Odpinany tyłek z własnym mózgiem i szczęki z „bio-metalu”. Inżynierowie uczą się od morskich robaków
Natura to najwybitniejszy inżynier na planecie. Gdy ludzkość wydaje miliardy dolarów na rozwój materiałoznawstwa i miękkiej robotyki, w oceanach pływają stworzenia, które dawno rozwiązały nasze największe problemy technologiczne. I robią to w tak absurdalny sposób, że brzmi to jak scenariusz taniego filmu science-fiction.
Wyobraź sobie stworzenie, które w okresie godowym odczepia tylną część swojego ciała, a ten autonomiczny odwłok wykształca własne, proste oczy oraz mini-mózg, po czym odpływa ku powierzchni oceanu, by się rozmnożyć. Tak właśnie zachowują się niektóre wieloszczety z rodziny Syllidae. To brzmi jak biologiczny żart, ale dla naukowców te żyjące na Ziemi od… 500 milionów lat morskie robaki to obecnie jeden z najbardziej fascynujących obiektów badań. Kryją w sobie bowiem patenty, o których Dolina Krzemowa i giganci przemysłu mogą na razie tylko pomarzyć.
Święty Graal metalurgii prosto z oceanu
Zespół bioinżynierów z Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu wziął pod lupę gatunek Perinereis cultrifera. To, co odkryli w jego aparacie gębowym, wprawiło materiałoznawców w osłupienie. Z geometrycznego punktu widzenia szczęki tego stworzenia są tak cienkie, że powinny łamać się przy najmniejszym oporze. W rzeczywistości są jednak ekstremalnie wytrzymałe.
Tajemnicą okazał się „bio-metal” – nowatorski (dla ludzi, bo przecież nie dla planety) materiał, w którym białka łączą się z jonami metali, takimi jak cynk. W efekcie powstaje struktura równie twarda co krystaliczne metale, ale zachowująca elastyczność polimerów.
Dla przemysłu to absolutny Święty Graal. Żeby stworzyć wytrzymałe stopy, współczesna metalurgia potrzebuje hut, potężnych nakładów energii, wysokiego ciśnienia i skrajnych temperatur. Tymczasem morski robak produkuje swój bio-metal w zwykłej temperaturze otoczenia i przy niskim ciśnieniu. Skopiowanie tego mechanizmu otwiera drzwi do ekologicznej, taniej produkcji ultralekkich komponentów do elektroniki czy superwytrzymałych, obojętnych dla organizmu implantów medycznych (np. stawów biodrowych). Swoją drogą co za twist, pacjent z wszczepionym takim stawem w przyszłości może żartować, że ma „robaki w…” sami wiecie gdzie. I to jest dobre!
Gotowy plan dla miękkiej robotyki
Morskie robaki to także gotowa instrukcja obsługi dla inżynierów projektujących podwodne drony i roboty inspekcyjne. Konstruktorzy maszyn głowią się, jak zapewnić manewrowość w ciasnych rurach czy na wrakach. Wieloszczety potrafią pływać zarówno w przód, jak i w tył, w ogóle nie musząc się obracać – co w świecie przyrody, a tym bardziej w robotyce, jest niezwykle rzadką umiejętnością.
Niektóre gatunki wykształciły do tego potężne jak na swoje rozmiary, przypominające obiektywy aparatów oczy, które ważą 20 razy więcej niż reszta ich głowy. Widzą w wysokiej rozdzielczości i są niezwykle czułe na światło ultrafioletowe. Badacze podejrzewają, że pozwala im to na komunikację za pomocą bioluminescencji w paśmie niewidocznym dla drapieżników.
To wszystko składa się na fascynujący obraz. Szukamy technologicznych przełomów w laboratoriach za miliardy dolarów, podczas gdy najlepsze rozwiązania inżynieryjne kryją się w ziemskich oceanach, ukryte w ciałach organizmów, które przetrwały pięć (sic!) masowych wymierań! Wystarczy tylko umieć je skopiować.
AI prześwietliła cały ludzki genom. DeepMind udostępnia AlphaGenome Atlas
