‬ – ‫השלמה‬
‫בהנחיית‬ ‫דוקטורט‬ ‫עבודת‬ ‫במסגרת‬ ‫המאמר‬
16-[
‫אביב‬ ‫תל‬ ‫מאוניברסיטת‬ ‫רייך‬ ‫יורם‬ '‫פרופ‬
‫חוזרים‬ ‫מבנים‬ ‫של‬ ‫רשימה‬ ‫כולל‬ ‫הכלי‬ .]18
3(9): p. 471-82.
8.	 Miller, K.R., Life's grand design. Technology
Review Manchester NH, 97: p. 24-24, 1994
9.	 Helms, M., S.S. Vattam, and A.K. Goel,
Biologically inspired design: process and
products. Design Studies,. 30(5): p. 606-622,
2009
10.	VDI 2011 Biomimetics.: conception and
strategy—difference between bionic and
conventional methods/products, in VDI
6220: 2011-06: Berlin: Beuth, 2011
11.	 Speck, T., Burgert, I., Process sequences in
biomimetic research. Design and nature, 4:
p. 3-11. 2008
12.	www.asknature.org
13.	http://biomimicry.net/
14.	 Nagel, J.K., R.B. Stone, and D.A. McAdams,
An engineering-to-biology thesaurus for
engineering design. Proc. 2010 ASME IDETC/
CIE, Montreal, Quebec, Canada, 2010.
15.	Nagel, R.L., et al., Exploring the use of
functional models in biomimetic conceptual
design. Journal of Mechanical Design,. 130:
p. 121102, 2008
16.	Helfman Cohen Y, Reich.Y., Greenberg
S, What can we learn from biological
systems when applying the law of system
completeness?, in ETRIA European TRIZ
Association: Dublin, 2011
17.	 Helfman Cohen Y, Reich.Y., Greenberg S,
Substance Field Analysis and Biological
Functions, in ETRIA European TRIZ
Association.: Lisbon, 2012
18.	Helfman Cohen Y, Reich.Y., Greenberg S,
Biomimetics: Structure-function patterns
approach. Journal of Mechanical Design,
Submitted for publication, 2014
19.	Altshuller, G., The innovation algorithm,
TRIZ, systematic innovation and technical
creativity. Worcester, MA: Technical
Innovation Center, Inc, 1999
20.	 Solga, A., Cerman, Z., Striffler, B. F., Spaeth,
M., Barthlott, W., The dream of staying
clean: Lotus and biomimetic surfaces.
Bioinspiration & biomimetics, 2(4): p. S126,
2007
www.engineers.org.il ‫מכונות‬ ‫הנדסת‬17

More Related Content

Similar to טבע למהנדסים

חפצים_על המשתמש
חפצים_על המשתמשחפצים_על המשתמש
חפצים_על המשתמשJonathan Ventura
 
Science and technology ly
Science and technology lyScience and technology ly
Science and technology lyliaty
 
Science and technology ly
Science and technology lyScience and technology ly
Science and technology lyliaty
 
Science and technology ly
Science and technology lyScience and technology ly
Science and technology lyliaty
 

Similar to טבע למהנדסים (7)

חפצים_על המשתמש
חפצים_על המשתמשחפצים_על המשתמש
חפצים_על המשתמש
 
דילמה
דילמהדילמה
דילמה
 
INTRODUCTION.pdf
INTRODUCTION.pdfINTRODUCTION.pdf
INTRODUCTION.pdf
 
גישה הגנתית לסיכוני בריאות הסביבה בישראל
גישה הגנתית לסיכוני בריאות הסביבה בישראלגישה הגנתית לסיכוני בריאות הסביבה בישראל
גישה הגנתית לסיכוני בריאות הסביבה בישראל
 
Science and technology ly
Science and technology lyScience and technology ly
Science and technology ly
 
Science and technology ly
Science and technology lyScience and technology ly
Science and technology ly
 
Science and technology ly
Science and technology lyScience and technology ly
Science and technology ly
 

טבע למהנדסים

  • 1. ‫טבע‬‫למהנדסים‬ ‫מ‬‫וחקר‬ ‫התבונן‬ ‫האדם‬ ,‫האנושות‬ ‫שחר‬ ‫בחיקוי‬ ‫שהתעניין‬ ‫אריסטו‬ .‫הטבע‬ ‫את‬ ‫המושג‬ ‫את‬ ‫המציא‬ ,‫הטבע‬ ‫של‬ ‫וייצוג‬ ‫יצירות‬ ‫ש"אין‬ ‫וטען‬ ,‫חיקוי‬ ‫שמשמעותו‬ "‫"מימזיס‬ ‫שנים‬ ‫מאות‬ .)‫(אריסטו‬ "‫בטבע‬ ‫תועלת‬ ‫חסרות‬ ‫בטבע‬ ‫עמוקות‬ ‫מתבונן‬ ‫וינ'צי‬ ‫דה‬ ,‫ך‬‫כ‬ ‫אחר‬ ‫ובניסיון‬ ‫הנדסית‬ ‫מבט‬ ‫מנקודת‬ ‫האדם‬ ‫ובגוף‬ ‫הטבע‬ .‫וביולוגיים‬ ‫הנדסיים‬ ‫ידע‬ ‫בסיסי‬ ‫למזג‬ ,‫כוחות‬ ‫של‬ ‫מרחב‬ ‫באותו‬ ‫פועלים‬ ‫והטכנולוגיה‬ .‫זרימה‬ ‫ועקרונות‬ ‫מכאניים‬ ‫עקרונות‬ ‫אותם‬ ‫עם‬ ‫גוף‬ ‫פועלים‬ ‫איך‬ ‫שנדע‬ ‫שברגע‬ ‫הניח‬ ‫וינצ'י‬ ‫דה‬ ‫למכונות‬ ‫בסיס‬ ‫לנו‬ ‫יהיה‬ ,‫הטבע‬ ‫וכוחות‬ ‫האדם‬ ‫שעות‬ ‫הקדיש‬ ‫וינצ'י‬ ‫דה‬ .‫הטבע‬ ‫את‬ ‫שמחקות‬ ‫למחקר‬ ,‫להסתכלות‬ ,‫להתבוננות‬ ‫ביום‬ ‫רבות‬ ‫כמו‬ ‫בטבע‬ ‫שונים‬ ‫מעופפים‬ ‫של‬ ‫ולשרטוט‬ ‫במטרה‬ ,‫ואחרים‬ ‫שפירית‬ ,‫עטלף‬ ,‫מעופף‬ ‫דג‬ ‫בלימודי‬ ‫העמיק‬ ‫הוא‬ .‫מעופפת‬ ‫מכונה‬ ‫לפתח‬ ‫הטבעית‬ ‫התעופה‬ ‫של‬ ‫והאנטומיה‬ ‫הזואולוגיה‬ ‫וחתר‬ ‫ידע‬ ‫ובאיסוף‬ ‫בהתבוננות‬ ‫הסתפק‬ ‫לא‬ ‫אך‬ ‫במשימתו‬ ‫צלח‬ ‫לא‬ ‫וינצ'י‬ ‫דה‬ ,‫כידוע‬ .‫ליישמו‬ ‫את‬ ‫הניח‬ ‫הוא‬ ‫אך‬ ,‫הראשון‬ ‫המטוס‬ ‫את‬ ‫לפתח‬ ‫ידע‬ ‫המחבר‬ ,‫הביומימיקרי‬ ‫לתחום‬ ‫היסודות‬ .‫מתודולוגית‬ ‫בצורה‬ ‫והנדסי‬ ‫זואולוגי‬ ‫"חיקוי‬ ‫היא‬ ‫ביומימיקרי‬ ‫המילה‬ ‫משמעות‬ ‫נגזר‬ mimicry"" .‫חיים‬ – "bio"( ."‫החיים‬ ‫ומשמעותו‬ ‫אריסטו‬ ‫שטבע‬ "mimesis" ‫מהמילה‬ ‫חיקוי‬ ‫של‬ ‫תהליך‬ ‫הוא‬ ‫ביומימיקרי‬ .)‫חיקוי‬ .]1[ ‫הטבע‬ ‫של‬ ‫התכנוניים‬ ‫הפתרונות‬ ‫של‬ ‫מודע‬ ‫בעשרות‬ ‫רק‬ ,‫בטבע‬ ‫התמידי‬ ‫העניין‬ ‫למרות‬ ‫של‬ ‫התגבשות‬ ‫מזהים‬ ‫אנו‬ ‫האחרונות‬ ‫השנים‬ ‫מתודולוגי‬ ‫בחיקוי‬ ‫העוסק‬ ‫מדעי‬ ‫דעת‬ ‫תחום‬ ‫של‬ ‫הטכנולוגית‬ ‫ההתפתחות‬ .‫הטבעי‬ ‫הידע‬ ‫של‬ ‫וחקר‬ ‫מידול‬ ‫המאפשרת‬ ‫האחרונים‬ ‫העשורים‬ ‫יעילה‬ ‫בצורה‬ ‫רוב‬ ‫פי‬ ‫על‬ ,‫בטבע‬ ‫נפתרו‬ ‫כבר‬ ‫הוא‬ ‫הטבע‬ .‫ואנרגיה‬ ‫חומר‬ ‫במשאבי‬ ‫וחסכונית‬ ‫לידע‬ ‫מקור‬ ‫גם‬ ‫אלא‬ ‫חומרים‬ ‫מחסן‬ ‫רק‬ ‫לא‬ ‫של‬ ‫התכנוניים‬ ‫הפתרונות‬ ‫בחינת‬ .‫ותובנות‬ ‫ותספק‬ ‫מחדש‬ ‫הגלגל‬ ‫המצאת‬ ‫תמנע‬ ‫הטבע‬ ‫תהליך‬ ,‫לעיתים‬ .‫ומקיימים‬ ‫חדשניים‬ ‫פתרונות‬ ‫השראה‬ ‫בקבלת‬ ‫מסתכם‬ ‫מהטבע‬ ‫הלמידה‬ ‫ההנדסי‬ ‫הפיתוח‬ ‫כאשר‬ ,‫טבעי‬ ‫מפתרון‬ ‫בלבד‬ ‫כ-"תכנון‬ ‫מזוהה‬ ‫זה‬ ‫תהליך‬ .‫במהותו‬ ‫שונה‬ ‫לעיתים‬ .)Bioinspiration( "‫הטבע‬ ‫בהשראת‬ ‫פתרונות‬ ‫של‬ ‫מלא‬ ‫חיקוי‬ ‫של‬ ‫תהליך‬ ‫מבוצע‬ ‫של‬ ‫והפרמטרים‬ ‫המודלים‬ ‫רמת‬ ‫עד‬ ‫ביולוגיים‬ "Biomimetics"-‫כ‬ ‫מזוהה‬ ‫זה‬ ‫תהליך‬ .‫הפתרון‬ ‫תחום‬ ,‫הרחב‬ ‫במובן‬ ."Bionics"-‫כ‬ ‫או‬ ‫מהשראה‬ ,‫מהטבע‬ ‫בלמידה‬ ‫עוסק‬ ‫הביומימיקרי‬ .‫ברורים‬ ‫מהטבע‬ ‫הלמידה‬ ‫יתרונות‬ .‫העתקה‬ ‫ועד‬ ‫מעבדת‬ ‫של‬ ‫תוצר‬ ‫הם‬ ‫הטבע‬ ‫של‬ ‫הפתרונות‬ ‫הזמן‬ ‫במבחן‬ ‫נבחנו‬ ‫הם‬ ,‫האבולוציונית‬ ‫התכן‬ ‫מקור‬ ‫מהווה‬ ‫המינים‬ ‫מגוון‬ .‫פטנט‬ ‫מוגנים‬ ‫ואינם‬ .‫ומקיימים‬ ‫חדשניים‬ ‫ולפתרונות‬ ‫עצום‬ ‫לידע‬ ‫העתיד‬ ‫חדשנות‬ ‫כמנוע‬ ‫מזוהה‬ ‫ביומימיקרי‬ ‫שנת‬ ‫עד‬ ‫העולמי‬ ‫לתל"ג‬ ‫דולר‬ ‫כטריליון‬ ‫לתרום‬ ‫באים‬ ‫הביומימטית‬ ‫החדשנות‬ ‫פירות‬ .]3[ 2025 ‫לרבות‬ ,‫השונים‬ ‫החיים‬ ‫בתחומי‬ ‫ביטוי‬ ‫לידי‬ ‫תהליך‬ ‫של‬ ‫בהקשר‬ .‫מסורתיות‬ ‫תעשיות‬ ‫כמחולל‬ ‫מזוהה‬ ‫ביומימיקרי‬ ,‫ההנדסי‬ ‫התכן‬ ,)idea generator( ‫ומקיימים‬ ‫חדשניים‬ ‫רעיונות‬ ‫הראשוניים‬ ‫בשלבים‬ ‫בעיקר‬ ‫ביטוי‬ ‫לידי‬ ‫ובא‬ ‫התכנון‬ ‫שלב‬ ,‫ההנדסי‬ ‫התכן‬ ‫תהליך‬ ‫של‬ ‫הפתרונות‬ ‫מגוון‬ ‫מורחב‬ ‫אלו‬ ‫בשלבים‬ .‫הרעיוני‬ ‫של‬ ‫הפתרונות‬ ‫בחינת‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫הפוטנציאלים‬ ‫ראשוניים‬ ‫שלבים‬ ‫של‬ ‫תרומתם‬ ‫כי‬ ‫ידוע‬ .‫הטבע‬ ‫למרות‬ ,‫ד‬‫מאו‬ ‫גבוהה‬ ‫היא‬ ‫הסופי‬ ‫לתוצר‬ ‫אלו‬ ‫של‬ ‫הגיבוש‬ ‫את‬ ‫האיצה‬ ,‫הטבע‬ ‫פתרונות‬ ‫של‬ ‫כיום‬ .‫מדעית‬ ‫כדיסציפלינה‬ ‫הביומימיקרי‬ ‫תחום‬ ‫עם‬ ,‫בצמיחה‬ ‫דעת‬ ‫כתחום‬ ‫מזוהה‬ ‫ביומימיקרי‬ ‫הפטנטים‬ ,‫הפרסומים‬ ‫במספר‬ ‫מתמיד‬ ‫גידול‬ ‫גם‬ ‫כמו‬ ,‫לתחום‬ ‫המיוחסים‬ ‫המחקר‬ ‫ומענקי‬ Biomimetics(( ‫אקדמיים‬ ‫עיתונים‬ ,‫ר‬‫מחק‬ ‫מכוני‬ & Bioinspiration, (Design & Nature .]2[ ‫גבוהים‬ ‫לתארים‬ ‫לימוד‬ ‫ותוכניות‬ ‫מהאתגרים‬ ‫שמרבית‬ ‫היא‬ ‫הבסיסית‬ ‫ההנחה‬ ‫כמהנדסים‬ ‫מתמודדים‬ ‫אנו‬ ‫איתם‬ ‫התכנוניים‬ ‫מתפתח‬ ‫דעת‬ ‫תחום‬ ‫הוא‬ ‫ביומימיקרי‬ ‫ומתכננים‬ ‫מהנדסים‬ ‫המזמין‬ ,‫ומבטיח‬ ‫הטבע‬ ‫של‬ ‫הפתרונות‬ ‫מאגר‬ ‫את‬ ‫לבחון‬ ‫הוא‬ ‫הטבע‬ .‫שונים‬ ‫תכנוניים‬ ‫לאתגרים‬ ‫מקיימים‬ ,‫חדשניים‬ ‫לפתרונות‬ ‫מקור‬ ‫מימוש‬ ‫את‬ ‫מאפשר‬ ‫התחום‬ .‫ומפתיעים‬ ‫וגובר‬‫הולך‬‫בקצב‬‫המצטבר‬‫הביולוגי‬‫הידע‬ .‫ובטכנולוגיה‬ ‫בהנדסה‬ ‫לישים‬ ‫והפיכתו‬ ‫של‬ ‫העיצובית‬ ‫לשפה‬ ‫שיחשפו‬ ‫מהנדסים‬ .‫וחשיבתם‬ ‫דעתם‬ ‫להרחבת‬ ‫יזכו‬ ‫הטבע‬ "‫יותר‬ ‫טוב‬ ‫הכול‬ ‫ותבין‬ ‫בטבע‬ ‫היטב‬ ‫"הבט‬ *‫כהן‬ ‫הלפמן‬ ‫יעל‬ // .)‫איינשטיין‬ ‫(אלברט‬ ‫שהפתרונות‬ ‫לזכור‬ ‫חשוב‬ ‫לא‬ ‫הם‬ ‫בטבע‬ ‫התכנוניים‬ ,‫אופטימאליים‬ ‫תמיד‬ .‫אלגנטיים‬ ‫או‬ ‫אידיאליים‬ ‫תכנוניות‬ ‫טעויות‬ ‫יתכנו‬ ‫אינטליגנטי‬ ‫שמתכנן‬ ‫בטבע‬ .‫מבצע‬ ‫היה‬ ‫לא‬ ‫ביומימיקרי‬ www.engineers.org.il ‫מכונות‬ ‫הנדסת‬14
  • 2. ‫עליהם‬ ‫לדלג‬ ‫נוטים‬ ‫רבים‬ ‫מתכננים‬ ‫שבפועל‬ ‫המכונה‬ ‫תופעה‬ ,‫הסופי‬ ‫לפתרון‬ ‫ישר‬ ‫ולחתור‬ .]4[ ‫התכנוני‬ ‫הפרדוקס‬ ‫כל‬ ‫קודם‬ ‫קשורה‬ ‫הביומימטית‬ ‫החדשנות‬ ‫התכנון‬ ‫תהליך‬ ‫של‬ ‫האנלוגיים‬ ‫למאפיינים‬ ‫תהליך‬ ‫הוא‬ ‫בהגדרה‬ ‫ביומימקרי‬ .‫הביומימטי‬ ‫תוכן‬ ‫מעולם‬ ‫מועבר‬ ‫ידע‬ ‫בו‬ ‫אנלוגי‬ ‫תכנון‬ ,‫ר‬‫אח‬ ‫תוכן‬ ‫לעולם‬ ,)‫(ביולוגיה‬ ‫המקור‬ ,‫ד‬‫אח‬ ‫כמקור‬ ‫ידועה‬ ‫אנלוגיה‬ .)‫היישום‬ ‫(תחום‬ ‫היעד‬ ‫המקור‬ ‫תחום‬ ‫בין‬ ‫שהמרחק‬ ‫ככל‬ .‫לחדשנות‬ ‫החדשנות‬ ‫פוטנציאל‬ ,‫ר‬‫יות‬ ‫גדול‬ ‫היעד‬ ‫לתחום‬ ,‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫בתהליך‬ .]6[ ,]5[ ‫יותר‬ ‫רב‬ ‫פתרונות‬ ‫מאגר‬ ‫מייצג‬ ‫הביולוגי‬ ‫התוכן‬ ‫עולם‬ ‫תכנונית‬ ‫פרדיגמה‬ ‫על‬ ‫המבוססים‬ ‫פוטנציאלים‬ ‫קווים‬ ‫בטבע‬ ‫נמצא‬ ‫ולא‬ ‫כמעט‬ ‫למשל‬ ‫כך‬ .‫שונה‬ ‫בפיתוחים‬ ‫מאוד‬ ‫שנפוצים‬ ‫ישרות‬ ‫זוויות‬ ‫או‬ ‫על‬ ‫מבוססים‬ ‫בטבע‬ ‫הפתרונות‬ .‫טכנולוגיים‬ ‫טווח‬ ‫המספקים‬ ‫חומרים‬ ‫של‬ ‫מצומצם‬ ‫מגוון‬ ‫רק‬ ‫שיש‬ ‫נמצא‬ .‫פונקציונאליות‬ ‫של‬ ‫נרחב‬ ,‫וטכנולוגיים‬ ‫ביולוגיים‬ ‫פתרונות‬ ‫בין‬ ‫דמיון‬ 12% ‫בחומר‬ ‫ניכר‬ ‫שימוש‬ ‫יש‬ ‫בטכנולוגיה‬ ‫כאשר‬ ‫במבניות‬ ‫ניכר‬ ‫שימוש‬ ‫בטבע‬ ‫ואילו‬ ,‫ואנרגיה‬ .]7[ ‫תכנוניים‬ ‫אתגריים‬ ‫אותם‬ ‫לפתרון‬ ‫ומידע‬ ‫הפיך‬ ‫בלתי‬ ‫נזק‬ ‫או‬ ‫אשפה‬ ‫לייצר‬ ‫מבלי‬ ,‫החיים‬ ‫סביבתן‬ ‫את‬ ‫מעשירות‬ ‫הן‬ ,‫ך‬‫ההיפ‬ .‫לאקוסיסטמה‬ ‫בטבע‬ ‫והצורות‬ ‫המבנים‬ .‫פעילות‬ ‫כדי‬ ‫תוך‬ ‫שימוש‬ ‫תוך‬ ‫תכונות‬ ‫של‬ ‫נרחב‬ ‫טווח‬ ‫מספקים‬ ‫הייצור‬ ‫תהליכי‬ .‫ואנרגיה‬ ‫חומר‬ ‫במשאבי‬ ‫מינימלי‬ ‫אינם‬ ‫כן‬ ‫ועל‬ ,‫החיים‬ ‫בסביבת‬ ‫מתקיימים‬ ‫בטבע‬ ,‫גבוהות‬ ‫לטמפרטורות‬ ‫חימום‬ ‫על‬ ‫מבוססים‬ .]1[ ‫רעילים‬ ‫בחומרים‬ ‫שימוש‬ ‫או‬ ‫כבדים‬ ‫לחצים‬ ‫על‬ ‫מוסברת‬ ‫כן‬ ‫אם‬ ‫הביומימטית‬ ‫החדשנות‬ ‫המבוססים‬ ,‫רבים‬ ‫פוטנציאליים‬ ‫פתרונות‬ ‫ידי‬ ‫אנלוגי‬ ‫בתהליך‬ ‫ומועברים‬ ‫שונה‬ ‫פרדיגמה‬ ‫על‬ ‫הביולוגי‬ ‫הידע‬ ‫כאשר‬ ,‫ולטכנולוגיה‬ ‫להנדסה‬ ‫מנוע‬ ‫של‬ ‫הדלק‬ ‫הוא‬ ‫השנים‬ ‫עם‬ ‫ומואץ‬ ‫ההולך‬ .‫הביומימטית‬ ‫החדשנות‬ .‫מקיימים‬ ‫לפתרונות‬ ‫כמקור‬ ‫גם‬ ‫מזוהה‬ ‫הטבע‬ ‫מגבלות‬ ‫תחת‬ ‫פועלות‬ ‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬ ‫הלוטוס‬ ‫אפקט‬ ‫גדל‬‫שהוא‬‫למרות‬‫נקי‬‫נראה‬‫תמיד‬‫לוטוס‬‫עלה‬ ‫מסייעת‬ ‫כמובן‬ ‫זו‬ ‫עובדה‬ .‫בוציות‬ ‫בסביבות‬ ‫כיצד‬ .‫יעילים‬ ‫פוטוסינתזה‬ ‫תהליכי‬ ‫לבצע‬ ‫לו‬ ‫תמיד‬ ‫נראה‬ ‫בוצית‬ ‫בסביבה‬ ‫הגדל‬ ‫צמח‬ .‫רבות‬ ‫שנים‬ ‫מדענים‬ ‫סקרנה‬ ‫זו‬ ‫עובדה‬ ?‫נקי‬ ‫חשף‬ ,‫גרמני‬ ‫בוטנאי‬ ,(Barthlott( ‫ברטלוייט‬ ,‫הלוטוס‬ ‫עלי‬ ‫של‬ ‫העצמי‬ ‫הניקוי‬ ‫מנגנון‬ ‫את‬ ‫הלוטוס‬ ‫עלה‬ .]20[ ‫הלוטוס‬ ‫אפקט‬ ‫אותו‬ ‫וכינה‬ ‫מכוסות‬ ‫ננומטריות‬ ‫בגבשושיות‬ ‫מכוסה‬ ‫שטח‬ ‫את‬ ‫מקטין‬ ‫הגבשושיות‬ ‫מבנה‬ .‫שעווה‬ ‫המשטח‬ ‫על‬ ‫הנופלות‬ ‫המים‬ ‫טיפות‬ ‫של‬ ‫המגע‬ ‫בין‬ ‫מעלות‬ 140 ‫מעל‬ ‫של‬ ‫מגע‬ ‫זוויות‬ ‫ויוצר‬ ‫משטחים‬ ‫המאפיינת‬ ‫תכונה‬ ,‫למשטח‬ ‫הטיפה‬ ‫בצורה‬ ‫מים‬ ‫(דוחים‬ ‫סופר-הידרופוביים‬ ‫המשטח‬ ‫על‬ ‫הנופלות‬ ‫מים‬ ‫טיפות‬ .)‫קיצוני‬ ‫משטח‬‫על‬‫ומתגלגלות‬‫ספרית‬‫צורה‬‫מקבלות‬ ‫הן‬ ‫בדרך‬ .‫הגרביטציה‬ ‫בכוח‬ ‫המשופע‬ ‫העלה‬ ‫העלה‬ ‫על‬ ‫המצויים‬ ‫לכלוך‬ ‫חלקיקי‬ ‫מסירות‬ ‫את‬ ‫המאפיין‬ ‫האדהזיה‬ ‫כוחות‬ ‫מערך‬ ‫בשל‬ ‫הלכלוך‬ ‫חלקיקי‬ - ‫התוצאה‬ .‫הבליטות‬ ‫מבנה‬ ,‫מים‬ ‫טיפות‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫קבוע‬ ‫באופן‬ ‫מוסרים‬ ‫השקעת‬ ‫ללא‬ ,‫העלה‬ ‫בסביבת‬ ‫זמין‬ ‫משאב‬ ‫וכוחות‬ ‫האדהזיה‬ ‫כוחות‬ ‫ניצול‬ ‫תוך‬ ,‫אנרגיה‬ ‫פטנטים‬ ‫נרשמו‬ ‫זה‬ ‫לאפקט‬ .‫הגרביטציה‬ ,‫צבעים‬ ‫לרבות‬ ‫רבים‬ ‫ביומימטיים‬ ‫ויישומים‬ .‫בעצמם‬ ‫המתנקים‬ ‫ובדים‬ ‫זכוכיות‬ ‫להתחיל‬ ‫יכול‬ ‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫תהליך‬ ‫אך‬ ‫מאתרים‬ ‫בהמשך‬ .‫מזוהה‬ ‫תכנוני‬ ‫באתגר‬ ‫גם‬ ‫לאתגר‬ ‫פתרון‬ ‫המדגימה‬ ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ ‫ומיושם‬ ‫נחקר‬ ‫הביולוגי‬ ‫הפתרון‬ .‫אנלוגי‬ ‫לכיוון‬ ‫דוגמא‬ .‫המפותח‬ ‫הטכנולוגי‬ ‫בפתרון‬ ,‫ביפן‬ ‫המהירה‬ ‫הרכבת‬ ‫היא‬ ‫זה‬ ‫פיתוח‬ ‫לפתרון‬ ‫ביומימטי‬ ‫בתהליך‬ ‫מחדש‬ ‫שעוצבה‬ .‫שיצרה‬ ‫הרעש‬ ‫בעיית‬ ‫יעילה‬ ‫זרימה‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫מאופיינות‬ ‫בטבע‬ ‫מערכות‬ ‫של‬ ‫הפתרונות‬ ‫למידת‬ .‫ואנרגיה‬ ‫חומר‬ ‫של‬ ,‫מקיימים‬ ‫לפתרונות‬ ‫מקור‬ ‫כן‬ ‫אם‬ ‫מהווה‬ ‫הטבע‬ ‫בהעתקת‬ ‫מסתפק‬ ‫אינו‬ ‫שהמתכנן‬ ‫בהנחה‬ ‫לייצרו‬ ‫חותר‬ ‫גם‬ ‫אלא‬ ,‫מהטבע‬ ‫מודל‬ ‫או‬ ‫מבנה‬ ‫ידידותיים‬ ‫בחומרים‬ ‫שימוש‬ ‫תוך‬ ‫מקיימת‬ ‫בדרך‬ .‫לסביבה‬ ‫התכנוניים‬ ‫שהפתרונות‬ ‫לזכור‬ ‫חשוב‬ ‫אך‬ ‫אידיאליים‬ ,‫אופטימאליים‬ ‫תמיד‬ ‫לא‬ ‫הם‬ ‫בטבע‬ ‫בטבע‬ ‫תכנוניות‬ ‫טעויות‬ ‫יתכנו‬ .‫אלגנטיים‬ ‫או‬ .]8[ ‫מבצע‬ ‫היה‬ ‫לא‬ ‫אינטליגנטי‬ ‫שמתכנן‬ ‫לא‬ ‫לתכנון‬ ‫דוגמא‬ ‫הוא‬ ‫האנושית‬ ‫העין‬ ‫מבנה‬ ‫הדם‬ ‫וכלי‬ ‫העצביים‬ ‫החיבורים‬ .‫אופטימאלי‬ ‫ובכך‬ ,‫ר‬‫האו‬ ‫קולטי‬ ‫התאים‬ ‫לפני‬ ‫ממוקמים‬ ‫בעין‬ ‫שהגיוני‬ ‫בעוד‬ ,‫ר‬‫האו‬ ‫קליטת‬ ‫ביעילות‬ ‫פוגעים‬ ‫ולמנוע‬ ‫הרטינה‬ ‫מאחורי‬ ‫למקמם‬ ‫היה‬ ‫יותר‬ ‫האילוצים‬ ‫לעיתים‬ .‫בעין‬ ‫העיוורת‬ ‫הנקודה‬ ‫את‬ ‫למרחב‬ ‫רלוונטיים‬ ‫אינם‬ ‫הטבע‬ ‫של‬ ‫התכנוניים‬ ‫בצורה‬ ‫ללמוד‬ ‫שעלינו‬ ‫מכאן‬ .‫ההנדסי‬ ‫התכנוני‬ ‫התכנוניים‬ ‫הפתרונות‬ ‫את‬ ‫וביקורתית‬ ‫שקולה‬ ‫לפתרון‬ ‫שיפורים‬ ‫או‬ ‫שינויים‬ ‫ולהציע‬ ‫הטבע‬ ‫של‬ .‫נדרש‬ ‫אם‬ ,‫הטבעי‬ .‫גדולה‬ ‫הביומימיקרי‬ ‫תחום‬ ‫של‬ ‫ההבטחה‬ ‫אותנו‬ ‫להפתיע‬ ‫יכולים‬ ‫הטבע‬ ‫פתרונות‬ ‫מקיבעונות‬ ‫להשתחרר‬ ‫לנו‬ ‫לסייע‬ ,‫כמהנדסים‬ .‫סביבתית‬ ‫לחדשנות‬ ‫מקור‬ ‫ולהוות‬ ‫תכנוניים‬ ‫לעיתים‬ .‫מגבלות‬ ‫גם‬ ‫יש‬ ,‫ההבטחות‬ ‫לצד‬ ‫אך‬ ‫לטכנולוגיות‬ ‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬ ‫בין‬ ‫המעבר‬ ‫ממיקרו‬ ‫(למשל‬ ‫גודל‬ ‫סדר‬ ‫של‬ ‫מעבר‬ ‫גם‬ ‫הוא‬ ‫במגבלות‬ ‫לעיתים‬ ‫הכרוך‬ ‫מעבר‬ ,)‫למקרו‬ ‫הביולוגי‬ ‫מהפתרון‬ ‫למנוע‬ ‫שעלולים‬ ‫ואילוצים‬ ‫נמצאת‬ ‫לא‬ ,‫לעיתים‬ .‫ההנדסי‬ ‫במרחב‬ ‫לתפקד‬ ,‫הביולוגי‬ ‫לחומר‬ ‫ראויה‬ ‫חומרית‬ ‫חלופה‬ ‫יש‬ ‫מובן‬ ‫הביולוגי‬ ‫שהפתרון‬ ‫למרות‬ ,‫ולעיתים‬ .‫ייצורו‬ ‫את‬ ‫המונעות‬ ‫טכנולוגיות‬ ‫מגבלות‬ ‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫תהליך‬ ‫מתהליכי‬ ‫ייחודי‬ ‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫תהליך‬ ‫מבוצע‬ ‫להיות‬ ‫יכול‬ ‫שהוא‬ ‫בכך‬ ‫רגילים‬ ‫תכנון‬ Solution( ‫להנדסה‬ ‫מהביולוגיה‬ :‫כיוונים‬ ‫בשני‬ ‫לביולוגיה‬ ‫מההנדסה‬ ‫או‬ )based design .[9] Problem (based design( www.engineers.org.il ‫מכונות‬ ‫הנדסת‬15
  • 3. ‫בזיהוי‬ ‫להתחיל‬ ‫יכול‬ ‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫תהליך‬ ,‫ביולוגים‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫שנחקרה‬ ‫בטבע‬ ‫ייחודית‬ ‫תופעה‬ ‫אתגר‬ ‫מאתרים‬ ‫בהמשך‬ .‫בוטנאים‬ ‫או‬ ‫זואולוגים‬ ‫ומוצעות‬ ,‫בטבע‬ ‫שנפתרה‬ ‫לבעיה‬ ‫אנלוגי‬ ‫תכנוני‬ ‫של‬ ‫גילויו‬ ,‫למשל‬ ‫כך‬ .‫אפשריות‬ ‫אפליקציות‬ ‫טכנולוגיות‬ ‫של‬ ‫לסדרה‬ ‫הוביל‬ ‫הלוטוס‬ ‫אפקט‬ .‫עצמי‬ ‫לניקוי‬ ‫להנדסה‬ ‫הביולוגיה‬ ‫בין‬ ‫הידע‬ ‫העברת‬ ‫בתהליך‬ ,‫אחת‬ ‫ביולוגית‬ ‫במערכת‬ ‫רק‬ ‫נעזרים‬ ‫לעיתים‬ ‫מספר‬ ‫של‬ ‫חקר‬ ‫על‬ ‫מבוסס‬ ‫הפתרון‬ ‫ולעיתים‬ ‫יותר‬ ‫מורכב‬ ‫התכנון‬ ‫כאשר‬ ,‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬ ‫המועבר‬ ‫הידע‬ .‫פונקציות‬ ‫מספר‬ ‫על‬ ‫ומבוסס‬ ‫פונקציונאלי‬ ‫ידע‬ ‫לרוב‬ ‫הוא‬ ‫להנדסה‬ ‫מהביולוגיה‬ ‫תהליכים‬ ,‫מבנים‬ ‫של‬ ‫חיקוי‬ ‫לרמות‬ ‫הקשור‬ ‫מרמת‬ ‫שונות‬ ‫סדר‬ ‫ברמות‬ ‫תכנוניים‬ ‫ועקרונות‬ ‫ועד‬ ‫האורגניזם‬ ‫רמת‬ ,‫ר‬‫האיב‬ ‫רמת‬ ‫דרך‬ ,‫התא‬ .‫האקולוגית‬ ‫המערכת‬ ‫רמת‬ ‫חייבים‬ ‫חיקוי‬ ‫רמת‬ ‫ובכל‬ ‫פיתוח‬ ‫כיוון‬ ‫בכל‬ ‫בתהליך‬ ‫עיקריים‬ ‫מרכיבים‬ ‫שלושה‬ ‫להימצא‬ )2( ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ )1( :‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫ההנדסית‬ ‫לאפליקציה‬ ‫העברה‬ )3( ‫הפשטה‬ ‫של‬ ‫יוצא‬ ‫פועל‬ ‫הם‬ ‫אלו‬ ‫שלבים‬ .‫טכנולוגית‬ / ‫(מערכת‬ ‫מקור‬ ‫יש‬ ‫בו‬ ‫אנלוגי‬ ‫תכנון‬ ‫תהליך‬ / ‫הנדסית‬ ‫(מערכת‬ ‫יעד‬ ‫ויש‬ )‫ביולוגית‬ ‫הביומימטית‬ ‫התקינה‬ ‫ועידת‬ ‫גם‬ .)‫טכנולוגית‬ ‫תקן‬ ‫לגיבוש‬ ‫אלו‬ ‫בימים‬ ‫הפועלת‬ ‫הבינלאומית‬ ‫בגרמניה‬ ‫שפותח‬ ‫ידע‬ ‫על‬ ‫ומבוססת‬ ‫ביומימטי‬ ‫כמדד‬ ‫הנ"ל‬ ‫המרכיבים‬ ‫שלושת‬ ‫את‬ ‫הגדירה‬ ,]10[ ‫לפיתוח‬ ‫בהשוואה‬ ‫ביומימטי‬ ‫פיתוח‬ ‫לזיהוי‬ .‫ביומימטי‬ ‫שאינו‬ :‫השלבים‬ ‫הסבר‬ ‫להלן‬ ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ ‰ ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ ‫לאתר‬ ‫יש‬ ‫אנו‬ ‫אם‬ .‫התכנוני‬ ‫לאתגר‬ ‫אנלוגית‬ ,‫הביולוגי‬ ‫במרחב‬ ‫מתחילים‬ ,‫אורגניזמים‬ ‫מאתרים‬ ‫אנו‬ ‫בעלי‬ ,‫צמחים‬ ‫או‬ ‫חיים‬ ‫בעלי‬ ‫ובהמשך‬ ,‫ייחודי‬ ‫מנגנון‬ .‫אנלוגי‬ ‫תכנוני‬ ‫אתגר‬ ‫מזהים‬ ‫במרחב‬ ‫מתחילים‬ ‫אנו‬ ‫אם‬ ‫מגדירים‬ ‫אנו‬ ,‫ההנדסי‬ ‫ומאתרים‬ ,‫תכנוני‬ ‫אתגר‬ ‫המדגימה‬ ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ .‫זה‬ ‫לאתגר‬ ‫אנלוגי‬ ‫פתרון‬ ‫הפשטה‬ ‰ ‫אנלוגית‬ ‫ידע‬ ‫העברת‬ ‫כל‬ .]6[ ‫הפשטה‬ ‫של‬ ‫שלב‬ ‫דורשת‬ ‫תכנון‬ ‫של‬ ‫בהקשר‬ ‫הפשטה‬ ‫הידע‬ ‫זיקוק‬ ‫של‬ ‫תהליך‬ ‫היא‬ ‫ביומימטי‬ ,‫פעולה‬ ‫עקרונות‬ ‫למספר‬ ‫הנלמד‬ ‫הביולוגי‬ ‫המסבירים‬ ,‫מייצגים‬ ‫מודלים‬ ‫או‬ ‫אסטרטגיות‬ ‫להיות‬ ‫ויכולים‬ ,‫הביולוגי‬ ‫הפתרון‬ ‫את‬ .‫ההנדסית‬ ‫לאפליקציה‬ ‫בהמשך‬ ‫מועברים‬ ‫מודל‬ ‫יוצרים‬ ‫אנו‬ ‫לרוב‬ ‫ההפשטה‬ ‫בשלב‬ ‫הפתרון‬ ‫של‬ ‫ומבני‬ ‫התנהגותי‬ ,‫פונקציונאלי‬ -‫ביו‬ ‫ניתוח‬ ‫מערב‬ ‫לרוב‬ ‫זה‬ ‫שלב‬ .‫הביולוגי‬ ‫הביולוגית‬ ‫המערכת‬ ‫של‬ ‫ומורפולוגי‬ ‫מכאני‬ ‫הגשר‬ ‫נבנה‬ ‫ההפשטה‬ ‫בתהליך‬ .]11[ ‫הנחקרת‬ ‫זה‬ ‫שלב‬ ‫לאחר‬ .‫הנדסה‬ ‫לבין‬ ‫הביולוגיה‬ ‫בין‬ ‫התוכן‬ ‫מעולם‬ ‫להתנתק‬ ‫יכול‬ ‫המתכנן‬ / ‫ההנדסי‬ ‫התוכן‬ ‫לעולם‬ ‫ולעבור‬ ‫הביולוגי‬ ‫שלב‬ ‫הוא‬ ‫ההפשטה‬ ‫שלב‬ ‫לכן‬ .‫טכנולוגי‬ .‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫בתהליך‬ ‫קריטי‬ ‫לאפליקציה‬ ‫העברה‬ ‰ ‫מועבר‬ ‫המזוקק‬ ‫הידע‬ ,‫ההפשטה‬ ‫שלב‬ ‫בתום‬ .‫טכנולוגי‬ / ‫ההנדסי‬ ‫במודל‬ ‫ומיושם‬ ‫ביפן‬ ‫המהירה‬ ‫הרכבת‬ ,(Shinkansen( ‫ביפן‬ ‫המהירה‬ ‫הרכבת‬ ‫באופן‬ ‫עוצבה‬ ,‫הקליע‬ ‫כרכבת‬ ‫גם‬ ‫הידועה‬ ‫ממנהרה‬ ‫יצאה‬ ‫שהרכבת‬ ‫פעם‬ ‫בכל‬ .‫ביומימטי‬ ‫שהגיע‬ ‫רעש‬ ‫גל‬ ‫יצרה‬ ‫היא‬ ‫הפתוח‬ ‫לאוויר‬ ‫התושבים‬ ‫באיכות‬ ‫פגע‬ ,‫ק"מ‬ 80 ‫של‬ ‫למרחק‬ .‫שהוגדרו‬ ‫הרעש‬ ‫בתקני‬ ‫עמד‬ ‫ולא‬ ,‫ר‬‫באזו‬ .‫ציפורים‬ ‫חובב‬ ‫היה‬ ‫הרכבת‬ ‫ממהנדסי‬ ‫אחד‬ ‫הבחין‬ ‫הוא‬ ‫בטבע‬ ‫ששהה‬ ‫הפעמים‬ ‫באחת‬ .‫דג‬ ‫לתפוס‬ ‫מנת‬ ‫על‬ ‫למים‬ ‫הצולל‬ ‫בשלדג‬ ‫רעש‬ ‫גל‬ ‫ללא‬ ‫למים‬ ‫החלקה‬ ‫השלדג‬ ‫כניסת‬ .‫ד‬‫ולשרו‬ ‫במשימתו‬ ‫להצליח‬ ‫לו‬ ‫מאפשרת‬ ‫הרעש‬ ‫לבעיית‬ ‫אנלוגי‬ ‫אתגר‬ ‫זיהה‬ ‫המהנדס‬ ‫גם‬ .‫למים‬ ‫השלדג‬ ‫של‬ ‫בצלילתו‬ ‫ברכבת‬ ‫לתווך‬‫אחר‬‫מתווך‬‫עוברים‬‫הרכבת‬‫וגם‬‫השלדג‬ ‫לבצע‬ ‫ועליהם‬ ,‫שונה‬ ‫צפיפות‬ ‫בעלי‬ ,‫ר‬‫אח‬ ‫לחקר‬ ‫הובילה‬ ‫זו‬ ‫תובנה‬ .‫רעש‬ ‫גל‬ ‫ללא‬ ‫זאת‬ ‫קטר‬ .‫ר‬‫המקו‬ ‫במבנה‬ ‫זוהה‬ ‫הפתרון‬ .‫השלדג‬ ‫הפרמטרים‬ ‫בסיס‬ ‫על‬ ‫מחדש‬ ‫תוכנן‬ ‫הרכבת‬ .‫לפתרון‬ ‫מודל‬ ‫שהיווה‬ ,‫השלדג‬ ‫מקור‬ ‫של‬ ‫תוצר‬ ,‫אופטימאלי‬ ‫למודל‬ ‫דוגמא‬ ‫הוא‬ ‫המקור‬ ‫תחליף‬ ‫המהווה‬ ,‫הטבעית‬ ‫התכן‬ ‫מעבדת‬ ‫של‬ ‫בתחום‬ ‫מורכבים‬ ‫מתמטיים‬ ‫לחישובים‬ ‫הרעש‬ ‫בעיית‬ - ‫התוצאה‬ .‫הזרימה‬ ‫דינמיקת‬ ‫והיעילות‬ ‫הרכבת‬ ‫מהירות‬ ,‫נפתרה‬ ‫ברכבת‬ .]13[ ‫גדלו‬ ‫שלה‬ ‫האנרגטית‬ ‫ביומימטיים‬ ‫פיתוחים‬ ‫של‬ ‫מקרה‬ ‫בתיאורי‬ ‫בין‬ ‫אקראי‬ ‫חיבור‬ ‫של‬ ‫תחושה‬ ‫כיום‬ ‫יש‬ ‫רבים‬ ‫כך‬ .‫ההנדסי‬ ‫האתגר‬ ‫לבין‬ ‫הביולוגית‬ ‫המערכת‬ ‫במקרה‬ ‫שהה‬ ‫היפנית‬ ‫הרכבת‬ ‫מהנדס‬ ,‫למשל‬ ‫לפתרון‬ ‫הידע‬ ‫כמקור‬ ‫שזוהה‬ ‫השלדג‬ ‫מול‬ ‫חיפוש‬ ‫בוצע‬ ‫ולא‬ ,‫ברכבת‬ ‫הרעש‬ ‫בעיית‬ ‫מסגרת‬ ‫כיום‬ ‫חסרה‬ .‫אורגניזם‬ ‫של‬ ‫שיטתי‬ ‫ביומימטי‬ ‫תכנון‬ ‫בתהליך‬ ‫שתתמוך‬ ‫מתודולוגית‬ ‫הפיתוח‬ ‫בתהליך‬ ‫המרכזי‬ ‫האתגר‬ .‫שיטתי‬ ‫הביולוגיה‬ ‫בין‬ ‫הפער‬ ‫על‬ ‫גישור‬ ‫הוא‬ ‫הביומימטי‬ ‫דיסיפלינות‬ ‫שתי‬ ,‫טכנולוגיה‬ / ‫ההנדסה‬ ‫לבין‬ ‫וטרמינולוגיה‬ ‫חשיבה‬ ‫צורת‬ ‫על‬ ‫המבוססות‬ ‫שפה‬ ,‫ידע‬ ‫חסרים‬ ‫לרוב‬ ‫למהנדסים‬ .‫שונות‬ ‫לאתר‬ ‫כדי‬ ‫הנדרשים‬ ,‫ביולוגית‬ ‫חשיבה‬ ‫וצורת‬ ,‫ידע‬ ‫חסרים‬ ‫לביולוגים‬ ‫גם‬ .‫ביולוגי‬ ‫ידע‬ ‫ולהבין‬ ‫כדי‬ ‫הנדרשים‬ , ‫הנדסית‬ ‫חשיבה‬ ‫וצורת‬ ‫שפה‬ ‫לאתגר‬ ‫הנחקר‬ ‫הביולוגי‬ ‫הידע‬ ‫את‬ ‫לתרגם‬ ‫לאתגר‬ ‫נרתם‬ ‫האקדמי‬ ‫העולם‬ .‫הנדסי‬ ‫תכנוני‬ ‫לגישור‬ ‫ומתודולוגיות‬ ‫כלים‬ ‫של‬ ‫בפיתוח‬ ‫ועוסק‬ ‫ולתמיכה‬ ‫ההנדסה‬ ‫ובין‬ ‫הביולוגיה‬ ‫בין‬ ‫הפער‬ ‫על‬ ‫כלים‬ ‫להלן‬ .‫הביומימטי‬ ‫התכנון‬ ‫בתהליך‬ :‫נבחרים‬ :‫אורגניזמים‬ ‫לחיפוש‬ ‫כלים‬ ‫היא‬ ‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬ ‫לאתר‬ ‫המקובלת‬ ‫הדרך‬ ‫היא‬ ‫הפונקציה‬ ‫כאשר‬ ,‫פונקציה‬ ‫לפי‬ ‫חיפוש‬ ‫לבצע‬ ‫משמעות‬ ‫לה‬ ‫ויש‬ ,‫התכנוני‬ ‫האתגר‬ ‫של‬ ‫ההגדרה‬ ‫בין‬ ‫הידע‬ ‫העברת‬ ‫בתהליך‬ ‫לעיתים‬ ‫להנדסה‬ ‫הביולוגיה‬ ‫במערכת‬ ‫רק‬ ‫נעזרים‬ ‫ולעיתים‬ ,‫אחת‬ ‫ביולוגית‬ ‫על‬ ‫מבוסס‬ ‫הפתרון‬ ‫מערכות‬ ‫מספר‬ ‫של‬ ‫חקר‬ ‫התכנון‬ ‫כאשר‬ ,‫ביולוגיות‬ ‫על‬ ‫ומבוסס‬ ‫יותר‬ ‫מורכב‬ .‫פונקציות‬ ‫מספר‬ www.engineers.org.il ‫מכונות‬ ‫הנדסת‬16
  • 4. ‫הקשורות‬ ‫הגנריות‬ ‫והפונקציות‬ ‫בטבע‬ ‫במערכת‬ ‫תפקידם‬ ‫של‬ ‫מבט‬ ‫מנקודת‬ ‫אליהם‬ ‫מתפקדים‬ ‫אלו‬ ‫ממבנים‬ ‫חלק‬ .‫השלמה‬ ‫מקורות‬ ‫מנצלים‬ ,‫המערכת‬ ‫של‬ ‫כמנועים‬ .‫מכאנית‬ ‫לעבודה‬ ‫בסביבה‬ ‫זמינים‬ ‫אנרגיה‬ ‫של‬ ‫כבלמים‬ ‫מתפקדים‬ ‫מהמבנים‬ ‫חלק‬ ‫מזיקים‬ ‫אנרגיה‬ ‫מקורות‬ ‫בולמים‬ ,‫המערכת‬ ‫אלו‬ ‫מבנים‬ ,‫ההפשטה‬ ‫בתהליך‬ .‫למערכת‬ ‫הנגזר‬ ‫מודל‬ ,‫שלמה‬ ‫מערכת‬ ‫במודל‬ ‫מוצבים‬ ‫בצורה‬ ‫בעיות‬ ‫לפתרון‬ ‫תיאוריה‬ ,TRIZ-‫מ‬ ‫של‬ ‫חקר‬ ‫על‬ ‫המבוססת‬ ,‫המצאתית-שיטתית‬ ˆ .]19[ ‫פטנטים‬ ‫אלפי‬ ‫מאות‬ ‫ארגון‬ ‫ומנכ"ל‬ ‫שותפה‬ ‫מייסדת‬ ‫הינה‬ ‫*הכותבת‬ ‫סיום‬ ‫בשלבי‬ ‫דוקטורנטית‬ .‫הישראלי‬ ‫הביומימיקרי‬ .‫ביומימטי‬ ‫תכן‬ ‫של‬ ‫בתחום‬ ‫אביב‬ ‫תל‬ ‫באוניברסיטת‬ ‫הבינלאומית‬ ‫הביומימטית‬ ‫התקינה‬ ‫בוועדת‬ ‫נציגה‬ ‫בתחום‬ ‫מרצה‬ .‫הישראלי‬ ‫התקנים‬ ‫מכון‬ ‫מטעם‬ .‫ופרטיות‬ ‫אקדמיות‬ ‫במסגרות‬ :‫אזכורים‬ 1. Benyus, J., Biomimicry: Innovation Inspired by Nature. Quill. New York, 1997 2. http://www.pointloma.edu/experience/ academics/centers-institutes/fermanian- business-economic-institute/da-vinci-index- biomimicry. 3. Fermanian Business & Economic Institute, P.L.N.U., Global biomimicry efforts: an economic game changer, 2010 4. Ullman,D.G.,Themechanicaldesignprocess. McGraw-Hill, New York, 2002 5. Vosniadou, S., Analogical reasoning as a mechanism in knowledge acquisition: A developmental perspective. Similarity and analogical reasoning, p. 413-437, 1989 6. Goel, A.K., Design, analogy, and creativity. IEEE expert, 12(3): p. 62-70, 1997 7. Vincent, J.F., Bogatyreva, O. A., Bogatyrev, N. R., Bowyer, A., Pahl, A. K., Biomimetics: its practice and theory. J R Soc Interface, 2006. .‫ההנדסי‬ ‫במרחב‬ ‫וגם‬ ‫הביולוגי‬ ‫במרחב‬ ‫גם‬ ‫ביומימטי‬ ‫מאגר‬ ‫הוא‬ – Asknature ]12[ ‫מאגר‬ ‰ ‫ומאפשר‬ ,‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬ 2000-‫כ‬ ‫המכיל‬ ‫כל‬ .‫פונקציה‬ ‫לפי‬ ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ ‫של‬ ‫איתור‬ ‫רשומות‬ ‫מספר‬ ‫מניב‬ ‫פונקציה‬ ‫של‬ ‫חיפוש‬ .‫זו‬ ‫פונקציה‬ ‫בעלות‬ ‫ביולוגיות‬ ‫מערכות‬ ‫של‬ ,‫הביולוגי‬‫המנגנון‬‫לגבי‬‫הסבר‬‫מכילה‬‫הרשומה‬ ‫רעיונות‬ ‫ואף‬ ‫נוספים‬ ‫מידע‬ ‫למקורות‬ ‫קישור‬ ‫אלו‬ ‫ופיתוחים‬ ‫במידה‬ .‫ביומימטיים‬ ‫לפיתוחים‬ .‫המפתחת‬ ‫לחברה‬ ‫קישור‬ ‫יש‬ ,‫קיימים‬ ‫כבר‬ ‫הביומימיקרי‬ ‫מכון‬ ‫של‬ ‫פיתוח‬ ‫הוא‬ ‫זה‬ ‫מאגר‬ ‫פתוח‬ ‫מידע‬ ‫מקור‬ ‫ומהווה‬ ,]13[ ‫האמריקאי‬ .‫ביומימטיים‬ ‫למתכננים‬ ‫ונגיש‬ – ‫הנדסיות-ביולוגיות‬ ‫פונקציות‬ ‫של‬ ‫תזאורוס‬ ‰ ‫ביולוגיים‬ ‫במאגרים‬ ‫חיפוש‬ ‫מאפשר‬ ‫זה‬ ‫כלי‬ ‫בפונקציות‬ ‫שימוש‬ ‫באמצעות‬ ‫כלליים‬ ‫בין‬ ‫מקשר‬ ‫התזאורוס‬ .‫חיפוש‬ ‫כמילות‬ ‫בעלות‬ ‫חיפוש‬ ‫מילות‬ ‫לבין‬ ‫הנדסיות‬ ‫פונקציות‬ .]14[ ‫הביולוגי‬ ‫במרחב‬ ‫משמעות‬ :‫להפשטה‬ ‫כלים‬ ‫הוא‬ ‫פונקציונאלי‬ ‫מידול‬ – ‫פונקציונאלי‬ ‫מודול‬ ‰ ‫הפונקציות‬ ‫כלל‬ ‫בעזרת‬ ‫מערכת‬ ‫של‬ ‫תיאור‬ ‫בתהליך‬ .‫בניהן‬ ‫והקשרים‬ ‫אותה‬ ‫המרכיבות‬ ‫המערכת‬ ‫של‬ ‫המרכזית‬ ‫הפונקציה‬ ‫זה‬ ‫פחות‬ ‫שהן‬ ‫פונקציות‬ ‫לתתי‬ ‫מפורקת‬ ‫מסבירה‬ ‫זו‬ ‫מידול‬ ‫שיטת‬ .‫לתכנון‬ ‫מורכבות‬ ‫מידול‬ .‫המערכת‬ ‫של‬ ‫וההתנהגות‬ ‫המבנה‬ ‫את‬ ‫הודגם‬ ‫ביולוגית‬ ‫מערכת‬ ‫של‬ ‫פונקציונאלי‬ ]15[ ‫ביומימטיים‬ ‫הפשטה‬ ‫בתהליכי‬ ‫כישים‬ ‫המערכת‬ ‫ובמודל‬ ‫מבניים‬ ‫בדפוסים‬ ‫שימוש‬ ‰ ‫כותבת‬ ‫ידי‬ ‫על‬ ‫פותח‬ ‫זה‬ ‫כלי‬ – ‫השלמה‬ ‫בהנחיית‬ ‫דוקטורט‬ ‫עבודת‬ ‫במסגרת‬ ‫המאמר‬ 16-[ ‫אביב‬ ‫תל‬ ‫מאוניברסיטת‬ ‫רייך‬ ‫יורם‬ '‫פרופ‬ ‫חוזרים‬ ‫מבנים‬ ‫של‬ ‫רשימה‬ ‫כולל‬ ‫הכלי‬ .]18 3(9): p. 471-82. 8. Miller, K.R., Life's grand design. Technology Review Manchester NH, 97: p. 24-24, 1994 9. Helms, M., S.S. Vattam, and A.K. Goel, Biologically inspired design: process and products. Design Studies,. 30(5): p. 606-622, 2009 10. VDI 2011 Biomimetics.: conception and strategy—difference between bionic and conventional methods/products, in VDI 6220: 2011-06: Berlin: Beuth, 2011 11. Speck, T., Burgert, I., Process sequences in biomimetic research. Design and nature, 4: p. 3-11. 2008 12. www.asknature.org 13. http://biomimicry.net/ 14. Nagel, J.K., R.B. Stone, and D.A. McAdams, An engineering-to-biology thesaurus for engineering design. Proc. 2010 ASME IDETC/ CIE, Montreal, Quebec, Canada, 2010. 15. Nagel, R.L., et al., Exploring the use of functional models in biomimetic conceptual design. Journal of Mechanical Design,. 130: p. 121102, 2008 16. Helfman Cohen Y, Reich.Y., Greenberg S, What can we learn from biological systems when applying the law of system completeness?, in ETRIA European TRIZ Association: Dublin, 2011 17. Helfman Cohen Y, Reich.Y., Greenberg S, Substance Field Analysis and Biological Functions, in ETRIA European TRIZ Association.: Lisbon, 2012 18. Helfman Cohen Y, Reich.Y., Greenberg S, Biomimetics: Structure-function patterns approach. Journal of Mechanical Design, Submitted for publication, 2014 19. Altshuller, G., The innovation algorithm, TRIZ, systematic innovation and technical creativity. Worcester, MA: Technical Innovation Center, Inc, 1999 20. Solga, A., Cerman, Z., Striffler, B. F., Spaeth, M., Barthlott, W., The dream of staying clean: Lotus and biomimetic surfaces. Bioinspiration & biomimetics, 2(4): p. S126, 2007 www.engineers.org.il ‫מכונות‬ ‫הנדסת‬17