建築中的仿生學：可持續發展的未來
Jamie Miller 博士是 B+H Architects 的仿生設計總監。Jamie 是生物仿生、生物愛好和生態工程方面的設計師，在將受自然啟發的設計原則應用於國際項目方面擁有近二十年的經驗。
生物模仿是一種實踐哲學，正在從根本上改變建築環境。它是指認識到我們在自然世界中擁有的模式與導師，可以幫助我們重新想像今日面臨的大部分挑戰，並教導我們何謂真正的永續。想想不用電力就能抽水的樹木、利用良性化學作用從太陽收集能量的樹葉，或是沒有廢棄物與失業的森林。隨著新技術的出現，這些大膽的隱喻正在實現。
在我實踐仿生學的過程中，我發現當它在專案開始時就被整合時是最有效的。當團隊一開始就採用這個角度時，指導設計的方向、框架和原則就會發生微妙的變化，從而開啟了設計機會和可持續發展的深度。它邀請設計師跳出他們的成見，從新的設計模式中學習，並在這樣做的過程中，獲得以億萬年進化為基礎的想法，了解如何在這個星球上生活、設計和繁榮。大自然在相同的環境中，利用相同的資源，解決了許多與我們相同的設計挑戰。然而，正如我們所學到的，大自然以獨特的方式解決了這些問題。
考慮到竹子，狹窄的空心管可以達到 40 公尺的高度而不會倒塌或彎曲。仔細觀察，您可以發現竹子中規律的節點就像隔板一樣，在增加結構穩定性的同時，將材料降至最低。注重形狀而不是材料來實現功能是大自然的共同追求。Julian Vincent 教授[1] 說，在自然界中，材料昂貴，而形狀便宜，我們看待設計挑戰的視角的這種微妙變化可以鼓勵更廣泛的解決方案集。
另一方面，與水泥一樣堅固的 Coral 是由海水和二氧化碳製成 - 這與我們在混凝土製造過程中產生的大量碳排放形成了對比。Coral 的製造過程非常簡單，只需使用化學物質和原料，並僅依賴太陽的能量。如此一來，既能解決建築問題，又不會降低環境品質。事實上，它們能強化環境，自然地創造出有利於更多生命的條件。
生物模仿發展如此迅速，是因為我們需要新的方法來解決當今的問題。在復原力文獻中，他們稱氣候變遷為「惡性問題」，因為我們沒有解決問題的先例。惡性問題太複雜、太不確定、利害關係重大，而且需要做出緊急決策，因此我們用來解決問題的傳統心智模式往往不足以解決問題。也就是說，我們造成問題的思維將無法解決問題。與此同時，我們看到生態焦慮症、心理健康問題急劇增加，因為氣候變遷、生物多樣性消失，以及其他許多我們要解決的「惡性問題」所帶來的生存危機。好消息是，生物模仿技術給了我們希望。它能幫助我們跳脫用於建構建築環境的傳統範例，探索新的潛在機會，不僅是如何在這個星球上生存，更是如何茁壯成長。
縮短自然與建築之間的距離
大自然與人類建築之間存在著明顯的對比。數百年來，我們的建築環境大多建基於與大自然不相容的設計認知。 儘管要解決類似的挑戰 (例如運輸、通訊、製造、結構工程、管道與流體輸送)，大自然在建造時使用的原材料卻非常簡單。大自然只使用元素週期表的一個子集、良性的製造，以及太陽的能量。大自然更容易分解和再利用，創造出自然循環經濟（大自然沒有廢棄物）。大自然也使用資訊而非材料來創造具有多重功能的形狀。就像骨頭一樣，它在應力最大的地方增加材料，但在不太需要的地方移除材料。
B+H 在加拿大安大略省的 New Lowell 創造了一個 Living Village 的願景 - 一個大膽的生物仿生發展新模式，突破了可持續發展的界限。
令人興奮的是，由於新興科技的出現，在自然世界與建築世界之間架起橋樑變得更加可行。隨著綠色化學、材料生態學與設計、計算建築與 3D/4D 列印、快速成型製造、大資料與人工智慧的發展，我們開始看到令人難以置信的自然隱喻栩栩如生。例如斯圖加特大學的仿生亭、代夫特大學的自愈混凝土，或 Neri Oxman 的生物聚合物 Aguahoja III 塔。
變革應用
生物模仿技術在建築產業中的應用潛力十分巨大。材料生態學和菌絲體是兩種令人振奮的趨勢，其發展勢頭正日益強勁。
由具前瞻視野的建築師內里·奧克斯曼[2]所倡導的「材料生態學」，模糊了材料與生物學之間的界線。透過運用自然系統的適應能力，奧克斯曼設想出能對環境作出反應並模仿自然過程的建築。 人們已利用蠶來建造建築展館，同時也運用可生物降解的複合樹脂（例如幾丁質和果膠）進行3D列印，藉此數位化製造出具有反應能力的有機建築。
菌絲體是蘑菇的根部結構，已被證明是一種多用途且可持續的材料。Biome 等公司正在製造以菌絲體為基礎的隔熱材質，具有防火功能，效果不遜於傳統選擇。Bolt Threads 與主要的服裝品牌合作，製造以菌絲體為基礎的服裝和材料。此外，菌絲體甚至可以用來分解廢棄建築物，製造磚頭供未來建築使用，創造並閉合更多循環經濟的循環。
仿生學的未來
生物模仿正在崛起。我們越是了解大自然的秘密，並創造性地應用我們對生物模仿的理解，建築行業就越能重新定義其與自然世界的關係。透過將大自然的原則融入設計，我們可以創造出與周遭環境和諧共存的建築物和基礎設施，減少資源消耗，並將對環境的影響降至最低。最重要的是，我們可以再次認識到，我們是一個更大網絡的一部分；我們依賴於自然，並且是一個重要的貢獻因素。生物仿生學教導我們，我們的呼吸可以養活樹木，我們的身體可以養活土壤，透過有意識地模仿大自然，我們的建築將再次養活和貢獻其生態系統，而不是渴望「少造成傷害」。
將仿生技術融入建築產業不僅是為了激勵創新，更是為了與大自然建立一種新的關係，並認識到大自然的巨大價值，而不僅僅是一種可供利用的商品。我們必須認識到，從地質時代的尺度來看，人類才剛來到這個星球，而自然界已經改進了近 40 億年的設計方案。儘管如此，人類仍造成了難以置信的破壞。但正如生物仿生術（biomimicry）一詞的發明人 Janine Benyus 所說：「我們必須提醒自己，我們不一定是個壞物種，我們只是一個非常年輕的物種。
隨著這些以及其他許多技術的進步，我們看到建築產業的思維正經歷一場轉變；不再將自然視為僅供汲取的資源，而是視為能教導我們的存在。當我們在這種工作方式的轉變中擁抱仿生學時，便能突破傳統設計的界限，並從大自然的智慧中汲取靈感。我們得以找到一種超越傳統思維的典範，作為未來遵循的藍圖。 在 B+H，我們看到這一切正透過令人振奮的專案逐步實現，例如與CABN[3] 合作的離網社區設計專案、與原住民社群合作的眾多專案，以及那些以獨特方式將自然融入設計的專案。
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聽聽 Jamie Miller 的更多故事
我們如何向世界上最好的設計師 - 大自然學習？簡短的答案：生物模仿。B+H Architects 的生物模仿總監 Jamie Miller 分享了他日益增長的熱情，即應用大自然的基本原則來創造更具可持續性的建築環境。
[1] 朱利安·文森特（Julian Vincent）是多所大學的教授，研究領域聚焦於仿生學、受自然啟發的製造技術及機械工程。他同時也是國際仿生工程學會的會長。
[2] 內莉·奧克斯曼（Neri Oxman）是一位美籍以色列設計師暨教授，以融合設計、生物學、計算機科學與材料工程的藝術與建築作品而聞名。她創造了「材料生態學」一詞來定義自己的工作。
[3] CABN.co 是一款預製且價格實惠的木造住宅，具備完全的能源自主性，且可在數天內完成建造。B+H Biomimicry 已與 CABN 合作，共同開發具備離網能力的平價社區。