バイオミメティクス（Biomimetics）とは、「生命・生活」という意味を持つBioと「模倣」という意味を持つmimeticsを組み合わせた造語です。学術的な定義としては、「自然界の構造や機能、戦略を理解し、それを模倣すること。また、その結果新しい材料や機械、システム、プロセスを設計・開発する学際的な研究分野」とされています。

バイオミメティクスによる模倣は、構造的模倣と機能的模倣の両方を含みます。鳥の翼やクモの糸の模倣は形状の模倣や構造の模倣に分類され、シロアリの巣などはシステムの模倣の一つです。また、プロセスの模倣としては、光合成が挙げられます。このように、バイオミメティクスには、さまざまな種類の模倣が含まれています。

バイオミメティクスに似た単語として、バイオミミクリ（Biomimicry）やバイオインスピレーション（Bioinspiration）があります。バイオミメティクスが科学・工学よりの模倣であることに対して、バイオミミクリは環境調和的・倫理的な模倣という意味合いです。また、バイオインスピレーションは、厳密な模倣ではなく、あくまで発想源としての自然利用に留まるという意味を持ちます。

人類は、バイオミメティクスという言葉が生まれる前から自然界の模倣をすることで新たな技術を生み出してきました。例えば、古代ギリシャや中国では、鳥や魚、昆虫の動きや構造を参考に、さまざまな器具や武具が生み出されました。また、レオナルドダヴィンチが鳥類やコウモリの翼を詳細にスケッチし、自作の飛行機械を設計していたことは有名な話です。

生物の仕組みを合理的なデザインとしてとらえる工学的な視点が育ったのは18～19世紀頃の近代です。生物分類学の父とよばれるカール・リンネが生物の構造を系統的に理解する枠組みを構築したことで、生物の機能的合理性に注目が集まりました。また、チャールズ・ダーウィンが進化論を発表したことで、生物の仕組みに注目が集まりました。

最初にバイオミメティクスという言葉を使いだしたのは、オットー・シュミットといわれています。生体神経の信号伝達を模倣したシュミット・トリガー回路を開発したことから1950年代に「バイオミメティクス」という言葉を考案しました。その後、1960～70年代に生物学と機械工学、材料科学、医療分野などが連携し始め、イルカの皮膚構造の活用や昆虫の複眼を実際に製品に応用する事例が出てきました。

現代は、製造・加工技術の進化に加えて、持続可能な開発やグリーンテクノロジーとの親和性から、バイオミメティクスの研究・開発に関する取り組みが加速しています。

バイオミメティクスという単語が生まれてから100年にも満たない新しい単語ですが、実際にはその歴史は古代にまでさかのぼります。自然界は環境と調和して最適化されたシステムが豊富に存在しており、古代から用いられてきたバイオミメティクスの考えは自然の知恵を借りる重要な技術です。これらの技術を活用することで、現代の課題を解決できる可能性があります。

例えば、環境・エネルギー問題。また、次世代材料の開発や医療・バイオテクノロジー分野での応用も期待されています。他には、ロボティクスや自律システムの開発に加え、社会とデザインへの大きなインパクトも期待できます。現在は、SDGsやカーボンニュートラルという環境・循環型社会に関する取り組みが重要になっており、この分野においてもバイオミメティクスによる技術開発が重要になるでしょう。

工業分野では、幅広い業種でバイオミメティクスが活用されています。

今回は工業分野における具体的な3つの事例を紹介します。

BMFでは、3Dプリンタの実用化が進むなか、PµSL（Projection Micro-Stereolithography）と呼ばれる、独自の光造形技術を開発。研究開発段階においては、3Dプリンタを用いることで設計→試作→評価のサイクルを高速で回すことも可能です。

BMFの超高解像度3Dプリンタによる、バイオミメティクスの造形例をご紹介します。

長い年月をかけて最適化されてきた自然界を模倣することで、高精度・高性能な製品やプロセスの開発に繋げることが可能です。しかし、複雑な形状や微細な造形が必要な場合が多く、機械加工や射出成形などではうまく実現することができませんでした。

高精度な3Dプリンタの開発により複雑な造形が可能になったため、今後もバイオミメティクスに関する研究は継続的に進められていくでしょう。