ingo rechenberg powerpoint-folien zur 1. vorlesung bionik i Über wundersame technologien in der...
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Ingo Rechenberg
PowerPoint-Folien zur 1. Vorlesung „Bionik I“
Über wundersame Technologien in der Natur
Leistung der biologischen Entwicklungsmethodik
Weiterverwendung nur unter Angabe der Quelle gestattet
Ergebnisse der Evolution
Wundersame Technologien in der Natur
Lassospinne in Cowboy-Manier
Wundersame Technologien in der Natur 1
Tiefsee-Anglerfisch mit Leuchtköder
Wundersame Technologien in der Natur 2
Wundersame Technologien in der Natur 3
Bombardierkäfer mit Flammenwenwerfer
Wundersame Technologien in der Natur 4
Ein Schützenfisch zielt auf seine Beute
Wundersame Technologien in der Natur 5
Fangreuse der Köcherfliegen Larve
Wundersame Technologien in der Natur 6
Fallgruben des Ameisenlöwen
Scarabeus sacer bei der Rollarbeit
Wundersame Technologien in der Natur 6
Wasserspinne in ihrer Taucherglocke
Wundersame Technologien in der Natur 8
Pistolenkrebs mit Wasser-Colt
Wundersame Technologien in der Natur 9
Jesus-Echse beim Überwasser-Sprint
Wundersame Technologien in der Natur 10
Aus der Geschichte der Bionik
Der erste Bioniker
Es ist schwer die Feder technisch zu kopieren !
Das Wunder
der Vogelfeder
Federast
Federstrahl
Bogenstrahl
Federast
Hakenstrahl
HakenfortsatzSchaft
Spule
Schaft
Fahne
Die Fledermaus:
Einfach zu kopierendes fliegendes Vorbild
Leonardo da Vinci:
Entwürfe für eine Flugmaschine(1497 - 1500)
Der Avion III von CLÉMENT ADER macht nur kleine Hüpfer
Kann nicht fliegen: Es fehlt das Leitwerk zur Längs-Stabilisierung !!!
Vor der Prüfungskommission
Flugsamen von Macrozanonia macrocarpa
als Modell für ein Nurflügelflugzeug von Igo Etrich
Profil ebene Platte:
Fliegt längsstabil !
Lilienthals systematischeStudien zum Vogelflug
. . . Wider Erwarten zeigte sich aber auch dann noch kein Nachteil, wenn die Flügelverdickung abgerundet an der Vorderkante lag, wie bei Fig. 43. Es hatte sogar den Anschein, als ob diese Form besonders günstige Luftwiderstandsverhältnisse besitze, . . .
Aus Otto Lilienthal: „Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst“
Die Entdeckung der Profilnase
Rekonstruktion des Derwitz-Apparats von Otto Lilienthal
Im Sommer erreicht Lilienthal mit seinem Flugzeug Nr. 3 in Derwitz (Potsdam) Flugweiten bis zu 25 m.
Otto Lilienthal 16. August 1894:
Der Gleiter imitiert die Flügelaufspreizung eines Storches
Die Erfindung des Holzfaserpapiers durch Friedrich Gottlob Keller
1895 wurde das Frankenberger Kreisblatt auf „Wespenpapier“ gedruckt
Die aufmerksame Betrachtung der Natur war es, die dem Webermeister Gottfried Keller in Sachsen dazu führte, das geschliffene Holz zu erfinden. Wespen waren seine Lehrmeister, die ihn auf den Gedanken brachten, ähnlich wie diese zernagte Holzfasern zum Bau ihres Nestes verwandten, durch Schleifen von Holz gutes Papiermaterial zu erhalten.
Aus dem Buch „Reich der Erfindungen“ von 1901
GEORGE DE MESTRAL
Patent für technischen Klettverschluss 1951
Große Klette (Arcticum lappa)
Über weiche
und harte Bionik
Victoria amazonica
Der Gärtner und Hobbyarchitekt Sir Joseph Paxton nutzte seine bota-nischen Kenntnisse über das Bauprinzip der Victoria amazonica zum Entwurf des „Crystal Palace“ für die Weltausstellung 1851 in London.
Der Londoner Kristallpalast von 1851
und das Blatt der Victoria amazonica
Radiolarien
USA-Pavillon – Expo ’67
Archite
kturbio
nik
Buckminster Fuller
Weiche Bionik
Bionik als Kreativitätstechnik
Harte Bionik
Angewandte Evolutionsbiologie
Winning Team
A2-Modellflug-Weltmeisterschaft 1954
Beispiel für evolutionistische Bionik
Ingo Rechenberg
Oskar Czepa(Weltmeister 1951)
mit seinem A2-Flugmodell „Zahnstocher“
Regeln für die A2-Klasse:
Gewicht > 410 g
Fläche 32-34 dm2
Formel für die Sinkgeschwindigkeit eines Flugmodells:
3
22
a
w
cc
FGgvSink
ca = Aufriebsbeiwert
g = Erdbeschleunigung = Luftdichte
G = GewichtF = Flügelfläche
cw = Widerstandsbeiwert
Nicht zu beeinflussen
Durch Bestimmungen gegeben
Aerodynamische Güte
Flugmodell „Zahnstocher“ mit Vogelprofil - A2-Weltmeister 1951
!
Für Vogel und A2-Modell gilt die gleiche Strömungsphysik
Gleiche Reynoldszahl !
Harte Bionik:
2. Kapieren vor Kopieren
1. Evolutionsdenken
Die platte Naturkopie ist nicht das Ziel der Bionik !
Die bionische Lösung verlässt die Fabrik
Bioniker
2. Weltkrieg: Ewak, eine Insel im Pazifik. Ureingeborene sehen in Flugzeugen des dortigen US-Stützpunktes Göttervögel. Sie bauen Imitate aus Stroh und schlagen Landebahnen in den Urwald.
Auch unsere Kultur kopiert überlegene Techniken, nicht von Aliens, sondern von der Natur, auch dann, wenn es keinen Sinn macht und sie missverstanden wurden.
Fo
to:
Kla
us
Fie
dle
r
Rätselhaftes Insekt mit Pinselschwanz aus dem brasilianischen Urwald
Unverstanden und deshalb nicht technisch nachbaubar
LEONARDO DA VINCI
Das A und O der Bionik:
Kapieren vor Kopieren
Der auf den Arbeitstisch LEONARDOs gebeamte PC ist ohne Wert
Raoul Heinrich Francé (1874 – 1943)
und sein bionischer Salzstreuer (Patent Nr. 723 730)
Evolutionsbiologische Aufgabe der Mohnkapsel:Den Samen möglichst weit zu streuen !
Fliegende Samen
Wie gut arbeitet die biologische Evolution ?
EvolutionEvolution einer Augenlinse einer Augenlinse
Fdk
qk
Verformbarer Glaskörper als Evolutionsobjekt
0 2 kk kk k ddq MinundMin
Evolutionsstrategische Optimierung eines
Freiträgers mit minimalem Gewicht
Evolutionsstrategische Optimierung einer
Fachwerkbrücke mit minimalem Gewicht
Dynamische Brückenoptimierung
Melancholie, Kupferstich von Albrecht Dürer aus dem Jahr 1514
Magisches Quadrat
Ende