Einfuhrung.

Die neuen Wege, die in das kommende Zeitalter fuhren, werden in der Gegenwart bereitet. Niemand wei?, ob alles genau so sein wird, wie wir es uns heute vorstellen. Vielleicht kommt es zu anderen, besseren Projekten und Losungen. Naturlich kommt immer Neues hinzu, und die Forschungsfortschritte sind so gro?, da? noch viele Uberraschungen zu erwarten sind.

Gegenwartig erleben wir, wie sich aus der wechselseitigen Durchdringung von wissenschaftlich-technischen und industriellen Fortschritten ganz neue Wissenschaftszweige herausbilden, die vielleicht morgen schon eine umwalzende Bedeutung haben konnen. Fur manche dieser neuen Arbeitsrichtungen gibt es heute nur Probleme, Aufgaben und Forschungsziele, die sich aus der Praxis des Lebens und der wissenschaftlichen Entwicklung ergeben. In letzten Jahren sind solche Wissenschaftszweige, wie Biophysik, Biochemie und andere entstanden. Eines der aussichtsreichsten Forschungsgebiete eroffnet sich mit der Bionik.

Diese Bezeichnung kommt vom griechischen Wort "bion" und bedeuet soviel wie Lebenselement, das hei?t: Element eines biologischen Systems.

Als offizielles Datum der Geburt jener "Brucke", die Biologie und Technik verbindet und Bionik genannt wird, gilt der 13. September 1930. An diesem Tag wurde in Dayton (USA) das erste Internationale Symposium zu dem Thema "Lebende Prototypen fur kunstliche Systeme - der Schlussel zur neuen Technik" eroffnet. Aber dieser Gedanke gehorte noch Leonardo da Binci.

Bionik. Voraussetzungen und Aufgaben.

Die Aufgabe dieses neuen Wissenschaftszweiges besteht darin, biologische Systeme sowie die ihnen zurgrunde liegenden Prinzipien zu erforschen und zu prufen, ob sich ahnliche Losungen in der Technik anwenden lassen.

Die Natur ist ein besserer Ingenieur als der Mensch. Das ist kein Wunder. Sie hat Milliarden Jahre in einem Riesenlaboratorium gearbeitet und ungezahlte Experimente angestellt. Dabei haben sich im Verlaufe der Entwicklung hochgezuchtete Eigenschaften und Sinnesorgane von phantastischer Funktionstuchtigkeit herausgebildet.

Techniker mu? die Natur kennen und studieren, wenn er seine eigenen Gerate zu einer hohen Leistung bringen will oder wenn er nach neuen Prinzipien sucht. Es ist eine Tatsache, da? in der Natur auch heute noch mehr Patente stecken, als jemals an Erfinder vergeben wurden. Nur, man mu? sie erforschen, denn Patentschriften hat sie leider nicht angefertigt.

Diese Patentgeheimnisse stecken hinter all den Fragen, die wir selbst stellen: Wie vermogen sich die Vogel im Raum zu orientieren? Wie finden sie sich auf ihrem Flug uber 10.000 bis 17.000 Meter Entfernung zurecht, und wie finden sie sogar ihr altes Nest wieder? Wie funktioniert das Organ der Fische, die sich mit einem elektrischen Feld umgeben? Wie ist das Organ beschaffen, mit dem die Klapperschlange auf Infrarotstrahlen reagiert und damit Warmeunterschiede von einem tausendstel Grad wahrnimmt ? Wie finden Schmetterlinge zueinander? Verstandigen sich Insekten mit Hilfe elektromagnetischer Wellen? Wie funktionieren die Leuchtorgane der Tiefseefische ? Woher wissen Bienen, wie spat es ist?

Fragen uber Fragen. Von ihrer richtigen Beantwortung hangt au?erordentlich viel ab.

Die Wissenschaft hat feststellen konnen, da? jeder lebende Organismus - vom Kolibri bis zum Kondor, vom einzelligen Strahlentierchen bis zum Wal, vom winzigen Grashalm bis zur majestatischen Kiefer - in jeder Hinsicht eine vollendete, nachahmenswerte Konstruktion darstellt. Obwohl die Bionik erst vor kurzem ihre offizielle Anerkennung gefunden hat, wurde es eine ganze Weile dauern, wollte man die Ergebnisse ihrer Forschungen alle aufzahlen.

So ist zum Beispiel ein Gerat entwickelt worden, das eine genaue Nachbildung des Gehororgans der Qualle darstellt. Mit seiner Hilfe lassen sich Sturme um 12 bis 14 Stunden fruher voraussagen als mit einem gewohnlichen Barometer.

Anhand eingehender Untersuchungen der Struktur des Auges der Hufeisenkrabbe konnte die Kontrastscharte von Fernsehapparaten verbessert werden.

Der Nilhecht beispielsweise, der sich auch einer elektrischen Orientierung bedient, ist zu einem besonders wichtigen Studienobjekt geworden. Die Bioniker wollen das Organ finden, mit dem er sich uber das Raumbild informiert und zwischen Isolatoren und Leitern genau zu unterscheiden vermag. Das Nilhecht-Ortungsprinzip konnte fur uns interessant werden, da ubliche Echoanlagen zwischen einem in der Tiefe schwimmenden Wal und einem U-Boot nicht unterscheiden konnen.

Andere Forscher befassen sich mit Insekten. Sie nehmen an, da? deren Fuhler die Rolle von Antennen spielen und sie sich mit elektromagnetischen Wellen verstandigen. Aufgefunden hat man solche Wellen allerdings noch nicht. Es hei?t, sie seien so kurz, da? wir sie noch nicht messen konnen. Techniker haben errechnet, da? ein zehntausendstel Watt genugt, um eine Strecke von uber sieben Kilometern zu uberbrucken. Diese Leistung konnte auch ein Insekt aufbringen, denn bei einer Sendezeit von anderthalb Minuten wurde es nur ein vierhuderttausendstel Gramm Fett verbrauchen. Wenn der Mensch hinter das Geheimnis so kleiner Sende- und Empfangsanlagen kame, konnte das eine gro?e praktische Bedeutung fur die Informations- und Steuerungstechnik haben.

Beim Flu?krebs ist ein erstaunliches Gleichgewichtsorgan entdeckt worden. Es ist von au?erordentlicher Empfindlichkeit gegenuber Verlagerungen in jeder beliebigen Richtung und gegen Vibration. Noch wissen wir nicht, wie es beschaffen ist und wie es funktioniert. Aber wenn das geklart ist, werden Gerate entstehen, mit denen die kunftigen Erforscher des Erdinneren bei ihrem Abstieg ihren Standort genau bestimmen konnen.

Japanische Wissenschaftler stellten fest, da? die Form des Wals der Fortbewegung im Wasser besser dient als die messerformige Form der modernen Schiffe. Die Schiffsbauer, die diese Entdeckung ausnutzten, bauten ein Schiff mit der au?eren Form eines Wals. Das von den japanischen Konstrukteuren geschaffene Schiff ist wirtschaftlich vorteilhafter als die anderen Schiffe, weil seine Motoren bei gleicher Geschwindigkeit und Tragfahigkeit des Schiffs eine geringere Leistung brauchen.

Kurzlich wurde festgestellt, da? Ratten ein Organ besitzen, mit dem sie auf Rontgenstrahlen zu reagieren vermogen. Sie sprechen bereits auf eine Dosis von nur 20 Millirontgen, gegeben in einer Zehntelsekunde, an ! Es ist verstandlich, da? die Bioniker diese seltene Fahigkeit mit besonderer Aufmerksamkeit studieren, um herauszufinden, wie dieses naturliche "Strahlennachweisgerat" funktioniert.

Die Sonnenblume besitzt die Eigenschaft, ihren Kopf standig der Sonne zuzuwenden. Kann man dieses "Verfolgungsprinzip" zur Speisung der Sonnenbatterien in kosmischen Forschungslaboratorien kopieren ? Die Ingenieure beschaftigen sich damit.

Aber auch in anderer Weise lernen die Ingenieure von Naturformen. Da ist zum Beispiel in der Sowjetunion das Modell Pinguin entwickelt worden, ein schneegangiges Fahrzeug, das nichts mehr mit einem Schlitten und nur noch wenig mit einem Automobil zu tun hat. Bei seiner Konstruktion wurde das "Pinguinprinzip" angewendet. Dieser originelle Vogel bewegt sich im lockeren Schnee, indem er auf dem Bauch liegt und sich mit den flugelartigen Flossen wie auf Skistocken absto?t. Dieses Gleitprinzip ist fur das neue Fahrzeug ubernommen worden. Es liegt mit dem Boden - dem Bauch - auf der Schneeflache, und zwei Radschaufeln sto?en es vorwarts. Es gleitet muhelos uber lockeren, hohen Schnee, sinkt nicht ein, ist leicht lenkbar und erreicht eine Hochstgeschwindigkeit von 50 km/h. Es ubertrifft bei weitem die motorisierten Scheefahrzeuge alter Art und wird zur Zeit mit gro?em Erfolg auf unseren antarktischen Stationen verwendet.

Diese Beispiele zeigen, wie die neue Wissenschaft nicht nur zu erklaren versucht, was bisher unerklarlich war, sondern da? sie dem Menschen und seiner Technik alles das nutzbar machen will, was die Natur in anderen Organismen ausgebildet hat.

 Die architektonische Bionik.

Die architektonische Bionik ist noch junger. Doch auch auf diesem Gebiet zeigt das Erreichte mit aller Deutlichkeit, welche gewaltigen Moglichkeiten dieser Wissenszweig in sich birgt.

Bienen- und Wespenwaben bestehen aus Zehntausenden sechseckiger Zellen, die in parallelen Reihen angeordnet sind. Der Boden einer jeden Zelle wird aus drei Rhombenflachen gebildet, die eine Pyramide ergeben. Fuhrende Mathematiker haben wiederholt die Abmessungen der Bienenwaben mit hochster Prazision bestimmt und sind jedesmal zu dem gleichen Schlu? gekommen: Alle spitzen Winkel der drei Rhombenflachen haben eine Gro?e von 70°32?. Die Wissenschaftler haben nachgewiesen, da? bei der sechseckigen Form gerade dieses Winkelma? das gro?te Fassungsvermogen der Wabenzelle bei geringstem Materialverbrauch ergibt.

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