Bionik – Wikipedia Wikipedia

Le Bionique (aussi Biomimétisme , De Biomim ou Biomimèse ; Un mot de valise Biologie et Technologie ) traite du transfert de phénomènes de nature à la technologie. Un exemple bien connu de l’histoire pour cela est l’idée de Leonardo da Vinci de transférer le vol d’oiseaux vers des machines de vol. Un exemple de la vie quotidienne moderne est la fixation du velcro inspirée par les coulets. Les bioniques sont basés sur l’hypothèse que la nature occupée développe des structures et des processus optimisés à travers des processus évolutifs dont les humains peuvent apprendre. ^[d’abord]

En tant que domaine de recherche interdisciplinaire, Bionik attire des scientifiques, des ingénieurs, des architectes, des philosophes et des concepteurs. Les bioniques concernent la reconnaissance systématique des solutions à la nature vivante; Il se distingue de l’inspiration de la nature sans but. Leur objectif est toujours un objet ou une procédure technique séparée de la nature, ce qui rend la bionique des sciences qui utilisent des processus biologiques et élargissent comment la bioinformatique, la biophysique et la biochimie diffèrent. Bionik apporte des contributions importantes au processus de biologisation.

Bionik en utilisant l’exemple de trafic

L’un des fondateurs de Bionik, Werner Nachtigall, a défini le terme comme:

La première phrase de sa définition coïncide avec celle du VDI – cela décrit les bioniques comme ceci:

Le terme anglais bionique Pour la première fois, le major de l’American Air Force Jack E. Steele s’est présenté en 1960 lors d’une conférence sous la direction de Heinz von Foerster dans la base aérienne de Wright-Patterson à Dayton, Ohio, Ohio, avant: “ Bionics Symposium: Prototypes vivants – la clé de la nouvelle technologie ”. J.E. Steele, un neurologue en service militaire, mène le terme de la tribu grec “bios” (vie) et du suffixe “-onics” sur l’importance de “étudier”. Bionique se compose de biologie et de technologie.

Dans le monde d’anglais, le sens de bionique principalement sur la construction de parties du corps ou – générales – une combinaison de biologie et d’électronique (également en relation avec l’idée du cyborg). Ce qui est mentionné dans le monde allemand-dissuivant avec Bionik correspond davantage au terme en anglais biomimétique ou biomimétisme . Étant donné que de nombreux auteurs du problème linguistique sont conscients, les deux termes bioniques et biomimétiques sont désormais souvent utilisés synonymes.

L’inventeur italien Leonardo da Vinci, qui a analysé le vol des oiseaux dans son manuscrit dans son manuscrit dans son manuscrit et a tenté de transférer ses connaissances aux moteurs de vol dans son manuscrit au cours du vol d’oiseaux en 1505. Le premier brevet allemand de la région de Bionik a été donné en 1920 Raoul Heinrich Francé pour un “nouvel épandeur” basé sur le modèle d’une capsule de pavot. ^[4] En 1948, le scientifique suisse Georges de Mestral a développé la fixation velcro en fonction de l’escalade.

La conférence d’Ingo Rehenberg intitulée: «Le contrôle de la solution cybernétique d’une tâche de recherche expérimentale» est la jalon de 1964. Ici, il a démontré l’expérience Darwin-in-Windkanal, dans laquelle une plaque articulaire repliée en une forme en zigzag se développe évolutivement à la forme niveau de la résistance la plus basse. ^[5]

Les bioniques sont encore une science très jeune, c’est pourquoi l’importance économique est encore relativement faible, mais ces derniers temps, il y a de plus en plus de travail bionique et l’intérêt pour les développements bioniques augmente. Ces dernières années, de plus en plus de résultats de recherche de Bionik ont ​​été intégrés au développement de produits, qui est reconnu par l’importance croissante de la bionique. En outre, la pertinence croissante de Bionik devient claire par le nombre constamment croissant de projets financés par le ministère fédéral de l’Éducation et de la Recherche, la Fondation fédérale allemande pour l’environnement et le ministère fédéral de l’économie et du travail.
De plus, de nombreuses petites entreprises sont soutenues dans la recherche de bionics. Avec ces subventions, de nombreux produits ont atteint la maturité des produits afin qu’ils puissent être commercialisés. Un exemple d’un tel produit est la combinaison de baignade Speedo, qui ressemble à la structure de la peau de requin et reflète donc également ses avantages, tels qu’une résistance à l’eau plus faible.

Bionik ne s’est transformé en une discipline scientifique établie en particulier au cours des dernières décennies en raison de méthodes nouvelles et améliorées (puissance de calcul, processus de production, considérations interdisciplinaires). Dans le développement d’éléments fonctionnels techniques, les ingénieurs n’étaient pas toujours conscients des développements parallèles dans la nature. Le demi-timber a été développé sans connaître la structure fine des boules osseuses. Puisqu’il n’y a pas eu de transmission, on parle dans de telles correspondances formelles ou fonctionnelles d’équivalents et non de Bionik.

La biomimétique ou la bionique en tant que discipline scientifique, en revanche, recherche des structures de nature qui peuvent être techniquement importantes comme modèles de rôle. Cette procédure peut souvent être appelée analogies pures. Cependant, cela ne permet souvent que des sauts d’innovation mineurs, car l’application technique doit déjà être reconnaissable.

Il y a un effet de lotus (informatique)

Alternativement, certains principes structurels ou organisationnels peuvent être décrits par la recherche biologique fondamentale, qui ne sont alors reconnus comme adaptés à la transmission de la technologie. Par exemple, de nouvelles constructions à demi-rouleaux (par exemple pour le raidissement de la construction à double paroi) sont développées sur la base de l’examen de la structure osseuse. Les résultats sur l’immobilité et l’autonomie de certaines surfaces de légumes ont également conduit au développement de produits industriels différents tels que la couleur de la façade, les carreaux de toit et les auvents avec le soi-disant effet de lotus et l’aérodynamique recherchait de nombreuses suggestions en zoologie.

Le Bionic Learning Network est une association de recherche Festo avec les universités, les instituts et les sociétés de développement. L’objectif de l’initiative est de produire de nouveaux transporteurs technologiques grâce à l’application du Bionik.

The bionics can be divided into different sub -areas: the construction bionics compares construction elements and their integrations, the sensor orbionics examines the systems for stimulus, structural bionics analyzes biological structural elements, movement bionics drive mechanisms, surface influence and flow adjustment, neurobionics observed natural information transmission and transmission to computerate systems, the subject system IK examines complete constructions of living beings or their products, the device bionics implement natural equipment constructions, the process bionics are analytical examination of biological processes such as: B. Photosynthèse, les ioniques climatiques recherchent des systèmes de ventilation, de refroidissement ou de chauffage passifs, l’Anthropobionique étudie les mouvements animaux, souvent pour une utilisation dans la robotique, la bionique évolutive transmet une procédure évolutive pour la recherche (développement expérimental des erreurs expérimentales).

Dans le Bionique analogique Si un «processus de haut en bas» a lieu: vous définissez le problème, recherchez des analogies dans la nature, analysez ces analogies et recherchez enfin des solutions pour le problème avec les connaissances acquises dans la nature. Exemples:

• Airplane: Otto Lilienthal, Alberto Santos-Dumont et les Wright Brothers ont regardé le vol (locomotion) de grands oiseaux et ont ainsi optimisé leurs prototypes.
• Winglets aux extrémités des ailes des avions: les grandes vertèbres sur les pointes d’aile de l’avion compensent une consommation élevée de carburant, ce qui peut être réduit d’environ cinq à six pour cent en utilisant Winglets. Examen des ailes naviguant / oiseaux coulissants comme analogie d’avion. Description des ailes de la main de certaines espèces d’oiseaux (comme la barre de bus, le condor et l’aigle), qui au lieu d’une grande vertèbre provoque plusieurs plus petites et consomment donc moins d’énergie dans l’ensemble. Production d’ailes artificielles avec plusieurs pertes vertébrales (Winglets). Les concepteurs d’avions ont développé les ailes en un profil de boucle à l’extrémité de l’aile (boucle à ailes fendues) (spiroïde). L’exemple montre qu’à la fin de l’optimisation, leur dérivation bionique ne doit pas toujours être visible.

• Développement de nouveaux profils de pneus de voiture: le modèle biologique est, par exemple, des pattes de chat qui s’élargissent lors du changement de direction et ont donc une plus grande zone de contact à la surface.
• Les robots de type araignée, dont les jambes ont des fonctions de contrôle autonomes et les robots donc contrôlés centralement sont supérieurs.

Dans le Abstraction bionics Si un «processus ascendant» a lieu: vous effectuez la recherche biologique de base, examinez la biomécanique et la morphologie des fonctions des systèmes biologiques, reconnaissez et décrivez un principe sous-jacent, effectuez une abstraction de ce principe (détachement à partir du modèle biologique et traduction dans un langage non spécialiste), recherche d’applications techniques possibles et enfin développer de telles applications avec des ingénieurs, des techniciens.

Exemples:

• Invalidité et auto-nettoyage de certaines surfaces biologiques: l’observation et l’examen plus approfondi du fait que pratiquement toutes les substances solubles dans l’eau d’une feuille de la plante de lotus ont conduit à des brevets pour des structures de surface extrêmement malévables et auto-nettoyantes (par exemple pour une nouvelle surface artificielle comme couleur de face), l’effet du lotus. Voir également: Cix sur les feuilles de plantes, par exemple à partir de la fleur de lotus, de Kohlrabi, etc.
• Optimisation structurelle des composants (CAO et SKO): formes de croissance des arbres ou des os
• Films de riblet: Dans le cas de requins flottants rapidement, la surface de la peau se compose de petites pellicules rapprochées. Sur ces échelles, il y a des rainures fines à tranches tranchantes qui sont alignées en parallèle au courant. Ces rainures microscopiques entraînent une réduction de la résistance à la friction. Cet effet de réduction de la résistance est efficace dans tous les courants turbulents, c’est-à-dire également dans l’air. Les avions peuvent être couverts d’un film spécial (soi-disant film de riblet), qui a une structure similaire sur son dessus sur son dessus et réduit ainsi la résistance à l’air de l’avion. La base scientifique provient des enquêtes sur les requins fossiles et leurs “échelles”.
• Les cheveux de ramassage et d’autres dispositifs adhésifs à la surface des pieds de nombreuses espèces animales, comme surfaces biologiques structurées, sont utilisées comme modèle d’applications techniques, jusqu’à la construction d’un robot d’escalade autonome ^[6]

Un autre domaine lié aux bioniques que l’optimisation de la topologie. L’approche descendante est également utilisée ici. Les composants sont conçus, en tenant compte de leur fardeau futur de telle manière que les zones inutiles soient supprimées et seules les connexions nécessaires à la charge sont établies.

La pluie tombe comme modèle pour la loupe

Mise en œuvre technique:

• Eberhard Forth et Eberhard Schewitzer (éd.): Bionics. Lexique de poche de Meyer. Institut VEB Bibliographisches, Leipzig 1976, DNB-Info .
• Werner Nachtigall, Kurt G. Blüchel: Le grand livre de Bionik. De nouvelles technologies basées sur le modèle de la nature. DVA, Stuttgart et Munich 2000, ISBN 3-421-05379-0 (Edition spéciale 2003 sous ISBN 3-421-05801-6).
• Werner Nachtigall: Bionics. 2e édition. Springer, Berlin 2002, ISBN 3-540-43660-X.
• Torsten Rossmann, Cameron Tropea: Bionics: la recherche actuelle entraîne des résultats naturels, d’ingénierie et de sciences humaines. Springer, Berlin 2004, ISBN 3-540-21890-4.
• Zdenek Cerman, Wilhelm Barthlott, Jürgen Nieder: Inventions de la nature. Rowohlt, Reinbek 2005, ISBN 3-499-62024-3.
• Antonia B. bouleversé: Bionics. Fischer, Frankfurt AM Main 2005, ISBN 978-3-596-16123-2.
• Kurt G. Blüchel: Bionics. Comment nous pouvons utiliser les plans de construction secrètes de la nature. Goldmann, Munich 2006, ISBN 3-442-15409-X.
• Martin Zeuch: Bionics. Quoi, volume 122. Tessloff, Nuremberg 2006, ISBN 978-3-7886-1509-3.
• Lothar Brehmer: Nature – Un stimulateur cardiaque pour le développement d’avions. Projets-Verlag, Hall 2007, ISBN 978-3-86634-344-3.
• Sigrid Belzer: Les inventions les plus ingénieuses de la nature. Bionics pour les enfants. S. Fischer Verlag, Frankfurt AM Main 2010, ISBN 978-3-596-85389-2.
• Bionics. Bien sûr, brillant. L’objectif principal dans le Kulturmagazin Westfalenpiegel, numéro 4/2011, pp. 14-27.
• Christian Johnnesnes: Potentiel d’économie d’énergie par revêtement de requin. Dans: Navire et port , Numéro 9/2012, pp. 82–86, Seehafen-Verlag, Hamburg 2012, ISSN 0938-1643 .
• W. Barthlot, W. Erdelen, M. Daud Rafiqpoor: Biodiversité et innovations techniques: Bionics . Dans: Concept et valeur de la biodiversité. Études Routledge en politique et gestion de la biodiversité . 2014, ISBN 978-0-415-66057-0, S. 300–315 .
• M. C. Demirel, M. Cetinkaya, A. Pena-French, H. Jung: Avancées récentes dans les matériaux bio-inspirés à l’échelle nanométrique. Dans: Bioscience macromoléculaire. [Publication électronique avant la pression] décembre 2014, ISSN 1616-5195 . est ce que je: 10.1002 / mabi.201400324 . PMID 25476469 .
• Patricia Piekenbrock: Bionics. Apprendre de la nature – impulsions pour l’innovation. Vogel Business Media, Würzburg 2018, ISBN 978-3-8343-3438-1.

Bionik – Exposition sur les bâtiments et projets de l’architecte Moti Bodek, Freiland Potsdam.

1. ↑ Mutecharler, H.-D.: Philosophie naturelle . Kohlhammer, Stuttgart 2002, ici: 120f.
2. ↑ Werner Nachtigall: Bionik: bases et exemples pour les ingénieurs et les scientifiques. 2e édition, Springer-Verlag Berlin / Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-18996-8, p. 3.
3. ↑ Association VDI des ingénieurs allemands (éditeur): VDI 6220 Blatt 1. Bionik – Conception et stratégie – Différenciation entre les processus / produits bioniques et conventionnels . 2012.
4. ↑ Bureau des brevets allemands, n ° 723730
5. ↑ La conférence à Rehenberg a eu lieu dans la salle du Congrès de Berlin en septembre 1964 lors de la réunion annuelle du WGLR et du DGRR.
6. ↑ Stanislav Gorb & Dagmar Voigt: surfaces biologiques fonctionnelles comme modèles de rôle pour la technologie. Performance. Double édition 2 2009 / 1.2010: 69–77. Téléchargement PDF ( Mémento des Originaux à partir du 4 octobre 2015 Archives Internet ) Info: Le lien d’archive a été utilisé automatiquement et non encore vérifié. Veuillez vérifier le lien d’origine et d’archiver en fonction des instructions, puis supprimez cette note. @d’abord @ 2 Modèle: webachiv / iabot / performance.ey.com
7. ↑ BBC News sur la start-up américaine Nano nbd [d’abord]