Vorbild Natur

Von der Natur für die Technik lernen: für unsere Zeit eine gebieterische Forderung. Denn technische Lösungen mit natürlichen Vorbildern helfen, Material und Energie zu sparen und Umweltressourcen zu schonen. Werner Nachtigall zeigt, wie man Grundkonzepte der Natur als Bionik-Design übernehmen und eigenständig weiterentwickeln kann. Vom Staunen über die "Wunder der Natur" führt er die Leser zum Verständnis der biologischen Prozesse und Konstruktionsprinzipien. Viele Beispiele geben eine Vorstellung davon, wie sich diese Prinzipien in die Welt der Technik übertragen lassen. Biologie und Technik treffen sich so zum Wohle der Menschen und der Umwelt. Prof. Dr. W. Nachtigall, geb. 1934, ist seit 1969 Ordinarius für Zoologie an der Universität Saarbrücken. Dort baute er neben seinem Spezialgebiet, der Bewegungsphysiologie, schon sehr früh den Kontakt zu den Nachbardisziplinen aus und gründete die Forschungs- und Ausbildungsrichtung "Technische Biologie und Bionik".

1 Was bedeutet Bionik? . - Einige Begriffsdefinitionen vorab. - Technische Biologie und Bionik zwei Seiten einer Medaille. - 2 Naturanalyse und Naturübertragung haben eine lange Tradition. - Technische Biologie: J. A. Borelli (1608 1679). - Bionik: Sir G. Cayley (1773 1857). - Technische Biologie und Bionik: Leonardo da Vinci (1452 1519). - Ansätze des frühen 2. 0. Jahrhunderts: Raoul H. Francé, Alf Gießler. - 3 Am Anfang steht der analoge Vergleich. - Grashalm und Fernsehturm. - Mikromorphologie. - Die ungeheure Vielfalt ähnlicher biologischer Konstruktionen. - 4 Zehn Grundprinzipien natürlicher Konstruktionen 10 Gebote bionischen Designs. - Prinzip 1: Integrierte statt additiver Konstruktion. - Prinzip 2: Optimierung des Ganzen statt Maximierung eines Einzelelements. - Prinzip 3. Multifunktionalität statt Monofunktionalität. - Prinzip 4: Feinabstimmung gegenüber der Umwelt. - Prinzip 5: Energieeinsparung statt Energieverschleuderung. - Prinzip 6: Direkte und indirekte Nutzung der Sonnenenergie. -Prinzip 7. Zeitliche Limitierung statt unnötiger Haltbarkeit. - Prinzip 8: Totale Rezyklierung statt Abfallanhäufung. - Prinzip 9: Vernetzung statt Linearität. - Prinzip 10: Entwicklung im Versuchs-Irrtums-Prozeß. - 5 Zur Praxis bionischen Übertragens von Naturerkenntnissen in die Technik. - Problemkreis Interdisziplinarität. - Problemkreis Fortschritt und Rückgriff. - Problemkreis Forschung und Anwendung. - Problemkreis Innovation. - 6 Bionikdesign in Stichworten. - Lösungen. - Probleme. - Analogien. - Ansatzmöglichkeiten. - 7 Form und Funktion. - Abstimmungen. - Was ist gutes Design? . - Kann man von einem biologischen Design sprechen? . - Lassen sich biologisches und technisches Design sinnvoll in Beziehung setzen? . - Bestes Design bedeutet optimales Design. - Läßt sich die Güte eines Designs messen? . - Wann ist ein Design schön ? . - 8 Einige Grundaspekte bionischen Designs etwas detaillierter erläutert. - Konstruktionselemente in Biologie und Technik sind oft funktionell ähnlich, der Form nachjedoch unterschiedlich. - Biologische Materialien haben interessante funktionelle Besonderheiten. - Biologische Bauten können Vorbildcharakter haben. - Künstlerische Gestaltung und Naturvorbild. - Bionisches Design in Sensorik und Robotik. - Kann der Fahrzeugdesigner von der Natur lernen? . - Kann Naturdesign einen Weg aus der Energiemisere weisen? . - Molekulares Design. - Auch Biomedizinische Technik bewegt sich auf das Niveau biologischer Moleküle zu. - 9 Selbst die Prinzipien der biologischen Evolution und Ontogenese lassen sich auf die Technik übertragen. - Evolutionsstrategie: Lösungen auch ohne Theorien. - Technisches Bauteiledesign nach dem Vorbild Baum. - 10 Bionikdesign in Ausbildung und Öffentlichkeit. - Erfahrungen in der Schule. - Ausbildung an Hochschulen. - Öffentlichkeitsarbeit. - 11 Zusammenarbeit Forschung Anwendung. - Beispiel für die Entwicklung eines Konzepts. - Designwerkstätten. - Vorgehensweisen. - Literatur. - Abbildungsnachweise. - Anmerkungen. - Farbtafeln. - Kurzerläuterungen zu den Farbtafeln.