జీవానుకరణ..

   Thu, 22 Nov 2012, IST   

 

        ప్రకృతిని, దాని నమూనాలను, వ్యవస్థలను, పనివిధానాలను, దానిలోని వివిధ భాగాలను, విడివిడిగా లేదా సామూహికంగా అనుకరిస్తూ, లేదా స్ఫూర్తి పొందుతూ మానవ సమస్యలను పరిష్కరించడమే జీవానుకరణ. ఈ అనుకరణ మానవాభివృద్ధికి ఎంతో తోడ్పడింది. మానవుడు తాత్విక ఆలోచనలతో ప్రకృతిలోని వివిధ పార్శ్వాల్ని అర్థంచేసుకుంటున్నాడు. అలాగే నిత్యజీవితంలో తాను ఎదుర్కొంటున్న సమస్యలకు, ఆకాంక్షలకు సమాధానాలు కనుగొనేందుకు జీవానుకరణను ఉపయోగించుకుంటున్నాడు. ముఖ్యంగా ఇటీవల కాలంలో జీవానుకరణ ద్వారా ఎన్నో కొత్త ఆవిష్కరణలు అందుబాటులోకి వచ్చాయి. వీటిని సంక్షిప్తంగా 'ప్రొఫెసర్‌ అరిబండి ప్రసాదరావు' సహకారంతో తెలుపుతూ మీముందుకు వచ్చింది ఈ వారం 'విజ్ఞాన వీచిక'.
గత 3600 కోట్ల సంవత్సరాల కాలంలో స్వానుభవంతో భూగోళంపై ప్రకృతి తన జీవజాతులను, వ్యవస్థలను, పదార్థాలను అభివృద్ధిపరుచుకుంది. ఇది మనకెంతో అనుభవాల్ని, స్ఫూర్తిని అందిస్తూ కొత్త సాంకేతికాల్ని రూపొందించడానికి తోడ్పడింది. ఈ ప్రక్రియ వేగంగా కొనసాగుతుంది. ప్రకృతిలో భారీ నుంచి నానో స్కేల్‌ పరిమాణాల మధ్య గల జీవాల స్ఫూర్తి కొత్త ఇంజనీరింగ్‌ సాంకేతికాలు రూపొందేందుకు తోడ్పడింది.
జీవానుకరణ సాంకేతికం కొత్తదేమీ కాదు. మానవావిర్భావం నుండే సంక్లిష్ట సమస్యల నుండి సాధారణ సమస్యల పరిష్కారానికి మానవుడు ప్రకృతిని పరిశీలిస్తూ స్ఫూర్తిని పొందుతూనే వున్నాడు. నీటిని వికర్షించడం (సహజంగా నీరు ఆకర్షణ గుణంగలది), ఉధృత గాలుల్ని తట్టుకోవడం, స్వయం సమకూర్పు (సెల్ఫ్‌ అసెంబ్లీ), సౌరశక్తిని వినియోగించుకోవడం వంటి ఎంపికచేసిన లాభాలను పొందడానికి జీవానుకరణ ఎంతో తోడ్పడింది. తద్వారా ఎంపిక చేసుకున్న రంగాలలో కొత్త సాంకేతికాలు రూపొందాయి.
విమానాల రూపకల్పన..
ప్రారంభ జీవానుకరణలో పక్షుల్ని గమనించి, వాటిలాగే ఎగురుతూ అన్ని అడ్డంకులనూ అధిగమిస్తూ దూరప్రాంతాలకు తేలిగ్గా చేరే ప్రయత్నాలను మానవుడు చేపట్టాడు. దీనికోసం ఎగిరే యంత్రాలను రూపొందించాలనుకున్నాడు. అయితే, దీనిలో సఫలం కాలేదు. కానీ, 1452-1519 మధ్యకాలంలో లియోనార్డో డావెన్సీ (ఇటాలీయన్‌-ఫ్రెంచ్‌ తాత్వికవేత్త) ఎగిరే పక్షి శరీర నిర్మాణాన్ని సూక్ష్మంగా, క్షుణ్ణంగా అధ్యయనం చేశాడు. ఈ వివరాలను సేకరించడమేకాక, వివిధ దశల్లో ఎగిరే పక్షి బొమ్మల్ని కూడా గీశాడు. వీటి ఆధారంగా తన ఊహాశక్తితో ఎగిరే యంత్రాల ఆకృతి (స్కెచ్‌)ని రూపొందించాడు. ఈ ప్రయత్నాలను కొనసాగిస్తూ రైట్‌ సోదరులు గాలికన్నా బరువైన యంత్రంతో 1903లో ఎగరగలిగారు. వీరు ఎగిరే పావురాన్ని స్ఫూర్తిగా తీసుకున్నారు. ఇదే నేడు ఆధునిక విమానంగా రూపొందింది.
సైక్లోన్‌ను తట్టుకోగల ఇళ్ల నిర్మాణం.
సముద్ర తీరప్రాంతాల్లో వాయుగుండం ఏర్పడినప్పుడు వచ్చే అతివేగ గాలుల్ని తట్టుకోగల ఇళ్ల నిర్మాణం స్ఫూర్తి ప్రకృతి నుండి తీసుకున్నదే.
నానో స్థాయిలో..
ప్రకృతిలో నానో పరిమాణంలో ఎన్నో జీవజాతులు వున్నాయి. ఇవి కొత్త పదార్థాలను రూపొందించడానికి మూసఫలకాలు (టెంప్లెట్స్‌) గా ఉపయోగపడ్డాయి. ఇటువంటి జీవజాతులు బ్యాక్టీరియా, వైరస్‌, డయాటమ్స్‌, బయో మాలిక్యూల్స్‌ తదితరాలు. వీటి స్ఫూర్తితో నానో వైర్లు, క్వాంటమ్‌ డాట్స్‌, నానో ట్యూబులు సమర్థవంతంగా రూపొందించబడ్డాయి. సాంప్రదాయ పద్ధతుల్లో వీటిని తయారుచేయడం చాలా కష్టం. వీటి నిర్మాణాల ద్వారా సౌరవిద్యుత్‌ పరికరాలు (ఫొటోవోల్టెక్‌ సెల్స్‌), సెన్సర్స్‌ (గుర్తించగల పరికరాలు), ఫిల్టరేషన్‌ (వడబోత), ఇన్స్యులేషన్‌ (నిరోధకశక్తి గలవి), వైద్య పరికరాలు రూపొందాయి..
నానో జీవానుకరణలో ఇతర విజ్ఞానాల అవగాహన అవసరం. ముఖ్యంగా జీవశాస్త్రం, ఇంజనీరింగ్‌, భౌతికశాస్త్రం, పదార్థ విజ్ఞానశాస్త్రం, నానో సాంకేతిక శాస్త్రం తదితర సంబంధిత విజ్ఞానశాస్త్రాల అవగాహన అవసరం. అప్పుడే నానో జీవానుకరణ ద్వారా కొత్త పదార్థాలను రూపొందించే వీలవుతుంది.
వైరస్‌ల స్ఫూర్తితో..
జంతుజాలాల నిర్మాణ స్ఫూర్తితో జీవ ఖనిజ మార్పిడి (బయో మినరలైజేషన్‌) సాంకేతికం ద్వారా మూసఫలకాలను రూపొందించి, వాటితో కొత్త పదార్థాల్ని తయారుచేస్తున్నాం.
వైరస్‌లు స్వతహాగా జీవం లేకున్నా కొన్ని పరిస్థితుల్లో జీవాలుగానే పునరుత్పత్తి కలిగి వుంటాయి. టొబాకో మొజైక్‌ వైరస్‌ (పొగాకు వైరస్‌) సహజంగా మొక్కల్లో రోగాన్ని కలిగిస్తుంది.. చూడటానికి ఇది పొడుగ్గా, దృఢంగా (రాడ్‌ వలే) కనిపిస్తుంది. వీటి పైపొర చాలా దృఢంగా వుంటుంది. 60 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్‌ వేడిని తట్టుకుంటుంది. పిహెచ్‌ (ఉదజని సూచిక) 2 నుండి 10 యూనిట్ల వరకూ తట్టుకుంటుంది. ఇవీ వీటి ప్రత్యేకత. ఈ నిర్మాణ స్ఫూర్తితో నానోవైర్లు, ట్యూబ్‌లు, క్వాంటమ్‌ డాట్స్‌ తయారయ్యాయి. సిలికాన్‌, లెడ్‌ సల్ఫైడ్‌, క్యాడ్మియమ్‌ సల్ఫైడ్‌ ట్యూబ్‌లను తయారుచేస్తారు. వీటిని ఇతర పదార్థాలను అందించడానికి వాహకాలు (క్యారియర్లు) గా ఉపయోగించవచ్చు. ఇదేవిధంగా గుండ్రంగా వుండే వైరస్‌ల స్ఫూర్తితో 6.5 పిహెచ్‌ కన్నా ఎక్కువగా వున్నప్పుడు పదార్థాలను పీల్చుకుని ఉబ్బుతాయి. తద్వారా, ఎంపిక చేసిన పదార్థాలనే తీసుకునే ఖనిజ లవణాల పదార్థాలను రూపొందించారు.
రంగురంగుల పదార్థాల తయారీ..
మామూలుగా రంగు పదార్థాలను రంగును ఆపాదించే పిగ్మెంట్లను కలిపి తయారుచేస్తారు. కానీ, సీతాకోకచిలుక రెక్కలు, నెమలి ఈకల్లో రంగుల స్ఫూర్తితో వివిధ కాంతుల్ని ఇవ్వగల పదార్థాలను రూపొందించారు. వీటిలో ఆయా రంగులు కలిగిన పిగ్మెంట్లను వినియోగించాల్సిన అవసరం లేదు. మార్చి మార్చి రంగుల్నిచ్చే బల్బులు ఈ స్ఫూర్తితో తయారైనవే.
మరికొన్ని తయారీలు..
- 'వెల్‌క్రో'ను ఉపయోగించి మాటిమాటికీ దృఢంగా అతికించి, తేలిగ్గా ఊడదీయవచ్చు. ఇప్పుడు జిప్పుల స్థానంలో వీటిని వినియోగిస్తున్నారు. ఇది గరుకుగా, 'కొక్కాలు' కలిగి వుండే 'పల్లేరుకాయ'ల్లాంటి కాయల ముళ్ల స్ఫూర్తితో రూపొందించబడింది.
- జింబాబ్వేలోని హరారే వద్ద ఈస్టిగేట్‌ సెంటర్‌ అనే భవనం నిర్మించబడింది. దీనిలో ఉష్ణోగ్రతలు తీవ్రంగా పెరిగి, తగ్గకుండా నిర్మాణం చేయబడింది. దీనికి స్ఫూర్తి ఆఫ్రికా దేశంలో ఎత్తుగా పెరిగిన చెదల పుట్ట. దీనిలో బయట ఉష్ణోగ్రత 1.5 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్‌ నుండి 40 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్‌ వరకూ మారినప్పటికీ లోపల మాత్రం ఉష్ణోగ్రత మారకుండా స్థిరంగా వుంటుంది. ఇలా నిర్మించడం ద్వారా ఎయిర్‌కండిషన్లకు అవసరమైన విద్యుత్‌ ఆదా అవుతుంది.
- చీకట్లో శబ్ధ తరంగాల ప్రకంపనల ద్వారా గబ్బిలాలు రాత్రి కూడా చూడగలుగుతాయి. ఇదే స్ఫూర్తితో గుడ్డివారికి మార్గం చూపించేలా వాకింగ్‌ స్టిక్‌ను రూపొందించారు.
- సాలెగూడు నిర్మాణానికి సాలీడు అతి గట్టి సిల్క్‌ దారాన్ని తయారుచేస్తుంది. ఇదే స్ఫూర్తితో కెప్లర్‌ దారాన్ని బులెట్‌ప్రూఫ్‌ జాకెట్ల తయారీకి ఉపయోగించారు. ఈ స్ఫూర్తితోనే తయారైన పదార్థాలను దీర్ఘకాలం నిల్వ వుండగల ప్యారాచూట్లను, సస్పెన్షన్‌ బ్రిడ్జి కేబుళ్లను, చికిత్సలో కృత్రిమ కండరాలను, ఇతర పదార్థాల్ని రూపొందించడానికి వినియోగిస్తున్నారు.
- షార్క్‌ చేప చర్మ నిర్మాణ స్ఫూర్తితో పొరలు పొరలుగా గల సౌర విద్యుత్‌ పరికరాల్ని రూపొందిస్తున్నారు.
- ఇదేవిధంగా పెంకు పురుగులు స్ఫూర్తితో మంచు నుండి తేమను గ్రహించగల పదార్థాల్ని తయారుచేస్తున్నారు.
- ఒక రకమైన పెంకు పురుగు (బీటిల్స్‌) స్ఫూర్తితో తేమతో కూడిన సూక్ష్మ స్ప్రే సాంకేతికాన్ని తయారుచేశారు. దీనితో స్ప్రే చేయడం వల్ల మామూలు స్ప్రే వల్ల కలిగే కాలుష్యం, దుర్వాసన వంటివి వుండవు.
అంతర్జాతీయ సంస్థ..
లాభాపేక్ష లేకుండా ఈ సంస్థను 'బయోమిమిక్రీ ఇన్నోవేషన్స్‌ ఇన్‌స్పైర్డ్‌ బై నేచర్‌' అనే పుస్తకాన్ని రచించిన రచయిత్రి జానిన్‌ బెనియుస్‌ 2006లో స్థాపించింది. ఆమె పుస్తకం ప్రచురణ తర్వాత జీవానుకరణపై అమితంగా పెరిగిన ఆసక్తిని దృష్టిలో వుంచుకుని, ఈ సంస్థ స్థాపించబడింది. దీని లక్ష్యం ప్రకృతిలో వున్న సమర్ధవంతమైన అద్భుత డిజైన్లను అధ్యయనం చేయడానికి శాస్త్రజ్ఞులను, ఇంజనీర్లను, ఆర్కిటెక్ట్‌లను ఒకే వేదిక మీదకు తెచ్చి, సుస్థిరమైన సాంకేతికాలను రూపొందించడం. దీనికోసం ఇది ప్రత్యేకమైన కోర్సులను, కార్యశాలలను నిర్వహిస్తుంది. ఇది ప్రధానంగా విద్యార్థులకు, వృత్తిదారులకు, సాధారణ ప్రజలకు విద్యా కార్యక్రమాలను రూపొందిస్తుంది. సుస్థిర అభివృద్ధిలో వస్తున్న సవాళ్లను ఎదుర్కోడానికి జీవానుకరణ ద్వారా కొత్త విధానాల రూపకల్పనకు కృషి చేస్తుంది. జీవవైవిధ్య పరిరక్షణ దీనిలో భాగమే. జీవానుకరణ ద్వారా వచ్చే లాభాల్లో కొంత భాగాన్ని జీవవైవిధ్య పరిరక్షణకు అందేలా కృషి చేస్తుంది.

మీకు తెలుసా..?
- బయోమిమిక్రీ అంటే జీవానుకరణ. ఇది గ్రీకు పదం బయాస్‌ (జీవం), మిమెసిస్‌ (అనుకరించడం) నుండి వచ్చింది.
- 'ఒట్టోష్మిట్జ్‌' అనే అమెరికన్‌ మేధావి జీవశాస్త్రం నుండి ఆలోచనలను సాంకేతిక విజ్ఞానానికి తరలించే విజ్ఞానానికి 'బయోమెటిక్స్‌' అనే పదాన్ని మొదట వాడాడు. ఇదే 'జీవ ఇంజనీరింగ్‌ సాంకేతికం'.
- జీవానుకరణ, జీవ ఇంజనీరింగ్‌ సాంకేతికాలు ఒకే నాణేనికి రెండు బొమ్మల్లాంటివి. వీటిని పరస్పరం మార్చుకోగలవిగా ఒకేదాన్ని సూచించడానికి వినియోగిస్తున్నారు.
- జీవజాతుల ఉత్పత్తులను, పదార్థాలను (ఎంజైమ్స్‌, సిల్క్స్‌ తదితరాలు) అనుకరిస్తూ, అవి రూపొందించిన నిర్మాణాలు, చేస్తున్న విధులు, పద్ధతుల (మాంసకృత్తుల పొందిక, కిరణజన్య సంయోగ ప్రక్రియ) ఆధారంగా కృత్రిమంగా యంత్రాలతో తయారుచేసే ప్రక్రియను ''జీవ ఇంజనీరింగ్‌ విజ్ఞానం''గా 'వెబ్‌స్టర్‌ డిక్షనరీ' 1974లో నిర్వచించింది.
- మానసిక నిపుణుడు, ఇంజనీర్‌ అయిన 'జాక్స్‌ స్టీలే' ప్రకృతిని అనుకరిస్తూ రూపొందే వ్యవస్థల విజ్ఞానానికి 'బయానిక్స్‌' అనే పదాన్ని 1960లో వాడాడు.
- నానో కణాలు : ఒకటి నుండి 100 నానో మీటర్ల పరిమాణంగల పదార్థాలు. నానోమీటరు అంటే మీటరు మందంలో 100 కోట్ల వంతు.
- తామరాకు 'నీటి'ని పీల్చుకోదు. ఒక నీటిబొట్టును ఆకుపై వేస్తే అది అలాగే నిలిచి వుంటుంది. ఇదే స్ఫూర్తితో వర్షంలో తడిచినప్పుడు భవనాల్ని రక్షించడానికి రంగుల్ని తయారుచేస్తున్నారు.