The world is poorly designed. But copying nature helps.

Summary

El script narra cómo el Tren bala Shinkansen de Japón, conocido por alcanzar 170 mph, tenía problemas de ruido al salir de túneles. Un equipo de ingeniería, liderado por el ornitólogo Eiji Nakatsu, implementó biomimetismo inspirado en aves como el búho, pingüino Adélie y el martin pescador para reducir el ruido y mejorar la eficiencia. El resultado fue un tren más silencioso, rápido y eficiente, que debutó en 1997. La biomimetría, un concepto popularizado por Janine Benyus, propone que los diseñadores muestren inspiración en la naturaleza para crear productos y sistemas más sostenibles y eficientes.

Takeaways

• 🚄 El problema original del tren bala Shinkansen de Japón en 1989 era el gran ruido generado al salir de los túneles a alta velocidad.
• 🕊️ Eiji Nakatsu, un gerente general apasionado por la observación de aves, ayudó a diseñar un tren más silencioso inspirándose en la naturaleza.
• 🦉 El pantógrafo del tren, que conecta el tren con los cables eléctricos, fue diseñado inspirándose en las plumas de un búho para reducir el ruido.
• 🐧 La forma del cuerpo de un pingüino Adélie influenció el diseño del eje de soporte del pantógrafo, con el fin de reducir la resistencia al viento.
• 🎯 El pico del martin pescador, conocido por sumergirse en el agua casi sin hacer salpicaduras, fue replicado en el diseño del morro del tren para minimizar el ruido.
• 💡 La innovación biomimética fue utilizada para mejorar la eficiencia y reducir el impacto ambiental del tren, con un diseño que incluyó características de diferentes aves.
• 🚄 El diseño biomimético del tren debutó en 1997, siendo 10% más rápido, usando 15% menos electricidad y manteniéndose por debajo del límite de ruido de 70 dB en áreas residenciales.
• 🌿 Janine Benyus acuñó el término 'Biomimetismo' en su libro de 1997, promoviendo la inspiración en la naturaleza para innovaciones en informática, energía y salud.
• 🔍 Benyus ha trabajado como consultora para empresas, enseñándoles cómo tomar ideas de diseño de la naturaleza, como el estudio de las madrigueras de las liebres para sistemas de ventilación mejorados.
• 🌳 Existen tres formas principales de biomimetismo: la imitación de la forma, el proceso natural y el mimetismo de ecosistemas, como la economía circular que busca evitar los residuos en la fabricación.
• 🌱 El biomimetismo tiene como objetivo final hacer que productos, sistemas y ciudades funcionen de manera indistinguible de la naturaleza, aprovechando la sabiduría acumulada de 3.8 mil millones de años de vida en la Tierra.

Q & A

¿Cuál fue el problema principal con el tren bala Shinkansen de Japón en 1989?

El tren bala Shinkansen de Japón tenía un problema de ruido cuando salía de un túnel, causado por las olas de presión atmosférica que producía al entrar en el túnel, lo que generaba un estallido sónico audible hasta 400 metros de distancia.

¿Quién fue el ingeniero clave en la resolución del problema del tren bala Shinkansen?

Eiji Nakatsu, el gerente general del departamento de desarrollo técnico, jugó un papel crucial en la resolución del problema, utilizando su conocimiento como avistador de aves para inspirar la nueva diseño.

¿Cómo inspiraron las aves la resolución del problema de ruido del tren bala Shinkansen?

Las aves inspiraron varias partes del diseño del tren bala. Las seraciones y curvatura de las plumas de una lechuza redujeron el ruido en el pantógrafo. El cuerpo liso del pingüino Adélia, que le permite nadar sin resistencia, inspiró el diseño del eje de soporte del pantógrafo. Y la forma única del pico del martin pescador, que permite sumergirse en el agua casi sin salpicaduras, fue utilizada para el diseño del morro del tren.

¿Qué se logró con el diseño biomimético del tren bala Shinkansen cuando se estrenó en 1997?

El diseño biomimético del tren bala Shinkansen, cuando se estrenó en 1997, permitió que el tren fuera un 10% más rápido, usara un 15% menos de electricidad y se mantuviera por debajo del límite de ruido de 70 dB en áreas residenciales.

¿Quién es Janine Benyus y qué hizo en 1997?

Janine Benyus es una consultora que escribió el libro que acuñó el término 'Biomimetismo' en 1997. El libro contó historias de innovaciones en informática, energía y salud inspiradas en estructuras del mundo natural.

¿Qué es el biomimetismo según el libro de Janine Benyus?

El biomimetismo es la práctica de diseñar soluciones inspiradas en los procesos, formas y sistemas del mundo natural, con el objetivo de crear productos, sistemas y ciudades que funcionen de manera indistinguishable de la naturaleza.

¿Cómo se sugiere que los diseñadores obtengan inspiración de la naturaleza según Janine Benyus?

Janine Benyus sugiere que los diseñadores deben acostumbrarse a incluir a un biólogo en el proceso de diseño para ayudar a resolver problemas imitando la naturaleza, ya sea a través de la forma, los procesos o los sistemas ecológicos.

¿Cuáles son las tres formas principales en que los diseñadores pueden imitar la naturaleza según el script?

Los diseñadores pueden imitar la naturaleza a través de la forma o la estructura, los procesos naturales y los sistemas ecológicos completos, como la economía circular que busca evitar los subproductos y reciclar los materiales al final de la vida útil de un producto.

¿Por qué los diseñadores pueden beneficiarse de observar a la naturaleza según el script?

Los diseñadores pueden beneficiarse de observar a la naturaleza porque la vida en la Tierra tiene 3.8 mil millones de años de investigación y desarrollo, lo que representa una gran fuente de conocimiento y soluciones probadas a lo largo del tiempo.

¿Qué es la economía circular y cómo se relaciona con el biomimetismo?

La economía circular es un modelo industrial que busca que no existan subproductos que vayan a la basura, sino que se utilicen en otros procesos. Se relaciona con el biomimetismo porque imita el funcionamiento de los ecosistemas naturales, donde los materiales se reciclan constantemente sin desperdicio.

¿Cómo se sugiere que los diseñadores muestren inspiración en la naturaleza en su trabajo?

Se sugiere que los diseñadores muestren inspiración en la naturaleza a través de la observación y el estudio de formas, procesos y sistemas ecológicos, y aplicar estos conocimientos en diseños innovadores que resuelvan problemas de manera sostenible y eficiente.

Outlines

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🚄 Innovación en biomimetismo: El Tren de Alta Velocidad Japonés

En 1989, el Shinkansen Bullet Train de Japón enfrentaba problemas de ruido al salir de los túneles, impactando áreas residenciales. Un equipo de ingeniería, liderado por Eiji Nakatsu, un apasionado de la avifauna, decidió abordar el problema con biomimetismo. Inspirados en aves como búhos, pingüinos Adélie y el avión calavera, removieron el ruido de la pantografía, redujeron la resistencia del eje y diseñaron una proa que reducía el impacto del aire. El resultado fue un tren 10% más rápido, que usaba 15% menos electricidad y cumplía con los límites de ruido en áreas residenciales, mostrando la efectividad del biomimetismo en diseños innovadores.

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🌿 Biomimetismo y economía circular: Aprendiendo de la naturaleza

El concepto de economía circular se alinea con la idea de biomimetismo, buscando que no haya desechos en la producción y que los productos se transformen en otros al final de su vida útil. La naturaleza es un modelo de reciclaje y upcycling eficiente, donde los restos de un organismo se convierten en nutrientes para otros. Este enfoque de diseño biomimético busca que los productos, sistemas y ciudades sean indistinguibles de la naturaleza, aprovechando la sabiduría acumulada en 3.8 mil millones de años de vida en la Tierra. El video concluye con una llamada a la observación y aprendizaje de la naturaleza para innovar sosteniblemente.

Keywords

💡Shinkansen

El Shinkansen es un sistema de trenes de alta velocidad de Japón, conocido como el 'Tren bala'. En el video, se menciona que tenía problemas con el ruido al salir de los túneles a altas velocidades, lo que se relaciona con el tema principal de la biomimetría y cómo resolver problemas tecnológicos inspirándose en la naturaleza.

💡Biomimetría

La biomimetría es el proceso de diseñar soluciones inspiradas en los sistemas, procesos y organismos naturales. En el video, se destaca cómo la biomimetría fue utilizada para reducir el ruido y mejorar la eficiencia del Shinkansen, y se presenta como un concepto clave para el desarrollo sostenible y la innovación tecnológica.

💡Eiji Nakatsu

Eiji Nakatsu es el gerente general del departamento de desarrollo técnico mencionado en el guion, quien aportó su conocimiento de la aviación de aves al diseño del tren. Su pasión por la observación de aves fue fundamental para la implementación exitosa de la biomimetría en el diseño del Shinkansen.

💡Pantógrafo

El pantógrafo es la estructura que conecta el tren con los cables eléctricos superiores. En el video, se describe cómo el diseño del pantógrafo del Shinkansen fue inspirado en las plumas de las lechuzas, lo que ayudó a reducir el ruido y es un claro ejemplo de biomimetría en acción.

💡Pinguino Adélida

El pingüino Adélida es mencionado en el script por su cuerpo suave que le permite nadar y deslizarse sin esfuerzo. Este rasgo inspiró el diseño del eje de soporte del pantógrafo para reducir la resistencia al viento, mostrando cómo las características de los animales pueden ser adaptadas a la tecnología.

💡Martin Pescador

El martin pescador es un ave que se sumerge en el agua para cazar su presa sin hacer casi espuma, gracias a la forma única de su pico. En el video, se describe cómo la forma del pico del martin pescador fue replicada en el diseño del morro del tren, lo que resultó en un diseño más silencioso.

💡Diseño sostenible

El diseño sostenible se refiere a la creación de productos, sistemas y ciudades que funcionan de manera similar a la naturaleza, siendo eficientes y respetuosas con el medio ambiente. El video presenta la biomimetría como una herramienta clave para el diseño sostenible, con el Shinkansen como un ejemplo de éxito.

💡Janine Benyus

Janine Benyus es una consultora y autora que popularizó el término 'biomimetría' en su libro de 1997. En el video, se presenta su trabajo como una fuente de inspiración para diseñadores y empresarios que buscan soluciones innovadoras basadas en la naturaleza.

💡Ecosistemas

Los ecosistemas son sistemas naturales interconectados de organismos y su entorno. El video menciona cómo los ecosistemas pueden ser utilizados como modelos para el diseño de sistemas circulares, donde los desechos se convierten en materias primas para otros procesos, emulando la eficiencia de la naturaleza.

💡Innovación

La innovación es el proceso de crear nuevas ideas o mejorar los procesos existentes. En el contexto del video, la innovación se logra a través de la biomimetría, donde los diseñadores se inspiran en la naturaleza para desarrollar tecnologías más eficientes y amigables con el medio ambiente.

💡Ciudades

El video sugiere que la biomimetría puede ser aplicada no solo a productos y sistemas, sino también a la planificación y diseño de ciudades. La idea es que las ciudades puedan funcionar de manera más eficiente y sostenible, aprendiendo de los sistemas naturales.

Highlights

El Shinkansen Bullet Train de Japón enfrentaba problemas de ruido al salir de túneles a alta velocidad.

El ruido era causado por las olas de presión atmosférica que se generaban al entrar y salir de los túneles.

Un equipo de ingeniería fue contratado para diseñar un tren más silencioso, rápido y eficiente.

Eiji Nakatsu, un apasionado de la avistamiento de aves, jugó un papel crucial en el diseño del tren.

El pantógrafo del tren fue inspirado en las seraciones y curvatura de las plumas de una lechuza para reducir el ruido.

El cuerpo de un pingüino Adélie influenció el diseño del eje del pantógrafo para una menor resistencia al viento.

La forma única del pico del martin pescador fue utilizada para diseñar la parte delantera del tren con menos ruido.

El diseño del tren, basado en el pico del martin pescador, fue el más silencioso y se debutó en 1997.

El nuevo diseño del tren era un 10% más rápido, usaba un 15% menos de electricidad y cumplía con los límites de ruido en áreas residenciales.

El concepto de diseño biomimético fue acuñado por Janine Benyus en su libro de 1997.

La biomimetría inspira innovaciones en computación, energía y salud a partir de estructuras en el mundo natural.

Los diseñadores pueden obtener inspiración de la naturaleza, como el comportamiento de las hormigas para mejorar sistemas de ventilación.

La piel de tiburón ha sido imitada para crear superficies antibacterias para hospitales.

Los diseñadores pueden aprender de la organización en grupo de los peces para mejorar el diseño de turbinas eólicas.

La biomimetría propone que los diseñadores colaboren con biólogos para resolver problemas imitando la naturaleza.

Existen tres formas principales de imitar la naturaleza: la forma, el proceso y los ecosistemas.

El diseño biomimético busca que los productos, sistemas y ciudades funcionen indistintamente de la naturaleza.

La vida en la Tierra tiene 3.8 mil millones de años de desarrollo, ofreciendo una gran fuente de aprendizaje para los diseñadores.

Transcripts

In 1989, Japan’s Shinkansen Bullet Train had a problem.

It was fast — really fast — like, pushing 170 miles per hour fast.

But every time it exited a tunnel — it was loud.

The noise was coming from a variety of sources, but whenever a train

sped into a tunnel, it pushed waves of atmospheric pressure through the other end.

The air exited tunnels with a sonic boom that could be heard 400 meters away.

In dense residential areas, that was a huge problem.

So, an engineering team was brought in to design a quieter, faster, and more efficient

train.

And they had one secret weapon: Eiji Nakatsu — the general manager of the technical development

department — was a birdwatcher.

Different components of the redesigned bullet train were based on different birds.

Owls inspired the pantograph — that’s the rig that connects the train to the electric

wires above.

Nakatsu modeled the redesign after their feathers, reducing noise by using the same serrations

and curvature that allow them to silently swoop down to catch prey.

The Adelie Penguin — whose smooth body allows it to swim and slide effortlessly — inspired

the pantograph’s supporting shaft, redesigned for lower wind resistance.

And perhaps most notable of all was the Kingfisher.

The Kingfisher is a bird that dives into water to catch its prey.

The unique shape of its beak allows it to do that while barely making a splash.

Nakatsu took that shape to the design table.

The team shot bullets shaped like different train nose models down a pipe to measure pressure

waves, and dropped them in water to measure the splash size.

The quietest nose design was the one modeled most closely after the Kingfisher’s beak.

When the redesign debuted in 1997, it was 10% faster, used 15% less electricity,

and stayed under the 70 dB noise limit in residential areas.

And it did all that with the wings of an owl, the belly of a penguin, and the nose of a

Kingfisher.

There’s a name for design like this.

It’s called biomimicry.

The people who design our world usually never take a biology class, believe it or not.

So they're novices in how the world works.

That’s Janine Benyus.

Back in 1997, she wrote the book that coined the term “Biomimicry”.

It told the story of the innovations in computing, energy, and health that were inspired by structures

in the natural world.

Stick like a gecko.

Compute like a cell.

Even run a business like a redwood forest.

Benyus has since worked as a consultant for various companies, trying to get them to understand

how to take design ideas from nature.

That might mean studying prairie dog burrows to build better air ventilation systems, mimicking

shark skin to create bacteria-resistant plastic surfaces for hospitals, or arranging wind

turbines in the same drag-reducing pattern that schools of fish swim in.

Designers get inspiration from a lot of different places, but Benyus thinks many of them could

benefit from looking more at the natural world.

So there's a lot of looking at what other people have done.

And what they do is, they look at all the others, and they get ideas.

They literally do, I mean, a lot of designers have lots of magazines that they look through,

they tear those out and they put them up on inspiration boards.

But they're looking at other human technologies.

Her idea was simple: designers should get in the habit of bringing a biologist to the

table, and let them help solve problems by mimicking nature.

And there are three main ways they can do that.

You can mimic its form, or its shape.

You might create a paint for a building that, when it dries, it's got the same structure

as self-cleaning leaves, lotus leaves are notoriously great, they let rainwater clean

the leaf because because they have these bumps and the rain water balls up on

the bumps, and then it pearls away the dirt.

So that lotus effect is physical, and you can create a physical structure on the outside

of any product.

Imagine that on the outside your car, rainwater would clean your car.

So that's mimicking form.

But there's also mimicking process, the processes of the natural world.

It might even be how you mimic how ants communicate in order to efficiently

find sources of food or new places to live. And those processes, that self-organization,

has been mimicked in software, in things like autonomous cars and how they're gonna move

in flocks through the city by talking to one another.

That's mimicking nature's process.

And then you jump up to the level of mimicking whole ecosystems.

There's a thing that's a buzzword right now, that's really hot, called the circular

economy, which is essentially industries saying there should be no such thing as a byproduct

in a manufacturing facility that goes to landfill.

It should be used by something else, and at the end of a product's life, that product

should be upcycled into something else. It's being called the circular economy.

Ecosystems do that really, really, really well.

You've got a log on the forest floor, and those materials move up into the body of the

fungus that eats it. Those materials move up

into a mouse.

And that mouse material moves up into a hawk...

And if you think about that as what we'd like to do with local materials being upcycled constantly.

In our cities, for instance.

Those ecosystem lessons are really big for us.

And that’s the end goal for biomimetic design — making products, systems, and cities functionally

indistinguishable from the natural world.

Life has been around on Earth for 3.8 billion years — and what designers are starting

to realize is that’s a lot of research and development time.

The people who design our world have a lot to learn from the natural world.

All they have to do is take a look.

Thank you so much for watching, this is one of a series of videos that we're doing in

collaboration with 99% Invisible.

They are a podcast that does stories all about design.

We loved working with them, you should definitely check them out at 99pi.org or on any podcast app.