19.10.2017 11:22 Alter: 305 days

Technische Innovationen nach dem Vorbild der Natur: Zehn Jahre Bionik-Zentrum an der TUM

Von: Sabine Letz

Auf Initiative des Präsidenten entstand vor einem Jahrzehnt das "Leonardo da Vinci-Zentrum für Bionik" an der Technischen Universität München (TUM). Die fakultätsübergreifende Forschungsplattform fördert seither die technische Fortentwicklung und Ausgestaltung von Funktionsprinzipien, die sich die Natur im Evolutionsprozess zurechtgelegt hat: Das Kreativpotential im "Testlabor Natur" wird übersetzt in technische Lösungen. Entwickelt wurde beispielsweise das Multi-Arm-Snake-Like-Manipulatorsystem am Lehrstuhl für Mikrotechnik, eine intelligente Gebäudehülle entstand in der Architektur und Betonsegmentschalen geformt wie Schildkrötenpanzer wurden von Statikern der TUM entworfen. Nach einem Jahrzehnt des Aufbruchs unter Leitung des Ingenieurs Friedrich Pfeiffer führt nun der Biologe Harald Luksch das Bionik-Zentrum.

Der erste Prototyp eines Verschattungselementes für Gebäude nach Vorbild der Tulpenblüte, was an der Professur für Entwerfen und Gebäudehüllen entwickelt wurde. (© Carla Baumann)

Der erste Prototyp eines Verschattungselementes für Gebäude nach Vorbild der Tulpenblüte, was an der Professur für Entwerfen und Gebäudehüllen entwickelt wurde. (© Carla Baumann)

"Die Bionik findet Lösungen in Bereichen, in denen sie nicht erwartet werden", sagt Professor Harald Luksch vom Lehrstuhl für Zoologie, der nun die Leitung von Leonardo übernommen hat. Dieses "thinking outside of the box" werde glücklicherweise an der TUM gepflegt "Gerade eine so forschungsstarke Technische Universität wie unsere ist gut beraten, das Kreativpotential der Natur für sich zu nutzen".

Auf das Konto der ersten zehn Jahre zählen Projekte wie etwa das von Leonardo geförderte und am Lehrstuhl für Mikrotechnik und Medizingerätetechnik entwickelte Multi-Arm-Snake-Like-Manipulator-System, welches die Bewegung von Schlangen nachahmt: Es folgt den natürlichen Körperbahnen schlangenartig über Mund, Kehlkopf und Speiseröhre bis in den Magen – an seinem Ende finden sich Mikroinstrumente für den Einsatz in der Gastroenterologie wie auch der HNO-Chirurgie.

Die Tulpenblüte war das Vorbild für eine intelligente Gebäudehülle (Foto rechts), deren Innen- und Außenseite unterschiedlich rasch wächst. Auf das Konto der Professur für Technologie und Design von Hüllkonstruktionen (Architektur) geht der Prototyp eines autarken Sonnenschutzes; er verhindert, dass sich ein Gebäude aufheizt, während es diffuses Licht und energiearme Strahlung ins Innere lässt.  

Bionik: Natur nicht kopieren, sondern von ihr lernen

Diese beiden Beispiele für neue technische Lösungsmodelle klingen einleuchtend und logisch. "Der Heureka-Effekt bei der Entdeckung ist immer groß", sagt der Weihenstephaner Professor Luksch – "doch dann braucht es unendlich viel Grundlagenforschung, um die Inspiration zum anwendbaren Produkt werden zu lassen."

Die fächerverbindende Lehrplattform von Leonardo ist die Ringvorlesung Bionik mit konstant 200 Zuhörern. Dort werden die Forschungsansätze aus den unterschiedlichsten Fachdisziplinen präsentiert. "Wir laden aber auch Entwicklungsleiter von Unternehmen ein, um Anreize für die industrielle Forschung zu setzen und gegen die eigene Betriebsblindheit zu arbeiten", sagt Leonardo-Leiter Luksch. Neben dieser Ringvorlesung für alle Studierenden gibt es eine Vorlesung mit begleitenden Übungen im Studiengang Ingenieurwissenschaften an der Munich School of Engineering (MSE).

"Den Wert und die Herausforderungen der Bionik für die Technik zu verdeutlichen, ist mein Ziel und Auftrag", sagt Luksch. "Die Bionik schafft nicht schlagartig neue Produkte. Sie hat aber das Potential, die  revolutionären Innovationen von morgen zu generieren."

Das Bionik Zentrum wird weiterhin aus Mitteln der TUM finanziert. "Der biologische Funktions- und Arbeitsplan der Natur ist die kreativste Quelle für technische Lösungen, auch wenn es die herkömmlichen Technikdisziplinen noch nicht gemerkt haben," sagt TUM Präsident Herrmann. "Der Biologisierung der Ingenieurswelt gehört die Zukunft. Hierfür ist kein Forschungseuro falsch ausgegeben."


Mehr Informationen:

Website des Bionik-Zentrums: http://www.bionik.tum.de/index.php?id=2

Kontakt:

Prof. Dr. Harald Luksch
Technische Universität München
Lehrstuhl für Zoologie
Tel: +49 (8161) 71 - 2800
E-Mail: harald.luksch[at]mytum.de

Redaktion: Sabine Letz