Bionik, das Lernen von der belebten Natur f\u00fcr die Technik, gibt es schon lange. J\u00fcngste Erkenntnisse in der Nanotechnologie haben f\u00fcr einen Boom bionischer Entwicklungen gesorgt und stellen bionische Materialien, Strukturen und Prozesse zur Verf\u00fcgung, die, wenn sie klug eingesetzt werden, gute und nachhaltige Technologien begr\u00fcnden und weiterbringen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Anhand von Beispielen sch\u00f6ner und zugleich faszinierender bionischer Entwicklungen und der sie inspirierenden Organismen zeige ich das Potential des bionischen Zugangs auf und zeichne einen spannenden gemeinsamen Weg von Experten und Expertinnen aus der Biologie und Technik. Grundvoraussetzungen hierf\u00fcr sind die Freude am Neuen und Unbekannten, Lernbereitschaft und die Liebe zur belebten Natur und zu den Menschen.<\/p>\n
Das Wort Bionik setzt sich aus dem Beginn des Wortes \u201eBiologie\u201c und dem Ende des Wortes \u201eTechnik\u201c zusammen. In der Bionik geht es darum, von der belebten Natur (Materialien, Strukturen und Prozesse in Organismen oder Systemen von Organismen) f\u00fcr menschliche Anwendungen zu lernen. Bekannte Beispiele f\u00fcr bionische Erfindungen sind der Klettverschluss, der Lotuseffekt bei Fassadenfarben, und neuartige Klebstoffe inspiriert von Geckof\u00fc\u00dfen.<\/p>\n
Das Thema Bionik kommt in jedem technischen Bereich vor \u2013 manchmal auf den ersten Blick ersichtlich, manchmal etwas versteckt. Ob in der Mathematik, mit der man Wachstumsstrukturen und -folgen inzwischen sehr gut nachbilden kann und so viel \u00fcber Optimierung lernt, in der Physik (Strukturfarben, materialunabh\u00e4ngige Klebstoffe), in der Medizin (selbstregulierende Systeme, Sinne) und in der Chemie (pharmazeutische Wirkstoffe) bis hin zu den Ingenieurswissenschaften (Statik, Dimensionierung und Werkstoffe). Die belebte Natur ist ja mit \u00e4hnlichen Problemen konfrontiert wie wir, daher kann man auch \u00fcberall von ihr lernen (Gebeshuber, 2016).<\/p>\n
Viele Menschen sehen die Bionik als Schatzkiste und verstehen unter diesem Forschungsgebiet vor allem die Suche nach kommerziell erfolgreichen L\u00f6sungen. Das hat nat\u00fcrlich seine Berechtigung, aber wir d\u00fcrfen dabei das gro\u00dfe Ganze nicht aus den Augen verlieren. Wir als Zivilisation leben \u00fcber unsere Verh\u00e4ltnisse und unsere Industrie ist keinesfalls stubenrein. Wenn wir die Natur ansehen, k\u00f6nnen wir auch hier viel lernen. Die Produkte der Natur sind mit dem, was gerade verf\u00fcgbar ist, herzustellen und gliedern sich nach deren Nutzung wieder vollst\u00e4ndig in den Kreislauf der Natur ein. Das ist faszinierend und ich bin mir sicher, dass die Industrie und auch die Gesellschaft der Zukunft eine ganz andere Produktions- und Produktphilosophie verfolgen werden. \u201aMehr Qualit\u00e4t als Quantit\u00e4t\u2018 und \u201aSinnhaftigkeit statt Sch\u00f6nheit\u2018, sowie \u201aGutes Design l\u00f6st Probleme, schlechtes Design schafft sie\u2018 sind hier schon einmal erste Ans\u00e4tze.<\/p>\n
Besonderes Zukunftspotenzial sehe ich in den Menschen selbst. Eine bessere Zukunft f\u00fcr alle wird nur dann m\u00f6glich sein, wenn wir die Menschen dazu bringen anders zu denken. Und dabei geht es in erster Linie weniger um Politik oder Umweltschutz, sondern um jeden einzelnen Menschen. Wir werden die Gemeinschaft von Grund auf dazu bringen m\u00fcssen, zu definieren was wir wirklich wollen. Denn das liegt ja eigentlich auf der Hand \u2013 Sicherheit, individuelles Gl\u00fcck und eine gute Zukunft f\u00fcr unsere Kinder. Nur der Weg dorthin ist steinig. Es wird langsam Zeit, dass wir uns dabei nicht gegenseitig im Weg stehen.<\/p>\n
In der Bionik wird die belebte Natur eher als inspirierender Partner denn als ausnutzbare Ressource gesehen. Es hat sich mittlerweile die Erkenntnis durchgesetzt, dass Effizienzsteigerungen auf etablierten Technikpfaden nicht ausreichen, um die zahlreichen Umweltprobleme zu l\u00f6sen (Arnim von Gleich, 2006).<\/p>\n
Auch sind unsere derzeitigen technischen L\u00f6sungen auf meist genau definierte Bedingungen ausgelegt. Unter ver\u00e4nderten Randbedingungen versagen derzeitige technische L\u00f6sungen oft (Arnim von Gleich, 2006). Bionische L\u00f6sungen w\u00e4ren aber in der Lage, auf ver\u00e4nderte Umweltbedingungen zu reagieren, sie h\u00e4tte vielleicht sogar so etwas wie ein Immunsystem und auch die F\u00e4higkeit, kleine Fehler zu beheben und kleinere Wunden zu heilen.<\/p>\n
Ein wichtiger Aspekt erfolgreicher Bionik, der f\u00fcr ihren k\u00fcnftigen Erfolg von grundlegender Bedeutung sein d\u00fcrfte, ist ressourcenbezogen. Auf verschiedenen Ebenen stellt die Ressourcenknappheit eine gro\u00dfe Herausforderung f\u00fcr die derzeitige Industrie dar, ganz besonders in rohstoffarmen L\u00e4ndern wie Deutschland, \u00d6sterreich oder der Schweiz.<\/p>\n
Es besteht die Gefahr, dass die Abh\u00e4ngigkeit der Industriel\u00e4nder von knappen Ressourcen aus L\u00e4ndern, in denen die Menschen und\/oder die Natur nicht anst\u00e4ndig behandelt werden, notwendige Ma\u00dfnahmen auf humanit\u00e4rer, \u00f6kologischer und politischer Ebene aufgrund der industriellen Abh\u00e4ngigkeiten beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n
Knappheit ist ein Konzept, das in der Welt der Industrie derzeit weit verbreitet ist. Auf der anderen Seite \u2013 in der belebten Natur – wachsen starke und gro\u00dfe Pflanzen und Tiere in allen m\u00f6glichen Gegenden der Welt, ohne weltumspannende Materialtransporte.<\/p>\n
Und zwar deswegen, weil Tiere und Pflanzen \u00fcber Jahrmillionen einen v\u00f6llig anderen Umgang mit Mangel, mit Rohstoffen entwickelt haben: Organismen verwenden lokale Materialien, und gew\u00fcnschte Funktionen werden oft mit wenigen verschiedenen chemischen Elementen und einer begrenzten Anzahl von chemischen Verbindungen realisiert. Diese sind dann aber sehr oft raffiniert und intelligent strukturiert, und ganz wenig chemisch modifiziert. Im Gegensatz zu technischen Systemen, in denen eine breite Palette chemischer Elemente aus der ganzen Welt verwendet wird, um bestimmte Funktionen zu erreichen, arbeiten Organismen mit einer begrenzten Anzahl von Basismaterialien (Gebeshuber 2022). Ein technisch hochrelevanter Bereich, in dem ein solcher strukturbasierter Ansatz bereits realisiert wird, ist die Entwicklung mikroelektromechanischer Systeme (MEMS) in der Halbleiterindustrie. In diesem Bereich kann aus produktionstechnischen Gr\u00fcnden nur eine Handvoll Materialien verwendet werden (wie z.B. Silizium, Germanium, Galliumarsenid, Diamant), und der Konstrukteur muss mit einem Struktur-statt-Material-Ansatz arbeiten (Gebeshuber et al 2009). Derzeit unterscheidet sich die elementare Zusammensetzung technischer Ger\u00e4te deutlich von der in Organismen, was zu Ressourcenknappheit und Abh\u00e4ngigkeiten f\u00fchrt (s. rechts).<\/p>\n
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Die Besonderheit der gegenw\u00e4rtigen Umweltkrise ist das Zusammenkommen mehrerer Faktoren. Zum einen haben die Aktivit\u00e4ten unserer globalen Gesellschaft ein Niveau erreicht, das alles \u00fcbersteigt, was unsere so begrenzte Welt verkraften kann. Das Resultat sind Klimaver\u00e4nderungen und ein immenses Massenaussterben von Arten. Beides wird massive Auswirkungen auf die Landwirtschaft und die Stabilit\u00e4t unserer Biosph\u00e4re haben. Dazu kommen noch die Folgen der \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Ausbeutung von Ressourcen, die sich in einem Mangel an Wasser und anderen Rohstoffen \u00e4u\u00dfern wird. Elementaren menschlichen Faktoren wie essen, trinken und atmen wird in Zukunft mehr Aufmerksamkeit zuteilwerden.<\/p>\n
Zu den \u00e4u\u00dferen Krisen kommen innere hinzu. Die Elimination vieler Arbeitspl\u00e4tze durch Automatisierung und Umstellung der Servicekultur f\u00f6rdert zudem die Verarmung weiterer Gesellschaftsschichten. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wird es politischer, wirtschaftlicher und sozialer Reformen bed\u00fcrfen, die allen Beteiligten weh tun werden. Und hier wird sich viel tun, denn ohne Ver\u00e4nderung des Denkens wird unser System nicht \u00fcberleben k\u00f6nnen.<\/p>\n
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Es ist den gegenw\u00e4rtigen Gesellschaften egal welcher Ideologie in der Tat nicht m\u00f6glich, die gro\u00dfen wirtschaftlichen M\u00e4chte zu regulieren. Der enorme Druck der Nachfrage der Massen wird von den Herstellern direkt an die Politik weitergegeben; wo m\u00f6glich entziehen sich die Konzerne der direkten menschlichen Einflussnahme. Dies vor allem, weil deren \u00d6kosystem von unserem gr\u00f6\u00dftenteils entkoppelt ist. Dort z\u00e4hlen nicht saubere Luft, genug Lebensraum oder individuelle Freiheit, sondern vor allem Geld, Ressourcen und Marktmacht. Eine Einflussnahme wird also erst m\u00f6glich werden, wenn Faktoren, die f\u00fcr unser \u00dcberleben eine Rolle spielen, einen direkten Einfluss auf den Erfolg von gro\u00dfen Firmen nehmen. Und das wird kommen, denn gerade w\u00e4hrend gro\u00dfer Krisen (Coronakrise, Klimakrise, Krieg in der Ukraine) ist die Reformf\u00e4higkeit unseres Systems durchaus gegeben. Zudem macht ein Fokus der Unternehmen auf ein \u00dcberleben der eigenen Kunden ebenfalls Sinn.<\/p>\n
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Der Umgang mit der Natur ist mir ein wichtiges Anliegen. Die Katastrophe f\u00fcr die Natur ist der Erfolg der menschlichen Zivilisation. Aus J\u00e4gern und Sammlern, die mit der Natur im Einklang lebten, ist eine industrielle Dampfwalze geworden, die in breiter Front auf die letzten verbliebenen Habitate vorr\u00fcckt. Dabei sieht bei uns alles so sch\u00f6n aus und die Wiesen und W\u00e4lder gedeihen; das Problem spielt sich aber hinter dem Horizont ab. Die Kombination aus Raubbau, Umweltverschmutzung und der Errichtung von menschlicher Infrastruktur zerst\u00f6ren unsere Umwelt nachhaltig. Es geht also nicht wirklich um den \u201aUmgang mit der Natur\u2018 sondern darum, eine unber\u00fchrte Natur neben der menschlichen Zivilisation zuzulassen. Und hier gibt es gewaltigen Nachholbedarf. Es wird notwendig werden, genau zu definieren, wohin unsere gierigen Kohorten marschieren d\u00fcrfen und wohin nicht. Die Vielfalt der Natur, die Biodiversit\u00e4t, ist f\u00fcr das \u00dcberleben unserer voneinander abh\u00e4ngigen belebten Natur \u00fcberlebenswichtig. Wir lachen so gerne \u00fcber jemanden, der den Ast abs\u00e4gt, auf dem er sitzt. Aber genau das ist bei uns
\nim Moment der Fall.<\/p>\n
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Der Mensch der Zukunft wird selbstverantwortlicher werden und Dinge tun, weil er sie tun will und nicht, weil er sie tun muss. Dies f\u00fchrt zu einer neuen Form der Freiheit mit allen ihren Vor- und Nachteilen. In meinem neuen Buch\u00a0Eine kurze Geschichte der Zukunft \u2013 Und wie wir sie weiterschreiben\u00a0(Gebeshuber, 2020) dr\u00fccke ich dies folgenderma\u00dfen aus: \u201eGeistige Erneuerung findet vor allem dadurch statt, dass die Menschen bereit sind, anderen zuzuh\u00f6ren, weil ihnen die gegenw\u00e4rtige Situation wenig Perspektive oder Hoffnung bietet. So wandelte sich die Welt schon viele Male.\u201c<\/p>\n
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Immer mehr Wirtschaftstreibende erkennen heute, dass die gro\u00dfen Probleme der Menschheit nicht nur mit einigen neuen Methoden oder Formeln gel\u00f6st werden k\u00f6nnen. Diese Zeit ist vorbei. Der Mittelstand hat vielleicht mehr Fachwissen in einem kleinen Bereich; deswegen h\u00f6ren die einzelnen aber nicht auf, Menschen zu sein. Und gerade dieses Menschsein erweist sich immer mehr als ein Kompass, um in die richtige Richtung zu gehen. Ich habe in diesem Zusammenhang angefangen, den Menschen zuzuh\u00f6ren und festgestellt, dass man von jedem Menschen auf der Welt etwas lernen kann. Und das ist die Zukunft \u2013 den Weg gemeinsam zu gehen.<\/p>\n
Das Ziel dieser neuen Wirtschaft ist eine Erweiterung unserer Verantwortung \u00fcber den unmittelbaren Markterfolg hinaus, in Richtung Ressourceneffizienz, Kreislaufwirtschaft und von nachhaltigen und umweltfreundlichen Produktionsprozessen.<\/p>\n
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Technologie selbst ist niemals das Problem, sondern deren Anwendung. Man kann aus dem Verst\u00e4ndnis der atomaren Prozesse hilfreiche medizinische Apparaturen oder auch schreckliche Bomben bauen. Es ist immer eine Frage der Menschen dahinter bzw. deren Einstellung. Im Falle der Corona-Pandemie hat die Wissenschaft in Zusammenarbeit mit der Pharma-Industrie eine gesellschaftliche Katastrophe abgewendet. Wir erleben heute teilweise Kooperationen, die es in dieser Form zuvor nicht gab. R\u00fcckblickend wird die Corona-Krise wohl weniger schlimm wahrgenommen werden als von den Zeitgenossen und den Ansto\u00df daf\u00fcr geben, einige globale gesellschaftliche Probleme, wie die Finanzierung unserer Sozialsysteme, in Angriff zu nehmen. Corona ist also nicht nur eine Katastrophe, sondern auch ein Weckruf. Sollte dies zutreffen, ist es durchaus angebracht langfristig optimistisch zu sein.<\/p>\n
Nach meinem Besuch in M\u00fcnchen hat mir Akademiestudienleiter Michael Zachmeier dankenswerterweise das Werk\u00a0Die Technik und der Mensch\u00a0von Romano Guardini (1885\u20131968) zukommen lassen. Ich habe dieses Buch mit Freude gelesen, und m\u00f6chte diesen Abschnitt mit folgendem Zitat abschlie\u00dfen: \u201eWas wir brauchen, ist nicht weniger Technik, sondern mehr. Richtiger gesagt: eine st\u00e4rkere, besonnenere, \u201emenschlichere\u201c Technik. Mehr Wissenschaft, aber geistigere, geformtere. Mehr wirtschaftliche und politische Energie, aber erwachsener, reifer, verantwortungsbewu\u00dfter, die das Einzelne in allen Zusammenh\u00e4ngen sieht, denen es zugeh\u00f6rt.\u201c (Guardini, 1990, 1.\u00a0Auflage 1927)<\/p>\n
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Um zu einer gelebten Bionik zu kommen, bedarf es auch eines klaren politischen Willens. Es geht nicht nur darum, die Forschung in dieser Richtung zu intensivieren, sondern auch die \u00f6ffentliche Wahrnehmung dieses Bereichs zu steigern.<\/p>\n
Der gro\u00dfe Vorteil der Zukunft wird sein, dass es nicht nur eine Welt mit Gewinnern und Verlierern geben wird. Jede und jeder wird in der Zukunft wohl einen Platz in den imagin\u00e4ren Welten der virtuellen Systeme finden. Das wird nat\u00fcrlich nur ein Werkzeug sein und den Menschen zeigen, dass man Gl\u00fcck nur f\u00fcr sich selbst definieren kann und dies niemals anderen oder gesellschaftlichen Normen \u00fcberlassen sollte. So gesehen sind die Computer von morgen nicht nur technische Fesseln, sondern auch Schl\u00fcssel zu einer neuen Art von Freiheit. Aber es liegt wie immer an uns, wie wir die Werkzeuge, die uns gegeben werden, nutzen. Und dazu bedarf es des neuen Denkens, eines neuen Sonnenaufgangs f\u00fcr die Menschheit.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Bionik, das Lernen von der belebten Natur f\u00fcr die Technik, gibt es schon lange. J\u00fcngste Erkenntnisse in der Nanotechnologie haben f\u00fcr einen Boom bionischer Entwicklungen gesorgt und stellen bionische Materialien, Strukturen und Prozesse zur Verf\u00fcgung, die, wenn sie klug eingesetzt werden, gute und nachhaltige Technologien begr\u00fcnden und weiterbringen k\u00f6nnen. Anhand von Beispielen sch\u00f6ner und zugleich…<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":32559,"menu_order":1153,"template":"","meta":{"_relevanssi_hide_post":"","_relevanssi_hide_content":"","_relevanssi_pin_for_all":"","_relevanssi_pin_keywords":"","_relevanssi_unpin_keywords":"","_relevanssi_related_keywords":"","_relevanssi_related_include_ids":"","_relevanssi_related_exclude_ids":"","_relevanssi_related_no_append":"","_relevanssi_related_not_related":"","_relevanssi_related_posts":"","_relevanssi_noindex_reason":"","footnotes":""},"class_list":["post-32175","media-library","type-media-library","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","media-library-category-technik","media-library-category-wissenschaft-fuer-jedermann"],"yoast_head":"\n