Projektanci coraz częściej zwracają uwagę na biomimetykę – podejście uczące się od przyrody – oraz na design spekulatywny, czyli eksperymentalne wyobrażanie przyszłych rozwiązań. Biomimetyka traktuje naturę jak model, miarę i nauczyciela w procesie projektowym: inspiracje naturalnymi formami czy mechanizmami mają prowadzić do rozwiązań technologicznych bardziej efektywnych i zrównoważonych. Design spekulatywny (propagowany przez Anthony’ego Dunne’a i Fionę Raby z RCA) poszerza granice projektowania poprzez zadawanie pytań typu „co by było, gdyby…?” – ma raczej prowokować dyskusję o przyszłości niż tworzyć gotowe produkty.
Biomimetyka – nauka od natury
Biomimetyka to interdyscyplinarna dziedzina, w której podpatrujemy przyrodę jako inspirację. Rośliny i zwierzęta od milionów lat rozwiązywały problemy, np. filtrowania światła (krzemionkowe gąbki morskie) czy silnego chodu (skaczące żaby). Na Harvardzie biochemiczka Joanna Aizenberg pokazywała, że gąbki szklane tworzą włókna szklane mocniejsze i bardziej efektywne optycznie niż sztuczne. Studiując ich warstwową nanostrukturę, jej zespół uczy się produkować nowe materiały (np. „tunele światła” inspirowane ramionami gwiazd).
Inne przykłady to gecko-plates i przylepne włóknisto-płaskie powłoki (inspirowane stópkami gekonów). Stanfordzki Biomimetics and Dextrous Manipulation Lab wykorzystuje takie zasady do projektowania robotów: tworzy samoprzylepne „taśmy” oraz miękkie siłowniki, dzięki którym roboty wspinają się i manewrują w przestrzeni podobnie jak zwierzęta. Laboratorium BDML współpracuje z biologami nad wzorcami ruchu – np. roboty pokonujące przeszkody korzystają z zasad podobnych do skoków zwierząt czy lotu ptaków. Takie podejście widać też w projekcie MIT Cheetah II – to „czworonóg” biegający z prędkością 6,4 m/s i autonomicznie skaczący na przeszkody ok. 40 cm. Jego regulatorzy ruchu bazują na bilansie impetu i złożonych algorytmach inspirowanych pracą mięśni, co umożliwia dynamiczne pokonywanie nierównego terenu.
Kolaż – maski z serii “Vespers II” (MIT Mediated Matter Lab, 2016). Projekt Neri Oxman eksperymentuje z drukiem 3D wielomateriałowym naśladującym stopniowanie struktur w naturze oraz z biologią syntetyczną (żyjące maski z mikroorganizmami).
W takich projektach wybrzmiewa koncepcja material ecology – czyli komponowania obiektów jak części systemu ekologicznego. Na MIT mediowane Matter (kierowane przez Neri Oxman) powstał projekt Vespers – nowoczesnych masek pogrzebowych. Przy użyciu zaawansowanego druku 3D zmienne właściwości materiału (sztywność, kolor, przewodnictwo, zapach itp.) są kontrolowane z rozdzielczością nawet pojedynczych komórek. Dzięki temu maski są „wyhodowane” jak organy, a nie poskładane z jednorodnych części. W wersji III kolekcji Vespers maski są wręcz „żywe”: w ich wnętrzu znajdują się żywe mikroorganizmy produkcyjne, które wytwarzają pigmenty czy nawet witaminy i antybiotyki. To doskonały przykład łączenia designu, inżynierii oraz biologii syntetycznej w jeden eksperyment.
Na uczelniach technicznych biomimetyka pojawia się również w architekturze czy urbanistyce. Na przykład projekt Flora Robotica (Królestwo Danii, Royal Danish Academy) bada układy botaniczno-robotyczne: roboty sterują wzrostem roślin za pomocą światła, formując żywe struktury budowlane. Gdyby połączyć to z ideami designu spekulatywnego, możemy wyobrazić sobie biuro przyszłości utworzone z inteligentnych pnączy czy samoregenerujące się ściany roślinne.
Design spekulatywny – eksperyment z przyszłością
Design spekulatywny to przeciwieństwo konwencjonalnego „problem-solving designu”. Zamiast projektować kolejny produkt, zadawane są pytania o to, jak mogłyby wyglądać społeczeństwo i technologia za 20–50 lat. Dunne i Raby piszą: „design staje się narzędziem do tworzenia nie tylko rzeczy, ale idei” – chodzi o wyobrażanie możliwych przyszłości, nie tradycyjną prognozę. Poprzez zestawianie kontrastowych scenariuszy (np. ekologię czy post-człowieka) budzą debatę o tym, jakie wartości i problemy są istotne.
Przykładem projektu spekulatywnego łączącego naukę i design jest Cocoon z MIT Media Lab (grupa Fluid Interfaces). To futurystyczna wizja maszyny do „programowania snów”. Użytkownik wchodzi do przezroczystego domku z czujnikami EEG, pulsometrami i elektrodami – urządzenie rejestruje fazy snu, a następnie poprzez zapachy, dźwięki i bodźce sensoryczne stara się kierować treścią snów. Celem nie jest komercjalizacja produktu, lecz prowokacja: w formie krótkometrażowego filmu-dystopii projekt skłania do refleksji nad etyką i granicami technologii senno-świadomej. Jak definiują twórcy, „Cocoon” to eksperyment filozoficzny – patrząc na własną świadomość, użytkownicy mogą widzieć i kształtować sny, co wywołuje pytanie o dobro i manipulację tymi delikatnymi stanami.
Urządzenie „Cocoon: Speculative Dream Engineering” (Fluid Interfaces Group, MIT Media Lab, 2018). Koncepcja piętrzy bodźce (dźwięk, zapach, stymulacja mięśni) by wpływać na sny – to nie realny produkt, lecz prowokacja projektowa skłaniająca do dyskusji nad przyszłością “inżynierii snów”.
Innym przykładem jest Oxygen Bedroom (CIID/MIT 2013) czy liczne projekty uczniów RCA czy Art Center, wizualizujące odmienną ekologię i obyczaje. Choć koncepty spekulatywne bywają fantastyczne (np. maszyny do tuczonych robotów, fabryka „opieki nad światem”), mają dużą wartość ideową – otwierają nowe perspektywy i inspirują praktyczne badania.
Laboratoria i projekty łączące naukę z designem
Wiodące uczelnie i instytuty prowadzą liczne interdyscyplinarne laboratoria. MIT Media Lab to prawdziwa mekka eksperymentalnego designu. Oprócz wspomnianych projektów Oxman ma także np. Ocean Pavilion – pawilon zbudowany z biopolimeru pozyskiwanego z krabów, drukowanego 3D i rozpuszczalnego w wodzie. To nowy sposób projektowania lekkich konstrukcji: materiałowe struktury „formowane” poprzez parowanie czy zanurzenie przypominają procesy biologiczne. W pracach Oxman widzimy „materiałowe ekologie” – projektanci patrzą na formę i właściwości łącznie, jak na organy budynku, nie zwykłe powierzchnie.
W Stanach Stanford University prowadzi Biodesign Center, ale także laboratoria robotyczne. Wspomniany BDML (Cutkosky Lab) oprócz gecko-adhesives rozwija miękkie „mięśnie” (z elektrowłókien), czułe sensory do dotyku, by roboty mogły wspinać się, latać czy manipulować w ludzkim otoczeniu. Współpraca biologów i inżynierów pozwala im np. kopiować zdolności tkanek do samoregulacji siły czy elastyczności w nowych materiałach.
W Europie Royal College of Art (Londyn) jest kolebką designu krytycznego i spekulatywnego. To tu Dunne i Raby kształtowali studentów w latach 90. i 2000. – ich laboratoria (Design Interactions) pokazywały wyimaginowane prototypy (np. urządzenia do produkcji sztucznego pożywienia z ludzkich włosów) mające prowokować myślenie o etyce i wartościach. Choć nie cytujemy tutaj konkretnych projektów RCA, warto zaznaczyć, że wielu absolwentów RCA realizuje dziś prace na pograniczu nauki i designu (np. laboratorium ImaginationLancaster albo praktycy biodesignu).
W Aalto University (Finlandia) rośnie świadomość bio-projektowania. Na corocznym seminarium Alvara Aalto (BioSymbiosis) profesorowie i projektanci z całego świata dzielą się pracami: np. Michael Pawlyn (Exploration Architecture) mówił o biomimetyce w architekturze (Project Eden, Sahara Forest Project). Aalto promuje także nowe materiały biobazowane – profesor Pirjo Kääriäinen prezentuje projekt ChemArts (materiały inspirowane żywicami i ekstraktami roślinnymi), a doktoranci tacy jak Irene Purasachit eksperymentują z białkami i biopapierem. Takie inicjatywy łączą naukowe badania chemiczne z praktyką projektanta.
Na TU Delft (Holandia) równie dużo mówi się o projektach reagujących na środowisko: prace studentów obejmują „aktywne fasady” budynków reagujące na pogodę, a nagrodzony projekt zaproponował architekturę-gąbkę – budynki dostosowujące się do poziomu wody przy powodzi (dosłowna inspiracja gąbkami absorbującymi wodę). W Holandii biomimetyka jest często powiązana z ekologią i designem dla przyszłych miast – uczelnie prowadzą kursy i laboratoria „designu przyrodniczego” ucząc analogii z natury.
Zastosowania i kierunki na przyszłość
Dziś inspiracje naturą widzimy w wielu miejscach: powłoki samoczyszczące (efekt lotosu), oddychające tkaniny (teflonowe pory inspirowane skórą ryb), drony inspirowane latającymi zwierzętami czy roboty naśladujące karaluchy i pająki. Design spekulatywny poszerza to spektrum – prowadzi do przedwczesnych intuicji i prototypów, które później trafiają do realnych wynalazków (np. pomysły na urbanistykę po katastrofach klimatycznych czy na biodegradowalne materiały). W laboratoriach czołowych uczelni ścierają się perspektywy: powstają hybrydowe projekty łączące cyfrową fabrykację, nanotechnologię, biologię i sztukę.
Przyszłość biomimetyki i designu spekulatywnego zmierza w stronę pełnej integracji cyfrowych i żywych procesów. Możemy spodziewać się inteligentnych budynków, które „oddychają” i „rozwijają się” niczym korzenie roślin, farb i tkanin reagujących na zanieczyszczenia, a także przedmiotów codziennego użytku zawierających mikroorganizmy (np. odkażające powierzchnie czy „hodujące” lekarstwa). Już dzisiaj laboratoria takie jak Mediated Matter czy BDML pokazują, że projektanci i inżynierowie potrafią symulować, drukować i testować struktury wzorowane na skomplikowanych systemach biologicznych.
Z drugiej strony, design spekulatywny ćwiczy umiejętność wyobrażania alternatyw – od „szytych na miarę” genetycznie materiałów użytkowych, po systemy społeczne zależne od technologii bionicznych. Dzięki interdyscyplinarnym ośrodkom (jak wspomniane MIT Media Lab, Harvard, RCA, Aalto czy Delft) rodzą się pomysły, które wcześniej były tylko w sferze fantazji. Prezentowanie konceptów i prototypów w formie wizualizacji, filmów czy instalacji (jak Vespers, Cocoon, Ocean Pavilion) stwarza przestrzeń do debaty i inspiruje kolejne badania.
Kluczowe idee i perspektywy
Dla projektantów ważne jest zrozumienie, że natura dostarcza nie tylko formy, ale i procesy: wielowarstwowe materiały, mechanizmy samoregeneracji, adaptacyjne reakcje na środowisko. W ramach biomimetyki chodzi o odwzorowanie zasad działania systemów, nie kopiowanie kształtu. Z kolei design spekulatywny zachęca do odważnych pytań – np. czy przedmioty nie powinny się „starzeć” lub „umierać” jak żywe organizmy? Czy meble mogą być drukowane z bakterii zamiast plastiku?
Artykuły naukowe i konferencyjne, jak np. “Biomimicry Design Education Essentials” podkreślają edukacyjną rolę analogii z natury. Tymczasem wydarzenia jak BioSymbiosis czy wystawy w laboratoriach pokazują, jak te idee zaczynają dotyczyć realnych produktów i usług. Na przykład, firmy nawigujące światem biodesignu (czysto przemysłowo-biznesową stronę biomimetyki) wykorzystują enzymy i naturalne polimery do produkcji rozkładalnych opakowań czy czujników środowiska. Labolatoria akademickie promują materiały przyszłości: np. drony i roboty z miękkich elastomerów inspirowanych meduzami, czy kompozyty optyczne naśladujące świetliki i pigmenty roślin.
Ostatecznie celem jest zrównoważony design: projektowania z szacunkiem dla ziemskich ekosystemów. Biomimetyka i spekulatywny design mogą pomóc to osiągnąć poprzez zmianę perspektywy: patrzenie na materiały nie jak na odpady, lecz jak na część życia, a na produkt – jak na etap cyklu czy technologii bardziej złożonej niż tylko „przedmiot”. Inspirujące projekty wspomniane w artykule (np. obiekty wytworzone biologicznie przez grupę Oxman czy przyszłościowe koncepcje senno-manipulacyjne) są dowodem, że połączenie nauki i kreatywności jest dziś źródłem innowacji. Dzięki temu projektanci mogą kształtować nie tylko estetykę, ale także ekologiczne i społeczne efekty swoich kreacji.
Źródła: opracowano na podstawie materiałów i projektów MIT Media Lab, Stanford University, Harvard University, Aalto University, TU Delft i innych instytucji badawczych. Cytaty i informacje pochodzą z relacji z projektów badawczych i publikacji naukowych.