Bionik in Beispielen: 250 illustrierte Ansätze by Werner Nachtigall, Alfred Wisser

By Werner Nachtigall, Alfred Wisser

Bionik betreiben bedeutet, von der Natur für die Technik lernen. Die Wissenschaft „Bionik“ lässt sich in mehrere Teilgebiete untergliedern, von Materialien und Strukturen über Verfahren und Abläufe bis zu Evolution und Optimierung. Auf all diesen Gebieten gibt es bereits vielerlei Ansätze. In der Öffentlichkeit - und seltsamerweise auch in den naturwissenschaftlichen Fachdisziplinen - sind aber nur wenige wirklich bekannt. Dazu zählen der Lotus-Effekt, umgesetzt für die Verschmutzungsverminderung von Fassaden, und der Haischuppen-Effekt, umgesetzt für die Widerstandsreduzierung von Flugzeugen. Dabei gibt es aber heute schon hunderte von hochinteressanten Ansätzen, die eine Umsetzung von Naturprinzipien in die Technik zum Inhalt haben. Aus der Fülle dieser Ansätze sind für das vorliegende Buch 250 ausgewählt nach „Vorgeschichte“, „Frühgeschichte“, „Klassik“ und „Neuzeit“. Die meisten Beispiele sind neuerer artwork. Jedes Beispiel umfasst in gleichartiger Gliederung eine Druckseite. Die Beispiele aus dem Bereich „Neuzeit“ sind in Blocks gegliedert, die den Unterdisziplinen der Bionik entsprechen.

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Aus der Eingangsaktivität eines jeden dieser Elemente wird durch eine passende Funktion ein Ausgangswert ermittelt. TECHNIK: Den Bewegungsvorgang der Stabheuschrecke Carausius morosus hat H. Cruse mithilfe künstlicher neuraler Netze (B) nachvollzogen. Für Laufroboter nach dem Carausius-Prinzip konnte er damit einen „natürlichen“ (das heißt auch störungsunempfindlichen) Gangrhythmus generieren (C). Neuronale Netze sind lernfähig. Man kann mit ihrer Hilfe Spracherkennungssoftware optimieren, die sich der Sprechweise des Diktierenden immer mehr anpasst.

1919): Die technischen Leistungen der Pflanzen. , Leipzig. – Francé, R. H. (ca. 1929): Deutsches Patentamt Nr. 723730. Frühgeschichte 19 Zeppelinkonstruktionen der 1920er Jahre A B Der Leichtbau biologischer Halme mit weit außen liegendem Tragwerk lieferte Anregungen für Zeppelin-Tragestrukturen. BIOLOGIE: Grashalme und Schachtelhalme (A) tragen ihr sklerenchymatisches Versteifungssystem in Form miteinander verbundener Ringstrukturen weit peripher. Insbesondere um die Leitbündel legen sich Stützelemente so, dass sie versteifende Röhren formen, die mit den Nachbarröhren wiederum sklerenchymatisch verbunden sind und eine Art Ringform ergeben.

Gesetzmäßigkeiten im Kleinsten. Beitr. Naturkunde Niedersachsens 12, 110–114. – Hertel, H. (1964): Biologie und Technik. Struktur, Form, Bewegung. Krausskopf, Mainz. Klassik 29 Rechenbergs Evolutionsstrategie: Bionische Klassik A B Die Evolutionsstrategie von Rechenberg, Schwefel und Bienert führt zu dem theoretisch zu erwartenden Optimum. BIOLOGIE: Mutation, Rekombination, Isolation und Selektion sind die Parameter der natürlichen Evolution. Kleine zufällige Änderungen im Erbgut (Mutationen) verteilen sich über zufällige Chromosomenanordnungen bei der Teilung von Keimzellen (Rekombination) auf die merkmalstragenden Nachkommen.

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