Pasauliui urbanizuojantis, miestai tapo svarbiausia žmonių gyvenimo ir vystymosi vieta. Sparčiai augant pasaulio gyventojų skaičiui, didžioji dalis šio augimo tenka miestams. Remiantis JT-Habitat ataskaita (Judith Oginga, 2022), manoma, kad iki 2050 m. beveik 70 % pasaulio gyventojų gyvens miestuose. Ši sparti miestų plėtra daro didelį spaudimą gamtos sistemoms, nes miestai labai priklauso nuo išorinių išteklių, kad galėtų išlaikyti savo veiklą ir gyventojus.

Istoriškai daugelis miestų aplinkos buvo projektuojama neatsižvelgiant į aplinkines ekosistemas. Kaip pažymėjo Othmani ir kt. (2022), daugelis pastatytų aplinkų buvo kuriamos tarsi atskirai nuo gamtos, todėl susiformavo struktūros ir sistemos, kurios dažnai sutrikdo ekologinę pusiausvyrą. Šis atsiskyrimas lėmė trapų miestų sistemų, kurios yra nepakankamai pasirengusios reaguoti į klimato kaitą, biologinės įvairovės nykimą ir išteklių eikvojimą, susiformavimą. Siekiant sukurti atsparesnius miestus, ateities plėtra turi būti suderinta su ekologiniais principais, remti žmonių gerovę, atsinaujinančių išteklių naudojimą ir integraciją su gamtine aplinka.

Reaguodami į urbanizacijos sukeltą aplinkos degradaciją, miestai visame pasaulyje pradeda įgyvendinti sprendimus, kuriais siekiama geresnės visuomenės ir gamtos pusiausvyros. Vienas iš naujų požiūrių yra gamtos pagrįstų sprendimų (NbS) naudojimas. Pasaulio bankas šią koncepciją pirmą kartą pristatė 2008 m., o 2015 m. ją oficialiai apibrėžė Europos Komisija (Sowińska-Świerkosz ir García, 2022). Europos Komisija apibūdina NbS kaip veiksmus, įkvėptus gamtos, remiamus gamtos arba tiesiogiai pagal gamtos pavyzdį. Panašiai Tarptautinė gamtos apsaugos sąjunga (IUCN) apibrėžia gamtos pagrįstus sprendimus kaip „veiksmus, skirtus apsaugoti, tvariai valdyti ir atkurti natūralias arba modifikuotas ekosistemas“ (Matthews et al., 2022).

Naujausi tyrimai rodo, kad NbS vaidmuo miestuose apima ne tik ekologinį atkūrimą. Šios strategijos yra svarbios biologinei įvairovei gerinti, tačiau jos taip pat teikia platesnę naudą socialiniu ir ekonominiu lygmeniu. Pavyzdžiui, integruojant žaliąją infrastruktūrą, pvz., miesto miškus, šlapžemes ar žalius stogus, galima pagerinti visuomenės sveikatą, padidinti atsparumą klimato pokyčiams, sukurti vietos darbo vietų ir prisidėti prie socialinės sanglaudos. Todėl gamtos pagrįsti sprendimai vis labiau pripažįstami kaip esminės priemonės tvariam, įtraukiam ir atspariam miestų aplinkos kūrimui.

Atsižvelgiant į spartų urbanizacijos procesą, aplinkos niokojimą ir didėjantį klimato kaitos poveikį, mūsų miestų projektavimo persvarstymas tapo pasauliniu imperatyvu. Tradiciniai miestų plėtros metodai remiasi daug išteklių reikalaujančiomis technologijomis, kurios prisideda prie taršos, energijos švaistymo ir ekosistemų sutrikdymo. Perspektyvi alternatyva, kuri vis labiau populiarėja architektūros ir miestų planavimo srityse, yra bioįkvėpimo, dar vadinamo biomimikrija, koncepcija. Šis požiūris apima gamtos strategijų tyrimą ir imitavimą siekiant išspręsti žmogaus dizaino iššūkius. Per 3,8 milijardų metų evoliucijos gamtos sukurtos labai efektyvios ir atsparios sistemos, kurios palaiko gyvybę neišsekindamos išteklių. Kaip žinoma, Benyus (1997) teigė: „Gyvybė sukuria gyvybei palankias sąlygas“ – tai filosofija, kuri yra biomimikrijos mąstymo pagrindas.

Įtikinamas bioįkvėpimo praktikoje pavyzdys yra Eastgate centras Hararėje, Zimbabvėje. Šis pastatas, suprojektuotas architekto Micko Pearce'o, yra tiesiogiai įkvėptas termitų kupolų struktūros, kuri gali išlaikyti vidaus temperatūros stabilumą pasyvių ventiliacijos mechanizmų pagalba. Kaip aprašė Kennedy ir kt. (2015), Eastgate Centre naudoja šį modelį, kad sumažintų energijos suvartojimą iki 90 % palyginti su tradiciniais pastatais, kuriuose yra mechaninės klimato kontrolės sistemos. Šis atvejis iliustruoja, kaip biologinių principų supratimas gali lemti transformacinius energijos efektyvumo ir tvarumo pagerinimus.

Kitas plačiai tyrinėtas atvejis susijęs su lotoso lapu, kurio mikroskopinė paviršiaus struktūra leidžia vandeniui susidaryti lašelius ir nuriedėti, taip valydama lapą. Tai įkvėpė savivalančių medžiagų, dabar naudojamų architektūroje, kūrimą, sumažinant vandens suvartojimą ir priežiūros išlaidas (Vincent ir kt., 2006). Panašiai, kaktuso odos šilumą atspindinčios ir vandenį surenkančios savybės turėjo įtakos pastatų projektavimui sausringose regionuose, kur reikalingi novatoriški šilumos ir vandens valdymo sprendimai.

Be atskirų pastatų elementų, biomimikrija taip pat siūlo sisteminio lygio įžvalgas. Medžių šakojimosi modeliai ir šaknų tinklai buvo pritaikyti optimizuojant miesto transporto ir vandens sistemų išdėstymą, modeliuojant efektyvius paskirstymo tinklus ir mažinant energijos nuostolius visame mieste (Vincent et al., 2006). Šie pavyzdžiai parodo, kaip bioįkvėpimas yra kūrybinis, mokslinis ir strateginis procesas, pagrįstas stebėjimu, analize ir sisteminiu mąstymu.

Siekiant, kad šios sąvokos būtų prieinamos ir įdomios vidurinių mokyklų mokiniams (14–18 metų), ši mokymo programa naudoja papildytą realybę (AR) kaip pagrindinę priemonę. AR leidžia mokiniams tyrinėti gamtos sistemas 3D formatu, sąveikauti su paslėptomis biologinėmis struktūromis ir jas tiesiogiai lyginti su žmogaus sukurtais dizainais. Ši įtraukianti patirtis remia konceptualų mokymąsi ir kūrybinį tyrinėjimą, sukurdama tiltą tarp biologijos mokslų, aplinkosaugos švietimo ir skaitmeninių technologijų. Kurdami gamtos įkvėptus pastatus AR, mokiniai gali eksperimentuoti su idėjomis be materialių apribojimų, ugdydami tvarumo sąmoningumą ir novatorišką mąstymą.

Galiausiai, šis modulis siekia įkvėpti naujos kartos architektus, inžinierius ir aplinkos apsaugos specialistus, parodydamas jiems, kad kai kurie iš novatoriškiausių urbanistinio dizaino sprendimų jau buvo sugalvoti gamtoje. Per praktinę sąveiką ir mokslinį apmąstymą mokiniai pamatys, kad pastatyta aplinka nėra atskirta nuo gamtos pasaulio, bet yra kažkas, iš ko galima mokytis ir su kuo galima sugyventi.