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Ingo Rechenberg

Ingo Rechenberg. PowerPoint-Folien zur 2. Vorlesung „Bionik I“. Wundersame Technologien in der Natur Geschichte der Bionik und die Leistung der Evolution. Weiterverwendung nur unter Angabe der Quelle gestattet. Ergebnisse der Evolution. Wundersame Technologien in der Natur.

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Presentation Transcript

  1. Ingo Rechenberg PowerPoint-Folien zur 2. Vorlesung „Bionik I“ Wundersame Technologien in der Natur Geschichte der Bionik und die Leistung der Evolution Weiterverwendung nur unter Angabe der Quelle gestattet

  2. Ergebnisse der Evolution

  3. Wundersame Technologien in der Natur

  4. Wundersame Technologien in der Natur 1 Lassospinne in Cowboy-Manier

  5. Wundersame Technologien in der Natur 2 Tiefsee-Anglerfisch mit Leuchtköder

  6. Wundersame Technologien in der Natur 3 Bombardierkäfer mit Flammenwenwerfer

  7. Wundersame Technologien in der Natur 4 Ein Schützenfisch zielt auf seine Beute

  8. Wundersame Technologien in der Natur 5 Fangreuse der Köcherfliegen Larve

  9. Wundersame Technologien in der Natur 6 Fallgruben des Ameisenlöwen

  10. Wundersame Technologien in der Natur 6 Scarabeus sacer bei der Rollarbeit

  11. Wundersame Technologien in der Natur 8 Wasserspinne in ihrer Taucherglocke

  12. Wundersame Technologien in der Natur 9 Pistolenkrebs mit Wasser-Colt

  13. Wundersame Technologien in der Natur 10 Jesus-Echse beim Überwasser-Sprint

  14. Aus der Geschichte der Bionik

  15. Dädalus und Ikarus Der erste Bioniker

  16. Federast Federstrahl Fahne Schaft Spule Das Wunder der Vogelfeder Bogenstrahl Federast Hakenstrahl Schaft Hakenfortsatz Es ist schwer die Feder technisch zu kopieren !

  17. Die Fledermaus: Einfach zu kopierendes fliegendes Vorbild

  18. Leonardo da Vinci (1452-1519) Leonardo da Vinci Entwürfe für eine Flugmaschine (1497 - 1500)

  19. Clément Ader (1841-1925) Vor der Prüfungskommission – 14. Oktober 1897 Der Avion III von CLÉMENT ADER macht nur kleine Hüpfer Kann nicht fliegen: Es fehlt das Höhenleitwerk zur Längs-Stabilisierung !

  20. S S S Auftriebswanderung am gewölbten Profil führt zur Instabilität des singulären Flügels

  21. S S S Keine Auftriebswanderung am ebenen Profil Ein ebenes Profil fliegt eigenstabil !

  22. Zwei „Bionik-Schriften“ Hermann Dingler: Bewegung der pflanzlichen Flugorgane (1889) ? Friedrich Ahlborn: Die Stabilität der Flugorgane (1897)

  23. Profil ebene Platte: fliegt längsstabil ! Flugsamen von Macrozanonia macrocarpa als Modell für ein Nurflügelflugzeug von Igo Etrich

  24. Igo Etrich (1879-1967) Zanonia-Gleiter von Igo Etrich 1906

  25. Otto Lilienthal (1848-1896) Otto Lilienthals systematische Studien zum Vogelflug

  26. Die Entdeckung der gerundeten Profilnase . . . 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“

  27. Im Sommer 1891 erreicht Lilienthal mit seinem Flugzeug Nr. 3 in Derwitz (Potsdam) Flugweiten bis zu 25 m. Rekonstruktion des Derwitz-Apparats von Otto Lilienthal

  28. Das Höhenleitwerk - Das A und O der Fliegekunst

  29. Otto Lilienthal 16. August 1894 Der Gleiter imitiert die Flügelaufspreizung eines Storches Entwicklung des Flugzeugs: Größte bionische Pioniertat

  30. t i e k h c i l d n i f Farbfilm p m E e t r e Auge i m r o N 400 500 600 700 Monitor 3-Chip Kamera Wellenlänge / nm 1801 stellte der Physiker Thomas Young die Hypothese auf, dass unser Auge alle Farbempfindungen aus drei Grundfarben zusammensetzt Young-Helmholtz Dreifarbentheorie Thomas Young (1773-1829)

  31. Friedrich Gottlob Keller (1816-1895) Die Erfindung des Holzfaserpapiers durch Friedrich Gottlob Keller 1845wurdedasFrankenbergerKreisblatt 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

  32. Velcro® („velours“ und „crochet“) Große Klette (Arcticum lappa) George de Mestral (1907-1990 Patent für einen technischen Klettverschluss 1951

  33. Über weiche und harte Bionik

  34. 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.

  35. Der Londoner Kristallpalast von 1851 und das Blatt der Victoria amazonica

  36. Buckminster Fuller Radiolarien Architekturbionik USA-Pavillon – Expo ’67

  37. Weiche Bionik Bionik als Kreativitätstechnik Harte Bionik Angewandte Evolutionsbiologie

  38. Winning Team A2-Modellflug-Weltmeisterschaft 1954 Ingo Rechenberg Beispiel für evolutionistische Bionik

  39. Oskar Czepa (Weltmeister 1951) mit seinem A2-Flugmodell „Zahnstocher“ Regeln für die A2-Klasse: Gewicht > 410 g Fläche 32-34 dm2

  40. Formel für die Sinkgeschwindigkeit eines Flugmodells: g = Erdbeschleunigung Nicht zu beeinflussen r= Luftdichte G= Gewicht Durch Bestimmungen gegeben F = Flügelfläche cw= Widerstandsbeiwert ca= Aufriebsbeiwert Aerodynamische Güte

  41. Für Vogel und A2-Modell gilt die gleiche Strömungsphysik Gleiche Reynoldszahl ! ! Flugmodell „Zahnstocher“ mit Vogelprofil - A2-Weltmeister 1951

  42. Harte Bionik: 1. Evolutionsdenken 2. Kapieren vor Kopieren

  43. Bioniker Die bionische Lösung verlässt die Fabrik Die platte Naturkopie ist nicht das Ziel der Bionik !

  44. Mikro Air Vehikel (MAV) Vorbild Libelle Schlagbewegung oder Rotation

  45. 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.

  46. Foto: Klaus Fiedler Rätselhaftes Insekt mit Pinselschwanz aus dem brasilianischen Urwald Unverstanden und deshalb nicht technisch nachbaubar

  47. Das A und O der Bionik: Kapieren vor Kopieren LEONARDODA VINCI Der auf den Arbeitstisch LEONARDOs „gebeamte“ PC ist ohne Wert

  48. Die Biotechnik ist der Gipfel der Technik überhaupt Raoul Heinrich Francé (1874 – 1943) Evolutionsbiologische Aufgabe der Mohnkapsel: Den Samen möglichst weit zu streuen ! und sein bionischer Salzstreuer (Patent Nr. 723730)

  49. Fliegende Samen

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