Die Bionik, ein interdisziplinärer Ansatz, der biologische Prinzipien zur Lösung technischer Probleme nutzt, hat in den letzten Jahrzehnten enorme Fortschritte gemacht. Einer der Pioniere, der diesen Begriff prägte und die Grundlagen für diese Wissenschaft legte, war Jack E. Steele, ein amerikanischer Mediziner mit neurologischem Hintergrund. Dieser Artikel beleuchtet Steeles Beitrag zur Bionik und seine Verbindung zur Neurologie, wobei die Entwicklung der Bionik von ihren historischen Anfängen bis zu ihrer modernen Bedeutung betrachtet wird.
Die Definition und Ursprünge der Bionik
Der Begriff "Bionik" wurde erstmals im Jahr 1960 von Jack E. Steele geprägt. Steele, ein Luftwaffenmajor und Mediziner (Neurologe) im Militärdienst, leitete den Begriff Bionik aus "bios", dem griechischen Wortstamm für Leben, sowie "onics", dem Suffix "Studium von", her. Bionik befasst sich systematisch mit der technischen Umsetzung und Anwendung von Konstruktionen, Verfahren und Entwicklungsprinzipien biologischer Systeme.
Jack E. Steeles neurologischer Hintergrund und sein Einfluss auf die Bionik
Jack E. Steele war nicht nur ein Militärangehöriger, sondern auch ein Mediziner mit Spezialisierung auf Neurologie. Es ist anzunehmen, dass sein neurologischer Hintergrund sein Verständnis für komplexe biologische Systeme und deren Funktionsweise beeinflusste. Die Neurologie, die sich mit dem Nervensystem und seinen Erkrankungen befasst, bietet Einblicke in die Informationsverarbeitung, Sensorik, Bewegungssteuerung und andere biologische Prozesse, die für die Bionik von großem Wert sind.
Historische Vorläufer der Bionik: Leonardo da Vinci und Raoul Heinrich Francé
Obwohl Jack E. Steele den Begriff "Bionik" prägte, gab es historische Vorläufer, die sich bereits Prinzipien der Bionik zunutze machten. Das berühmteste Beispiel ist Leonardo da Vinci, der sich zu Beginn des 16. Jahrhunderts intensiv mit dem Prinzip des Vogelflugs beschäftigte. In seiner Arbeit aus dem Jahr 1505 mit dem Titel "Über den Vogelflug" analysierte er den Vogelflug ausführlich und versuchte, dieses natürliche Verfahren auf von ihm konstruierte Vogelflugmaschinen für den Menschen zu übertragen. Eine weitere wichtige Persönlichkeit war Raoul Heinrich Francé, der sich im Jahr 1920 den "neuen Streuer" nach dem Vorbild einer Mohnkapsel patentieren ließ. Auch der Klettverschluss ist ein bekanntes Beispiel aus der Geschichte der Bionik.
Die Entwicklung der Bionik seit den 1970er Jahren
Den größten Entwicklungssprung erlebte die Bionik seit den 1970er Jahren. Dies liegt insbesondere an den neuen und deutlich verbesserten technischen Möglichkeiten. Seit dieser Zeit entwickelte sich die Bionik auch zu einer kompakten Wissenschaftsdisziplin, während sie vorher eher eine "Spielwiese" für Erfinder galt. Es ist zum Beispiel möglich, durch biologische Grundlagenforschung an bestimmte Strukturinformationen zu gelangen, welche später für eine Übertragung in den technischen Bereich interessant sein können. Beispiele sind Oberflächen, welche sich den Lotuseffekt der entsprechenden Pflanze zu Nutze machen.
Lesen Sie auch: Das Leben von Jack White
Bereiche der Bionik
Es gibt verschiedene Bereiche der Bionik, die sich auf unterschiedliche Aspekte der biologischen Systeme konzentrieren. Dazu gehören im Wesentlichen die Konstruktionsbionik, die Sensorbionik, die Bewegungsbionik, die Neurobionik und die Baubionik. Bei Ersterem werden Konstruktionselemente miteinander verglichen. Dies gilt ebenso für deren Integration. Bei der Sensorbionik werden die Systeme, welche zu einer Reizaufnahme fähig sind, genau untersucht. Die Bewegungsbionik beschäftigt sich mit Antriebsmechanismen und Strömungsoptimierung. Bei der Neurobionik geht es um die Übertragung von Informationen und bei der Baubionik um die komplette Konstruktion von Lebensweisen.
Die wirtschaftliche Bedeutung der Bionik
Bei der Bionik handelt es sich um eine eher junge Wissenschaft. Daher ist ihre wirtschaftliche Bedeutung noch recht klein. Allerdings können erfolgreiche Erfindungen, enormes wirtschaftliches Potential entwickeln. Aus diesem Grund lassen sich die Entwickler von technischen Neuheiten diese, in der Regel aus Sicherheitsgründen, oft patentieren. Mittlerweile fließen immer mehr Forschungsergebnisse aus der Bionik in die Produktentwicklung ein und tragen so automatisch zu einer höheren Bedeutung der Bionik im Allgemeinen bei. Darüber hinaus gibt es inzwischen viele Förderungen für Projekte mit bionischem Hintergrund. Auch die Jugend soll bereits für das Thema der Bionik begeistert werden. Durch Subventionen haben viele Produkte eine Produktreife bekommen, mit der sie gut vermarktet werden können. Ein bekanntes Beispiel stammt aus dem Bereich des Wassersports. Es gibt Speedo Schwimmanzüge, welche nach dem Vorbild von Haihaut hergestellt worden sind.
Beispiele für Bionik in der Praxis
Die Bionik hat bereits in vielen Bereichen Anwendung gefunden. Ein sehr berühmtes Beispiel aus der Bionik stammt von Leonardo da Vinci. Dieser wollte den Flug der Vögel auch für den Menschen möglich machen. Er entwickelte Flugmaschinen, mit deren Hilfe Menschen, nach dem Vorbild der Vögel, fliegen können sollten. Moderne Beispiele der Bionik sind das Lotosverfahren sowie der Klettverschluss. Beide haben ihre Vorbilder in der Pflanzenwelt. Die Lotosblume ist in der Lage sich selbst zu reinigen und die Kletten können sich verhaken und sich so festhalten.
Die Bionik im Kontext anderer Wissenschaften
Die Bionik umfasst viele Naturwissenschaften sowie technische Bereiche und ist daher für Biologen, Chemiker, Physiker, Ingenieure, Architekten und viele weitere Forscher interessant. Die Bionik unterscheidet sich allerdings von Naturwissenschaften wie der Biochemie oder der Biophysik. Dies muss stets berücksichtigt werden.
Die Evolution als Inspirationsquelle für die Bionik
Viele wissenschaftliche und philosophische Disziplinen wurden durch den Evolutionsgedanken wesentlich bereichert. In den Wissenschaften reicht das Spektrum von Evolutionären Algorithmen bis zur Frage nach einer Evolutionären Theologie, in der Philosophie von der philosophischen Anthropologie über die Evolutionäre Erkenntnistheorie bis zur Zukunft des Menschen. Allerdings ist der Bezug zur Evolution dabei nicht immer derselbe: Es kann sich um biologische Evolution handeln, aber auch um Evolution in einem weiteren Sinne, manchmal sogar nur im Sinne einer Metapher.
Lesen Sie auch: Demenzsymptome: Der Fall Jack Nicholson
Lesen Sie auch: Jack Russell Terrier: Symptome wie Zittern verstehen