Bionik setzt Erkenntnisse biologischer Systeme in technische Produkte um

Anbieter zum Thema

ACE Stoßdämpfer GmbH

invenio AG

HEICO Befestigungstechnik GmbH

Jambor Car Innovations

Universität des Saarlandes Fakultät 8/Naturwissenschaftl. Technische Fakultät III

mehr weniger

Daimler AG Powertrain, Stuttgart

weniger

Der Unterschied zwischen Kopie und Bionik

Schöne Beispiele dafür, was Bionik ist und was sie nicht ist geben die Vergleiche des Sony-Hundes mit einem richtigen Hund und Frei Otto´s Baumstützen mit richtigen Bäumen. Der Sony-Hund ist ein möglichst ähnlicher Nachbau eines richtigen Hundes, er hat vier Beine und verhält sich lieb, wenn er gestreichelt wird. Das ist ein Design-Gebilde, aber keine Bionik, weil keine Prinzipien abstrahiert und übertragen worden sind, nur äußere Ähnlichkeiten. Die Baumstützen, wie man sie beispielsweise am Stuttgarter Flughafen bewundern kann, sehen dagegen nicht aus wie Bäume, sind aber trotzdem bionisch. Sie sollen ein leichtes Flächentragwerk mit geringstmöglichem Materialaufwand abstützen. Baumprinzipien wie die Art der Durchmesser-Verringerung vom Stamm bis zu den feinsten Ästen, die Verzweigungswinkel zwischen den Ästen und anderes wurden studiert. Sie flossen in die funktionelle Gestaltung der Stützen mit ein, deren Optimierungskriterium es war, die genannte Aufgabe mit geringstmöglicher Eigenmasse zu erfüllen. Hier hatte die Betrachtung der Natur tatsächlich den Anstoß für die technische Entwicklung gegeben, die aber rasch als eigenständiges Problem der Baustatik weitergeführt worden ist.

Was Bionik ausmacht

Überall da, wo die Natur eine funktionelle Anregung für die Übertragung von Konstruktions-, Verfahrens- und Entwicklungsprinzipien in die Technik gegeben hat, kann man von bionischem Vorgehen sprechen. Bionik kann man daher in die Konstruktions-, Verfahrens- und Entwicklungsbionik gliedern.

Für die Konstruktionsbionik sind die genannten massenarmen Baumstützen ein gutes Beispiel, aber auch widerstandsarme Kraftfahrzeuge. Das bisher interessanteste ist der Mercedes-Benz bionic car. Für seine Formfindung hatte ich Pinguine und Mehlschwalben-Rümpfe als Studienobjekte vorgeschlagen; die Konstrukteure habe sich dann für Kofferfische der Gattung Ostracion als Funktionsvorbild entschieden. Was den Widerstandsbeiwert anbelangt, wurde mit der Weiterführung dieses bionischen Ansatzes ein erstaunlich kleiner Wert von cW = 0,19 erreicht. Doch war dies nicht der erste Versuch. Für die Entwicklung widerstandsarmer und damit treibstoffsparender Autos hat Audi mit dem Audi 100 und einem Beiwert von 0,3 schon vor Jahrzehnten einen fulminanten Auftakt gesetzt, allerdings noch kaum mit dem Blick auf Naturprinzipien. Opel fertigt bionisch induzierte Motorträger, die bei gleicher Belastbarkeit viel leichter sind. VW hat das Einliterauto vorgestellt. Neuerdings bieten Diatomeen Vorbilder für besonders leichte Radfelgen mit geringem Trägheitsmoment und so fort. Es gibt wohl keine Autofirma, die sich heute nicht mit Bionik beschäftigt. Neuentwicklungen werden freilich erst einmal unter Verschluß gehalten.

Zur Verfahrensbionik gehören beispielsweise eine solare Wasserstofftechnologie nach dem Vorbild des grünen Blatts und der störungsarme Umgang mit Komplexitäten, wie ihn ein modernes Management erfordert. Insbesondere das Erste kann und wird von grundlegender Bedeutung sein. Bionik mündet damit nahtlos in eine Überlebensstrategie.

Die Entwicklungs- oder Evolutionsbionik schließlich hat die Rechenberg´sche Evolutionsstrategie hervorgebracht. Diese nimmt nicht nur existierende Lebewesen zum Vorbild, sondern gerade die Art, wie die Evolution durch Mutation, Rekombination und Selektion zu solchen Lebewesen geführt hat. Kein Flugzeugentwurf, der sich heute nicht evolutionsstrategischer Verfahren bediente.

(ID:287378)