Экспертное заключение подготовлено по итогам сессии ФБТ-2025 «Природоподобные технологии: восстановление баланса между биосферой и техносферой».
Неэффективное использование ресурсов
Развитие человечества во все времена, а последние два века особенно, во многом определялось научно-техническим прогрессом, связанным с созданием новых технологий материального производства, направленных на удовлетворение потребностей человека, все возрастающих по мере выхода на новые уровни материального благополучия. Средой обитания современного человека стала техносфера — рукотворная среда, являющаяся биосферой в прошлом, но преобразованная людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств с целью удовлетворения своих социально-экономических потребностей. Получившаяся среда стала более комфортной, сложной, но и при этом очень энергоёмкой, потребляющая огромное количество ресурсов.
Для рационального использования ресурсов необходимо создать принципиально новую технологическую основу, которая не будет таким агрессивным потребителем по отношению к окружающей среде. Человечеству необходимо органично встраивать современные технологии в ту экономичную цепочку ресурсооборота, которая существует в природе миллионы лет, с ее колоссальной эффективностью процессов.
Природоподобные технологии — это подход к разработке новых технологий, который вдохновляется формами, процессами и системами, существующими в природе. Идея заключается в том, чтобы учиться у природы, которая на протяжении миллионов лет эволюционировала и адаптировалась к окружающей среде.
Фактически задачу восстановления баланса между биосферой и техносферой поставил еще Вернадский в 1936 году. Он видел баланс в развитии ноосферы. Термин «природоподобные технологии» впервые был озвучен В. В. Путиным 28 сентября 2015 года на 70-й юбилейной сессии Генассамблеи ООН. «Нам нужны качественно иные подходы. Речь должна идти о внедрении принципиально новых природоподобных технологий, которые не наносят урон окружающему миру, а существуют с ним в гармонии и позволят восстановить нарушенный человеком баланс между биосферой и техносферой. Это действительно вызов планетарного масштаба».
Глобальный вызов XXI века связан с необходимостью обеспечения устойчивого развития цивилизации. Главным условием устойчивого развития является достаточное количество энергии и ресурсов. Причем речь идет не только о нефти и газе, истощаются также запасы питьевой воды, пахотных земель, леса, полезных ископаемых.
Во всем мире за ресурсы уже идет острая борьба. И лидерство стран будет определяться технологическим превосходством. В геополитике будут доминировать страны и фирмы, преуспевающие в области искусственного интеллекта, робототехники, интернета вещей, автономных транспортных средств, 3D-печати, нанотехнологий, биотехнологий, материаловедения, хранения энергии и квантовых вычислений. Для достижения технологического лидерства страна должна иметь эффективную экосистему, поддерживающую инновации. Поэтому, аддитивные технологии появились объективно и являются абсолютно природоподобными.
Аддитивные технологии начали обсуждать давно, специалисты мечтали, о таком подходе к производству, когда новое изделие создается не путем удаления из материала «лишнего», а методом сложения, «роста изнутри», когда не возникает побочных отходов. Сегодня мы видим взрывное развитие технологий и оборудования для аддитивных производств, — констатировал академик Панченко. Приемы самые разные: селективное лазерное спекание, укладка расплавленной нити, электролучевое плавление и, конечно, лазерная стереолитография, где Россия на лидирующих позициях.
Технологии заимствованные из природы
Природа предлагает множество примеров, которые вдохновляют инженеров и ученых. Многие технологии уже заимствованы из природы. Так, биоматериалы, в том числе целлюлоза, хитин и коллаген, имеют идеальную структуру. Из одного материала, коллагена, сделаны хрусталик глаза и кожа, и сухожилие, и кости. Нынешние композиты пока не так эффективны, как природные материалы, и требуют дальнейшего совершенствования.
Дальневосточным отделением Российской академии наук используется уникальный материал для фотоники и наноэлектроники, который был «подсмотрен» в морских губках. Морские губки появились приблизительно 500–600 миллионов лет назад. В этот момент природа закладывала новое направление развития биологических объектов. Для того чтобы завоевывать пространство и водное, и на суше, нужен был скелет. Природа долго экспериментировала и создала скелет из диоксида кремния.
Сегодня практически не осталось сфер человеческой деятельности, куда бы ни вошли аддитивные технологии. Наиболее широко они используются в аэрокосмической промышленности, в медицине и в криминалистике. Так, к примеру, по аналогии с тем, как развивается и растет, клюв гигантского кальмара (который является примером природного градиентного нанокомпозита с уникальными свойствами и прочностью), на предприятиях «Роскосмоса» создаются сложные многокомпонентные изделия для аэрокосмической отрасли. Только в природе раковина этого моллюска формируется на протяжении 10-12 лет, в то время как промышленности необходимо быстро завершать разработки. В медицине аддитивные технологии используются для создания индивидуальных протезов, имплантов и даже органов для пересадки. В криминалистике — для воспроизведения деталей, связанных с преступлением.
Угрозы экосистемам и природным ресурсам
С развитием технологий и индустриализацией человечество столкнулось с рядом проблем, которые ставят под угрозу экосистемы и природные ресурсы. Одной из главных проблем является загрязнение окружающей среды. Промышленные выбросы, пластиковые отходы и химикаты, используемые в сельском хозяйстве, наносят вред экосистемам, нарушая естественные процессы. Причиной этого является стремление к экономическому росту без должного учета экологических последствий. Так, массовое производство пластика привело к образованию «мусорных островов» в океанах, что угрожает морской жизни.
Другой серьезной проблемой является утрата биоразнообразия. Вырубка лесов, урбанизация и интенсивное сельское хозяйство приводят к исчезновению видов и разрушению естественных местообитаний. Это происходит из-за неустойчивых практик, ориентированных на максимизацию прибыли, что часто игнорирует важность сохранения экосистемных услуг, таких как опыление растений и очищение воды.
Эффективным путем решения подобных проблем может стать разработка природоподобных технологий, которые учитывают принципы устойчивого развития. Например, использование агроэкологических методов в сельском хозяйстве может помочь восстановить биоразнообразие. Такие методы включают севооборот, использование органических удобрений и естественных врагов вредителей. Это не только повышает устойчивость сельскохозяйственных систем, но и способствует восстановлению экосистем.
В области строительства и архитектуры также наблюдается рост интереса к подобным технологиям. Архитекторы, вдохновляясь природными формами и системами, создают здания, которые минимизируют потребление энергии и ресурсов. Например, здания, спроектированные с учетом природной вентиляции, могут значительно сократить потребление электроэнергии на кондиционирование воздуха. Это не только снижает углеродный след, но и создает более комфортные условия для жизни.
Технологии на стыке различных областей наук
Сегодня человек все отчетливее осознает, что неразрывно связан с окружающей средой и что технологическое развитие не должно наносить урон природе. Достичь баланса с окружающей средой помогут природоподобные технологии, в основе которых лежат два принципа. Это воспроизведение природных процессов и интеграция в естественный ресурсооборот.
Сегодня, когда мы говорим о природоподобных технологиях, нужно помнить о междисциплинарности. Природа едина и неделима, поэтому важно тесное сотрудничество между научными организациями. Удачное применение прорывных технологий часто находится на стыке различных областей наук. Такие технологии являются естественными для окружающей среды, могут применяться для решения экологических задач. С их помощью можно решить глобальные проблемы человечества и сделать нашу жизнь комфортнее и безопаснее.
По словам Президента Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Михаила Ковальчука, природоподобные технологии — это вершина технологической эволюции. Они выросли из синергии всех этих научных направлений и открыли небывалые возможности для создания природоподобной техносферы и решения самых больших проблем современности в области медицины, экологии, энергетики, продовольственной и биологической безопасности, раскрытия человеческого потенциала, экономического и социального развития и т. д.
Природоподобные технологии представляют собой важный шаг к устойчивому развитию и гармоничному сосуществованию человека с природой. Чтобы их поддержать рекомендуется:
- разработать законодательную базу, включающую законы, стандарты, нормы, которые будут поощрять использование природоподобных технологий, способствовать их внедрению. Они могут включать налоговые льготы для компаний, использующих такие технологии, и штрафы за экологически вредные практики; поддержку инициатив по внедрению экологических стандартов в строительстве, промышленности и сельском хозяйстве.;
- проводить финансирование в области природоподобных технологий через государственные гранты и программы, чтобы помочь исследовательским лабораториям и центрам, изучать, разрабатывать и внедрять природоподобные технологии, а также способствовать обмену знаний между различными дисциплинами;
- внедрять образовательные программы по природоподобным технологиям в учебные заведения всех уровней, чтобы подготовить новое поколение специалистов, способных разрабатывать и внедрять такие технологии;
- организовывать семинары, конференции, для обмена опытом между учеными, бизнесменами, предпринимателями и государственными служащими;
- создавать платформы для сотрудничества между государственными органами, научными учреждениями и бизнесом для совместной разработки природоподобных технологий, стимулировать привлечение частных инвестиций в экологически чистые технологии через различные программы поддержки и субсидии;
- интегрировать природоподобные технологии в государственные инициативы, такие как строительство, управление отходами и сельское хозяйство, например, это может включать использование биоматериалов, устойчивых методов земледелия и энергоэффективных строительных решений;
- запустить пилотные проекты в муниципальных учреждениях для демонстрации эффективного применения природоподобных технологий;
- создать системы мониторинга для оценки влияния природоподобных технологий на окружающую среду и их эффективность, проводить регулярные исследования и анализировать состояния экосистем в результате применения природоподобных технологий.
- проводить информационные кампании, чтобы знакомить людей с преимуществами природоподобных технологий и показывать их значение для устойчивого развития;
- организовывать общественные инициативы и волонтерские программы, направленные на восстановление экосистем и внедрение природоподобных технологий в местные сообщества.
Таким образом, природоподобные технологии не только помогают создавать инновационные решения, но и способствуют более гармоничному сосуществованию человека и природы, помогая восстановить утраченный баланс биосферы и техносферы, показывают нам, как природа может служить источником вдохновения для создания более устойчивых и эффективных технологий, что в свою очередь помогает нам лучше заботиться о нашей планете.
Список источников.
1. КМУ-2023: природоподобные технологии как новая эра развития человечества//
https://inscience.news/ru/article/discussion/14832
2. Указ Президента Российской Федерации от 02.11.2023 № 818 «О развитии природоподобных технологий в Российской Федерации»
3. Природоподобные технологии — новые возможности и новые угрозы// Ковальчук М.В., Нарайкин О.С. Индекс безопасности. 2017. Т. 22. С. 103.
Экспертные аналитические заключения по итогам сессий деловой программы Форума и любые рекомендации, предоставленные экспертами и опубликованные на сайте Фонда Росконгресс являются выражением мнения данных специалистов, основанном, среди прочего, на толковании ими действующего законодательства, по поводу которого дается заключение. Указанная точка зрения может не совпадать с точкой зрения руководства и/или специалистов Фонда Росконгресс, представителей налоговых, судебных, иных контролирующих органов, а равно и с мнением третьих лиц, включая иных специалистов. Фонд Росконгресс не несет ответственности за недостоверность публикуемых данных и любые возможные убытки, понесенные лицами в результате применения публикуемых заключений и следования таким рекомендациям.
