Mikä on bioniikka? – Luonnon ratkaisuja tuotekehitykseen

Innovaatioiden kehittämisellä on yhä tärkeämpi rooli jatkuvasti lisääntyvän kilpailupaineen aikana. Saksalaisten insinöörien VDI -yhdistyksen ja Bionics Competence Network e.V BIOKONin mukaan bioniikan käyttö voi kuitenkin lisätä ratkaisevasti käyttäjien kilpailukykyä tulevaisuudessa. Tämä monitieteinen tutkimus voi rakentaa ja vahvistaa kestävästi yrityksiä ja tuotemerkkejä monilla eri toimialoilla. Mikä on bioniikka? Tämä on tieteellinen tieteenala, joka käsittelee toimintojen ja ominaisuuksien siirtämistä luonnosta ihmisten tekniseen maailmaan. Luonnosta oppiminen on tuotekehityksen keskiössä. Tällä tavalla luodaan innovatiivisia tuotteita, joille on ominaista korkea lisäarvo ja resurssitehokkuus.

Bioniikka tuotekehityksen periaatteena

Ymmärtääksemme biologisia rakenteita, materiaaleja, toiminnallisia periaatteita ja niiden toteuttamista tekniikassa tarvitaan useiden tieteenalojen osaamista. Bioniikka on erityisen sopiva oppiaine, joka herättää nuorten innostuksen luonnontieteisiin ja tekniikkaan ja motivoi heitä aloittamaan sopivan opintojakson. Tämä infografiikka näyttää esimerkiksi Saksan parhaiden yliopistojen ja teknisten korkeakoulujen sijoituksen tuotekehityksen alalla. Siellä luetellut huippuyliopistot ja tekniset korkeakoulut ovat jo integroineet bioniikan yhä enemmän koulutustarjontaansa.

Bioniikka tieteidenvälisenä tieteenä

Jopa valmistumisen jälkeen erilaiset työpajat ja seminaarit tarjoavat tutkijoille, insinööreille, tuotekehittäjille, arkkitehdeille ja suunnittelijoille oivalluksia bioniikan maailmasta ja ehdotuksia omaan tutkimuskäytäntöönsä.

Bionics Classic – yhteinen iho

Tuotteiden ja tuotantoprosessien optimointiin etsitään biologisia malleja, joiden ominaisuudet voidaan toteuttaa teknisissä sovelluksissa. Onnistuneita esimerkkejä bioniikasta ovat tarranauha, gekoteippi ja imukupit. Tunnettu esimerkki, joka mainitaan yhä uudelleen bioniikan yhteydessä, on lootusvaikutus. Lootuskukan pinta on tuskin likainen ja tämä vaikutus liittyy pintarakenteeseen. Kun tämä ominaisuus siirretään tekniikkaan, on nyt mahdollista luoda pintoja, jotka voidaan puhdistaa kostuttamalla vedellä. Springtailsin ihorakenne on myös hyvä malli nestettä hylkiville pinnoille.

Toinen esimerkki bioniikasta on hain iho. Nopeiden uintihaiden vaa’at on rakennettu siten, että ne vähentävät merkittävästi vastusta. Tällaisten havaintojen perusteella uimapuvut huippu -urheilijoille, innovatiiviset maalausjärjestelmät lentokoneille ja tuuliturbiinille sekä uusi silikonikerros, mikä vähentää alusten vedenalaista kasvillisuutta lähes 70 prosenttia.

Muita hyviä esimerkkejä bioniikan innovaatioista ja konsepteista ovat:

• Boxfish – se toimi mallina tulevalle Mercedeksen perheautokonseptille
• Vaa’an pinta hiekkakala – Seine Iho näyttää kiillotetulta ja sillä on kitkaa vähentäviä ominaisuuksia.
• Delfiinikello – se toimi mallina päärynänmuotoiselle keulakiinnitykselle aluksissa. Tällä tavalla suuret nopeudet ovat mahdollisia pienellä energiankulutuksella.
• Pingviinin kehon muoto on tekninen malli vedenalaisille ajoneuvoille
• Eisatz löytää myös bioniikan kevyestä rakenteesta. Biologisten voimansiirtimien, kuten luiden tai puunrunkojen, kasvukäyttäytyminen innostaa insinöörejä kehittämään komponentteja, jotka ovat kestävämpiä ja vakaampia.

Gekkojalka biologisena mallina

Tuotekehitys luonnon esimerkin perusteella ei ainoastaan ​​paranna toimintoa ja lujuutta, vaan myös korkean materiaalitehokkuuden. Materiaalibioniikalla voidaan saavuttaa sellaisten ominaisuuksien yhdistelmiä, jotka eivät olleet mahdollisia aiemmilla materiaaleilla: äärimmäisen murtolujuuden ja samalla murtumiskestävyyden yhdistelmä helmiäisrakenteessa, hampaissa ja luissa tai äärimmäisen vetolujuuden ja elastisuus hämähäkkisilkissä. Tällaiset materiaalit ovat mielenkiintoisia paitsi suorituskyvynsä myös biologisen hajoavuutensa vuoksi. Siksi on ehdottomasti syytä seurata bioniikan kehitystä tuotekehityksen alalla odotettavissa olevien ympäristövaikutusten suhteen.

Bioniikan ansiosta kiinteistöjen kiehtovat yhdistelmät ovat mahdollisia

Bioniikka kiehtoo nuoria ja vanhoja biologisten mallien nerokkuuden vuoksi. Luonnolla on paljon mahdollisuuksia innovatiivisiin ratkaisuihin, mutta tämä ei ole teollisuudessa millään tavalla loppuun käytetty. Tulevaisuudessa asiantuntijat odottavat vertailukelpoista innovaatiovauhtia uusien bioniikkainnovaatioiden avulla eri aloilla: teollisuudenalat, kuten auto-, kulutustavara-, rakennus- ja maatalouskoneet, sekä tulevat markkinat, kuten uusiutuvat energialähteet ja lääketieteellinen tekniikka, voivat hyötyä tästä paljon. Moniin bionisiin tuotteisiin liittyy merkittäviä materiaalisäästöjä, polttoainesäästöjä, pitkäikäisyyttä ja myrkyttömien materiaalien käyttöä, mikä kaikki johtaa resurssien säästöön ja kustannussäästöihin. Kehitys, kuten älykkäät, erityisesti mukautuvat pinnat, pinnoitteet, materiaalit ja rakenteet, esimerkiksi hankkeet mukautuvien tuuliturbiinien ja julkisivujen kehittämiseksi, ovat epäilemättä valtavia tulevaisuudessa.

bioniikan uusia innovaatioita odotetaan tulevaisuudessa