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O que é biomimética? - Inspiração extraída da Natureza
Através de processos de adaptação, o mundo natural produziu "designs" de performances inigualáveis. Entenda como isto inspira a criação de projetos inovadores.

A natureza é o resultado de trilhões de anos de evolução e adaptação. Os mais diversos e complexos sistemas encontrados no universo, desde a forma organizacional de uma colônia de bactérias até o movimento gravitacional de planetas e galáxias, representam o mais puro equilíbrio que se pode alcançar dadas as condições desta dimensão.

Não obstante, desde os primórdios da humanidade, buscou-se nos exemplos que o mundo natural fornece respostas para os problemas mundanos do homem.

Mesmo que hoje, por conta da crueza dos prédios de concreto e dos carros manufaturados, esteja a perder-se este elo de conexão para com a natureza, aonde a identidade com o mundo natural parece nublado, o ser humano sempre há de ser uma criação desta e também dependente da mesma para sobreviver.

Logo, mesmo que se atravesse inúmeras revoluções digitais ou tecnológicas sempre será necessário que se volte à natureza para encontrarmos respostas, lógicas, sistemas e, porque não, algoritmos, que sejam capazes de nos ajudar a entender o meio do qual o homem surgiu e de que forma podemos altera-lo a fim de se alcançar uma vida mais equilibrada e harmoniosa.

Ao contrario do que ideologias anti-digitais ou anti-industriais podem profetizar, a tecnologia pode e deve ser usada de forma a ampliar a conexão da sociedade com a natureza.

A parametria, a robótica, os meios de produção e automação das novas revoluções digitais, portanto, devem ser entendidas não como uma fuga do mundo natural, mas como uma oportunidade para resgatar muitos dos valores que deixou-se escapar durante os períodos de intensa industrialização e urbanização.

A parametria e a programação trazem, pela primeira vez na história da humanidade, a oportunidade de replicarmos as lógicas do meio natural de forma fidedigna e eficiente. Isto pois, a humanidade sempre copiou as formas e adaptações da natureza, porém sempre de maneira puramente aparente, subjetiva, superficial e que não carregava seus valores mais intrínsecos de lógica e sistematização.

ICD/ITKE Research Pavilion 2015-16. Créditos: ICD/ITKE Stuttgart
ICD/ITKE Research Pavilion 2015-16. Créditos: ICD/ITKE Stuttgart
ICD/ITKE Research Pavilion 2015-16. Créditos: ICD/ITKE Stuttgart

Agora, a parametria, a programação e a inteligência artificial, podem reproduzir sistemas eficientes baseados nos constantes progressos das ciências físicas, biológicas, geográficas, e tantas outras que estudam o meio natural.

Os estudos e resultados gerados por estas ciências já podem ser observados sendo implementados em diversos protótipos e experimentos atualmente e, muitos teóricos e profissionais acreditam que, progrediremos cada vez mais para um futuro aonde o ambiente produzido pelo homem carregará gradativamente mais diretrizes organicistas e interconectadas.

Não obstante, arquitetos sempre buscaram encontrar na natureza exemplos e soluções que pudessem ser replicadas em seus projetos. Nomes como Antoni Gaudí e Norman Foster, se inspiraram no design da natureza para criar formas, pensar estruturas, desenvolver novos métodos e aprimorar a eficiência construtiva de maneira geral.

Créditos da imagem: Yet Another MOC Account

Formas, cores, texturas, organizações e padrões. Muitas coisas encontradas na natureza podem servir de inspiração para a arte e a engenharia. A inteligência e a beleza por trás destas podem carregar respostas para a solução de problemas complexos da sociedade contemporânea, indo desde soluções elegantes para a maneira como sustentar um telhado até as formas de se ventilar um espaço, canalizar a luz solar, entre outras coisas. Para tal, no entanto, é necessário que se aprenda a observar a natureza e extrair de seus detalhes interpretações que nos ajudam a solucionar problemáticas de design, matemática, programação e lógica.

Identificando a linguagem da Natureza

“Nenhum computador na Terra pode se igualar ao poder de processamento mesmo do sistema natural mais simples, sejam moléculas de água sobre uma rocha quente, um sistema enzimático rudimentar ou o movimento de folhas ao vento. O uso mais poderoso e desafiador do computador… é aprender como fazer uma organização simples (o computador) se tornar um modelo do que é intrínseco em uma organização mais complexa, na qual tudo se encontra infinitamente vinculado (o sistema natural ou real).” (Kwinter 2011)

Durante o processo de criação de um sistema algorítmico, um programador descreve um conjunto de regras e condições que dão lógica e sentido ao que se almeja criar. De forma similar, em um processo de engenharia reversa, é possível notar como na natureza existem sistemas que, embora parte de variáveis infinitamente mais complexas e interligadas, também constituem uma forma de linguagem universal, aonde as leis da física, química e outras tantas ciências, definem as estruturas e organizações do micro ao macro.

Logo, conseguir identificar no sistema natural os fatores que moldam os padrões e sistemas, e que transparecem um processo generativo gerado através das complexas leis do mundo real, é fundamental para a expansão do combo léxico do designer e do programador do século XXI.

Em seu artigo, “Formação de padrões na natureza: restrições físicas e características auto organizacionais”, Philip Ball examina alguns destes padrões encontrados nos sistemas naturais, explicando como eles são tipicamente formados através de interações locais entre muitos componentes – sugerindo uma forma de “computação física” capaz de gerar sistemas auto-organizacionais dos quais emergem estruturas e comportamentos.

O autor explica que tamanha regularidade, capaz de garantir o corte preciso e organizado de cada elemento em um padrão, possui por vezes tamanha beleza e ordenação que não é de se espantar que nos tempos primordiais tenham sido utilizados como evidencias de uma mão divina, a qual haveria planejado e colocado cada peça individualmente em seu lugar.

Cientistas de diversos ramos já demonstram hoje, porém, que não há a necessidade de um agente inteligente para que estas ocorram, e que padrões similares podem ser identificados tanto no mundo orgânico quanto no inorgânico.

Através das muitas interações entre componentes espontâneos, tais como reações químicas, choque de partículas, aglutinação de moléculas, propagação de rachaduras, deposição material ou o simples soprar do vento, diversos matizes organizacionais surgem.

O estudo de tais padrões compreende, assim, a pesquisa de sistemas complexos, aonde os comportamentos emergentes e os objetos resultantes não podem ser deduzidos a partir da observação das propriedades individuais, visto que seu processo generativo pode ser percebido apenas quando observado como parte de todo um sistema que se auto-organiza.

Ball traça ainda uma relação entre muitos dos padrões da natureza e os sistemas humanos:

“Tais regularidades não são apenas uma característica do mundo natural insensato ou instintivo, mas também podem ser encontradas em sistemas sociais humanos que aparentemente estão sujeitos aos caprichos do livre-arbítrio; por exemplo, nas ondas uniformemente espaçadas de congestionamento que podem aparecer no tráfego em movimento, ou nos ciclos quase-periódicos dos sistemas econômicos. Entender como a formação espontânea de padrões ocorre é, portanto, um esforço que une muitos campos diferentes da ciência, da zoologia à mecânica e da cinética química à sociologia. Muitos padrões na natureza têm um aspecto universal que não respeita as divisões tradicionais entre as ciências naturais, ou mesmo entre o mundo vivo e o não-vivo. Pelo contrário, os padrões naturais parecem vir de uma paleta relativamente limitada, mesmo em sistemas que parecem não ter nada em comum um com o outro.” (Ball 2012)

Logo, a resposta para os enigmas que permeiam os padrões se encontra na compreensão dos processos que o levaram a ocorrer. Isso é menos óbvio do que a sentença pode sugerir: visto que tendemos a compreender uma ponte, um campo de arroz ou um microchip pela sua aparência, e não pelo seu processo de desenvolvimento.

Por exemplo, o que as formas de dunas de areia podem nos contar sobre seu processo generativo? É presumível que assim que qualquer pequena protuberância cresça na superfície plana do deserto, esta aja de forma a bloquear o vento e com ele também os grãos que ele arrasta, assim crescendo. E quanto maior essa protuberância fica, mais grãos ela passa a capturar. Ao mesmo tempo, isso significa que o vento precisará de um mínimo de espaço a fim de superar esta barreira criada; Mas logo que esta barreira é superada, o processo se repete e outra duna surge.

Photo by Joshua Brown
Photo by Leah Kennedy

Em um conjunto de dunas, portanto, haverá padrões de distância, altura e outras características que estarão atreladas às condicionantes locais, como o vento e a escala dos grãos de areia. Daí a importância de notar que este sistema não é apenas aquilo que se observa superficialmente - e que todo seu processo generativo deve ser levado em conta afim de se compreender a complexidade e o processo organizacional por trás de padrões.

A compreensão mínima de cada um destes sistemas pode nos levar, assim, a entender como muitos outros acontecem. Será que a formação das camadas celulares de um fungo também não se dá por processos minimamente semelhantes num nível bioquímico de interação? Ou seria a aparência similar uma ilusão?

Imagem de um padrão encontrado em Fungos.
“Apesar das aspirações pelo contrário – Não há nenhuma teoria universal a respeito da formação de padrões na natureza. No entanto, tem sido possível identificar muitos princípios comuns, como a universalidade de certas formas básicas (hexágonos, listras, ramos hierárquicos, formas fractais, espirais).” (Ball 2012)

De forma geral, estes padrões auto-organizacionais podem ser entendidos como uma forma de processo programático computacional executado pelas interações entre condicionantes e fatores. Deste modo, designers e arquitetos podem almejar encontrar nestes muitas das respostas e soluções para seus projetos e sistemas virtuais no futuro.

Tree Hopper by OTCO
Henrique Andrade

Arquiteto e Urbanista de formação, designer e programador por insistência. Acredito que a tecnologia tem o poder de revolucionar a sociedade para o bem e para o mal, a depender de como a utilizamos.

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