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Bioniker wie Ingo Rechenberg arbeiten an völlig neuartigen Fertigungstechniken. Die Vision: Produkte entstehen künftig abfallfrei über Wachstumsprozesse.

Evolution? Innovation!

Vorbild Natur Wenn die Kunst-Libelle abhebt, blitzen die Augen von Ingo Rechenberg. Mit Libellen und anderen Lebewesen betreibt der Professor für Bionik und Evolutionstechnik an der Technischen Universität Berlin innovative Wissenschaft.

Herr Professor Rechenberg, ist die Libelle nur eine spinnerte Idee oder hat das Ganze einen tieferen Sinn?
„Micro-Air-Vehicle“ heißt sie und ist schon ein bisschen spinnert, aber nicht allzu sehr. Der weltweite Wettbewerb um die kleinste künstliche Libelle hat gerade erst begonnen. Am Ende könnte eine ferngesteuerte, fliegende Mini-Kamera mit Duftsensoren stehen, die ihre Daten per Mobilfunknetz überträgt. Zielabmessung des Air-Vehicles ist die Hornissengröße. Ein Schwarm Robo-Hornissen könnte beispielsweise nach Drogen oder Sprengstoff fahnden.
Welches Vorbild in der Natur fasziniert Sie am meisten?
Ganz klar: der Vogel. Es gibt so viele Tricks, die mich als Flugzeugbauer begeistern und von denen wir lernen können. Wenn wir alle Raffinessen des Vogelflugs umsetzten, könnten wir Flugzeuge bauen, die vielleicht bis zu 80 Prozent weniger Energie brauchen. Die inzwischen bei fast allen modernen Flugzeugtypen verwendeten aufgespreizten Flügelenden sind ein Anfang.
Und was begeistert Sie an der Bionik?
Die Bionik hat einen streng wissenschaftlichen Hintergrund, nämlich die biologische Evolution, und die ist kein dummes Optimierungsverfahren. Die Biologie entwickelt auf die schnellste und bestmögliche Art und Weise.
Technische Erfindungen haben sich ja schon immer die Natur zum Vorbild genommen. Was macht die Bionik darüber hinaus?
Die Bionik ist Grundlagenwissenschaft für eine neue Ingenieurausbildung. Biologisches und technisches Wissen wird parallel vermittelt. Pinguine, Wale und Delfine liefern alle Inhalte für eine Strömungsvorlesung über widerstandsarme Formen und Oberflächenstrukturen. Die Bionik ist aber auch immer eine Art Filter bei der Begutachtung neuer Ideen, zum Beispiel von Patenten.
Vor ein paar Jahren bekamen Sie von Nomaden in der marokkanischen Wüste einen Sandfisch geschenkt. Konnten Sie sein Geheimnis lüften?
Der Sandfisch ist zurzeit unser spannendstes Projekt. Das Tierchen, eigentlich eine Eidechse, bewegt sich tatsächlich wie ein Fisch durch den Wüstensand. Seine Reibung ist minimal. Wir haben festgestellt, dass der Sandfisch winzig kleine Schwellen hat, an denen kleinste Schmirgelpartikel von den Sandkörnern abgebürstet werden, bevor diese auf der Schuppe entlanggleiten. Diese Erkenntnis können wir überall nutzen, wo es um Reibung und Verschleiß geht, also bei Snowboards genauso wie bei Pneumatikzylindern.
Wo steht die Bionik in Deutschland im internationalen Vergleich?
Ich komme gerade aus Shanghai, wo die Chinesen sehr mit der Bionik liebäugeln. International betrachtet ist Deutschland sicher führend. Dazu hat auch das Netzwerk Biokon beigetragen, in dem unterschiedlichste Forschungsgruppen aus Ingenieurwissenschaften, Biologie und Architektur vertreten sind. Dort tauschen wir uns aus und stellen Kontakte zur Wirtschaft her.
Kann die Bionik auch einen Beitrag bei der Lösung unserer Energieprobleme leisten?
Wir haben sicher nicht die eine große Lösung parat, sondern eher viele kleine. Wir arbeiten zum Beispiel gerade an einer bionischen Wasserpumpe. Wenn wir Erfolg haben, werden Sie eines Tages in Ihrem Garten Wasser ohne das Geräusch einer klassischen Pumpe aus dem Boden fördern können. Hier ist der Baum unser Vorbild. Ein Baum transportiert Wasser aus dem Boden bis in den letzten Baumwipfel ohne bewegliche Teile. Sein Geheimnis ist ein komplexes Kapillarsystem, das wir zum Wasserpumpen umfunktioniert haben.
Die Bionik ist eine noch junge Wissenschaft. Was wird sie in zehn oder 20 Jahren entwickeln?
? Da wird es vor allem um völlig neuartige Fertigungstechniken gehen. Bisher wird ein Werkstück primär von außen bearbeitet. Aber wo gehobelt wird, fallen auch Späne. Wir werden zukünftig von innen über Wachstumsprozesse arbeiten wie die Biologie. Hier muss die Chemie uns Moleküle liefern, die sich selbst verdoppeln können. Eines Tages werden wir Zahnräder und Maschinenteile auf diese Weise wachsen lassen können. Die Biologie ist unschlagbar bei Werkstoffen – und die Natur arbeitet abfallfrei.
Die Nobelpreisträger für Physik und Chemie kommen in diesem Jahr aus Deutschland. Ist der deutsche Wissenschaftsstandort besser als sein Ruf?
Auf jeden Fall. In der Grundlagenforschung liegen wir auf höchstem internationalen Niveau. Aber auf dem langwierigen Weg bis zum Produkt sind wir nicht so gut. Es sollen sofort Verkaufszahlen her. In den USA ist man viel schneller bereit, auch mal etwas zunächst Skurriles zu unterstützen. Solche Firmen findet man hier fast nicht. Die Esslinger Firma Festo ist da eine große Ausnahme. Mit ihr entwickeln wir viele bionische Ideen. Den künstlichen Muskel für eine künstliche Hand kann man bereits kaufen.

Mehr Infos zum Thema Bionik:
www.bionik.tu-berlin.de
www.biokon.net
www.festo.com
www.bmbf.de/de/1010.php

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