

Biomimesi

Ispiratevi ai modelli di funzionamento della natura per innovare
Il nostro team specializzato supporta le aziende nei loro progetti di innovazione biomimetica, ispirandosi al mondo vivente come un gigantesco laboratorio di R&S capace di grandi innovazioni.
Si fidano di noi















Le sfide legate alla biomimesi e alle tecnologie biomimetiche
Questo settore, ancora emergente, si sta sviluppando nell’industria, nel campo medico e nella bioeconomia. Può essere applicato ai Materiali (multifunzionalità, autoriparazione, ecc.), all’Energia (energie rinnovabili, assorbimento di CO₂ in una strategia di neutralità carbonica, ecc.), alla Gestione dell’Informazione o, per esempio, alla Chimica (chimica verde).
Oggi, lo sviluppo del biomimetismo è segnato da sfide chiave, poiché richiede strumenti metodologici adeguati. Tra queste sfide vi sono:
Le innovazioni attuali ispirate alla natura si concentrano principalmente su una ventina di specie. Ad esempio, grande interesse è stato rivolto alla pelle dello squalo, le cui scanalature microscopiche gli conferiscono eccellenti proprietà aerodinamiche, o alle ali delle cicogne, le cui estremità hanno ispirato i “winglets” che si trovano sulle estremità delle ali degli aerei di linea. Eppure, sulla Terra esistono tra i 10 e i 40 milioni di specie!
Una delle sfide del biomimetismo oggi è quindi investire e sviluppare la ricerca di modelli biologici per far emergere concetti del mondo vivente applicabili all’industria del futuro, al fine di sviluppare nuove tecnologie biomimetiche.
Come identificare nuove fonti di ispirazione? Quale approccio adottare per trarre ispirazione dalla natura nei processi di R&S? Come anticipare l’impatto dei cambiamenti ambientali sui processi di biomimetismo?
Per innovare ispirandosi alla natura, è fondamentale adottare un approccio multidisciplinare, riunendo diversi esperti (biologi, fisici, ingegneri…) per studiare una tematica specifica (materiali, chimica, energia…) attraverso una metodologia mirata. Questo approccio consente di integrare idee che altrimenti rimarrebbero isolate nelle singole discipline, al fine di trovare una soluzione finale ottimizzata e globale.
Come favorire lo scambio tra discipline diverse? Quali metodologie adottare a seconda dei casi?
Un gruppo di studio multidisciplinare deve trovare una metodologia e un punto di incontro per favorire lo scambio e ottimizzare il contributo di ogni partecipante. È fondamentale sviluppare un linguaggio comune. Questa sfida richiede la presenza di figure che possano svolgere il ruolo di intermediari tra le diverse competenze.
Come facilitare il lavoro di un gruppo di studio multidisciplinare? Quale approccio interno adottare in base alle discipline coinvolte e alla dimensione del gruppo?
Lo sviluppo del biomimetismo passerà attraverso numerosi studi che potrebbero avere un impatto significativo sui progressi in questo settore. È fondamentale condividere e avere accesso a tutte le informazioni disponibili per ottimizzare e far avanzare questo lavoro.
Come implementare un sistema di monitoraggio delle innovazioni nel campo del biomimetismo? Quali strumenti e processi permettono di identificare e condividere informazioni su questa tematica?
Come vi aiutiamo nei vostri progetti legati al biomimetismo e alle tecnologie biomimetiche
L’impatto del biomimetismo sull’industria giocherà un ruolo chiave sullo sviluppo del mondo di domani, dove innovazioni e mondo del vivente sono amenati a evolvere in sinergia. Le équipe di Alcimed, che hanno acquisito un’esperienza e una cultura del mondo industriale accompagnando tutti i tipi di attori da più di 25 anni, si interessano con passione a questo soggetto emergente.
A titolo di esempio:
- Il nostro team del settore Chimica-Materiali ha studiato i seguenti argomenti:
- I materiali intelligenti auto-indurenti ispirati al cetriolo di mare,
- I materiali intelligenti adesivi ispirati ai molluschi,
- I materiali intelligenti auto-riparanti in ambiente umido, ispirati ai denti di calamaro.
- Il nostro team del settore Energia, Ambiente e Mobilità, invece, ha recentemente immaginato tre assi di innovazione bio-ispirata basati su:
- Le strategie di ibernazione dei mammiferi per lo stoccaggio dell’energia e la gestione del consumo di elettricità,
- L’auto-organizzazione e la gestione del traffico nei gruppi di mammiferi, nelle colonie di insetti o nei banchi di pesci per i sistemi di guida autonoma,
- Le simbiosi osservate nel vivente per organizzare zone industriali ottimizzate dal punto di vista energetico, affinché i rifiuti di un attore diventino la materia prima di un altro, affinché il calore residuo degli effluenti di uno venga utilizzato da un vicino, affinché la CO₂ emessa da uno venga catturata e utilizzata da un altro…
Questa esperienza dell’industria e della scienza del vivente permette oggi ad Alcimed di accompagnare i suoi clienti nella scoperta e nello sviluppo del biomimetismo, attraverso diversi tipi di progetti: benchmark tecnologico delle innovazioni bio-ispirate di un settore, identificazione di partner potenziali per sviluppare un progetto attorno al biomimetismo, studio della recettività a una tecnologia biomimetica, analisi di pubblicazioni/brevetti tecnici sul biomimetismo, sviluppo di una strategia di innovazione attraverso il biomimetismo, ecc.
Esempi di recenti progetti realizzati per i nostri clienti nel settore del biomimetismo
Identificazione di nuove fonti di ispirazione basate sul biomimetismo per un attore dell'aeronautica, dell'aerospazio e della difesa
Uno dei nostri clienti nel settore dell’aeronautica, dello spazio e della difesa desiderava riunire i suoi team di R&S attorno al tema del biomimetismo e generare nuove opportunità di esplorazione attraverso questo ambito. Per questo, il nostro team ha seguito un approccio in quattro fasi:
- Abbiamo innanzitutto definito le funzionalità chiave su cui l’approccio biomimetico potrebbe apportare valore nel contesto del nostro cliente, per poi
- Identificare casi di studio biomimetici ispiratori su queste funzionalità, prima di organizzare un workshop di creatività per far emergere idee e spunti di riflessione sul biomimetismo e infine
- Analizzare e dare priorità a tutte le idee generate per selezionare le più pertinenti e promettenti.
Il nostro progetto ha permesso al nostro cliente di arricchire la sua roadmap di R&S con numerose nuove idee!
Identificazione di nuove soluzioni di prodotto ispirate alla natura per un attore della chimica specializzata
L’obiettivo del nostro cliente, leader nel settore della chimica specializzata, era trovare nuove soluzioni di prodotti attivabili con basse energie, ad esempio con il calore corporeo, la luce del giorno o l’umidità ambientale.
Alcimed si è immerso nello studio di nuovi materiali capaci di adattarsi al loro ambiente esterno in risposta a stimoli di bassa intensità, scegliendo di orientarsi verso la natura, il miglior esempio di sistemi a bassa energia.
Tra le soluzioni identificate ispirate alla natura, troviamo ad esempio materiali autoindurenti (ispirati al cetriolo di mare), adesivi fotopolimerizzabili (ispirati ad alcuni molluschi) o materiali autoriparanti (ispirati ai denti del calamaro).
Il nostro studio ha permesso di risalire alle molecole e alle strutture associate, per poi individuare attori accademici e industriali che sviluppano queste tecnologie.
Animazione di workshop di creatività sul biomimetismo con i team di ricerca e sviluppo di un attore della mobilità
Il nostro team ha supportato un leader del settore della mobilità che desiderava riflettere e comprendere meglio l’impatto potenziale del biomimetismo sulla propria attività. In questo progetto, abbiamo condotto workshop di creatività con i team R&S del nostro cliente, con il tema principale:
“Come può il biomimetismo influenzare il nostro settore?”.
L’obiettivo di queste sessioni era identificare nuovi modi per ottenere funzionalità desiderate ispirandosi alla natura, ad esempio per materiali autopulenti, soluzioni antigraffio o migliori prestazioni meccaniche.
Questo esercizio ha permesso al nostro cliente di individuare diverse nuove opportunità di ricerca da esplorare con i suoi team.
Creazione di una filiera di stampa 3D per modellare innovazioni ispirate alla natura
Abbiamo supportato un consorzio di attori nella creazione di una filiera industriale per la realizzazione di strutture bioispirate nei settori dell’aeronautica, dell’automotive, dell’edilizia e dell’energia.
A tal fine, il nostro team ha effettuato un benchmark dei modelli esistenti di filiere “biomimetismo/stampa 3D” in diversi paesi per identificare le pratiche adottate dagli attori e capire come le tecnologie di stampa 3D abbiano agito da veri e propri acceleratori, consentendo la realizzazione a scala prototipale di modelli ispirati alla natura, con l’obiettivo di portarli successivamente a scala industriale.
Identificazione di un materiale biomimetico per un attore dell'aerospazio al fine di migliorare la durabilità dei suoi prodotti
Il nostro cliente, un importante produttore aerospaziale, cercava di migliorare le prestazioni e la durabilità dei suoi componenti aeronautici grazie al biomimetismo. Aveva bisogno di supporto per identificare materiali biomimetici adatti, ispirati alla natura, da utilizzare in sostituzione dei materiali convenzionali nei componenti chiave dell’aereo.
Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo condotto una ricerca approfondita sugli organismi e sistemi biologici noti per le loro proprietà strutturali e funzionali.
Successivamente, il nostro team ha analizzato le proprietà e le caratteristiche dei materiali biomimetici candidati per valutarne l’idoneità alle applicazioni aeronautiche.
Infine, abbiamo eseguito un’analisi costi-benefici per valutare la fattibilità economica dell’adozione di tali materiali rispetto a quelli tradizionali.
Abbiamo quindi elaborato raccomandazioni dettagliate per il nostro cliente, fornendo un rapporto completo che descrive i materiali biomimetici consigliati e le loro potenziali applicazioni nella progettazione di componenti aeronautici.
Integrazione di un approccio biomimetico per rendere più sostenibili i processi di progettazione di un'azienda di costruzioni
Il nostro cliente, un’azienda leader nel settore delle costruzioni, desiderava integrare i principi del biomimetismo nei propri processi di progettazione per creare edifici più sostenibili e resilienti.
Abbiamo iniziato con un’analisi approfondita della letteratura sui sistemi e fenomeni biologici che potrebbero essere applicati all’architettura.
Successivamente, abbiamo intervistato architetti ed esperti di biomimetismo per sviluppare metodologie di integrazione del biomimetismo nei processi di progettazione, applicando questi principi a progetti architettonici selezionati che incorporano soluzioni ispirate alla natura nella costruzione degli edifici.
Infine, abbiamo sintetizzato le principali conclusioni del nostro studio e le lezioni apprese per futuri progetti di progettazione.
Sulla base di questa analisi, abbiamo raccomandato al nostro cliente i migliori principi di biomimetismo da considerare e i prossimi passi chiave da intraprendere per valutare le prestazioni di questi principi in termini di sostenibilità, funzionalità ed esperienza dell’utente.
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Fondata nel 1993, Alcimed è una società di consulenza per l’innovazione e lo sviluppo di nuovi mercati specializzata in settori innovativi: scienze della vita (salute, biotecnologie, agroalimentare), energia, ambiente, mobilità, chimica, materiali, cosmetica, aeronautica, spazio e difesa.
La nostra missione? Aiutare i decisori del settore pubblico e privato a esplorare e sviluppare il territorio inesplorato: nuove tecnologie, nuove offerte, nuove sfide geografiche, futuri possibili e nuovi modi di innovare. Distribuito in 8 uffici in tutto il mondo (Francia, Europa, Singapore e Stati Uniti), il nostro team è composto da 220 esploratori di alto livello, multiculturali e appassionati, con una doppia cultura scientifica/tecnologica e commerciale.
Il nostro sogno? Essere un team di 1.000 persone, per continuare a plasmare, insieme ai nostri clienti, il mondo di domani.
Il biomimetismo è un processo che permette di innovare ispirandosi alle prestazioni e ai modelli di funzionamento del mondo vivente. Si basa sullo studio delle soluzioni sostenibili sviluppate dalla natura per creare nuovi prodotti, servizi, processi, tecnologie, modelli organizzativi e sistemi produttivi efficienti. Queste sono chiamate innovazioni bio-ispirate.
Questo processo si inserisce spesso nella volontà di conciliare le attività industriali e lo sviluppo economico con la preservazione dell’ambiente, delle risorse e della biodiversità. Unisce innovazione e responsabilità sociale d’impresa.
Il biomimetismo riguarda tutte le scale: microscopica, macroscopica o ecosistemica. Ad esempio, si può trarre ispirazione dal DNA di un essere vivente, dalla sua forma o dal suo modo di vivere.
Esistono tre grandi tipi di biomimetismo:
- il biomimetismo di forma, che consiste nel riprodurre le caratteristiche fisiche o le strutture presenti in natura, come la seta di ragno o le forme aerodinamiche dei pesci;
- il biomimetismo di processo, che imita i processi biologici, come la creazione di materiali auto-riparanti ispirati alla cicatrizzazione o di sistemi ad alta efficienza energetica basati sulla fotosintesi;
- il biomimetismo degli ecosistemi, che riproduce i principi e i modelli osservati negli ecosistemi naturali per sviluppare sistemi sostenibili e rigenerativi, ispirati ad esempio alle foreste o alle zone umide.