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2020 | Book

Einleitung und Motivation Read chapter Read first chapter

Bionik

Bionisches Konstruieren verstehen und anwenden

Author: Prof. Dr. Welf Wawers

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Dieses Lehrbuch erklärt anschaulich Anwendung aus der Bionik an zahlreichen Beispielen und vermittelt eine Vorgehensweise für die Identifizierung biologischer Lösungen und deren Übertragung auf technische Anwendungen. Basisinformationen der Biologie und Grundlagen der Konstruktionstechnik gewährleisten einen leichten Zugang zum Stoff. Mit dem 3D-Druck als Schlüsseltechnologie und der Thematisierung der Nachhaltigkeit geht das Buch zudem auf aktuelle Entwicklungen ein. Dieser ganzheitliche Blick soll den Leser zur Durchführung bionischer Projekte befähigen und motivieren.

Table of Contents

Frontmatter
1. Einleitung und Motivation
Zusammenfassung
Kaum ein anderer Wissenschaftszweig hat in der Öffentlichkeit ein derartig positives Image wie die Bionik. Steht sie doch für eine erfolgreiche Verbindung von Biologie – also der Natur – und Technik. Wobei die Natur den Ton angibt, „von der Natur lernen“ ist wahrscheinlich der häufigste Satz, der in diesem Zusammenhang fällt. Für die Wissenschaft ist und bleibt die Bionik ein faszinierendes Forschungsgebiet.
Welf Wawers
2. Bionik als Wissenschafts- und Arbeitsgebiet
Zusammenfassung
Irgendwo zwischen der Biologie und der Technik liegt die Bionik, da sind sich grundsätzlich alle, die zu einer Verortung dieses Wissenschaftsgebietes befragt werden, einig. Bei der Frage, was die genauen Aufgaben und Inhalte der Bionik sind, differenzieren sich die Antworten bereits etwas.
Welf Wawers
3. Biologische Basisinformationen
Zusammenfassung
Ein Kapitel „Biologische Grundlagen“, wie es vielleicht erwartet werden würde, kann es im Rahmen dieses Buches nicht geben. Die Biologie ist ein viel zu großes und zu weit verzweigtes Gebiet, als das alle biologischen Grundlagen hier zusammengefasst werden könnten. Hinzu kommt, dass für das Verständnis vieler biologischer und insbesondere mikrobiologischer Abläufe, Prozesse und Systeme häufig auch fundierte Chemiekenntnisse benötigt werden.
Welf Wawers
4. Die Natur nachbauen – Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen
Zusammenfassung
Die Entstehungshistorie manch erfolgreicher bionischer Produkte kann etwas planlos erscheinen. Rinder gehen nicht durch stachelige Dornenhecken, also bauen wir einen Zaun mit Stacheln. Dann wird etwas herumexperimentiert, welche Arten von Stacheln wirksam sind, wie und wo sie befestigt werden können, und schließlich, wie sich das Ganze leicht industriell herstellen lässt.
Welf Wawers
5. Das bionische Konstruieren
Zusammenfassung
Ähnlich dem Vorgehen gemäß der Konstruktionsmethodik bei der Neu- oder Weiterentwicklung von Produkten im Maschinenbau, ist es für den Projekterfolg und auch für die Nutzung des bionischen Potentials notwendig, bei bionischen Forschungsund Entwicklungsprojekten ebenfalls einen methodischen Ansatz zu verfolgen. Empfehlungen und Beschreibungen zum grundsätzlichen Vorgehen bei bionischen Forschungsarbeiten und Projekten finden sich vor allem in den Richtlinien VDI 6220 – 6226, in der DIN ISO 18457 sowie vereinzelt in der Fachliteratur.
Welf Wawers
6. Biologische Optimierungs- und Entwicklungsstrategien
Zusammenfassung
Wie in Kap. 3.2 beschrieben, kennt die Natur mit der Evolution biologische Optimierungs- und Entwicklungsstrategien. Diese Strategien können auch für Optimierungsaufgaben in der Technik, der Wirtschaft oder auch in der Informatik angewendet werden. Zum Einsatz kommen hier die Schritte Rekombination, Mutation und Selektion. Das Besondere der biologischen Optimierungsstrategien liegt zum einen in der Zufälligkeit der ersten beiden Schritte.
Welf Wawers
7. Die Bionik vermarkten - Patentierte Patente der Natur
Zusammenfassung
Das erste Buch zur Bionik, das der Autor in die Hände bekam, hatte den eingängigen Titel „Bionik Patente der Natur“. Herausgegeben 1991 vom World Wide Fund for Nature enthält es eine Vielzahl bildlich sehr eindrucksvoll dargestellter Erfindungen der Natur [WWF91].
Welf Wawers
8. Bionik und Nachhaltigkeit
Zusammenfassung
Zum Ausklang dieses Buches soll noch ein aktuelles und weltgeschichtlich sehr bedeutsames Thema angesprochen werden, die Nachhaltigkeit. Angewendet mittlerweile für nahezu alle Lebensbereiche (z. B. nachhaltig lernen), kann der Begriff im ursprünglichen Sinne beschrieben werden als die Möglichkeit der dauerhaften Nutzung von Ressourcen durch ein vernünftiges Verhältnis zwischen Nutzung und Regenerationsfähigkeit. Demnach ist die Nachhaltigkeit eine der Säulen, auf denen die Natur aufgebaut ist.
Welf Wawers
Backmatter
Metadata
Title
Bionik
Author
Prof. Dr. Welf Wawers
Copyright Year
2020
Electronic ISBN
978-3-658-31873-4
Print ISBN
978-3-658-31872-7
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-31873-4