För en tid sedan kom jag i kontakt med Bioinspirerad Design, ett brittiskt forskningsprojekt som vill minska våra produkters negativa påverkan på planeten. Deras mål är att stärka designers och produktutvecklares färdigheter inom hållbar design. Genom att ta tillvara den kunskap som finns inom biologi och materialvetenskap, och bygga broar till designvärlden, skapas nya möjligheter för mer hållbar produktutveckling.


Traditionellt har våra ansträngningar för att minska miljöbelastningen ofta handlat om att byta ut material mot mer hållbara alternativ. Det är såklart ett viktigt och nödvändigt steg, men samtidigt kan vi ha missat en avgörande faktor; våra egna färdigheter som designers. Naturen, med sitt enorma spektrum av växter och djur, har förfinat konsten att överleva och utvecklas med ett begränsat antal grundämnen och material, till skillnad från oss, som har skapat otaliga plaster och legeringar som inte existerar i naturen. Men tänk om vi kunde lära av växter och djur?

Forskning visar att växter och djur uppnår specifika funktioner och egenskaper inte enbart genom materialens sammansättning, utan genom hur de är uppbyggda, deras strukturer. Den insikten har stor betydelse för hur vi kan förbättra resurseffektivitet, livslängd och återvinning av resurser i produkter.


Ramverk för bioinspirerad design

Ur detta växte ramverket för bioinspirerad design fram, baserat på en omfattande genomgång av vetenskapliga studier som undersöker sambandet mellan struktur och de extraordinära mekaniska egenskaper som finns i biologiska material.

Man har identifierat nio strukturella element som ligger bakom många av naturens anmärkningsvärda materialegenskaper. Dessa strukturer har gjort det lättare för materialforskare att dela sin kunskap och gett designers tillgång till insikter som tidigare främst fanns inom forskningen.

Kunskapen har översatts till ett praktiskt ramverk, med guider, verktyg och exempel, för att ge designers bättre möjlighet att integrera biologiska strukturprinciper i sitt eget arbete. Ramverket fungerar som en brygga mellan kreativa och vetenskapliga discipliner och öppnar upp en stor mängd hittills outnyttjad kunskap som är viktig för hållbar design. Det ger också designers kraft att använda naturens visdom och bli drivande aktörer i omställningen mot en mer hållbar värld.


9 strukturer

De nio strukturerna är återkommande “byggprinciper” som naturen använder för att skapa imponerande egenskaper med relativt enkla material. Genom att förstå dem kan vi som designers översätta biologiska lösningar till produktutveckling och låta strukturen göra jobbet, istället för att alltid lösa allt med nya material.


Fibrous

Fibrous handlar om hur naturen använder fibrer och fiberorientering för att skapa starka, lätta och tåliga material ofta med ganska enkla grundmaterial. Genom att rikta, fläta, lagerlägga eller variera tätheten i fibrerna kan man styra egenskaper som styrka, styvhet, seghet och flexibilitet i olika riktningar. Översatt till design innebär det att du kan få prestanda i en produkt genom struktur (hur materialet är uppbyggt) snarare än att byta till ett mer avancerat material. Du optimerar för lastvägar, minskar materialåtgång och kan samtidigt förbättra livslängd och resurseffektivitet.

Helical

Helical beskriver hur naturen skapar styrka, flexibilitet och energiupptagning genom spiralformade fibrer eller lager. En helix kan fördela belastning jämnare, motverka sprickbildning och ge kontrollerad fjädring utan att materialet går av. I design kan spiralprincipen användas för att bygga komponenter som tål vridning, stötar och upprepade rörelser, till exempel i rör, grepp, fjädrande delar eller strukturer som behöver vara både robusta och följsamma.

Texture

Texture handlar om hur naturen använder ytmönster, från grova räfflor till mikroskopiska strukturer, för att styra funktioner som friktion, grepp, vattenavrinning, smutsavvisning, ljud, slitage och ljusreflektion. I produktutveckling innebär det att du kan skapa viktiga egenskaper utan extra material, beläggningar eller komponenter. Smart texturering kan ge bättre användarupplevelse, minskat behov av ytbeläggning och enklare återvinning, eftersom funktionen sitter i ytan snarare än i en materialmix.

Cellular

Cellular beskriver strukturer med hålrum/ celler, som bikakor, skum eller porösa nätverk. Poängen är att skapa hög styvhet och styrka i förhållande till vikt, samtidigt som materialåtgången minskar. Celler kan också ge isolering, dämpning och stötdämpning. Översatt till design kan cellulära strukturer användas för att göra produkter lättare, mer resurseffektiva och mer materialsmarta, särskilt i bärande komponenter, paneler, skydd, förpackningar och additivt tillverkade delar.

Tubular

Tubular handlar om hur naturen använder långsträckta kanaler eller rör för att leda krafter, transportera vätskor/ luft eller hantera stötar. Tubulära strukturer är ofta effektiva på att sprida energi och stoppa sprickor eftersom de styr hur belastningen rör sig genom materialet. I design kan tubular-principen ge lättare konstruktioner med hög prestanda och möjliggöra kombinerade funktioner, t.ex. bärande struktur + kylning/ ventilation + kabeldragning, i samma del.

Overlap

Overlap beskriver hur naturen skapar rörlighet och skydd genom överlappande element, som fjäll, blad eller plattor. Den stora vinsten är att man kan få en struktur som är stark och skyddande, men samtidigt böjlig i vald riktning. I produktdesign kan överlapp användas för att skapa skydd och kapslingar som följer rörelser, ger åtkomst för service och tar upp slag, utan att du behöver lägga till gångjärn, komplexa mekanismer eller mjuka material.

Gradient

Gradient handlar om att egenskaper förändras stegvis eller kontinuerligt genom en komponent t.ex. från mjuk till hård, tät till porös, tjock till tunn. Naturen använder gradienter för att undvika skarpa gränser som annars kan ge spänningskoncentration och sprickor. I design betyder det att du kan skapa zonspecifik funktion: styvt där det behövs, dämpande där det behövs, och lätt där det är möjligt. Det är ett kraftfullt sätt att optimera material och livslängd, särskilt i additiv tillverkning och formsprutade/ bearbetade geometrier.

Layer

Layer syftar på hur naturen kombinerar tydliga lager med olika roller. till exempel ett hårt ytskikt för slitage och ett segt inre för att ta upp energi. Genom lager kan man få kombinerade egenskaper som är svåra att uppnå med ett homogent material. För design kan lagerprincipen användas för att skapa produkter som är robusta, tåliga och reparerbara, genom att lägga prestanda där den gör mest nytta istället för att överdimensionera hela komponenten.

Suture

Suture handlar om hur naturen löser sammanfogning med fogar som är starka men inte stela, utan de kan flexa, fördela krafter och stoppa sprickor. I designperspektiv är detta ett skifte; att se fogen som en funktionell del av konstruktionen, inte bara ett sätt att hålla ihop delar. Suture-principer kan inspirera till fogar som är demonterbara, reparerbara och toleranta mot rörelser, vilket ofta förbättrar både livslängd och cirkularitet.


Tre pelare för hållbarhet

BID kopplar strukturella val till tre hållbarhetspelare:

  • Resurseffektivitet: färre materialslag, mindre massa, färre processteg.
  • Livslängd: rätt hållbarhet (inte maximal), reparerbarhet och multifunktion—strukturen gör jobbet.
  • Återvinning: mono‑material där möjligt, separerbara fogar där mix krävs.

Översatt till vardagen: Designa så att produkten presterar med vanliga material, hellre än att kräva supermaterial. Det är ofta både snabbare att industrialisera och enklare att återvinna.

 

Vill du fördjupa dig?

Projektets hemsida: https://www.bioinspireddesign.com/

BID-projektet erbjuder en onlineutbildning för dig som vill fördjupa dig. Du hittar den här: https://www.bioinspireddesign.com/onlinecourse

 

Om projektet

Forskningsprojektet är ett samarbete mellan flera aktörer i UK: Design council, Crafts Council, UK Research and Innovation, Design & Technology Association och London college of fashion.


Vill du snacka design?

Vi designar produkter, upplevelser och affärer som är positiva för människor och planet! Sida vid sida med våra kunder, arbetar vi för att upptäcka möjligheter och lösa komplexa utmaningar. Vi samarbetar från strategi till verklighet för att leverera det fulla affärs-, produkt- och miljövärdet av design.

Vi hjälper er att lyckas med er produktutveckling!

Hör av dig till Marie marie.nilsson@oresunddesign.se om du är nyfiken på att veta mer!