Was ist Bionik?

Lernen von der Natur

Die Bionik nimmt sich die Natur zum Vorbild. Sie untersucht Strukturen, Prozesse und Konstruktionen die Tiere und Pflanzen im Lauf der Evolution entwickelt haben und überträgt sie in die Technik. Am Anfang jeder kreativen Umsetzung von biologischen Strukturen oder Strategien in technische Lösungen steht jedoch das Verständnis für die Funktionsprinzipien der Organismen.

In der Bionik ist daher interdisziplinäres Denken gefragt. Kreative Innovationen entstehen in der Zusammenarbeit von verschiedenen Naturwissenschaftlern und Ingenieuren aber auch mit Informatikern oder Architekten.

Die Entwicklung erfolgreicher Bionik-Technologien erfolgt entweder nach dem Bottom-Up-Prozess oder dem Top-Down-Prozess.

Bottom-Up-Prozess

Bei Ersterem entdecken Biologen bei einem Tier oder einer Pflanze eine Eigenschaft, die – technisch umgesetzt – auch uns Menschen gute Dienste erweisen könnte. In Zusammenarbeit von Biologen und Ingenieuren kann daraus am Ende von Forschung und Entwicklung ein bionisches Produkt stehen. Ein klassisches Beispiel aus den Anfängen der Bionik ist die Erfindung des Klettverschlusses.

Top-Down-Prozess

Beim Top-Down Verfahren suchen Wissenschaftler dagegen gezielt in der Natur nach Lösungen für ein technisches Problem oder nach Ideen wie ein bereits existierendes Produkt verbessert werden kann. Ingenieure beschreiben die Problemstellung und Biologen forschen in der Tier-und Pflanzenwelt nach Arten, die im Laufe der Evolutionsgeschichte ähnliche Herausforderungen gemeistert haben. Um beispielsweise Roboter energieeffizienter und leichter zu machen, lassen sich Wissenschaftler daher von einer ganzen Reihe von Tieren inspirieren.

Von da Vinci bis in die Gegenwart

Dass die Natur seit jeher Quelle der Inspiration für technische Entwicklungen ist, belegen etwa die zahlreichen Aufzeichnungen von Leonardo da Vinci. Er beobachtete fliegende Organismen sehr genau und entwarf Fluggeräte nach dem Vorbild von Vögeln, Fledermäusen und Flugsamen. Der Traum vom Fliegen ließ auch Otto Lilienthal niemals los. Im Gegensatz zu seinen Vorgängern gelang es ihm als Erster, kontrollierte Gleitflüge durchzuführen. Mithilfe von Verbrennungsmotoren und nach der Erkenntnis den Antrieb (Motor) vom Auftrieb (starrer Flügel mit Profil) zu trennen, trat schließlich die Luftfahrt ihren Siegeszug an. Der Blick in die Natur und in den Himmel hilft uns aber selbst heute noch weiter. So haben Winglets – nach oben gebogene Flügelspitzen an Flugzeugen, durch die Luftwirbel reduziert werden - wiederum Vögel zum Vorbild.

Schützenswerte Natur

Grundlage der Bionik ist die biologische Vielfalt.

Von den heute bekannten Arten auf der Erde standen bisher nur ein Bruchteil Pate für bionische Erfindungen. Auch ausgestorbene Organismen wie fossile Haie oder Flugsaurier tragen zum Verständnis biologischer Prinzipien bei und machen einen Teil des Ideenpools aus.

Fest steht jedoch auch: Mit dem Artensterben gehen jeden Tag natürliche Vorbilder mit noch unentdeckten Fähigkeiten als Ideengeber für Wirtschaft, Technik, Medizin und Forschung für immer verloren. Daher ist der Erhalt der Artenvielfalt eine wichtige Voraussetzung für die Bionik.

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