Il biomimetismo, anche noto come biomimesi o progettazione biomimetica, è un approccio di progettazione e innovazione che si ispira alla natura per risolvere problemi e sviluppare soluzioni sostenibili. Il termine deriva dalle parole greche "bios" (vita) e "mimesis" (imitazione), che insieme significano "imitare la vita". L'obiettivo del biomimetismo è quello di apprendere dai processi, dai modelli e dalle strutture della natura per creare prodotti, tecnologie e sistemi che siano efficienti, sostenibili e in armonia con l'ambiente circostante.

Il concetto di biomimetismo nel design e nell'architettura ha radici profonde che risalgono all'inizio dell'umanità, quando gli esseri umani osservavano la natura e si ispiravano ai suoi modelli e principi per creare oggetti e strutture. Tuttavia, il termine "biomimetismo" è stato coniato solo nel XX secolo.

Nel corso della storia, molti artisti, architetti e designer hanno tratto ispirazione dalla natura per le loro opere. Ad esempio, nell'antica Grecia, l'architettura si ispirava a elementi naturali come foglie di palma e conchiglie. Nell'architettura islamica, si possono trovare motivi ispirati alla geometria naturale.

Tuttavia, il termine "biomimetismo" è stato coniato solo nel 1960 da Janine Benyus, biologa e autrice del libro "Biomimicry: Innovation Inspired by Nature". Nel suo libro, Benyus ha promosso l'idea di imparare dai modelli e dai sistemi della natura per risolvere problemi umani e migliorare il design e l'architettura. Ha sottolineato come la natura abbia sviluppato soluzioni efficienti ed efficaci a problemi complessi nel corso di milioni di anni di evoluzione.

Da allora, il concetto di biomimetismo ha guadagnato sempre più importanza nel mondo del design e dell'architettura. Gli architetti e i designer stanno esplorando sempre di più come la natura possa essere una fonte inesauribile di ispirazione per creare spazi più efficienti, sostenibili e armoniosi. L'obiettivo è quello di imitare i modelli, le forme e le funzioni della natura per migliorare le prestazioni e la sostenibilità delle opere umane. L'architettura biomimetica utilizza principi biologici per la progettazione di edifici e città. Questo può includere l'uso di forme e strutture ispirate alla natura, il riciclo di materiali, l'utilizzo di energie rinnovabili e molto altro. L'obiettivo è quello di creare un ambiente costruito che sia in armonia con la natura e che contribuisca a migliorare la vita delle persone e la salute del pianeta.

Studiare il biomimetismo è un viaggio affascinante che parte dai primi studi di Leonardo da Vinci sulle piante e l'acqua, fino alle ricerche pionieristiche di Frei Otto e Buckminster Fuller sulle strutture ispirate alla natura e che termina nei lavori del Mit Media Lab di Boston sul design organico.

Leonardo da Vinci fu uno dei primi e più importanti osservatori della natura a cui si ispirava per le sue invenzioni. Oltre ad essere un grande artista, è stato un fervente studioso di scienze naturali. Uno dei suoi interessi principali riguardava lo studio degli alberi e delle piante in generale. Il Codice Atlantico è una vasta raccolta di scritti e disegni di Leonardo da Vinci, contenente un'ampia varietà di temi e argomenti, dai disegni tecnici e architettonici alle annotazioni scientifiche e artistiche. Il nome "Atlantico" deriva dal fatto che il manoscritto è stato chiamato così in seguito al tipo di carta e formato usati in cartografia.

Il Codice Atlantico è composto da oltre 1.750/1 fogli, che si stima siano stati scritti e disegnati da Leonardo tra il 1478 e il 1519, anno della sua morte. I fogli del Codice sono custoditi in varie collezioni e musei in tutto il mondo, tra cui la Biblioteca Ambrosiana a Milano e la Royal Library a Windsor Castle nel Regno Unito. (2) All'interno del Codice Atlantico, si trovano una vasta gamma di argomenti, testimonianza della mente poliedrica di Leonardo e del suo insaziabile desiderio di conoscenza. Tra i temi trattati ci sono studi di anatomia umana, macchine volanti e dispositivi meccanici, studi di geometria e prospettiva, botanica, ingegneria, progetti di architettura e molto altro.

Nel “Trattato della Pittura”, di origine cinquecentesca, basato su annotazioni di Leonardo da Vinci (Anchiano, Vinci 15 aprile 1452 – Amboise 2 maggio 1519) e oggetto nel corso dei secoli di numerose riedizioni, il sesto capitolo è intitolato “Degli alberi e verdure”

Leonardo ha osservato attentamente la loro struttura, la disposizione delle foglie, i rami e le radici, e ha fatto osservazioni dettagliate sulle loro forme e sulle diverse specie di alberi. Era affascinato dalle geometrie naturali presenti negli alberi e nel loro sviluppo, e ha utilizzato la sua abilità artistica per rappresentare dettagliatamente queste caratteristiche nella sua opera. Antonio Peruzzi nell’articolo riportato in nota su “scienzainrete” evidenzia“…come egli avesse già riconosciuto i due principali tipi di infiorescenza (definita o indefinita), di foglie (semplici e composte), di portamento degli alberi (monopodiale o simpodiale); i concetti base della dendrocronologia (ossia lo studio degli anelli di crescita degli alberi in relazione all’ambiente) e la fillotassi (le varie modalità con cui le foglie possono distribuirsi sui rami). Si trovano nel volume addirittura alcune intuizioni di ecologia vegetale e osservazioni relative al particolare tipo di accrescimento che porta all’ispessimento delle piante legnose, la cosiddetta struttura secondaria.”

Chi taglia la pianta, quella si vendica con la sua ruina Leonardo Il suo interesse per gli alberi era multidisciplinare, poiché vedeva in essi non solo una fonte di bellezza e ispirazione per la sua arte, ma anche una risorsa per l'architettura e l'ingegneria. Studiò il modo in cui gli alberi potevano essere utilizzati come materiali da costruzione, come le travi delle case, e come potevano essere sfruttati per la realizzazione di ponti e altre strutture.

Uno degli aspetti più innovativi delle ricerche di Leonardo sugli alberi riguardava il suo interesse per la scienza dell'acqua e la sua osservazione dei pattern di flusso dell'acqua nelle piante. Ha notato come l'acqua salga attraverso i vasi xilematici degli alberi e come questa capacità sia collegata alla loro struttura. Egli notò che l'acqua si spostava attraverso i piccoli vasi delle piante sfruttando il fenomeno della capillarità, risalendo contro la forza di gravità. Questa osservazione lo portò a comprendere l'importanza delle dimensioni dei vasi e delle proprietà della superficie interna nel trasporto dell'acqua. Questo concetto avrebbe poi influenzato lo sviluppo di sistemi di irrigazione e di trasporto dell'acqua.

Inoltre, Leonardo da Vinci studiò l'effetto dell'acqua corrente sugli oggetti sommersi e sull'erosione del terreno lungo le rive dei fiumi. Queste osservazioni lo portarono a sviluppare idee su come proteggere le strutture costiere e i moli dall'azione delle onde e dell'acqua in movimento. Propose soluzioni ingegneristiche che riducessero l'erosione e garantissero una migliore stabilità delle strutture.

Grazie alle sue osservazioni, Leonardo ha contribuito alla conoscenza delle scienze botaniche e all'ingegneria idraulica, aprendo nuove prospettive nella comprensione delle interazioni tra natura e artefatti creati dall'uomo. I suoi studi sugli alberi sono solo una delle tante testimonianze della sua curiosità e del suo spirito innovativo, che hanno contribuito a plasmare il suo straordinario talento e la sua genialità nei diversi campi della scienza e dell'arte.

Frei Otto (31 maggio 1925 - 9 marzo 2015) è stato un architetto e ingegnere tedesco noto per la sua innovativa progettazione di strutture leggere e sostenibili. Nato a Siegmar, Germania, Otto studiò architettura all'Università Tecnica di Berlino e in seguito frequentò la Scuola di Design di Ulm. La sua formazione in architettura e ingegneria gli permise di sviluppare un approccio interdisciplinare nel campo dell'architettura.

Nel 2015 gli è stato assegnato postumo il Pritzker Prize, “doveroso riconoscimento al suo talento e creatività.” Frei Otto era profondamente affascinato dalla botanica e dalla natura, e questa passione ha influenzato notevolmente il suo approccio alla progettazione architettonica. Si ispirò particolarmente ai disegni e agli studi di Leonardo da Vinci riguardanti le piante e la loro struttura, trovando in essi una ricca fonte di conoscenza e ispirazione.

Come architetto e ingegnere, Frei Otto fu profondamente interessato alle strutture leggere e flessibili presenti in natura, come i gusci di uova, le foglie, le membrane e le strutture tessili delle ragnatele. Studiando questi fenomeni naturali, Otto sviluppò il concetto di “imitazione della natura”, degli organismi viventi e dei processi biologici, nella progettazione delle strutture architettoniche. In particolare, Otto trovò grande interesse negli studi di Leonardo sulla struttura delle foglie, poiché credeva che le loro forme e geometrie potessero essere applicate nella progettazione di tetti leggeri e sostenibili. Questi studi lo hanno ispirato a utilizzare elementi strutturali leggeri e tensostrutture, come membrane e travi in legno, per creare coperture sospese e dinamiche.

Inoltre, Otto fu profondamente influenzato dalla visione di Leonardo riguardo all'interconnessione tra natura e architettura. Leonardo credeva che l'architettura dovesse essere in armonia con la natura e che gli edifici dovessero essere concepiti come organismi viventi. Questa visione si riflette nelle opere di Otto, in cui l'architettura si fonde con il paesaggio circostante e crea uno spazio fluido e dinamico.

Uno degli ultimi progetti di Frei Otto fu il padiglione per l'Esposizione Universale di Hannover nel 2000. Questa struttura leggera era costituita da un sistema di travi in legno e copertura in membrana, richiamando ancora una volta l'armonia tra natura e architettura. L’architetto moderno, nato qualche decennio prima negli Stati Uniti, che influenzò il lavoro di Otto, e che si ispirò agli studi di Leonardo per realizzare le sue strutture visionarie è Buckminster Fuller.

Buckminster Fuller, nato il 12 luglio 1895 a Milton, nel Massachusetts, è stato un architetto, designer, ingegnere e visionario americano. È considerato uno dei pionieri dell'architettura sperimentale e della progettazione innovativa del XX secolo. Fuller è famoso soprattutto per la sua ricerca e lo sviluppo di strutture geodetiche e delle cupole geodetiche. La sua formazione accademica comprendeva studi presso l'Università di Harvard e il Politecnico di Zürich. Durante la sua carriera, Fuller sperimentò e applicò i principi della geometria e della matematica nella progettazione architettonica. Prese ispirazione dalle opere di Leonardo da Vinci, soprattutto dagli studi sulla struttura dei giunti reciproci e sulla forza delle cupole.

Nel 1948, Fuller introdusse il concetto di "Dome Homes" o "Dome Building", basato sulle cupole geodetiche. Le cupole geodetiche sono strutture autoportanti composte da elementi triangolari interconnessi, e sono notevolmente resistenti, efficienti dal punto di vista strutturale e leggere. Queste cupole possono essere realizzate in diverse dimensioni e sono adatte per una varietà di utilizzi, dai rifugi abitativi alle strutture di copertura per edifici e spazi pubblici.

Uno dei trattati più importanti di Buckminster Fuller riguarda il "Dymaxion House", progettato nel 1927. Il concetto Dymaxion si riferisce alla combinazione di "dynamic", "maximum", e "tension", ed era il termine che Fuller utilizzava per descrivere i suoi progetti innovativi ed efficienti. La Dymaxion House era una casa prefabbricata a cupola geodetica con un design modulare e flessibile, concepita per essere economica, sostenibile ed efficiente sia dal punto di vista energetico che strutturale.

“Tutte le forme naturali, osserva Richard Buckminster Fuller, tendono verso la forma curvilinea. Le superfici curve sono molto più resistenti di quelle piane. La sfera e la cupola racchiudono il massimo spazio col minimo impiego di materiale e conservano bene il calore interno offrendo poca superficie alle difficoltà climatiche esterne. Non per nulla, uno dei primi rifugi usato dall’uomo fu la piccola cupola intrecciata, fatta con rami ricurvi opportunamente collegati e ricoperta con foglie, pelli di animali e materiali locali. Simile al nido degli uccelli, era il primo concetto di riparo acquisito da numerose culture, un riparo basato sull’idea di rifugio ancestrale, prima di essere convertito in forme più permanenti e monumentali.”

Il MIT (Massachusetts Institute of Technology di Boston) ha giocato un ruolo fondamentale nello sviluppo e nella ricerca nel campo del biomimetismo e del mimetismo dagli anni '50 fino a oggi, ispirandosi al lavoro di Fuller e Otto, sperimentando e sviluppando progetti all'avanguardia che fondono le teorie e le intuizioni di questi geni con le nuove tecnologie e l'innovazione contemporanea.

Il MIT Media Lab ha abbracciato il concetto di cupola geodetica di Buckminster Fuller e lo ha portato avanti con nuove tecnologie e materiali. Le cupole geodetiche sono strutture che utilizzano triangoli interconnessi per creare un involucro stabile e autoportante. Il MIT Media Lab ha sperimentato la realizzazione di cupole geodetiche realizzate con materiali avanzati, come fibre composite e stampa 3D, rendendo possibile la costruzione di strutture più leggere e resistenti.

Inoltre, il MIT Media Lab ha esteso le ricerche di Fuller e Otto sull'efficienza energetica e la sostenibilità nella progettazione. Progetti come sistemi di raffreddamento e isolamento ispirati dalla termoregolazione delle foglie delle piante e l'uso di materiali riciclati e sostenibili per la costruzione di edifici sono solo alcuni esempi di come il MIT Media Lab stia lavorando per creare un futuro più sostenibile ed eco-compatibile.

Mitchell Joachim è un architetto, designer e ricercatore noto per il suo lavoro pionieristico nel campo della bioarchitettura e del design sostenibile. Ha ottenuto il dottorato di ricerca presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT) nel 2002, dove ha studiato presso il MIT Media Lab presentando una tesi su di una casa costruita che cresce con innesti copiando gli alberi, attraverso l’uso di algoritmi che prevedono la crescita della casa insieme ai rami. Joachim è co-fondatore e direttore del Terreform ONE, uno studio di architettura e design con sede a New York che si concentra sulla progettazione di soluzioni sostenibili per l'architettura e l'ambiente. Le sue opere riflettono un approccio interdisciplinare, che combina la biologia, l'ingegneria, la tecnologia e l'arte per creare progetti sostenibili e armoniosi con l'ambiente naturale. In una intervista spiegò che non ama il termine “sostenibile” perché il design per essere davvero efficace deve essere prima di tutto Ecologico e Sociale. Il suo concetto di design eco-sociale si focalizza sull'integrazione di elementi naturali, come la vegetazione, l'acqua e i processi biologici, all'interno degli spazi urbani e degli edifici, creando ambienti più sani e resilienti per chi li abita. Il concetto di "design eco-sociale" implica che le soluzioni di design dovrebbero tenere conto degli impatti sociali e ambientali, oltre a essere sostenibili dal punto di vista ecologico.

In questo modo, Joachim enfatizza l'importanza di creare spazi urbani e architettonici che siano non solo ecologicamente responsabili, ma anche in grado di migliorare la qualità della vita delle persone e promuovere un senso di comunità e appartenenza sociale.

Il termine "eco-sociale" è quindi utilizzato da Joachim per sottolineare la necessità di considerare l'interazione tra ambiente naturale e società umana nell'ambito della progettazione, riconoscendo che le due dimensioni sono interconnesse e complementari. Questo approccio all'architettura e al design promuove l'armonia tra l'ambiente, le persone e la cultura, mirando a creare spazi più inclusivi, resilienti e adatti alle esigenze di una comunità.

Molto nota e riconosciuta per la sua attività di sperimentazione al MIT è Neri Oxman. Neri Oxman è una brillante architetta e designer israeliana-americana nota per il suo lavoro pionieristico nell'ambito dell'architettura biomimetica e del design organico. Il suo approccio unico combina principi biologici e tecnologie avanzate per creare strutture e oggetti ispirati alla natura.

Neri Oxman è fondatrice e direttrice del Mediated Matter Group presso il MIT Media Lab, dove conduce ricerche interdisciplinari che si concentrano sulla sintesi tra design, biologia, materiali e robotica. La sua visione si basa sulla convinzione che la natura possieda soluzioni sofisticate e sostenibili ai problemi di progettazione e fabbricazione, e che queste possano essere adattate e tradotte in un contesto umano. Nel febbraio del 2020, il MOMA di New York inaugura la prima esposizione monografica - “Neri Oxman – Material Ecology” dedicata al talento della designer, a cura di Paola Antonelli, Senior Curator del Dipartimento di Architettura e Design del Museo.

Uno degli aspetti distintivi del lavoro di Neri Oxman è proprio il concetto di "Material Ecology", che si riferisce alla progettazione di materiali e sistemi basati su principi biologici. Oxman considera i materiali come organismi viventi e cerca di svilupparne di nuovi che siano in grado di adattarsi, crescere e interagire con l'ambiente circostante, proprio come organismi biologici. Tra le opere più famose di Neri Oxman vi è il progetto "Silk Pavilion", una struttura tessile realizzata da robot che utilizza fili di seta prodotti da bachi da seta. La forma e la struttura della pavimentazione sono generate da algoritmi che si ispirano al comportamento dei bachi da seta nella costruzione del loro bozzolo.

L'architettura biomimetica e il design organico di Neri Oxman hanno ottenuto riconoscimenti internazionali e hanno suscitato grande interesse nella comunità dell'architettura e del design. Il suo lavoro sfida le convenzioni tradizionali e offre una prospettiva innovativa e sostenibile per l'architettura e il design del futuro.

In conclusione, il biomimetismo rappresenta una delle tendenze più interessanti e promettenti nel campo dell'architettura e del design, unendo la saggezza della natura con le possibilità offerte dalla tecnologia e dalla scienza. L'ispirazione dalle forme, dai processi e dai sistemi della natura ci apre le porte a una nuova frontiera di design intelligente, sostenibile e in armonia con l'ambiente circostante.

In particolare, il lavoro di Neri Oxman e il suo team al MIT Media Lab hanno aperto nuove strade per l'architettura organica e il design bio-centrico. Attraverso il concetto di "material ecology", Oxman ha dimostrato come i materiali possono essere progettati con proprietà e comportamenti specifici, ispirati da processi biologici, e integrati con tecnologie digitali per creare strutture altamente performanti ed esteticamente affascinanti.

Infine, la pubblicazione "Biomimicry in Architecture" di Michael Pawlyn, edita nel 2020, rappresenta un fondamentale contributo per la comprensione del biomimetismo nell'architettura moderna. Il libro esplora una vasta gamma di progetti e studi di casi in cui l'ispirazione della natura ha guidato l'innovazione nel campo dell'architettura e del design, dimostrando come le soluzioni biologiche possano essere applicate in maniera sostenibile e creativa.