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Es folgt eine Auflistung einiger Unterwissenschaften der Bionik. Die Liste kann nicht ganz vollständig sein. Es gibt noch viele weitere Forschungsarten und Wissenschaften, deren Beschreibung aber den Rahmen dieser Arbeit sprengen würde.
2.1 Konstruktionsbionik
In der Konstruktionsbionik werden Mechanismen der technischen und der biologischen Welt miteinander verglichen.
Diese Unterwissenschaft hat die Aufgabe zu untersuchen, wie Konstruktionselemente (z.B. Pumpkonstruktionen: Speichelpumpen, Herz) zu funktionierenden Gesamtkonstruktionen zusammenarbeiten.
In der Natur müssen Konstruktionen oft eine Vielzahl von Aufgaben erfüllen können. Das männliche Geschlechtsorgan dient gleichzeitig dem Urinieren wie der Fortpflanzung, die Nase analysiert gleichzeitig Gerüche, filtert die Atemluft und dient der Sauerstoffaufnahme. Für die Rationalität einer technischen Konstruktion und nicht zuletzt der Preisfrage wegen sind Konstrukte, welche viele Aufgaben erfüllen können (Pumpen, die saugen und Pumpen können), sehr wichtig.
Beispiel :
Das Klett - Prinzip, das einige Pflanzen zum Samentransport oder einige Wurmarten zur Fortbewegung nutzen, wurde vor etwa 30 Jahren dazu verwendet, Fototaschen mit verschiebbaren Innenfächern zu konstruieren. Heute verwendet man den "Klettverschluss" für Schuhe, Taschenverschlüsse, Bandagen, etc.
2.2 Sensorbionik
Diese Wissenschaft beschäftigt sich mit der Aufgabe, physikalische und chemische Reize zu messen und für unseren Verstand begreiflich zu machen. Auch Ortung und Orientierung gehören zu diesem Wissenschaftsbereich.
Im Körper des Menschen kreisen Stoffe in hoher Verdünnung, die für heutige Analysen kaum wahrnehmbar sind. Die Sensorbionik bedient sich beispielsweise einem Insekt, dessen Fühler extrem empfindlich auf den gewünschten Stoff reagieren, und wertet dann die entstehenden elektrischen Signale aus.
Beispiel :
Die Fledermaus ist ein nachtaktives Tier, das seine Nahrung (Insekten) mit einem Sonarsystem ortet. Das System ist ähnlich dem des Radars, funktioniert aber einfacher und ist auch einfacher nachzubauen, z.B. für Abstandsmessungen für Rückfahrtswarneinrichtungen in Lastwagen, Vermessungsgeräte für den Hausbau, usw.
2.3 Strukturbionik
Strukturbionik ist der Überbegriff für die Erforschung von technisch verwertbaren Materialien und Strukturen, die man in der Natur findet. Unkonventionelle Materialien und Strukturen (ich denke da zum Beispiel an ein Wespennest, welche interessante Strukturen und einfachste Materialien mit höchst möglicher Effizienz kombiniert) werden auf ihre Eignung für die kommerzielle Transformation geprüft.
Beispiel :
Im Jahr 1959 entdeckte ein Forscher den Bildungprozess der Diatomeenschale. Die Zelle synthetisiert kleine Fetttröpfchen, die sich an der Oberfläche anordnen und sich gegeneinander abplatten. In die Hohlräume wird Kieselsäure injiziert. Nach Abbau der Fetttröpfchen bleibt ein Kieselsäureskelett übrig, das stabil gegen Flächendrücke reagiert. Ein Architekt übernahm diese Technik und presste Gummiblasen zwischen zwei Blasen. Die entstehenden Hohlräume füllte er mit Gips aus und verwendete die Konstruktion für Abdeckungen und dergleichen.
2.4 Bewegungsbionik
In der Fauna zählen laufen, schwimmen und fliegen zu den Hauptfortbewegungsarten. Die Natur hat diese Bewegungen bis zur Perfektion verbessert, und so kann die Bewegungsbionik von einer Fülle von Anregungen (Bewegungsablauf eines schwimmenden Delphins oder einer fliegenden Krähe, Oberflächenbeschaffenheit eines Walfischs) profitieren.
Beispiel:
In Deutschland wurde ein Laufroboter mit sechs Beinen entwickelt, dem das Steuer- und Nervensystem einer Heuschrecke als Vorbild Modell stand. Die Steuerkreise des Insektes sind nicht direkt miteinander verbunden, sondern bloss vernetzt. Steht ein Bein vor einem Hindernis, setzen andere Beine schon über das Hindernis hinweg, ohne komplizierte Berechnungen durchführen zu müssen.
Die Hausfliege, im Normalfall lästig ohne Ende, ist ein Paradebeispiel für vernetztes Kommunizieren verschiedener Körperteile. Auch dieses Tier dient als Vorlage für einen Roboter, der Rundumsicht wie die Fliege besitzt, und der das vernetzte Denken der Fliege nachahmt.
Auf dem Drehbaren Kopf sind zahlreiche Kameras angeordnet, die dem Roboter eine Rundumsicht ermöglichen. Auf der zweiten Ebene ist die Steuerelektronik untergebracht, und auf der untersten Ebene die Bewegungsmechanik.
2.5 Neurobionik
Neurobionik befasst sich mit dem Gehirn, dem Datenverarbeitungsystem unseres Körpers und dem Nervensystem, dem Datentransfer. Sie erforscht das Zusammenspiel Datenaufnahme - Datenverarbeitung und versucht, die gewonnen Erkenntnisse in KI (Künstliche Intelligenz) einfliessen zu lassen. Da die konventionellen Speicher heutiger Computersysteme nicht mehr lange reichen werden, müssen neue Medien gefunden werden. Meiner Meinung nach werden dies Biospeicher basierend auf Forschungen aus dem Gebiet der Neurobionik sein.
Beispiel :
Im Auge eines Krebses wurde bereits in den 50 - er ein Schaltungsmechanismus entdeckt, der die Helligkeitskontraste von Licht-Schatten-Grenzen verstärkt. Dieses Prinzip findet sich ebenso in Wirbeltieraugen wie im Menschenauge wieder. Optische Geräte, mit denen z.B. der Windabdrift von Flugzeugen gegenüber dem Untergrund gemessen oder die automatische Scharfstellung von Diaprojektoren gewährleistet werden sollen, funktionierten erst, nachdem dieses biologische Prinzip übernommen worden war.
2.6 Baubionik
Homo Sapiens überziehen den ganzen Erdball mit grossen und kleinen Bauwerken, jedoch nicht mit der von der Evolution entwickelten Finesse. Die Baubionik erforscht Bautechnologien von Flora und Fauna, um sie praktisch umzusetzen. Zum Beispiel das Wärmeaustauschsystem von Termitenbauten, Anordnung von grossblättrigen Pflanzen in Relation zu Sonnenlicht oder elastische Bauformen wie Spinnennetze.
Beispiel :
Rosettenpflanzen richten ihre Blätter so aus, dass sie sich bereits während der Entwicklung und auch während des weiteren Lebens in Ausrichtung zur Sonne gegenseitig möglichst wenig beschatten. Italienische Architekten haben in einem Wohngebiet in Rom eine 13-stöckige Hauskonstruktion nach dem Prinzip solcher Rosettenpflanzen gebaut. Die Wohneinheiten sind platzsparend so ineinander verschachtelt, dass sich die einzelnen Einheiten im Sommer (bei sehr starker Sonne) gegenseitig etwas beschatten, im Winter aber möglichst wenig die Sonne wegnehmen.
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