Schwimmen wie ein Fisch, fliegen wie ein Vogel: Bionik-Forscher ergründen die Geheimnisse der Natur und ahmen ihre Wirkungsweise nach.

Die Wissenschaft der Bionik fasst Biologie und Technik zu einem Wort zusammen und benennt damit ihren eigenen Gegenstand: Natur inspiriert Technik. Wie kann die Forschung das Potenzial der Natur nutzen, um technische Probleme effizienter zu lösen – das ist die Fragestellung der Bionik.

Bionik ist zum einen biologische Grundlagenforschung, zum anderen Ingenieurwissenschaft: Forscher analysieren biologische Vorbilder, also Pflanzen und Tiere, um sie zu verstehen. Dann versuchen sie, diese Kenntnisse in technische Lösungen zu übersetzen.

Schon Leonardo da Vinci nahm sich die Natur zum Vorbild. Der Fortschritt der Computertechnik hat die Bionik in den letzten Jahrzehnten beflügelt: Damit kann man etwa komplizierte Bewegungsmuster von Spinnen berechnen. Doch im Ansatz macht die Wissenschaft nichts anderes als ihr Vorreiter Leonardo da Vinci, der schon vor 500 Jahren vom Fliegen träumte.

Um seinem Traum näher zu kommen, studierte da Vinci eifrig die Bewegungen von Vögeln und Fledermäusen. In seinem „Kodex über den Vogelflug“ von 1505 finden sich viele Vogelskizzen. Nach diesem Vorbild entwarf das italienische Mulit-Talent Flügel für Flugapparate. Allein an der praktischen Umsetzung scheiterte sein Projekt.

Patente der Natur

Die Haut von Haien hat die Bionik gelehrt, dass Mikrostrukturen Reibung reduzieren – eine Erkenntnis, die nicht nur in der Luftfahrt energiesparend umgesetzt wurde. Im Schwimmsport führte die Erkenntnis zu einer Flut von Rekorden durch neuartige Schwimmanzüge.

Heuschrecken und andere Insekten ertasten ihre Umgebung mit langen, beweglichen Fühlern, die sie kreisend bewegen. So finden sie sich in unbekanntem Gelände zurecht. Forscher des Fraunhofer-Instituts haben nach diesem Vorbild einen technischen Tastsensor entwickelt, der mobile Roboter bei ihrer Orientierung unterstützen soll.

Schon diese Entwicklungen zeigen, dass das Themenspektrum der Bionik viele Fächer umfasst – das liegt in der Natur der Sache. Biologen, Mediziner, Chemiker, Physiker und Ingenieure arbeiten in der Bionik zusammen. Ebenso vielfältig sind die Anwendungsbereiche.