1 short presentazione ottobre 2011
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5/11/2018 1 Short Presentazione Ottobre 2011 - slidepdf.com
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L’approccio biomimetico per un design sostenibile e per l’eco-innovazione di prodotto
Università degli studi di Camerino
sede collegata di Ascoli Piceno
Scuola di Architettura e Design Eduardo Vittoria
PhD Program: Industrial Design and Experimental Architecture
Dottoranda: Mariangela Stoppa | [email protected]
Relatore: Prof.ssa Lucia Pietroni
“Non dobbiamo limitarci ad imitare la natura, ma dobbiamo piuttosto cercare di individuare i principi sui quali essa si basa”Buckminister Fuller
Biomimesi ed Eco-desi n
Stato di avanzamento 10 Novembre 2011
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Quadro normativovincolante e restrittivo
Crisieconomico/ambientale/sociale
A b s t r a c t
S t r u m e
n t i
Design per la sostenibilitàcome uno strumento strategico
Rafforzare gli strumenti del Designper la sostenibilità osservando la
biomimesi
P a p a n e k V .
B e n y u s J .
Biomimesi
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La ricerca ha come obiettivo generale analizzare e comprendere il contributo dei nuovisviluppi della biomimesi nell’ambito del design sostenibile
In particolare, la ricerca, partendo dal dibattito scientifico e culturale in atto a livellointernazionale e dalla recente letteratura circa le implicazioni e i vantaggi ambientali diun approccio biomimetico alla progettazione di nuovi materiali e prodotti,intende sviluppare un quadro metodologico di riferimento, come supporto alledecisioni di progettisti e imprese, che faciliti il trasferimento e l’integrazionedell’approccio biomimetico nell’ambito del design sostenibile.
Obiettivo
generale
Obiettivo specifico della ricerca è rafforzare ed integrare gli attuali strumenti
dell’ecodesign con criteri e linee guida derivanti dalle applicazioni della biomimesi finalizzate all’eco-innovazione di prodotto.Obiettivospecifico
La ricerca intende verificare le possibilità applicative attuali e potenziali della biomimesi(che opera secondo il principio del minimo sforzo della natura, proprio del designsostenibile) in termini di eco-efficienza e sostenibilità ambientale e di facilitare, con lecompetenze e le metodologie di ricerca del design sostenibile, il trasferimentodell’approccio biomimetico nella progettazione e sviluppo di prodotti e servizi sostenibili.
a m
b i t o s c i e n t i fi c o
d i
i n q u a d r a m e n t o
O b i e t t i v i d e l l a r i c
e r c a
Sostenibilità
Design
BiomimesiLa ricerca si colloca nellʼambito del disegnoindustriale e nello specifico nellʼambito deldesign per la sostenibilità e dellabiomimesi o design bio-ispirato, al fine diintegrare e rafforzare gli attuali strumenti deldesign per la sostenibilità con approccio
bio-ispirato.
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INTRODUZIONE
Breve descrizione del tema di ricerca contestualizzato nel quadro di riferimento scientifico-culturale, degli obiettivi e della metodologia del lavoro condotto e dei principali risultati raggiunti.
PRIMA PARTEL’APPROCCIO BIOMIMETICO AL DESIGN E LE NUOVE SFIDE DEL DESIGNSOSTENIBILEQuadro di riferimento scientifico-culturale, problematiche aperte, inquadramento degli obiettivi della ricerca.
CAPITOLO 1Verso un’era biomimetica: il quadro culturale di riferimento
1.1 Dalla sostenibilità debole alla sostenibilità forte: verso una fase di maturità deldibattito culturale1.2 Dal concetto di eco-efficienza a quello di sufficienza, verso il concetto dirigenerazione: concetti per la sostenibilità forte1.3 Il contributo dell’economia: verso un modello di sviluppo economico sostenibile,bio-ispirato e rigenerativo (economia della sufficienza-decrescita)1.4 Il contributo delle nanoscienze e delle nanotecnologie: dal macro al nano1.5 La figura di Janine Benyus1.6 Il contributo delle università e dei centri di ricerca biomimetici o bio-ispirati
In questo capitolo, al fine di inquadrare gli obiettivi della ricerca, si intende indagare eanalizzare sia la necessità di un cambiamento del modello economico attuale che quelladi un cambiamento socio-culturale più sostenibile così come messo in evidenza dai diversi studiosi.
CAPITOLO 2Approcci contemporanei della cultura del design alla biomimesi
2.1 Dalla culla alla culla (McDonough W., Braungart M.)2.2 Design Sistemico (Bistagnino L.)2.3 Design ad alto potenziale rigenerativo (Manzini E. e Jégou F.)2.4 Hybrid Design (Langella C.)2.5 Design Bio-ispirato (Salvia G., Rognoli V. e Levi M.)2.6 Bio-ID4S: Biomimicry in Industrial Design for Sustainability (Carlos AlbertoMontana Hoyos)2.7 Design Computazionale: Materialecology (Neri Oxman)
CAPITOLO 3Strumenti per la biomimesi3.1 I differenti approcci e strumenti metodologici (Bio-triz, Spirale della vita, BID diToronto di l.Shu)3.2 I differenti livelli analogici3.3 Ask Nature: la prima banca dati di soluzioni progettuali bio-ispirate3.4 EOL Enciclopedia della vita
In questi capitoli, al fine di analizzare e confrontare (individuare/inquadrare) gli approcci contemporanei della cultura del design alla biomimesi, si intende indagare e analizzarecome i diversi ambiti del design, ed in particolar modo gli ambiti del design per lasostenibilità, messi in evidenza dai diversi studiosi, si sono confrontati con l’approcciobiomimetico o bio-ispirato.
I n d i c e a r g o m e n t a t o p e r c a
p i t o l i e p a r a g r a
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SECONDA PARTEBIOMIMESI ED ECO-DESIGN: LE POTENZIALITÀ DELL’APPROCCIO BIOMIMETICOPER INCREMENTARE LE PERFORMANCE AMBIENTALI DEI PRODOTTISviluppo del focus della ricerca, attraverso l’indagine e l’analisi delle relazioni tra gli sviluppi recenti della biomimesi e gli scenari futuri dell’eco-design. Messa a sistema dei criteri biomimetici e dei criteri di eco-design attraverso la mappatura e l’analisi di alcuni casi studio (progetti, prototipi, prodotti) finalizzati ad identificare le potenzialitàdell’approccio biomimetico nell’ambito dell’eco-design.
CAPITOLO 4Stato dell’arte sulle applicazioni biomimeticheLa biomimesi nelle diverse discipline (ingegneria, architettura, chimica, nanoscienze,economia, design)4.1 La biomimetica e le discipline che utilizzano un’approccio biomimetico.4.2Le aziende che utilizzano un’approccio biomimetico4.3 Design biomimetico4.4 Le relazioni tra design biomimetico e il design per la sostenibilità
CAPITOLO 5Principi e criteri biomimetici per la progettazione e lo sviluppo di prodottieco-sostenibili/ ambientalmente compatibili
CAPITOLO 6Casi studio: selezione, schedatura e analisi critica
TERZA PARTELINEE GUIDA PER L’INTEGRAZIONE DI CRITERI BIOMIMETICI NELL’ECO-PROGETTAZIONE E NEL PROCESSO DI SVILUPPO DI NUOVI PRODOTTIStrutturazione di un quadro di riferimento metodologico e di linee guida per l’integrazionedi criteri biomimetici nell’eco- progettazione, in relazione alle differenti tipologie di
prodotto
CAPITOLO 7
Criteri biomimetici per il design sostenibileQuadro di sintesi: criteri biomimetici per il design sostenibile e l’eco- innovazione diprodotto.Quali criteri biomimetici per quali prodotti e per quali performance ambientali?
CAPITOLO 8Linee guida
CAPITOLO 9Riflessioni conclusive
GLOSSARIOBIBLIOGRAFIA 3
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•Definizione dei concetti chiave: risultato stesura di un glossario di voci
•Scheda libri di riferimento: citazioni
•Strumenti per classificare i casi studio (La Natura come mentore, misura e modello;
Principi della Natura; Livelli omologici: Raccolta casi studio e strategie B iomimetiche; Livelli analogici; Analisi tassonomia biomimetica)
•Scheda casi studio: elaborazione della scheda
•Analisi dei diversi approcci biomimetici (Bottom-up/Top-down, Spirale della vita, BioTriz)
•Mappatura di Studiosi ed esperti di Biomimesi/biomimetica
•Mappatura di centri di Biomimesi
•Conferenze su Internet (TED)
•Gruppi e associazioni su internet (LinkedIN)
•Interviste (1to1 e on-line)
S t r u m e n t i
I n d a g i n e
P r e l i m i n a r e
R i c e r c a
s u l C a m p o
1.1 Analisi del quadro culturale di riferimento: sostenibilità debole/forte; eco-efficienza/sufficienza/rigenerazione; verso un’economiarigenerativa; il contributo delle nanoscienze; Janine Benyus
1.2 Approcci contemporanei della cultura del design alla biomimesi: Dalla culla alla culla (McDonough W., Braungart M.); Design
Sistemico (Bistagnino L.); Design ad alto potenziale rigenerativo (Manzini E. e Jégou F.); Hybrid Design (Langella C.); Design Bio-ispirato (Salvia G., Rognoli V. e
Levi M.); Bio-ID4S: Biomimicry in Industrial Design for Sustainability (Carlos Alberto Montana Hoyos); Design Computazionale: Materialecology (Neri Oxman).
1.3 Analisi delle metodologie dei diversi approcci alla biomimesi: Bottom-up/Top-down; , Spirale della vita, BID di Toronto di l.Shu.
1.4 Analisi dei principali strumenti biomimetici: database/AskNature; software/CAO(Computer Aided Optimisation)- SKO (Soft Kill
Option), Bio-Triz (Matrice conflittuale, i 40 principi inventivi)
2.1 Mappatura studiosi, centri di ricerca e imprese che si occupano di biomimesi2.2 Strutturazione della scheda dei casi studio: La Natura come mentore, misura e modello; Principi della Natura; Livelli omologici:Raccolta casi studio e strategie Biomimetiche; Livelli analogici; Tassonomia biomimetica (Analisi tassonomia biomimetica per comprensione eindividuazione casi studio)2.3 Interviste ad esperti di biomimesi e eco-design2.4 Conferenze2.5 Stage estero M
e t o d o l o g i a
Mi hanno permesso di elaborare una prima considerazione sul quadro culturale di riferimento e una prima classificazione per i casi studio
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Livelloomologico
AnalogiaNatura
EsempioProdotto
AziendaR&D
ProprietàCaratteristiche
Forma casualità delle“pavimentazioni”naturali come ilsottobosco
Quadrottemoquette
Interfaceflor Le quadrotte della moquette imita i singoli pezzi che compongono le pavimentazioni naturali chesono modulari, unici, mobili e flessibili. Questo a permesso vari vantaggi come la flessibilità erapidità dellʼ installazione della moquette; una facile manutenzione ed un ciclo di vita più lungopoiché quando la moquette è usurata non è necessario cambiare tutta la moquette ma solo lequadrotte usurate, poichè non viene compromesso lʼaspeto estetico della pavimentazione.
Processo/ sistema
Processo diautoreplicazioneprocessi digenerazione
naturali bottom-up
RepRap Università diBath
Stampante 3D che imita sia il sistema di autoreplicazione delle cellule sia il sistema digenerazioe naturale bottom-up.
Forma/ Processo
Conformazioneddei vortici;spirale diFibonacci
PAX WaterTechnologies;PAX Streamline;PAX Mixer; PAXFa
PAXScientific;
Prodotti che usano la forza di gravità e la conformazione del vortice in sistemi che possono siaaerare lʼacqua sia espellere lʼaria dallʼacqua.
Forma -Movimentodelle alghe-Movimento deipesci
-Sistema diancoraggio dellealghe
Biowave
BioSTREAM;
bioBASE
BioPawerSistems
Dispositivi efficienti per lʼutilizzo di fonti rinnovabili. Sistema di recupero energia delle correntimarine e sistema di ancoraggio, che si ispira al movimento delle alghe e al loro sistema diancoraggio.
Forma/ processo
BrachinoCrepitante
uMist 3000SWEDISHBiomimetics
Sistema di propulsione/nebulizzazione meccanica senza gas (Cfc) che imita il Brachinocrepitante
Forma/ Processo
Termoregolazione (Principifisici)
Caso studio delBioTRIZ
Buro HappoldLtd, SalmaanCraig
Superfice termoregolata che utilizza ilprincipi fisicodel 'caldo-selettivo' per lʼ isolamento/raffreddamento radiativo degli edifici
Forma Ali della farfallamorpho.
TessutoMorphotex
Teijin Il tessuto Morphotex è un tessuto iridescente che imita la struttura nano delle ali della farfalla cheè generato dal colore strutturale, ovvero una superfice colorata senza pigmenti colorati.
Forma Lontra Tessuto iso lante Finisterre Il tessuto del la Finisterre imita la pel le del la lontra per le sue caratter istiche termoisolanti .
Forma/ Processo
Coleotteritenebrionidi deldeserto delNamib
Superfice checapta il vapore
Qinetiq (UK) Superfice per il recupero dellʼacqua attraverso la captazionde del vapore, che imita laconformazione della corazza del coleottero del deserto del Namib.
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•Prodotto
•Applicazione
•Azienda | R&D
•Problema tipologia prodotto
•Essere biologico | Espediente naturale imitato
•Tipologia approccio biomimetico: Top Down | Bottom up
•Natura come Mentore: Caratteristica fenomeno biologico | Tassonomia biomimetica
•Natura come Misura: I principi della natura (J. Benyus)
•Natura come Modello: Livello omologico | Livello di astrazione | I 40 Principi Inventivi (J. Vincent)
•Miglioramento apportato
•Strategie di design sostenibile
C a s i S t u d i o GRUPPI
FUNZIONALIAbbattere (87)_
Ottenere, conservare o
distribuire le risorse (411)
Mantenere la comunità (310)
Mantenere l'integrità fisica (924)
Fare (157)
Modificare (328)
Spostare o restare (3)
Elaborare le informazioni (316)
MENTORE I d e e ,
insegnamenti, principi e regole che
ispirano il progetto (la natura è guidaper la soluzione più efficiente);
MODELLO modelli naturali
(formali, strutturali , funzionali ,organizzativi e strategici) comeispirazione per soluzioni tecniche
MISURA standard ecologici
insiti nella natura come riferimenti
quantitativi e qualitativi per il progetto
S c h e d a c a s i s t u d i o
A R C H I T E T T O N I C O
L i v e l l o d
i
a s t r a z i o n e
M O R F O L O G I C O
S T R U T T U R A L E
B I O C H I M I C O
F U N Z I O N A L E
C O M P O R T A M E N T A L E
O R G A N I Z Z A Z I O N E
Processo
Ecosistema
Forma
LIVELLI OMOLOGICI
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La ricerca proposta prevede tre tipologie di uscite, cosìindividuate:
• Identificazione di principi e criteri di biomimesi utiliper la progettazione di prodotti/servizi sostenibili e perincrementare le performance ambientali dei prodotti/ servizi.
• Redazione/raccolta di casi studio di progetti eprodotti sviluppati secondo criteri biomimetici esignificativi per lʼeco-innovazione di prodotto;
• La re daz i on e / de fi n i z i on e d i u n qu adrometodologico di riferimento e di linee guida perintegrare criteri biomimetici nellʼeco-progettazione alfine di massimizzare i vantaggi ambientali.
P o s s i b i l i u s c i t e
d e l l a t e s i
•Mostra sul design e lʼarchitettura | Milano, Fuori Salone, cortilidell'Università Statale, aprile 2011“Mutant architecture & design” curata da Interni
•Mosta sullʼarte le scienze e la nanotecnologia | Milano, PiazzaDuomo, aprile 2011“Principia, stanze e sostanza delle arti prossime” a cura di DenisSantachiara
•Conferenza sul turismo | Ascoli Piceno 29 giugno 2011“Antipodi”Silvia Pietrini “CANCÚN E LA RIVIERA MAYA. Turismo etrasformazione urbana”Lucia Tommasini “TURISMO RESPONSABILE. Pro Poor TourismStrategies” in Ecuador
•Conferenza su come comunicare la ricerca | Camerino 7 luglio2011Research and communication Science and education tools and methods to communicate effectively
•Conferenza sul BAG | Ascoli Piceno 14 luglio 2011
"Ecologia del RI-COSTRUIRE".Lecture degli architetti Paolo Robazza e Fabrizio Savini di"BAG_officinamobile"
•Corso di Inglese alla “Severnvale Academy” in Shersburry (UK) dal 25 agosto al 9 settembre 2011
•Confrenza | Camerino 11 ottobre 20115th WORKSHOP DOC-CAREERS II Project : Promoting CollaborativeDoctoral Education for Enhanced Career Opportunities University ofCamerino
•Redazione di un intervista ad esperti di biomimesi (Allegato 2 )
•Elenco esperti intervistati on line (Allegato 3 )
•Intervista on line Julian Vincent (Allegato 4 )
•Incontro Julian Vincent 12 settembre 2011 Bath (UK) (Allegato 5 |Report incontro )
•Richiesta di accoglienza Università di Bath e Università diReading e Finisterre
C o l l o c a z i o n e s c i e n t i fi c a
Pertanto la ricerca, cerca di elaborare un quadroteorico-metodologico , inquanto intende identificarequei principi e quei cri teri biomimetici cheopportunamente integrati, già nelle prime fasi di sviluppodi un prodotto/progetto, possano contribuire amigliorarne il profilo ambientale e quindi possanocontribuire, più in generale, a massimizzare gli obiettividel design sostenibile.