هل توجد بالضرورة حلول المحاكاة الحيوية أيضًا؟

الاستدامة أو عدم الاستدامة - هذا هو السؤال؟

تعتبر الحاجة إلى حلول مستدامة أحد محركات نمو مجال المحاكاة الحيوية. ولكن هل توجد بالضرورة حلول المحاكاة الحيوية أيضًا؟

شغلت هذه القضية مجموعة من الباحثين من ألمانيا، الذين نشروا مؤخرًا دراسة أولى وشاملة تتناول تقييم الاستدامة المنهجي لحل المحاكاة الحيوية الموجود.

استند تقييم الاستدامة إلى طريقة PROSA (تقييم الاستدامة الخاصة بالمنتج).
عندما تمت مقارنة الحل المحاكاة الحيوية بالحلول البديلة غير المحاكاة الحيوية.

الحل المحاكاة الحيوية الذي تم تقييمه هو من مجال الهندسة المعمارية. وهو عبارة عن سقف مضلع في قاعة المحاضرات، التي بنيت عام 1960 في جامعة فرايبورغ في ألمانيا.

مصدر الإلهام لتطوير السقف هو العظم المجوف، حيث تمت دراسة العلاقة بين بنية العظم وخواصه الميكانيكية وترجمتها إلى نموذج لقوى الشد والضغط. والعظم، كما نعلم، عبارة عن بنية إسفنجية مجوفة، تتميز في قوتها بالنسبة لوزنها. يتم توزيع الأحمال بطريقة مثالية. إن مادة العظم موجودة بالفعل في الأماكن التي تتطلب مقاومة الأحمال.

وكان المهندس المعماري الإيطالي بيير لويجي نيرفي أول من اعتمد مبدأ الوزن الخفيف للعظم وترجمه إلى هيكل يشبه الضلع، مما يوفر القوة من ناحية ويوفر المواد من ناحية أخرى. في براءة الاختراع المسجلة في سياق التطوير هذا، تم ذكر النموذج البيولوجي (العظم) صراحة. وقد اعتمد هذا المبدأ المهندس المعماري هيكر عام 1960 وطبقه على سقف قاعة المحاضرات في جامعة فرايبورغ، وكانت النتيجة سقف قوي وخفيف.

تمت مقارنة هذا السقف المحاكي الحيوي بسقفين آخرين. وشمل التقييم الإشارة إلى جميع أبعاد الاستدامة، بما في ذلك الأبعاد الاجتماعية والاقتصادية والبيئية. ولهذا الغرض، تم إجراء تحليل الفوائد والتحليل الاجتماعي وتحليل دورة حياة المنتج (LCA) لفحص التأثيرات البيئية. وتظهر النتائج أنه على الرغم من أن السقف تم بناؤه في عام 1960، إلا أنه يتفوق على حلول السقف خفيفة الوزن الأحدث من حيث استدامته.

تعزز هذه الحالة الادعاء حول العلاقة بين التقليد الحيوي والاستدامة. يقترح الباحثون الاستمرار في استخدام منهجية PROSA لتقييم مدى جدوى حلول المحاكاة الحيوية الإضافية.

يتعلم أكثر