La natura ha sviluppato un enorme patrimonio di innovazioni che hanno superato con successo test di praticità e durabilità in un ambiente in continuo cambiamento. Queste soluzioni, perfezionate attraverso milioni di anni di substitutione, rappresentano una fonte inestimabile di ispirazione per i progressi tecnologici. Per sfruttare appieno il potenziale della natura, è fondamentale instaurare forti collaborazioni interdisciplinari tra biologi e ingegneri. Questo approccio trasversale facilita la trasformazione delle capacità biologiche in soluzioni tecniche pratiche, aprendo la strada a strumenti, meccanismi e sistemi bio-ispirati (Bar-Cohen, 2006).

Per analizzare la natura da una prospettiva tecnologica, le funzioni biologiche devono essere classificate in applicazioni tecnologiche. La tabella seguente fornisce esempi di sistemi biologici e dei loro analoghi tecnologici.

Tabella 1: Somiglianze caratteristiche tra biologia e sistemi tecnici, fonte: Bar-Cohen, 2006

Biologia

Tecnologia

Bioingegneria, biomimetica, bionica e biomeccanica

Corpo

Sistema

Si stanno sviluppando sistemi con materiali e strutture multifunzionali che imitano le capacità dei sistemi biologici.

Scheletro e ossa Cervello

Struttura e supporti Computer

Le strutture di supporto fanno parte di ogni sistema artificiale

Progressi nello sviluppo di computer che imitano il funzionamento del cervello umano

Servizi segreti

Intelligenza artificiale

Molti aspetti dell’intelligenza artificiale sono stati ispirati dalla biologia, inclusa la realtà aumentata, i sistemi autonomi, l’intelligenza computazionale, i sistemi esperti, la logica fuzzy, ecc.

Sensi

Sensori

La visione artificiale, la visione computerizzata, il radar e altri rilevatori di prossimità hanno tutti analogie biologiche dirette. Tuttavia, le capacità dei sensori artificiali non sono ancora paragonabili a quelle dei biosensori

Muscoli 

Elettrochimico

Generazione di energia

Attuatori

Batterie ricaricabili

I polimeri elettroattivi sono attuatori funzionalmente simili ai muscoli naturali. L’utilizzo di materiali biologici per generare energia offrirà enormi vantaggi ai sistemi meccanici