Sissejuhatus

Bioinspireeritud disain on suhteliselt uus termin. Levinumad mõisted on biomimeetika ja biomimikri. Bioinspireeritud disaini on kasutatud innovaatiliste tehniliste lahenduste väljatöötamiseks peaaegu igas insenerivaldkonnas. Kui 20. sajandi keskel tekkis süstemaatilise bioloogiliste süsteemide analüüsi idee bionika nime all, oli peamine fookus juhtimis- ja kommunikatsioonisüsteemidel (Keto 1960). Keto (1960) pakkus välja bioinspireeritud juhtimis- ja kommunikatsioonisüsteemide rakendamise elektroonikas, aeronautikas ja navigatsioonis. Siiski hõlmavad bioinspireeritud disaini ajaloolised näited juba ka teisi rakendusvaldkondi. Näiteks bioloogiliste süsteemide aerodünaamikat peeti sageli eeskujuks langevarjude või varajaste lendavate masinate kontseptualiseerimisel (Nachtigall ja Wisser 2015, lk 6). Kaasaegseid bioinspireeritud disaini näiteid rakendatakse tehnilistes valdkondades nagu masinaehitus, arhitektuur, tööstusdisain, tarkvaraarendus, robootika, meditsiinitehnoloogia jne.

Liitreaalsuse (AR) integreerimine revolutsioneerib seda protsessi, võimaldades õppijatel suhelda bioloogiliste süsteemidega kaasahaaravates 3D-keskkondades. Õpilased saavad visualiseerida biomimeetilisi protsesse, simuleerida reaalseid rakendusi ning teha koostööd innovaatiliste projektide kallal, kasutades AR-tööriistu. See tehnoloogia ja looduse ühendamine suurendab arusaamist, loovust ja probleemilahendust STEM-hariduses.

Vaatamata suurele innovatsioonipotentsiaalile esitab bioinspireeritud disaini rakendamine väljakutseid. Peamised väljakutsed on distsiplinaarsed barjäärid, st eesmärgid, töömeetodid ning asjaolu, et bioloogia ja tehnilise tootearenduse keel on olemuslikult erinevad. Bioloogia on loodusteadus; selle eesmärk on mõista elussüsteeme. Tehnilise tootearenduse ehk inseneridisaini eesmärk on arendada tehnilisi süsteeme. Erinevus bioloogia mõistmise eesmärgi ja tehnilise arenduse eesmärgi vahel kajastab bioloogide ja inseneride erinevaid töömeetodeid. See vastuolu põhjustab sageli probleeme bioinspireeritud disainis.

Tabel 1. 10 hämmastavat aspekti bioinspireeritud disainist (Hashemi Farzaneh, 2019)