Nella storia dell’uomo la natura ha sempre costituito un importante riferimento per concepire artefatti innovativi. Numerosi progressi della tecnologia, del progetto e dell’arte sono nati nell’ampio bacino dell’ispirazioni biologica.

A partire dalla Rivoluzione Industriale il rapporto tra progetto e biologia ha acquisito un particolare valore in termini di opportunità economiche e produttive. Numerosi teorici e progettisti, come Sullivan [1], Thompson [2], Moholy-Nagy [3] e Steandman [4], hanno investigato sulle opportunità offerte da tale rapporto con un approccio orientato al progetto proponendo speculazioni e ricerche attraverso le quali è possibile ricostruire una storia del design bio-ispirato [5], che nel corso del tempo ha assunto una matrice sempre più prossima ai percorsi della ricerca scientifica e dell’innovazione tecnologica.

Oggi lo scenario generato dall’intersezione tra l’evoluzione delle conoscenze biologiche e i progressi maturati nell’ambito delle nuove tecnologie propone inedite prospettive di relazioni tra progetto e biologia, che offrono alla cultura del progetto nuovi possibili percorsi di interpretazione della natura, in grado di configurare nuovi e fascinosi scenari di azione e speculazione progettuale. Ciò che distingue oggi la bio-ispirazione da quella del passato è, quindi, la straordinaria opportunità di fare riferimento a nuove conoscenze e strumenti in grado di osservare la natura nei suoi più intimi dettagli svelandone segreti e principi un tempo criptati.

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Sistema e-Consciousness . Schema dei livelli di consumo e del riferimento biologico.

Trasferire tali conoscenze al design attraverso opportune metodiche, consente di generare nuovi artefatti, materiali o immateriali, nei quali si rispecchino, concettualmente e concretamente, alcune delle qualità rivelate dal mondo naturale. In tale scenario si colloca un nuovo approccio progettuale definito: Hybrid Design, che propone di trasferire logiche, codici e qualità complesse dei sistemi biologici al design di prodotti e servizi sostenibili.

Prodotti e servizi che vengono definiti ibridi, perché sono intermedi tra biologia e tecnologia, concepiti mediante gli strumenti del design ma attraverso una metodologia multidisciplinare alla quale partecipano competenze provenienti dagli ambiti della biologia e dell’ingegneria. Tale metodologia è stata elaborata, sviluppata e verificata attraverso un’attività di ricerca teorica e progettuale permanente svolta da un gruppo di ricerca trans-dipartimentale con la supervisione di Patrizia Ranzo, Presidente dei Corsi di Laurea in Disegno Industriale della Seconda Università degli Studi di Napoli [Il contributo scientifico dell’ingegneria dei materiali è coordinato da Carlo Santulli, Università La Sapienza, mentre il contributo scientifico della biologia è coordinato da Mario De Stefano, Seconda Università degli Studi di Napoli].

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Sistema di innaffiamento autonomo per piante domestiche Do’t drop ispirato alla strategia di conservazione dell’acqua osservata nella Zantedeschia Aethiopica. Progetto: A. Buiano, A. Squeglia, A. Romano Stompanato, F. Chianese, tutors: C. Langella, F. dell’Aglio, S. Adinolfi, consulenza biomimetica: C. Santulli.

Percorsi del progetto bio-ispirato

I progressi compiuti negli ultimi decenni nelle aree più innovative delle scienze biologiche, come la biologia molecolare e la genetica, hanno permesso di svelare le logiche, i principi, i linguaggi e i codici su cui si fonda il design della natura. Oggi che le conoscenze biologiche si spingono in profondità nella comprensione delle strutture e dei fenomeni più intimi che caratterizzano la natura, fino alla scala nanometrica: tale rapporto, da luogo di stimolo ed ispirazione, è divenuto un ambito di ricerca e di innovazione complesso e multiforme. In tale ambito è utile che il progetto non si limiti a copiare la natura ma ne tragga, piuttosto, una più ampia ispirazione orientata a trasferire i principi e le logiche biologici, secondo l’insegnamento di Buckminister Fuller che affermava: “We do not seek to imitate nature, but rather to find the principles she uses”.

Le parole di Fuller riassumono sinteticamente l’orientamento che caratterizza, oggi, l’ambito disciplinare del “progetto bio-ispirato” al quale l’Hybrid Design fa riferimento. Un ambito nato negli anni cinquanta con la bionica ed evolutosi, successivamente, con quelle discipline, definite nel linguaggio anglosassone biomimetics e biomimicry, che si rivolgono alle scienze biologiche per trovare soluzioni ai problemi progettuali.

Le prime ricerche che sono state denominate esplicitamente biomimetiche, in Europa, sono state condotte in Inghilterra, presso il Centre for Biomimetics dell’Università di Reading, fondato negli anni Novanta, diretto da George Jeronimidis [Jeronimidis, G. 2000. Biomimetics: Lessons from Nature for Engineering; The Institution of mechanical Engineerings – Materials and Mechanics of Solids Group; 35th John Player Memorial Lecture, London Jeronimidis, G. 2000. Biomimetics: Lessons from Nature for Engineering; The Institution of mechanical Engineerings – Materials and Mechanics of Solids Group; 35th John Player Memorial Lecture, London], che con il Centre for Biomimetic and Natural Technologies (CBNT) dell’Università di Bath costituiscono i principali riferimenti scientifici in ambito internazionale per questa disciplina e sono promotori di iniziative come convegni internazionali, workshop e progetti di ricerca orientati a diffondere gli obiettivi e i risultati degli studi svolti in questo ambito.

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In una visione evolutiva del progetto bio-ispirato, l’Hybrid Design si distacca dal determinismo biologico che caratterizzava la bionica classica, che interpretava la natura come modello fondamentalmente statico di rigore funzionalista, per concepire il riferimento naturale come insieme di processi complessi fondati su dinamiche di evoluzione, genesi e integrazione di fenomeni da trasferire. L’approccio progettuale proposto si fonda, dunque, sul superare l’imitazione morfologica della natura per spingersi oltre, attraverso il trasferimento delle sue logiche più complesse, al fine di concepire un nuovo “design ibrido”. Un design che “reinterpreta” sia il mondo naturale che quello artificiale, costruendo un universo di oggetti e sistemi, le cui qualità vengono generate dalla contaminazione tra tecnologia e biologia.

Se la bionica si proponeva di estrarre forme, strutture e funzioni dalla natura per crearne delle “copie” il più possibile somiglianti, l’Hybrid Design cerca di approdare a soluzioni progettuali formalmente anche molto differenti, rispetto ai sistemi biologici ai quali si ispira, ma simili nei principi generativi.

La definizione “Hybrid Design” nasce da un’ispirazione tratta da una nuova tipologia di materiali sintetici, ottenuti in laboratorio mediante l’integrazione di nanotecnologie con protocolli e principi della biologia molecolare [ Sarikaya, M., Tamerler, C., Jen, A. K.-Y., Schulten, K. and Baneyx, F.. 2003. Molecular biomimetics : nanotechnology through biology, Natural Materials , 2, 577-585]. Da quest’ambito, che costituisce uno dei riferimenti più avanzati nella creazione di artefatti bioispirati, fondati sulla traslazione di logiche e codici biologici, l’Hybrid Design trae un approccio di tipo concettuale che prefigura artefatti con caratteristiche intermedie tra natura e tecnologia, la cui stessa genesi ed evoluzione può essere definita ibrida. L’Hybrid Design, dunque guarda con forte intenzione di trasferimento ad ambiti ad alto contenuto scientifico e tecnologico. Tali ambiti costituiscono un riferimento procedurale, metodologico ma anche un bacino di strumenti e tecnologie da poter utilizzare. Nuovi materiali e nuove tecnologie costituiscono gli strumenti attraverso i quali l’Hybrid Design concretizza concetti bio-ispirati in prodotti.

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Nuovi codici biologici per un design che sfugga all’oblio

Il successo evolutivo di ogni specie vivente si fonda su una complessità che la scienza conosce sempre più profondamente. Verso questa stessa complessità, svelata sempre più dalla scienza, si muove lo scenario evolutivo dei prodotti industriali che, grazie all’uso delle nuove tecnologie e dei nuovi materiali smart, diventano più dinamici, adattabili, sensibili e multifunzionali per rispondere alle esigenze sempre più composite e mutevoli che nascono dai nuovi stili di vita dell’uomo contemporaneo. Prodotti e servizi caratterizzati da proprietà sempre più simili ai sistemi biologici che ci conducono in quella che Kelly in Out of control: The New Biology of Machine, Social System and the Economic Worlds prefigurava nel 1994 come “civiltà tecno-biologica” [6].

Nell’Hybrid Design le qualità complesse tratte dal mondo biologico vengono trasferite al design di prodotti e servizi innovativi come una sorta di “nuovo codice genetico”. Un codice che può essere esteso dal singolo prodotto, ai sistemi innovativi e complessi di prodotti e servizi, fino a giungere alla riconfigurazione delle modalità e delle forme relazionali tra sistema produttivo e sistema dell’utenza. Solo attraverso un continuo salto di scala dimensionale, che proponga soluzioni progettuali integrate e coerenti dalla scala del progetto del materiale fino a quella dei modelli di consumo, è possibile proporre prodotti che possano sopravvivere alla frastornante fluidità del vivere contemporaneo [ Bauman, Zigmund. 2002. Modernità liquida . Bari: Laterza]. Una fluidità nella quale ai prodotti di design, materiali e immateriali, viene richiesto un carattere sempre più “esperenziale”, emozionale, seducente e interattivo che consenta agli utenti di stabilire un rapporto quasi affettivo con essi, affinché non precipitino rapidamente nell’oblio.

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Sistema e-Consciousness ispirato alle strategie di distribuzione gerarchica dell’energia proveniente dalla luce solare osservate nella chioma degli alberi. Inserimento del frame per la consapevolezza sui consumi domestici in un ambiente abitativo. Tesi di Laurea di Cristina De Pascale, relatore: C. Langella, correlatore: F. Nicolais, consulenza materiali e biomimetica: C. Santulli

I materiali e gli strumenti tecnologici selezionati dall’Hybrid Design per i suoi prodotti sono altamente evoluti. Attraverso di essi si mira a creare prodotti multifunzionali in grado di assolvere le funzioni tradizionalmente svolte da oggetti ingombranti, macroscopici e costituiti da molteplici componenti. Prodotti che possono essere definiti sistemi più che semplici oggetti, che coniugano le esigenze ambientali di de-materializzazione e riduzione del numero di componenti con le qualità biologiche di multi-funzionalità, autonomia, auto-organizzazione, auto-adattamento, auto-assembraggio e coerenza ologrammatica.

Vengono preferite soluzioni materiche innovative come quelle offerte, ad esempio, dal settore dei film sottili smart, sistemi laminati sottilissimi e leggeri, che nella loro struttura possono inglobare molteplici funzioni come la conduzione delle informazioni, della luce, la sensibilità, la capacità di cambiare caratteristiche ottiche e la produzione di energia. I film fotovoltaici, gli OLED [7], le tecnologie di deposizione, ad esempio, offrono al settore del design la possibilità di creare nuovi dispositivi come: sistemi di illuminazione, rivestimenti interattivi e strumenti di comunicazione leggeri, flessibili, sottili e portatili, che sostituiscono, con un unico “sistema materico”, i loro predecessori rigidi, ingombranti e prevalentemente costituiti da molti componenti e da materiali diversi. La materia funzionalizzata tende a fondersi con la performance e a divenire essenza del prodotto stesso, rimuovendo le linee di demarcazione da sempre esistita tra oggetto e materiale e tra oggetto e funzione.

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Strumenti e metodi dell’hybrid design

La biomimetica, ambito progettuale in cui l’Hybrid Design si colloca, propone di utilizzare come strumenti progettuali gli strumenti per l’integrazione e la condivisione delle competenze come il TRIZ [8].

In molti casi le tecnologie e i materiali con cui realizzare tali prodotti esistono già, ma ciò che occorre definire è il collegamento, la correlazione tra i problemi progettuali dell’uomo e le risposte provenienti dal mondo biologico. Per ogni tematica progettuale affrontata occorre individuare la chiave di lettura più appropriata per interpretare i problemi in modo da metterli in relazione, mediante analogie, con le risposte fornite dalla natura. Si può fare riferimento a diversi livelli di relazione analogica, corrispondenti a diversi gradi di complessità e astrazione. Ma le analogie devono essere sviluppate con un approccio rigorosamente scientifico affinché il risultato sia efficace e innovativo.

Nell’ambito della ricerca sull’ Hybrid Design è stata messa a punto una metodologia che possa guidare lo sviluppo del processo progettuale e costituire un riferimento univoco e comune utile all’integrazione e alla collaborazione tra le diverse competenze coinvolte. Tale metodologia è stata suddivisa in fasi:

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Meta-progetto

1. Analisi dell’ambito di riferimento e del settore di applicazione.

2. Interpretazione del brief di progetto come lista di “problemi progettuali” da confrontare con i riferimenti biologici.

3. Analisi delle risposte a tali problemi disponibili nell’ambito degli artefatti e identificazione dei limiti di tali soluzioni.

4. Definizione di uno scenario di esigenze non risolte di riferimento.

Progetto

1. Elaborazione di una lista dei sistemi biologici che, in base a una metafora biologico-progettuale, sembrano aver affrontato i problemi individuati e individuazione delle possibili analogie. In questa fase è particolarmente importante il contributo delle competenze biologiche).

2. Selezione del riferimento biologico, o dei riferimenti biologici selezionati quando risultano essere più di uno, ritenuti maggiormente aderenti alle esigenze e in grado di superare i limiti degli artefatti esistenti.

3. Traduzione dei principi, delle strutture, delle logiche, dei codici e delle strategie tratte dai riferimenti biologici selezionati in strategie progettuali, concept, ipotesi di design.

4. Verifica della fattibilità tecnico-economica di tali ipotesi, con particolare attenzione alle opportunità offerte dalle nuove tecnologie e dai nuovi materiali, in un’ottica si innovazione sostenibile.

5. Elaborazione della soluzione progettuale finale. Integrazione di soluzioni di origine tecnologica e soluzioni di origine biologica. In questa fase acquista particolare importanza il trasferimento tecnologico

6. Verifica del contributo di miglioramento apportato rispetto ai limiti e alle esigenze rilevati nella fase meta progettuale.

7. Prototipazione, ingegnerizzazione, brevetto e messa in produzione.

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Le sperimentazioni progettuali dell’Hybrid Design si propongono di verificare la metodologia e l’approccio concettuale attraverso diversi tipi di applicazioni condotte in diversi settori. Tra gli aspetti che accomunano le sperimentazioni emerge l’intento di proporre nuovi prodotti che siano, non solo essi stessi sostenibili nel loro intero ciclo di vita, ma anche per il loro potenziale educativo, volto ad indurre gli utenti a comportamenti e stili di vita anch’essi sostenibili.

Tale ricerca si propone di agire in un’ottica di design per la sostenibilità che interseca innovazione tecnologica e evoluzione scientifica, interpretando la natura sia come riferimento concettuale per concepire artefatti compatibili con la natura stessa, che come potenziale comunicativo per sensibilizzare l’utenza sulle tematiche ambientali e per agevolare l’assimilazione di messaggi etici. La natura viene intesa, così, anche come tramite comunicativo.

Le sperimentazioni progettuali, seppur così differenti tra loro, sono inoltre accomunate da una potenzialità di impatto quotidiano, ricercata allo scopo di ottenere una influenza concreta e, di conseguenza, un cambiamento radicale, diffuso e profondo. Perché oggi è necessario che si verifichi finalmente il passaggio dalla consapevolezza profonda di pochi individui, già sensibili alle problematiche della sostenibilità ambientale, alla consapevolezza diffusa di tanti, per consentire le effettive modifiche degli stili di vita, necessarie a determinare cambiamenti percepibili ed efficaci, localmente e globalmente. Il design può svolgere un ruolo rilevante nel far assimilare i principi etici, ma anche nel suggerire le direzioni possibili del cambiamento e gli orientamenti auspicabili per nuovi modelli di consumo attraverso oggetti e servizi che accompagnano la vita dell’uomo.

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Bibliografia

Bauman, Zigmund. 2002. Modernità liquida . Bari: Laterza.

Jeronimidis, G. 2000. Biomimetics: Lessons from Nature for Engineering; The Institution of mechanical Engineerings – Materials and Mechanics of Solids Group; 35th John Player Memorial Lecture, London .

Langella, Carla. 2003. Nuovi paesaggi materici . Alinea, Firenze .

Langella, Carla. 2006. Hybrid design. Encoding biological principles. Paper presented in Sustainable design in Proceedings Referred Section II: Sustainable Consumption and Production: Opportunities and Challenges Launch Conference of the Sustainable Consumption Research Exchange (SCORE!) Network , November 23- 26, in Wuppertal, Germany.

Langella, Carla. 2007. Hybrid design. Progettare tra tecnologia e natura . Milano: Franco Angeli.

Latouche, Serge. 2000. La sfida di Minerva . Torino: Bollati&Boringhieri.

Maldonado, Tomas. 1991. Disegno industriale: un riesame . Milano: Feltrinelli.

Manzini, Ezio, and Carlo Vezzoli. 2007. Design per la sostenibilità ambientale . Bologna: Zanichelli.

Manzini, Ezio. 2003. Sustainable everyday . Milano: Edizioni Ambiente.

Morin, Edgar. 1993. Introduzione al pensiero complesso . Milano: Sperling & Kupfer.

Sarikaya, M., Tamerler, C., Jen, A. K.-Y., Schulten, K. and Baneyx, F.. 2003. Molecular biomimetics : nanotechnology through biology, Natural Materials , 2, 577-585.

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Tukker, Arnold. 2006. “Identifying Priorities for Environmental Product Policy”. Journal of Industrial Ecology vol.10, 3. Boston : MIT Press.

Vezzoli, Carlo. 2007. System design for sustainability. Rimini : Maggioli editore.

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Note

[1] L. H. Sullivan, The tall office building: artistically considered , in “Lippincott’s Magazine” n. 57, marzo 1896.

[2] W. Thompson, Crescita e forma (edizione ridotta a cura di J.T. Bonner), Bollati Boringhieri, Torino 1969.

[3] L. Moholy-Nagy, Von Material zu Architektur , Monaco 1929.

[4] P. Steadman, L’evoluzione del design. L’analisi biologica in architettura e nelle arti applicate, Liguori Editore, Napoli 1988.

[5] C. Langella, Hybrid design. Progettare tra tecnologia e natura. Franco Angeli, Milano 2007.

[6] K. Kelly, Out of control: The New Biology of Machine, Social System and the Economic Worlds , Addison-Wesley-Usa/Fourth Estatte-UK, 1994 (trad. it., Out of control. La nuova biologia delle macchine, dei sistemi sociali e del mondo dell’economia , a cura di: Corrado Poggi, Urra Apogeo, Milano 1996).

[7] Organic Light Emitting Diode.

[8] Acronimo di origine russa (Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch) che definisce uno strumento di integrazione tra diverse discipline nato alla fine degli anni ’40. Può essere tradotto come: teoria per la soluzione dei problemi di invenzione.

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