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Este trabalho tem por objetivo sistematizar alguns princípios de solução da natureza através da elaboração de uma taxonomia. Essa taxonomia pode ser utilizada como embasamento para a construção de ferramenta para o processo de projeto, cuja função é apoiar o designer na geração de alternativas durante a fase conceitual do design de produto. Para a consecução do trabalho foram investigadas três áreas do conhecimento: o processo de desenvolvimento de produto, com ênfase na fase conceitual e nos métodos criativos; os princípios de solução da natureza através de referências da biologia, da matemática e da biomimética; e a teoria da classificação, investigada com o objetivo de compreender uma metodologia adequada à organização do conhecimento na área proposta. O processo de intervenção foi realizado em conformidade com as metodologias levantadas no referencial teórico, oportunizando a elaboração da taxonomia dos princípios de solução da natureza. A sistematização do conhecimento realizada permitiu a proposição de uma ferramenta de aplicação direta ao designer para a geração de alternativas para o projeto de produto. / This paper`s aim is to systematize some of the solution principles of nature by developing a taxonomy. This system will be the basis for building a tool for de project process, which function is to help the designer when creating alternatives during the conceptual phase of product design. Three areas of knowledge were investigated: the process of product development, with emphasis on the conceptual phase and creative methods; biology, mathematics and biomimicry to understand nature`s best design; the theory of classification, studied to understand a methodology for the organization of knowledge in the proposed area. The process was conducted according to methods raised in the theoretical framework, allowing the solution principles of nature taxonomy to develop. The systematization of the knowledge acquired allowed the proposition of a new tool for direct application in creating alternatives on product design.

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-05-04T15:08:56Z No. of bitstreams: 1 desenvolvimento_proposta.pdf: 985497 bytes, checksum: 5bb352aaf9236ce08aef0fdaaa332efd (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-04T15:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 desenvolvimento_proposta.pdf: 985497 bytes, checksum: 5bb352aaf9236ce08aef0fdaaa332efd (MD5) Previous issue date: 2010-08-27 / Nenhuma / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma proposta de indicadores para a avaliação do desempenho ambiental dos processos produtivos industriais, tendo como parâmetros os dez Princípios dos Sistemas Naturais Maduros, Sistemas do Tipo III, descritos pela Biomimética: (1) usam resíduos como recursos; (2) diversificam-se e cooperam para o uso completo do habitat; (3) assimilam e usam energia eficientemente; (4) aperfeiçoam em vez de explorar ao máximo; (5) usam materiais parcimoniosamente; (6) não sujam sua morada; (7) não esgotam recursos; (8) mantêm-se em equilíbrio com a biosfera; (9) operam com base em informações; e (10) consomem recursos do próprio habitat. A Biomimética estuda os modelos de funcionamento da natureza e os imita ou inspira-se neles para compreender e propor rotas e soluções para os problemas humanos. Portanto, para esta nova abordagem, os processos de fabricação das indústrias deveriam incorporar princípios que são empregados pelos animais e pelas plantas, como por exemplo, usar a luz do sol e compostos simples para produzir fibras, plásticos e produtos químicos totalmente biodegradáveis. Paralelamente, foram estudados os conceitos dos métodos de gestão ambiental na indústria: a Eco-Eficiência, a Produção mais Limpa, a Produção Limpa, as Normas ISO, a Ecologia Industrial e a Metodologia Zeri. Posteriormente, foram levantados os métodos de avaliação do desempenho ambiental industrial, modelos para construção de sistemas de indicadores e analisados os indicadores de avaliação ambiental desenvolvidos por diferentes entidades para o setor industrial. É sugerido para cada Princípio um indicador, exceto para os Princípios 3 e 4. Para estes, identificou-se a importância da utilização do indicador de pressão e outro de resposta, considerando a atual impossibilidade de alterações estruturais na matriz energética mundial e no uso de materiais. Isso levou a determinação de doze indicadores que representam o comportamento dos aspectos industriais alinhado aos Princípios dos Sistemas Naturais Maduros. Assim, analisa-se o desempenho dos aspectos da atividade industrial sob a ótica de um padrão de eficiência que contempla uma estratégia diferenciada contida nos Princípios dos Sistemas Naturais Maduros, base de todo este trabalho. Certamente, essa concepção poderá contribuir, de uma forma eficaz, para o desenvolvimento da dimensão ambiental da sustentabilidade a partir da atividade industrial. / This work presents the development of a proposal of indicators for assessing the environmental performance of industrial processes, taking as parameters the ten Principles of Mature Natural Systems, described by Biomimetics: (1) use waste as a resource, (2) diversifying, cooperate to the full use of habitat, (3) assimilate and use energy efficiently, (4) enhance rather than exploit to the maximum (5) use materials sparingly, (6) does not mess your address, (7) do not deplete resources, (8) remain in equilibrium with the biosphere, (9) operate on the basis of information (10) consume resources of their own habitat. The Biomimicry studies models of nature and then imitates or draws them to understand and propose solutions to human problems. So for this new approach, manufacturing processes of industries should incorporate principles which are used by animals and plants, for example, use sunlight and simple compounds to produce fibers, plastics and chemicals completely biodegradable. Parallel studies on the concepts of methods of environmental management in industry: Eco-Efficiency, Cleaner Production, ISO, Industrial Ecology and Zeri Methodology. The methods of industrial environmental performance assessment, models for building systems of indicators and analysis of environmental assessment indicators were subsequently raised developed by different parties to the industrial sector. For each Principle is suggested one indicator, except for the 3 and 4 Principles, which identified the importance of using a pressure gauge and another response, considering the current lack of structural changes in global energy production and use of materials. This led to determination of twelve indicators that represent the behavior of industrial aspects aligned to the Principles of Natural Systems. It is analyze the performance of industrial aspects activity from the viewpoint of an efficiency standard that includes a differentiated strategy contained in the Principles of Natural Systems Mature, base of this work. Certainly this concept can contribute effectively to the development of environmental sustainability from the industrial activity.

Submerge into the world of Sustainable design with this researchproject that offers a thorough analysis of the latest techniques and examplesof environmental friendly products, learn how a decision support model isable to assist in making important design choices and discover how simple itcan be to follow a design framework to find solutions to design problems inthe most unexpected places, while at the same time creating lean “fat free”environmental products.The latest examples of environmental products include the first concept zeroemissionocean transport vessel, the Wallenius Wilhelmsen E/S Orcelle, abalanced combination of esthetics, sustainability and function in the SonyEricsson’s Green Heart packaging, and finally a great example of materialengineering Billerud’s FibreForm which is an innovative and environmentallyfriendly material that can replace plastic.Biomimicry which is a new discipline that studies “nature’s way” and thenimitates this designs and processes to solve design problems when integratedin a design framework that considers; function form and lifecycle is able toguide designers to create products that achieve environmental, social andeconomical sustainability that can raise quality of life and that enablehumanity to increase innovations without sacrificing our future.

Fire ants link their legs and jaws together to form functional structures called self- assemblages. Examples include floating rafts, towers, bridges, and bivouacs. We investigate these self-assemblages of fire ants. Our studies are motivated in part by the vision of providing guidance for programmable robot swarms. The goal for such systems is to develop a simple programmable element from which complex patterns or behaviors emerge on the collective level. Intelligence is decentralized, as is the case with social insects such as fire ants. In this combined experimental and theoretical study, we investigate the construction of two fire ant self-assemblages that are critical to the colony’s survival: the raft and the tower. Using time-lapse photography, we record the construction processes of rafts and towers in the laboratory. We identify and characterize individual ant behaviors that we consistently observe during assembly, and incorporate these behaviors into mathematical models of the assembly process. Our models accurately predict both the assemblages’ shapes and growth patterns, thus providing evidence that we have identified and analyzed the key mechanisms for these fire ant self-assemblages. We also develop novel techniques using scanning electron microscopy and micro-computed tomography scans to visualize and quantify the internal structure and packing properties of live linked fire ants. We compare our findings to packings of dead ants and similarly shaped granular material packings to understand how active arranging affects ant spacing and orientation. We find that ants use their legs to increase neighbor spacing and hence reduce their packing density by one-third compared to packings of dead ants. Also, we find that live ants do not align themselves in parallel with nearest neighbors as much as dead ants passively do. Our main contribution is the development of parsimonious mathematical models of how the behaviors of individuals result in the collective construction of fire ant assemblages. The models posit only simple observed behaviors based on local information, yet their mathe- matical analysis yields accurate predictions of assemblage shapes and construction rates for a wide range of ant colony sizes.

The goal of this thesis is to understand how the Biomimicry Toolbox (BT), a practical tool for applying biomimicry, currently supports strategic thinking in order to create sustainable solutions. A pragmatic qualitative research approach was used, in which the BT was analysed through the lens of the Five Level Framework (5LF), a tool for planning and analysing in complex systems and the Framework for Strategic Sustainable Development, the application of the 5LF for sustainability endeavours. Interviews were conducted with people experienced with the BT. Results show that the BT has several aspects of strategic thinking. It supports the application of a systems perspective, provides a success goal to move towards and offers tools for a strategic process to follow. The authors conclude that the BT could benefit from including understanding of the patterns and structures of the social system in relation with the earth system. Also, it can benefit from including a section on upstream thinking helping users of the BT consider root causes. Lastly, it could benefit from a strategic approach for evaluating how sustainable solutions are and include a simple and clear prioritisation process. The improvements can make the BT more impactful in supporting societies transition towards sustainability.

Este trabalho tem por objetivo sistematizar alguns princípios de solução da natureza através da elaboração de uma taxonomia. Essa taxonomia pode ser utilizada como embasamento para a construção de ferramenta para o processo de projeto, cuja função é apoiar o designer na geração de alternativas durante a fase conceitual do design de produto. Para a consecução do trabalho foram investigadas três áreas do conhecimento: o processo de desenvolvimento de produto, com ênfase na fase conceitual e nos métodos criativos; os princípios de solução da natureza através de referências da biologia, da matemática e da biomimética; e a teoria da classificação, investigada com o objetivo de compreender uma metodologia adequada à organização do conhecimento na área proposta. O processo de intervenção foi realizado em conformidade com as metodologias levantadas no referencial teórico, oportunizando a elaboração da taxonomia dos princípios de solução da natureza. A sistematização do conhecimento realizada permitiu a proposição de uma ferramenta de aplicação direta ao designer para a geração de alternativas para o projeto de produto. / This paper`s aim is to systematize some of the solution principles of nature by developing a taxonomy. This system will be the basis for building a tool for de project process, which function is to help the designer when creating alternatives during the conceptual phase of product design. Three areas of knowledge were investigated: the process of product development, with emphasis on the conceptual phase and creative methods; biology, mathematics and biomimicry to understand nature`s best design; the theory of classification, studied to understand a methodology for the organization of knowledge in the proposed area. The process was conducted according to methods raised in the theoretical framework, allowing the solution principles of nature taxonomy to develop. The systematization of the knowledge acquired allowed the proposition of a new tool for direct application in creating alternatives on product design.

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2016-07-18T11:12:20Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5119582 bytes, checksum: 2cc562a3ca67f59ee9fbfbf94b1c3175 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-18T11:12:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 5119582 bytes, checksum: 2cc562a3ca67f59ee9fbfbf94b1c3175 (MD5) Previous issue date: 2015-01-15 / Despite the fact that biomimicry has been widely used in the fields of design and engineering, its application methods in architectural design are not yet clear, especially in the architectural design education. The transfer of a concept or mechanism of a living organism for non-living systems is not a trivial task and requires knowledge between two domains, the biological and the design. The BioTRIZ, a systematic method and especially developed based on biological phenomena, does not require deep understanding about natural organisms. This study aimed at verifying the adequability of BioTRIZ method in the application of biomimetic concepts in atelier design teaching in the early periods of the architecture program. Exploratory case studies was used through design exercises in models atelier classes with the 3rd semester students of the Architecture and Urban Planning Program of the Federal University of Paraiba. The work proceedings were divided into eight steps: variables definition, pilot studies, teams training, data collection in design exercises with application of BioTRIZ method, questionnaires, focus groups sessions, data analysis and results discussion. It was concluded that BioTRIZ method was not entirely suitable for design education in models atelier, due to the limited design repertoire of students, the difficulties in avoiding fixation on predefined ideas and limitations in the ability to transform specific features in abstract ones and vice versa, all those being requirements for effective use of BioTRIZ method. / Apesar de a biomimética ser bastante utilizada nos campos do design e da engenharia, os seus métodos de aplicação no projeto arquitetônico ainda não são claros, sobretudo no ensino de projeto. A transferência de um conceito ou mecanismo de um organismo vivo para sistemas não vivos não é uma tarefa trivial e requer conhecimento entre dois domínios, o biológico e o de design. O BioTRIZ, método sistemático e especialmente desenvolvido com base em fenômenos biológicos, dispensa conhecimento profundo sobre organismos naturais. O presente trabalho teve como objetivo principal verificar a adequabilidade do método BioTRIZ na aplicação de conceitos biomiméticos no ensino de projeto em ateliês nos períodos iniciais do curso de Arquitetura. Utilizou-se de estudos de caso de caráter exploratório por meio de exercícios de projeto em ateliê de plástica com turmas do 3º período do curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal da Paraíba. O trabalho foi dividido em oito etapas: definição das variáveis, estudos piloto, treinamento das equipes, coleta de dados em exercícios de projeto com aplicação do método BioTRIZ, aplicação de questionário, execução de grupos focais, análise de dados e discussão dos resultados. Concluiu-se que o método BioTRIZ não se mostrou totalmente adequado ao ensino de projeto em ateliês de plástica, devido ao limitado repertório projetual dos alunos, às dificuldades em evitar fixação em ideias predefinidas e às limitações na capacidade de transformar características específicas em abstratas e vice-versa, requisitos necessários para o eficaz emprego do método.

Este trabalho tem por objetivo sistematizar alguns princípios de solução da natureza através da elaboração de uma taxonomia. Essa taxonomia pode ser utilizada como embasamento para a construção de ferramenta para o processo de projeto, cuja função é apoiar o designer na geração de alternativas durante a fase conceitual do design de produto. Para a consecução do trabalho foram investigadas três áreas do conhecimento: o processo de desenvolvimento de produto, com ênfase na fase conceitual e nos métodos criativos; os princípios de solução da natureza através de referências da biologia, da matemática e da biomimética; e a teoria da classificação, investigada com o objetivo de compreender uma metodologia adequada à organização do conhecimento na área proposta. O processo de intervenção foi realizado em conformidade com as metodologias levantadas no referencial teórico, oportunizando a elaboração da taxonomia dos princípios de solução da natureza. A sistematização do conhecimento realizada permitiu a proposição de uma ferramenta de aplicação direta ao designer para a geração de alternativas para o projeto de produto. / This paper`s aim is to systematize some of the solution principles of nature by developing a taxonomy. This system will be the basis for building a tool for de project process, which function is to help the designer when creating alternatives during the conceptual phase of product design. Three areas of knowledge were investigated: the process of product development, with emphasis on the conceptual phase and creative methods; biology, mathematics and biomimicry to understand nature`s best design; the theory of classification, studied to understand a methodology for the organization of knowledge in the proposed area. The process was conducted according to methods raised in the theoretical framework, allowing the solution principles of nature taxonomy to develop. The systematization of the knowledge acquired allowed the proposition of a new tool for direct application in creating alternatives on product design.