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Bionik

Bionik

Der Begriff “Bionik” setzt sich aus den beiden Wörtern Biologie und Technik zusammen. Er wurde 1958 von J.E. Steele geprägt [1]. Das interdisziplinäre Forschungsfeld der Bionik beschäftigt sich mit Vorkommnissen aus der Natur und analysiert, wie diese in neuen Technologien umgesetzt werden können [2]. Die Bionik kann so zur Entwicklung von nachhaltigen und ressourceneffizienten Prozessen und Produkten beitragen [3]. Abzugrenzen ist der Begriff Bionik von der technischen Biologie. Diese beschäftigt sich umgekehrt mit der Erforschung von Organismen mithilfe von Technologie [4]. Bereits 1505 nutzte Leonardo da Vinci Vögel und Fledermäuse, aber auch Pflanzen, wie den Schneckenklee als Vorlage für verschiedene Fluggeräte, und wird daher oft als historischer Wegbereiter der Bionik angesehen. Da Vincis Versuche beschränkten sich allerdings auf die bloße Kopie der natürlichen Vorlagen und vernachlässigten, bspw. die große Masse des menschlichen Körpers, in Bezug auf dessen geringe Muskelleistung. Dies verdeutlicht einen wichtigen Aspekt der Bionik – die Entwicklung von Technologien beruht nicht auf der Kopie natürlicher Vorbilder, sondern auf der Orientierung und Weiterentwicklung dieser. [5], [6]

Das Forschungsfeld der Bionik ist die sogenannte Analogieforschung. Die Bionik lässt sich unterteilen in die Konstruktionsbionik, die Verfahrensbionik und die Informationsbionik. Diese lassen sich wiederum in zahlreiche Fachrichtungen unterteilen. Anwendungsfelder sind unter anderem das Transportwesen, die Robotik, das Bauwesen und die Architektur oder die Konstruktion von Maschinen. [7] 

Einsatzbereiche der Bionik

Im Bereich der Bau- und Architekturbionik werden beispielsweise bei Lüftungssystemen in Bürogebäuden die Lüftungssysteme von Termitenbauten als Vorbild genommen. Ein weiteres Beispiel ist der Eiffelturm in Paris. Bei der Bauweise wurde sich an dem Prinzip des Knochenbaus orientiert. Durch die speziell nach dem Prinzip von knochenharten und Hohlräumen angeordneten Stahlträger kann bei dieser ,Leichtbauweise‘ Material eingespart werden. In der Robotik dienen Bewegungsabläufe von Mensch und Tier als Vorlage. Dabei konnte sogar die Sinneswahrnehmung bei einem Roboterarm nachgeahmt werden. [8]

Ausblick

Die Bionik besteht auf der Grundlage der biologischen Vielfalt. Durch das Artensterben geht eine Vielzahl von biologischen Vorbildern verloren, weshalb der Erhalt dieser auch für die Bionik eine wichtige Voraussetzung darstellt [9].

Trotz der vielfältigen Möglichkeiten und der großen Vorteile der Bionik warnen Kritiker davor, dass die Natur von der Technik eingeholt werden könnte [10].

von Anne Jacobi

[1] Vgl. Speck, T. (o.D.). Bionik. Spektrum. https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/bionik/8744 

[2] Vgl. Openscience. (2019). Lebenswissenschaften im Dialog. Bionik und Biomimikry – wenn die Natur als Vorbild dient. https://www.openscience.or.at/de/wissen/umwelt-technik-landwirtschaft/2019-12-23-bionik-und-biomimikry-wenn-die-natur-als-vorbild-dient/ 

[3]  Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz. (o.D.). Lernen von der Natur. https://www.stmuv.bayern.de/themen/biotechnologie/bionik/index.htm 

[4] Speck, T. Bionik. (o.D.).  Spektrum. https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/bionik/8744 

[5] ebd.

[6] Openscience. Lebenswissenschaften im Dialog. (2019). Bionik und Biomimikry – wenn die Natur als Vorbild dient. https://www.openscience.or.at/de/wissen/umwelt-technik-landwirtschaft/2019-12-23-bionik-und-biomimikry-wenn-die-natur-als-vorbild-dient/ 

[7] ebd. 

[8] ebd. 

[9]  Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz. (o.D.). Lernen von der Natur. https://www.stmuv.bayern.de/themen/biotechnologie/bionik/index.htm 

[10] Openscience. Lebenswissenschaften im Dialog. (2019). Bionik und Biomimikry – wenn die Natur als Vorbild dient. https://www.openscience.or.at/de/wissen/umwelt-technik-landwirtschaft/2019-12-23-bionik-und-biomimikry-wenn-die-natur-als-vorbild-dient/ 

Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz. (o.D.). Lernen von der Natur.  https://www.stmuv.bayern.de/themen/biotechnologie/bionik/index.htm 

Openscience. (2019). Lebenswissenschaften im Dialog. Bionik und Biomimikry – wenn die Natur als Vorbild dient. https://www.openscience.or.at/de/wissen/umwelt-technik-landwirtschaft/2019-12-23-bionik-und-biomimikry-wenn-die-natur-als-vorbild-dient/ 

Speck, T. (o.D.). Bionik. Spektrum. https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/bionik/8744