סמינר מחלקתי - הרצאת מחקר - תואר שלישי

יעל הלפמן תרצה בנושא "פיתוח שיטת תכן ביומימטית"

ביומימיקרי (Bio=Life, Mimicry= Mimesis) היא דיסיפלינה מתפתחת העוסקת בחיקוי ולמידה מהטבע לפתרון בעיות בדרכים חדשניות  וסביבתיות. מאז ומעולם האדם התבונן ולמד מהטבע, אך ההתפתחות הטכנולוגית המשמעותית של העשורים האחרונים מאפשרת כיום נגישות למאגר הפתרונות של הטבע. 
ביומימיקרי כגישה תכנונית מיושמת בשלב הראשוני של תהליך המחקר והפיתוח, שלב התכנון הרעיוני, אז מורחב מאגר הרעיונות הפוטנציאלים על ידי בחינת הפתרונות של הטבע לאתגר התכנוני הנדון. האתגר המרכזי של עבודת המחקר שלי הוא פיתוח שיטת תכנון ביומימטית המגשרת על הפער בין הביולוגיה להנדסה ומאפשרת לממש את הפוטנציאל הגלום בלמידה מהטבע לקידום של חדשנות וקיימות.  

שיטת התכנון שפותחה מבוססת על זיהוי של דפוסים חוזרים המאפיינים מערכות ביולוגיות כבסיס להעברת הידע בין התחומים. במהלך המחקר נבנה בסיס נתונים של מערכות ביולוגיות ששימשו מקור השראה וידע לפיתוחים ביומימטיים. בסיס נתונים זה נותח באמצעות כלים ומודלים מתחום ה- TRIZ (מתודולוגיה לחשיבה המצאתית המבוססת על חקר של מאות אלפי פטנטים). כך למשל, דפוסי הקיימות זוהו באמצעות ניתוח האידיאליות של המערכות הביולוגיות. 

הניתוחים הובילו לזיהוי של מספר דפוסי קיימות המאפיינים מערכות בטבע ולזיהוי של מספר מבנים חוזרים בטבע והפונקציות הקשורות אליהם. בין הממצאים דפוס מבני של בליטות חוזרניות הקשור לפונקציה של חיבור או ניתוק, דפוס מבני של תעלות הקשור לפונקציה של הובלה או ויסות ומבנה שכבות הקשור להגנה. חלק מהמבנים זוהו כמנועים, מבנים שממירים מקורות אנרגיה בסביבה לתנועה מכאנית, וחלק זוהו כבלמים, מבנים שמעכבים תנועה על ידי נטרול מקורות אנרגיה בסביבה. תוצר הניתוחים הוא טבלת דפוסים לזיהוי במערכות ביולוגיות, דפוסים הניתנים להעברה לשדה ההנדסי. הדפוסים שנמצאו שולבו באלגוריתם המוביל את המתכנן הביומימטי שלב אחר שלב בהעברת הידע בין התחומים. 

השיטה הוערכה ותוקפה באמצעות תיאורי מקרה ובאמצעות ניסוי שבוצע בקרב סטודנטים להנדסה.