Bionik

Ziel
Die Bionik überträgt Prinzipien aus der Natur in technische Gebilde – neuartige Ideen und Lösungsvorschläge werden generiert. Dabei kann von den natürlichen Wirkstrukturen als perfekt organisiertes System profitiert werden.

Voraussetzungen
Ein erster Ideen-Impuls aus Technik oder Biologie sowie biologische Grundlagenforschung müssen als Anhaltspunkt gegeben sein. Interdisziplinäres Wissen bzw. fachspezifische Experten sind durch die Verbindung von Natur und Technik unabdingbar.

Erklärung
Der Wissenstransfer aus der Natur ist der Kernpunkt der Bionik. Es werden natürliche Formen, Strukturen, Organismen und Vorgänge für neuartige, technische Lösungen nutzbar gemacht. Die Analogien können einerseits in den Ergebnissen der Evolution, also funktionsmorphologischen Strukturen in einem Organismus, entwicklungsbiologischen Prozessen oder kooperativen Lösungen in Schwärmen und Populationen gefunden werden. Andererseits bietet die Evolution selbst Anregungen für Optimierungsstrategien und Erfolgsprinzipien.

Vorgehen
Die Ideenfindung ist bestrebt, eine technische Fragestellung mit einem konkreten biologischen Vorbild zusammenzuführen. Um innovative Ideen zu entwickeln, können diverse Kreativitätstechniken genutzt werden, bspw. die TRIZ.
In der Analyse wird Wissen zum biologischen System erarbeitet, um es in die Technik zu transferieren. Vielfältigste Methoden sind nutzbar von der klassischen Beobachtung bis hin zu zerstörungsfreien Prüfmethoden.
Nachfolgend wird eine Analogie zum biologischen Vorbild angestrebt. Dabei wird ein Funktionsraum der gewünschten technischen Modellvorstellung definiert, nicht jedoch eine konkrete Form des Zielobjektes festgelegt.
Um schlussendlich eine Invention zu entwickeln, schließen sich die Schritte der Projektversuchsplanung, Experimente und Berechnungen, Prototypenherstellung, Anwendungstests sowie Gesamtbewertung an.

Grenzen und Alternativen
Die Bionik setzt ein großes Zeitbudget voraus, da sie aufwändiger und komplexer ist als konventionelle Methoden. Hier stößt die Machbarkeit häufig an ihre Grenzen, wenn versucht wird, alle biologischen Zielgrößen in einem technischen System abzudecken.
Im klassischen Sinn zieht die Bionik Vorteile aus der Natur – die weiterentwickelte, systemische Bionik bedenkt dabei in einem ganzheitlichen Ansatz auch die negativen Auswirkungen, die die Technik in der Natur hervorruft. Mit Problemlösungsstrategien und Präventivmaßnahmen soll die Natur auch von der Technik profitieren oder zumindest geschont werden.
Alternativ zur Bionik kann Wissen aus bereits existierenden technischen Lösungsansätzen übernommen bzw. neue Ideen durch Kreativitätsmethoden entwickelt werden.

Literatur
Schulthess, Marc (Hrsg.); Herstatt, Cornelius; Kalogerakis, Katharina: Innovationen durch Wissenstransfer. Wiesbaden: Springer Gable, 2014
Küppers, E. W. Udo: Systemische Bionik. Wiesbaden: Springer Vieweg, 2015

Weiterführende Literatur zur Ideenfindung
Altschuller, G. S.: Erfinden – Wege zur Lösung technischer Probleme. Berlin: Verlag Technik, 1984 (TRIZ)
Fraunhofer IAO: BioPS – Suchwerkzeug im Ideenreservoir der Natur. http://www.nature4innovation.com/ (Datum des Zugriffs: 11.07.2018)

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