Mô phỏng sinh học - Dành cho các bạn yêu khoa học và công nghệ

Đăng lúc: . Đã xem 2526 - Người đăng bài viết: Đỗ Thị Thu Huyền
Chuyên mục : Hướng nghiệp
(Thầy Dũng VTN) - Chắc các bạn đã nghe loáng thoáng về môn khoa học Mô phỏng sinh học trong các tiết học ở lớp. Đây là ngành khá thú vị với những bạn yêu thiên nhiên và đam mê công nghệ. Vậy cụ thể ngành này như thế nào?
Robot mô phỏng loài nhện

Robot mô phỏng loài nhện

Phỏng sinh học (khoa học về mô phỏng sinh vật) là môn khoa học mô phỏng kết cấu, chức năng của các sinh vật, hệ sinh vật để thiết kế, chế tạo ra các hệ thống kỹ thuật, công trình. Phỏng sinh học đã đạt được những thành tựu rất đáng khích lệ, mang lại nhiều ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của khoa học kỹ thuật cao phục vụ cuộc sống con người.

Nguyên tắc của nó là quan sát, học hỏi các chiến lược sống của các sinh vật để tạo ra một thế giới khác.

Trong thiên nhiên có vô vàn chủng loại sinh vật và mỗi một loại đó sở hữu một cái gì đó độc nhất vô nhị. Các loài sinh vật tạo ra các sản phẩm trong điều kiện không có nhiệt độ cao, không có các chất phụ gia độc hại và không có áp suất cao. Chúng ta cũng đang đi đến chỗ này, ví dụ như với các pin mặt trời mô phỏng lá cây, các pin mặt trời không cần đến nhiệt độ cao, áp suất cao và các chất phụ gia độc hại. Cái giá của việc sản xuất ra các pin này có thể thấp hơn so với giá sản xuất công nghiệp hiện nay.

Cấp độ đầu tiên của phỏng sinh học là bắt chước hình thức bên ngoài. Bắt chước các chuyển động của các loài sinh vật, chúng ta có thể học được cách vận chuyển ít tốn năng lượng. Ví dụ như học cách bay của chim bói cá, chúng ta có thể tăng tốc độ 10% và tiết kiệm được 15% năng lượng.

Những ví dụ như vậy là rất nhiều. Ví dụ như cách tự tẩy rửa của chiếc lá sen. Đây cũng là vấn đề mang tính hình thức. Cụ thể là lá sen không bị thấm các chất từ bên ngoài, do bề mặt có cấu tạo đặc biệt với các hình trụ siêu nhỏ, không cho phép nước có thể tản ra được, mà bị khuôn lại thành hạt, hoàn toàn tròn và chảy đi mang theo bụi bặm. Cấu tạo này có thể được áp dụng trong việc chế tạo các loại sơn.

Cấp độ thứ hai của phỏng sinh học là bắt chước phương thức của sinh vật để tạo ra sản phẩm ứng dụng cho cuộc sống. Như  trong môi trường biển cũng có rất nhiều điều đáng để học hỏi, từ dưới đáy biển đến trên mặt nước, từ các rạn san hô đến những vùng biển Bắc cực hay Nam cực. Tôi đặc biệt nghĩ đến việc chế tạo ra màu xanh. Đối với chúng ta, phải có nhiệt độ cỡ 1.500 °C mới có thể tạo được màu này, trong khi các loài bọt biển có xương sống màu xanh ở Nam cực, có thể tạo ra được màu này ở nhiệt độ bình thường. Hiện nay có một phòng thí nghiệm của một doanh nghiệp bắt chước được phương thức này. Sản phẩm là các sợi màu xanh rất chắc chắn, có chất lượng như các sợi cáp quang màu xanh. Chúng ta chưa ở giai đoạn có thể làm được kính màu xanh, nhưng sợi thì làm được. 

Cấp độ thứ ba của phỏng sinh học : đó là việc tái tạo cách thức tạo ra hệ thống tự nhiên trong môi trường công nghiệp, rộng hơn là trong lĩnh vực kinh tế. Chúng tôi tìm các nguyên tắc vận hành, ví dụ như trong các khu rừng hay trong các rạn san hô, các nguyên tắc như các luồng lưu thông, nguyên tắc tiết kiệm năng lượng, tầm quan trọng của sự phối hợp, tái chế các chất thải… Khi chúng ta phối hợp các nguyên lý này với nhau, thì chúng ta sẽ đạt được một mức độ bền vững lớn hơn.

Thành phố là một ví dụ tiêu biểu mà nguyên lý hệ sinh thái có thể áp dụng. Ví dụ như chúng ta có thể học hỏi mô hình tổ kiến, với nguyên lý lưu thông, đặc biệt là lưu thông thực phẩm. 

Để có một hiểu biết bước đầu về phỏng sinh học, có thể tóm lại như sau : phỏng sinh học không đơn thuần chỉ là sự bắt chước các hình thức, vận động và cách thức tạo ra các chất liệu ở các loài động thực vật. Mục tiêu cao nhất của phỏng sinh học là mô phỏng các nguyên lý của các hệ sinh thái tự nhiên.
Tác giả bài viết:
Đánh giá bài viết
Tổng số điểm của bài viết là: 5 trong 1 đánh giá
Click để đánh giá bài viết
Được đánh giá 5/5