Методология NIS предлагает пять шагов для адаптации природного явления в инженерное решение.

Шаг №1. Изучение природы. Необходимо подробно изучить природный объект в различных масштабах, а также его контекст: какие задачи решает объект, как взаимодействует с другими объектами, из чего состоит, как решает проблему и т.д.
Шаг №2. Разработка концепции на основе природного объекта. В концепции должны быть отражены основные детали объекта, позволяющие решить инженерную задачу.
Шаг №3. Разработка модели и архитектуры будущего инженерного решения. На основе концепции и исследовательских данных изучаемого природного объекта, создается модель будущего инженерного решения.
Шаг №4. Создание прототипа. Если на этапе моделирования удалось достичь желаемых результатов, тогда создается прототип, чтобы на реальных условиях проверить изобретение. В случае, если прототип решает изначально поставленную проблему, тогда готовится полноценный запуск нового продукта для отрасли.
Шаг №5. Выпуск готового решения.

Центр CNIE не ограничивается разработкой методологии и исследованиями, также предлагая готовые инженерные решения. В частности, лабораторией представлены следующие технологии:

1. Мембраны для опреснения, очистки и биоразделения воды. В качестве идеи были взяты клеточные мембраны.
2. Топливные элементы. В основу легло изучение человеческих легких, способных по бронхам эффективно и равномерно доставлять элементы по всему органу.
3. Катализаторы с иерархической структурой. Изобретение стало возможным, благодаря изучению строения и структуры растений.

Примеры популярных технологических идей, основанных на природных явлениях

Абстрагируемся от лабораторных исследований и сложных технических решений, базируемых на основе природных объектов, в сторону более популярных идей, которые прочно вошли в нашу жизнь.

Система навигации
С помощью эхолокации летучие мыши свободно ориентируются в пространстве, могут определять объекты, их форму и размеры. Подобное решение используется и в автомобильных датчиках, благодаря которым выявляются препятствия при движении задним ходом.
Подобную технологию ученые предложили для повышения безопасности людей, у которых отсутствует зрение. Ультразвуковые датчики устанавливаются на теле человека, они позволяют фиксировать препятствия в пространстве и сигнализировать об этом.

Подавление вибраций
Дятлы способны стучать по твердой поверхности с высокой частотой, но их организм при таком взаимодействии остается целым. Этого удается достичь благодаря уникальному строению головы, защищающим мозг от вибрации.

Подобные исследования легли в основу разработки амортизаторов и устройств контроля вибраций. В частности, данные решения нашли широкое применение в строительной технике, без которых у рабочих с гидравлическими и пневматическими молотками проявлялась вибрационная болезнь.

Липучка
Изобретение, без которого сложно представить наш гардероб. Механизм застежки был скопирован с лопуха, крючки которого легко цепляются к одежде. У растения имеются заусенцы для прикрепления семенных коробочек к проходящим мимо животным, чтобы рассеивать семена на широких территориях. На заусенцах имеются небольшие крючки, которые сцепляются с небольшими петлями материала или шерсти.

Липучка повторяет эту структуру: используется полоска с крючками и полоска ткани. При их сжатии крючки скрепляются с петлями материала. Такое простое решение использовалось и в аэрокосмической отрасли, например, липучки использовались для фиксации оборудования в условиях невесомости.

Природа часто бросает вызовы человечеству. Но помимо этого она также и предлагает гениальные и в то же время простые решения, которые могут быть интегрированы в сложные технические системы.

А какие вы знаете изобретения, вдохновленные природой? Часто ли с ними сталкиваетесь?