来自大自然的灵感创新 助力可持续发展
能源领域面临着众多挑战，包括获取方式、安全、效率和清洁能源问题。此外，它还与人和生态系统息息相关。如果不考虑其他能源行业或对公共卫生、水资源短缺、土地退化、生物多样性、社会包容性、气候变化等其他全球性问题产生的影响，就无法应对这一项挑战。事实上，这是整个可持续发展领域面对的总体挑战。它是一个经过多年演变的动态概念，人类社会还没有做好准备，游刃有余地驾驭其复杂性。
源于大自然的启示有望帮助我们规划出一条通往可持续发展的道路。首先，自然生态系统是地球上唯一具有说服力的可持续性典范。其次，包含无数种生物的生态系统已经成功解决了我们今天所面临的类似的复杂问题。
就整个社会而言，我们自觉且逐步地与生态系统的原则保持一致。当下的挑战是如何有意识地利用并加速这个过程，进而使其更高效。这就是仿生学和基于自然解决方案的目标。这两个学科都承诺为地球面临的复杂挑战提供可行和可持续的解决方案。
虽然基于自然的解决方案使用自然来实现既定目标（例如使用树木捕获二氧化碳或减少土地侵蚀），而仿生学则旨在模仿自然以激发更加可持续性的创新（例如开发人工光合作用）。这些方法可被界定为自然启发式创新（NII）技术。在过去的15 年中，NII 技术研究在全球范围内呈指数式增长。然而，市场上成熟的仿生解决方案仍然很少。在未来五年内，有市场化发展潜力的NII 解决方案可能会出现在生物医学、汽车工业、航空、建筑和建筑材料、电子、能源、光学和纺织等行业。
然而，学术界、工业界和公共部门还然需要协同努力以充分发挥NII 技术尚待开发的潜力，目标是：
- 提高各级教育系统和民间社会对生物启发式设计方法的认识。
- 加强生物启发式解决方案的交流，无论是从学术界到工业界，还是从新兴生物企业到传统工业。
- 激发公共和私人投资，用于支持具有强大可持续潜力的生物启发式应用研究领域。
- 刺激工业投资，促进突破性创新（可受自然启发）以及渐进式创新。
- 促进生物启发式技术研究的开放创新计划，以便工业合作伙伴能够分担成本并共享成果。
在欧盟，NII 技术的发展步伐正在加快。几所欧盟大学已经开设了专门针对生物启发设计方法的课程，旨在提高未来的行业专业人士和企业家的技能。
通过创建衍生企业、初创企业以及向主流工业进行技术转移（尤其是自动化、医疗设备、材料和信息管理等领域），对生物启发式概念的研究现在正从学术领域扩展至私人投资领域。生物启发式构思方法方面的专家已经可以帮助企业在产品、生产流程和内部组织方面进行创新。
事实上，欧盟在仿生领域的市场份额仅次于北美。欧盟委员会认为NII 是可持续创新的基础。“欧盟地平线2020 计划”已经为生物启发研究和应用提供了资金支持，还有更多的资金将在“欧洲绿色协议”的框架下发放。在成员国层面，欧盟各国纷纷将新冠疫情之后的复苏计划的重点放在生态转型上。在这一领域中，自然启发式解决方案独具鲜明特色。
可持续能源领域内的NII 技术
通过调整自然模型来应对全球社会面临的能源挑战，我们便能开辟一个充满机遇的世界。NII 有助于获得负担得起的清洁能源、降低社会的能源强度并引导其迈向碳中和。
生命系统向我们展示了崭新的、可持续性更强的战略和机制，用来获取和存储可再生能源、并对其进行转换以及安全分配，避免热量浪费。这些生命系统为更加节能的水力/ 空气动力设备、建筑、城市和工业提供了参考模型，也能为使用当地可再生能源的分散式、适应性强且智能化的能源系统提供创意。在不同的地域范围内可以制定推动这些实用解决方案的综合性和可持续性的战略和政策，最终的目标是向循环经济转型（见图1）。
NII 助力中国绿色能源增长
中国正面临复杂的挑战，其目标不仅是为了降低经济领域的能源强度并增加其燃料结构中清洁能源的份额，而且还旨在寻找解决土地退化严重、不可持续的城市扩张以及空气和水污染问题的解决方案。NII 可以为中国的绿色增长及其所追求的“生态文明”做出宝贵贡献。目前该技术已经拥有较为成熟的发展环境：中国已经开始走上了实施循环经济、产业共生和农业生态等概念的道路，这如果转化为自然原则，就代表着生态系统正常运转的基础。
中国正在开展大量NII 领域的研究项目。得益于先进的生产工艺和材料，新的仿生理念的研发速度将会加快。此外，中国具有实施大规模试点项目的强大能力，可以充分测试和验证NII 技术，以便在全球范围内进行更为广泛的复制推广。
通过采用自然启发式技术，中国公司将能够实现产品创新。同样，中国可以建立一个整体框架来促进、发展和协调NII 技术的开发和应用，这不仅限于能源行业，还能实现跨行业发展。这种方法将极大地推动多学科研究和自然启发式技术的快速进步，旨在促进绿色增长，实现人与自然的和谐共生。
【文：Alessandro Bianciardi】
Planet s.a.s 公司联合创始人，仿生学专家
/ 译：孔燕
* Planet s.a.s 由Alessandro Villa 和Alessandro Bianciardi 于2013 年创立，是一家意大利的初创企业，致力于仿生创新。