Quand la bio-mimétique s'inspire de la nature
Auteur : Harun yahya
Vous avez certes dans les bestiaux, un sujet de méditation : Nous vous donnons à boire de ce qu'ils ont dans le ventre, et vous y trouvez également maintes utilités ; et vous vous en nourrissez. Sur eux ainsi que sur des vaisseaux vous êtes transportés. (Coran, 23 : 21-22)Avant de s'investir dans de nouveaux projets, scientifiques et spécialistes en recherche et développement s'inspirent généralement de la nature et en reproduisent les caractéristiques. Autrement dit, ils observent, étudient la nature que Dieu a créée, afin de développer leurs propres nouvelles technologies.Cette approche a donné naissance à la biomimétique, nouveau domaine scientifique qui tente d'imiter la création. Récemment, cette technique a largement été appliquée au monde des nouvelles technologies. Dans les versets ci-dessus, l'emploi du mot "ibratan" (qui signifie apprendre de, le conseil, l'importance, la chose importante ou l'exemple) semble bien juste.La biomimétique fait référence à l'ensemble des substances, du matériel, des mécanismes et des systèmes que les hommes produisent pour parvenir à imiter les systèmes présents dans la nature. La communauté scientifique ressent aujourd'hui un fort besoin d'utiliser cette technique, en particulier dans les domaines des nanotechnologies, de la robotique, de l'intelligence artificielle, médical et militaire.Cette nouvelle discipline a été pour la première fois mise en avant par Janine M. Benyus, auteur et scientifique originaire du Montana (Etats-Unis). Plus tard, ce concept a été repris par d'autres chercheurs et peu à peu de nouveaux champs d'applications sont apparus. Voici quelques commentaires concernant la biomimétique :
Le thème "biomimétique" signifie que nous avons beaucoup à apprendre de la nature en tant que modèle, règle et mentor. Ce que ces chercheurs ont en commun, c'est une admiration pour la création dont ils s'inspirent pour découvrir des solutions aux problèmes de l'humanité. 1Interface Inc. est une société qui se sert de la nature pour améliorer la qualité de ses produits et sa productivité. Son "spécialiste produits", David Oakey, a déclaré à ce propos :
Dans le domaine des affaires et de la création, la nature est mon mentor, un modèle de vie. Ce système naturel est opérationnel depuis des millions d'années… La biomimétique est une façon d'apprendre de la nature. 2Les scientifiques ont commencé à défendre cette idée de plus en plus répandue et ont fait progresser leurs recherches en utilisant ce modèle incomparable et parfait que la nature représente. Ce sont là des exemples à étudier et à reproduire dans le domaine de la recherche technologique, en effet ils permettent un rendement maximal pour un équipement et une consommation énergétique minimale, ils sont autosuffisants, ne sont pas nuisibles pour l'environnement, ne sont pas bruyants, sont agréables esthétiquement, sont résistants et durent vraiment plus longtemps. Le journal High Country News a décrit la biomimétique comme "un mouvement scientifique" et a fait le commentaire suivant :
En utilisant comme modèle les systèmes de la nature, nous pouvons créer des technologies bien plus viables que celles d'aujourd'hui. 3L'auteur, Janine M. Benyus, qui pense que les modèles de la nature doivent être reproduits, cite dans son livre Biomimicry : Innovation Inspired by Nature (Perennial: 2002) les exemples suivants :
-Le colibri traverse le Golfe du Mexique avec moins de 3 grammes de carburant,Ces mécanismes, ces caractéristiques extraordinaires que la nature nous offre, dont nous n'avons cité ici que quelques exemples, ont le potentiel de faire progresser la technologie de façon spectaculaire dans de nombreux domaines. Ce potentiel devient de plus en plus évident au moment où la somme de nos connaissances et nos moyens technologiques augmentent. Tous les animaux sont pourvus de nombreuses caractéristiques qui émerveillent les êtres humains. Certains animaux ont une forme aérodynamique idéale qui leur permet de se déplacer dans l'eau, d'autres utilisent leur sens intuitif, ce qui nous semble pour le moins étrange. Pour les chercheurs, la plupart de ces caractéristiques sont nouvelles ou n'ont été découvertes que récemment. Toutes les fois que l'homme souhaite reproduire ne serait-ce qu'une de ces caractéristiques, il doit réunir d'éminents scientifiques informaticiens, mécaniciens, électroniciens, mathématiciens, physiciens, chimistes et biologistes pour y parvenir.Les chercheurs restent admiratifs devant ces structures et ces systèmes incomparables qu'ils découvrent chaque jour, d'où ils puisent leur inspiration afin de créer de nouvelles technologies pour le bien de l'humanité. Ils réalisent maintenant que la perfection de ces systèmes et des techniques extraordinaires présents dans la nature sont de loin supérieurs à leurs propres connaissances et intelligence et reconnaissent qu'il s'agit là de solutions inégalées qui s'offrent à eux pour résoudre les problèmes actuels. Aujourd'hui ils se tournent vers cette nature pour trouver une solution aux problèmes qu'ils éludent depuis des années. Peut-être réussiront-ils très rapidement. De plus, en observant et en imitant la nature, les scientifiques gagnent énormément en temps et en travail ainsi que dans l'utilisation ciblée des ressources matérielles.Aujourd'hui nous voyons la technologie se développer et découvrir progressivement les miracles de la création, tout en se servant de la conception extraordinaire des êtres vivants, comme c'est le cas de la biomimétique, une science nouvelle au service de tous. Janine Benyus a déclaré que "faire comme la nature" offre des possibilités intéressantes dans la manière de faire pousser les cultures, de fabriquer les matériaux, d'exploiter l'énergie, de guérir, de stocker l'information, de diriger nos affaires. 4 Voici quelques titres des nombreuses publications scientifiques qui ont abordé ce sujet :La science imite la nature, 5
-La libellule surclasse notre meilleur hélicoptère,
-Les systèmes de climatisation et de chauffage dans les termitières sont supérieurs à ceux des hommes en terme d'équipement et de consommation énergétique,
-L'émetteur haute fréquence d'une chauve-souris est plus efficace et sensible que nos propres systèmes radar,
-L'algue fluorescente combine dans son organisme différentes substances chimiques qui éclairent son corps,
-Le poisson arctique et la grenouille gèlent puis reprennent vie, protégeant ainsi leurs organes des dommages provoqués par la glace,
-Le caméléon et la seiche changent l'aspect de leur peau pour se fondre instantanément dans leur environnement,
-Abeilles, tortues et oiseaux n'ont besoin d'aucune carte pour se déplacer,
-Baleines et pingouins plongent sans le moindre équipement.
Les leçons de la vie et le design de la création, 6
La biomimétique : des secrets à portée de vue, 7
La biomimétique : l'innovation inspirée par la nature, 8
La biomimétique : cette merveille autour de nous, 9
La biomimétique : les matériaux créés à partir des plans de la nature, 10
Les ingénieurs vont chercher dans la nature des conseils. 11Au 19ème siècle, la nature n'a été copiée qu'esthétiquement. Les artistes et les architectes de cette époque ont été influencés par la nature et ont pris pour modèle ces formes et ces apparences dans leurs travaux. Toutefois la prise de consciences des structures extraordinaires inhérentes à la nature et de celles qui pourraient être profitables à l'homme n'a commencé qu'au 20ème siècle avec l'étude moléculaire des mécanismes naturels. Les scientifiques aujourd'hui apprennent des créatures vivantes, tel qu'il a été révélé dans le Coran il y a 1400 ans.
01- Frederick Pratter, "Stories from the Field Offer Clues on Physics and Nature," Christian Science Monitor, www.biomimicry.org/reviews_text.html.
02- "Biomimicry," www.bfi.org/Trimtab/spring01/biomimicry.htm.
03- Michelle Nijhuis, High Country News, 6 juillet 1998, vol. 30, no. 13, www.biomimicry.org/reviews_text.html.
04- "Biomimicry Explained: A Conversation with Janine Benyus," www.biomimicry.org/faq.html.
05- Bilim ve Teknik Dergisi, août 1994 : 43.
06- Philip Ball, "Life's lessons in design," Nature 409 (2001): 413-16, www.nature.com/
07- "Biomimicry: Secrets Hiding in Plain Sight," NBL (New Bottom Line) 6, no. 22, 17 novembre 1997, www.natlogic.com/resources/nbl/v06/n22.html.
08- Janine M. Benyus, Biomimicry: Innovation Inspired by Nature (New York: William Morrow and Company, Inc.: 1998), www.biomimicry.org/reviews_text.html.
09- Ed Hunt, "Biomimicry: Genius that Surrounds Us," Tidepool editor, www.biomimicry.org/reviews_text.html.
10- Robin Eisner, "Biomimetics: Creating Materials from Nature's Blueprints," The Scientist, 8 juillet 1991, www.the-scientist.com/yr1991/july/research_910708.html.
11- Jim Robbins, "Engineers Ask Nature for Design Advice," New York Times, 11 décembre 2001.
L'œil de la mouche est une source d'inspiration pour les nouveaux systèmes d'imagerie médicale
Auteur : Harun yahya
Un système optique peu coûteux, inspiré par la structure de l’œil de la mouche mène à l’invention de nouveaux appareils d’imagerie médicale.Les bienfaits générés par l’utilisation des appareils d’imagerie magnétiques pour les diagnostiques médicaux et les thérapies sont incontestables. Les scientifiques israéliens travaillent actuellement sur le développement d’un nouvel appareil dans ce domaine. Ils espèrent que celui-ci, qui en est encore au stade de développement, offrira un avantage important sur les appareils actuellement utilisés : il sera beaucoup plus économique que la technologie d’imagerie utilisée dans les appareils existants déjà. Donc, si ce projet devient réalité, les gens auront l’opportunité de passer des examens plus fréquents. L’actuelle imagerie par résonance magnétique (IRM), ou la mammographie par rayons X, qui peut être préjudiciable, sont coûteux pour les raisons suivantes :Pour pouvoir utiliser la lumière dans l’imagerie médicale, il faut que le petit nombre de photons (particules de lumière) qui sont émis par l’objet scanné soit perceptible. Ceci constitue un certain problème dans les appareils existants. Le tissu qui se trouve devant l’objet scanné provoque un bruit dans l’image en dispersant la lumière. Dans les méthodes actuellement employées, ce problème est résolu grâce à des cameras coûteuses, qui ont des obturateurs spéciaux, servant à bloquer le ‘’bruit’’ causé par la lumière qui a été dispersée par le tissu. Ceci augmente les coûts.Joseph Rosen et David Abookasis, chercheurs à l’Université Ben-Gurion en Israël, proposent une nouvelle méthode. Les scientifiques rassemblent plusieurs images de l’objet scanné, et les montent de manière à produire une bonne image de l’objet. Ils obtiennent donc une image composée, et la lumière qui avait été dispersée par le tissu, autrement dit, le ‘’bruit’’ de l’image est alors éliminé. Ce "montage" représente une solution concrète aux difficultés rencontrées par les appareils existants. Cependant, le concept qui constitue la source intellectuelle à l’origine de cette solution de combinaison n’est pas un procédé inventé par l’homme. Au cours de la recherche de cette solution, les scientifiques ont été inspirés par ‘’l’œil composé’’ qu’utilisent les mouches depuis des centaines de millions d’années. En effet, ils ont intitulé leur recherche : ‘’Voir à travers les tissus biologiques, en utilisant le principe de l’œil de la mouche’’. (1)En prenant la structure de l’œil de la mouche comme point de départ, les scientifiques ont préparé un ensemble de microlentilles, contenant 139 minuscules lentilles. Pour tester leurs idées, les chercheurs ont caché un os d’aile de poulet entre deux blancs de poulet. Ils ont ensuite éclairé un côté de la viande avec un laser optique de faible puissance, puis ils ont placé l’ensemble de microlentilles de l’autre côté. Les images captées par ces microlentilles furent transmises à un appareil photo numérique à lentille conventionnelle. Puis un ordinateur a éliminé la plus grande partie du bruit produit par la lumière dispersée, donnant ainsi une image plus claire de l’os d’aile qui avait été caché."Avec plus de microlentilles, et d’autres perfectionnements, il devrait être possible d’augmenter considérablement la résolution", déclare Rosen. "Avec des investissements pour approfondir le développement de notre système, ce dernier pourrait, d’ici un an, montrer les os dans la paume de la main, ou la racine d’une dent." (2)Rosen déclare que cet appareil, qui reproduit le fonctionnement de l’œil de la mouche est prometteur. Et il annonce la bonne nouvelle qu’avec l’utilisation de ce nouvel appareil, les endoscopes inconfortables et les ‘’camera pilules’’ qui doivent être avalés, appartiendront au passé.
La structure de l’œil de la moucheUne mouche se déplaçant dans l’air est formidablement agile. Elle peut changer de direction en un instant, réagissant au moindre mouvement dirigé vers elle. Elle peut choisir de se poser sur le sol, sur le mur ou de s’accrocher au plafond d’une pièce.Le fait que la mouche possède un système visuel tout à fait supérieur y contribue beaucoup. Un examen minutieux de la mouche donne immédiatement une idée de la raison de cette agilité. L’œil de la mouche a une structure connue sous le nom d’ ‘’œil composé’’, qui lui permet de voir à travers un grand nombre de lentilles et avec un angle large.
Photo d’un œil de mouche prise avec un microscope électronique.
L’œil composé de la mouche est un organe de la plus grande importance, qui joue un rôle dans le système visuel, fonction vitale pour la survie de cet insecte. En examinant cet organe, nous pouvons voir des lentilles qui diffusent la lumière de manière particulière, à partir d’une surface concave. Cette surface offre un large champ de vision et concentre l’image vers un foyer unique. Les unités optiques qui se trouvent sur cette surface sont hexagonales. Grâce à cette forme, les unités sont contiguës. Ainsi, il n’y a aucun espace indésirable entre les unités, ce qui arriverait si d’autres formes géométriques étaient utilisées. La surface est ainsi utilisée de manière optimale. Bien que le fait que les rayons soient issus d’un grand nombre de lentilles, laisse supposer que l’image obtenue sera brouillée, ceci ne se produit jamais, et la mouche peut voir un large champ en une seule image.Il y a une conception supérieure dans l’œil de la mouche. Ce principe d’ingénierie, qui est utilisé par les humains depuis les dernières centaines d’années, est utilisé par les mouches depuis environ 390 millions d’années. Un regard plus global sur l’histoire naturelle montre que la structure de l’œil composé (chez les trilobites au Cambrien), remonte à près de 530 millions d’années.Les mouches ont cette structure de l’œil depuis le jour où elles ont été créées.
A QUI REVIENT LA CONCEPTION DE L’ŒIL DE LA MOUCHE ?La question soulevée est la suivante : les scientifiques imitent la structure de l’œil de la mouche en développant leurs appareils. Le fait que l’œil de la mouche soit utilisé comme source d’inspiration dans une technologie moderne est un signe évident de la supériorité de sa conception. On peut voir que les différents composants de l’œil de la mouche ont été arrangés ainsi dans un but bien précis. Comment, alors, la mouche s’est-elle dotée de cette structure ? Qui a arrangé tous ces composants de cette manière et a conçu l’œil de la mouche ?Toutes ces combinaisons dans l’œil de la mouche montrent que cette structure a été accordée à l’insecte par un être ayant une intelligence supérieure. Il n’y a aucun doute que c’est Dieu le Tout-puissant, Le Seigneur des mondes, qui a créé la mouche, ainsi que ce système visuel parfait. Cette création supérieure chez la mouche est un signe de l’infini pouvoir de Dieu.Dans un verset du Coran, Dieu révèle :Ô hommes ! Une parabole vous est proposée, écoutez-la : ceux que vous invoquez en dehors de Dieu ne sauraient même pas créer une mouche, quand même ils s’uniraient pour cela. Et si la mouche les dépouillait de quelque chose, ils ne sauraient le lui reprendre. Le solliciteur et le sollicité sont [également] faibles ! (Coran, 22 : 73)
1- Joseph Rosen et David Abookakis, "Seeing through biological tissues using the fly eye principle", http://www.ee.bgu.ac.il/%7Erosen/fly_eye.pdf.
2- Judy Siegel-Itzkovich, ‘’Fly’s-eye view shines a light on disease’’, New Scientist vol.181, no.2429 - 10 janvier 2004, p. 23
3- Dr. Julie Palmer, Université du Texas, Austin. http://www.esb.utexas.edu/palmer/bio303/group25/DROSOPHILA/compound_eye.htm
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