2022年8月10日 | お役立ち情報

バイオミミクリーとは？身近な活用アイデアをまとめて紹介！

「バイオミミクリー」という言葉になじみがない人は多いと思います。言葉を知っていても、似た用語の1つ「バイオミメティクス」との違いが分からない人も多いのではないでしょうか？

そこでこの記事では、バイオミミクリーの詳細をバイオミメティクスとの違いに触れながら解説します。また、バイオミミクリーがどのように役立っているのか理解してもらうために、身近な活用アイデアについても紹介します。

バイオミミクリーとは？

バイオミミクリーとは、自然界の仕組みや生物たちの生態を技術開発に活かすことをいいます。「自然と生体に学ぶバイオミミクリー」という本を出版したサイエンスライターのジャニン・ベニュス氏によって、1997年に提唱されました。バイオミミクリーの「バイオ（Bio）」は「自然界」を、「ミミクリー（Mimicry）」は「模倣」をそれぞれ意味しています。自然界には言葉はありませんが、長い時間をかけて秩序やルールが築かれ、さまざまな課題を解決し、最適化してきました。そのような仕組みを模倣するということは、地球の知恵を借りることとも言い換えられるでしょう。

現在、バイオミミクリーの考え方は持続可能な社会を実現するにあたって貢献性が高い点で、多方面より注目を集めています。

バイオミメティクスとの違い

バイオミミクリーと似た用語で「バイオミメティクス」があります。こちらはアメリカの神経生理学者オットー・シュミットによって、1950年代に提唱されました。バイオミメティクスは、さまざまな生物の生態や構造を観察・分析し、技術開発に活かすことをいいます。バイオミミクリーとほとんど同じ意味のように感じますよね。

バイオミミクリーは、バイオミメティクスの概念を拡張し、環境問題の解決と生態系の保全の要素を加えた考え方です。つまり、バイオミメティクスが単に自然界からインスピレーションを受けた製品開発なのに対し、バイオミミクリーは製品開発を通して気候変動などの課題解決を目指す、より大きな概念だと捉えることができるでしょう。

最適化を繰り返してきた自然界の在り方は環境負荷が低いと考えられ、持続可能な社会の実現にとっては見習うべき状態であるともいえます。そのため、SDGs達成などの側面でも、バイオミミクリーへの期待が高まっています。

バイオミミクリーの身近な活用アイデア5選

バイオミミクリーは私たちの身近な製品開発にも活かされています。しかし、そのことはあまり知られておらず、バイオミミクリーの認知度は低い傾向です。こちらでは、よりバイオミミクリーへの理解が深まるよう、身近なバイオミミクリーの活用アイデアを5つご紹介いたします。

カワセミの性質を参考に開発された「新幹線」

旅行や出張などで活用される身近な交通手段・新幹線。スピーディーに移動できて便利ですよね。そのような新幹線が高速でトンネルに入ると、空気の圧縮波が生じて出口から放出され、非常に大きな音が鳴ります。この現象は、俗に「トンネルドン」と呼ばれています。

これを和らげるために参考にされたのが「カワセミのクチバシ」でした。カワセミは高速で水中に飛び込んで魚を獲ります。その際、空気中と水中で1000倍もの空気抵抗が生じますが、一方でその際に立つ水しぶきは極めて小さいのです。その性質を新幹線の先頭の形状に活かしたところ、走行中の空気抵抗が30%減少し、スピードと静音性の兼備を実現させることができました。

ゴボウの性質が取り入れられた面ファスナー

ふと気がつくと、洋服に植物の実のようなものがくっついていたことはありませんか？その正体は、いわゆるひっつきむしの一種「ゴボウの実」です。動物や人間の衣類に張り付くことで、種子の分布範囲を広げる種子散布様式の植物です。

ゴボウの実をじっくりと観察してみると、実は全体に無数のとげがあり、その先端は釣り針状に折れ曲がっていることがわかります。その先端が衣類の繊維にしっかりと絡みつくことで、実がくっつくのです。

その性質を元に開発されたのが、現代でもさまざまな製品に利用されている「面ファスナー」です。1960年代に新幹線のヘッドレスカバーに使われたことをきっかけに、日本でもどんどんシェアが拡大していきました。

蚊の針の特徴を生かした「注射針」

「蚊にも針があるのに、刺されても痛みを感じないのはなぜだろう？」

そのような疑問から開発が始まったのが「刺しても痛くない注射針」です。「蚊に刺されても痛みを感じない理由を解明すれば、痛みの小さい注射針を開発できる。」という考えに着眼した企業と関西大学は、まずは蚊の針の仕組みの観察から始めました。

その結果、蚊の針には目に見えない小さなギザギザがあり、それが痛みを和らげていることがわかったのです。そこで、蚊の針のギザギザを模倣した注射針が開発されました。さらに、針の素材を金属からよりソフトな植物性の樹脂に変更することで、さらに痛みを小さくすることにも成功。注射が苦手な人でも、これなら安心して注射を打てますね。

森林の構造を取り入れた「日除け」

猛暑の中でも、木々に囲まれた森林に入ると不思議と涼しさを感じたという経験がある人は多いのではないでしょうか。それは偶然ではなく、実際に森林部の表面温度は都市部よりも低い傾向にあります。これは、日の光を受ける葉の表面積が小さいため、大気へ熱が逃げやすいといった性質によるものです。

この性質を利用して開発された日除けが、現在では公園や学校の校庭など、幅広い場面で活用されています。

ハスの葉の性質を模倣した「ヨーグルトのフタ」

ヨーグルトを開けたときに、フタの裏にヨーグルトが付着していることがあります。スプーンで落としたり、捨てるときにフタを洗ったりしなければならず、少し面倒ですよね。この点は、ヨーグルトの製品改良における長年の課題でもありました。

そこで参考にされたのが「ハスの葉」の性質です。ハスの葉の表面は、小さなデコボコで構成されています。そのデコボコが水をはじくことでコロコロとした水滴状になり、葉自体が濡れることがありません。

その性質を利用して、「ヨーグルトがくっつきにくいフタ」が開発されました。ハスの葉のように表面がデコボコしているので、ヨーグルトが付着しても球状になって流れ落ち、くっつきにくい構造になっています。「容器にくっついて密閉する」というフタ本来の役割と、「ヨーグルトがくっつきにくくする」という正反対の状態を再現することは難しく、実用化には1年を要しました。

バイオミミクリーのアイデアはどうやって考える？

バイオミミクリーの活用アイデアについて解説してきました。バイオミミクリー自体は聞き慣れない言葉ですが、意外と私たちの身近なところにも活用事例があって面白いですよね。では、このようなアイデアはどのように思いつくのでしょうか。

バイオミミクリーのアイデアを考えるにあたって、アプローチの方法は二通りあります。

1つ目は「ニーズ（needs、・必要性）」から考える方法です。自然界の中から、開発したい製品のニーズとかみ合っている事例を探り、商品開発に取り入れます。バイオミミクリーの事例のほとんどがニーズから開発されてきました。

2つ目は「シーズ（seeds・種）」から考える方法です。自然界のアイデアから受けたインスピレーションを元に製品開発を行います。

いずれにしても、自然界の構造や生物の生態をそのまま模倣するというわけにはいきません。まずは観察や分析から始まり、実用化に向けて構成案を練り、トライアンドエラーを繰り返す中で模倣応用技術を完成させていくこととなります。アイデアを思いついた段階から、実用化に向けては時間を要するでしょう。

頭の体操として自然や動物の性質からどのような製品が開発できるのか、考えてみるのも面白いかもしれませんね。

バイオミミクリーはSDGs達成の切り札？

近年、世界規模で提唱されている「SDGs」。持続可能な社会の実現に向け、さまざまな取り組みが行われています。そんな中、バイオミミクリーがSDGs達成に向けて重要な切り札になるかもしれないといわれています。

というのも、バイオミミクリーの意義は自然界のアイデアを模倣して利便性の高い商品を開発し、私たち人間の暮らしを豊かにすることだけではありません。長い年月をかけて最適化された自然界のありさまは、ある意味で地球環境への負荷が少ない構造だともいえます。つまり、持続可能なつくりである可能性が高いという見方ができるのです。

地球環境の保護に関心が高まっている昨今では、環境に配慮しながら暮らしていくだけではなく、長い期間を経てそこに在り続けている自然界にどう適応していくかというのも大事な視点となります。バイオミミクリーがSDGs達成のカギという考え方はあながち間違いではないでしょう。